一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法，涉及油气资源地质勘探及开发评价技术领域，包括：大尺度和小尺度岩石多分辨率

【技术实现步骤摘要】
一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法


[0001]本专利技术涉及油气资源地质勘探及开发评价
，尤其涉及一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法
。

技术介绍

[0002]随着我国多个盆地非常规油气勘探开发陆续出现重大突破，非常规油气已经成为国内油气增储上产的接替资源
。
然而，非常规油气储层一般具有较强的非均质性，在不同尺度岩心上均表现出岩性
、
物性明显纵向变化，尤其是跨尺度的纳米孔
‑
微米缝洞的发育，导致非常规油气储层参数高精度多尺度表征困难，限制了非常规油气经济高效勘探开发
。
[0003]核磁共振是一种高精度评价油气层参数的技术，尽管核磁共振实验能够测量岩石的核磁共振响应谱，但如何从核磁共振响应谱反映岩石的内部结构特征具有多解性，需要依赖核磁共振响应机理的分析认识
。
由于制作具有不同孔隙结构
、
矿物组分
、
润湿性等参数的岩石样品耗时长
、
操作复杂，因此通常采用数字岩心技术，利用计算机生成不同岩石样品模型，再采用数值模拟方法模拟核磁共振响应谱，进而研究核磁共振响应机理
。
然而，传统的数字岩心技术只能表征高精度小尺度数字岩石的核磁共振响应谱，尚未公开多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟的相关成果，导致核磁共振响应机理研究结果的有效性有限，其主要限制原因在于大尺度数字岩石模型分辨率低
、
孔隙连通性差，无法有效开展核磁共振响应谱模拟
。
[0004]因此，亟需研究一种方法，充分结合反映低分辨率大尺度岩石和小尺度岩石高分辨率的优势，构建小尺度数字岩石核磁共振响应谱图库，基于多谱合成的方法实现多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟
。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法，能有效融合不同尺度孔隙结构特征和核磁共振响应谱特征，避免了单一孔隙尺度核磁共振响应谱模拟不具有代表性的问题，为油气藏岩石物理属性的精细评价奠定了基础
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法，包括如下步骤：
[0008]步骤
S1.
大尺度和小尺度岩石多分辨率
CT
扫描实验；
[0009]步骤
S2.
小尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟；
[0010]步骤
S3.
小尺度数字岩石核磁共振响应谱图库构建；
[0011]步骤
S4.
多谱合成多尺度数字岩石核磁共振响应谱
。
[0012]可选地，步骤
S1
中，大尺度和小尺度岩石多分辨率
CT
扫描实验的步骤，包括：
[0013]步骤
S11.
将待研究的大尺度岩石切割为规则的立方体或圆柱体，并进行洗油处理；
[0014]步骤
S12.
对步骤
S11
得到的规则的立方体或圆柱体进行低分辨率
CT
扫描；
[0015]步骤
S13.
根据步骤
S12
得到的
CT
扫描图像，选择多个具有不同结构特征的区域进行钻取，得到小尺度子岩石；
[0016]步骤
S14.
对步骤
S13
得到的小尺度子岩石，进行高分辨率
CT
扫描
。
[0017]可选地，步骤
S2
中，小尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟的步骤，包括：
[0018]步骤
S21.
以步骤
S14
中得到的
CT
扫描图像为基础，利用基于样式的生成对抗网络方法生成大量具有相同分辨率的小尺度数字岩石；
[0019]步骤
S22.
结合随机游走方法和有限元方法，模拟步骤
S21
中生成的每块小尺度数字岩石的核磁共振响应谱
。
[0020]可选地，步骤
S3
中，小尺度数字岩石核磁共振响应谱图库构建的步骤，包括：
[0021]步骤
S31.
利用最大球孔隙网络模型方法计算步骤
S21
中生成的每块小尺度数字岩石的孔隙结构；
[0022]步骤
S32.
以孔隙度为横坐标，以孔隙半径中值为纵坐标，建立孔隙度
‑
孔隙半径中值网格，每个网格单元代表在相应孔隙度和孔隙半径中值的条件下由步骤
S22
中生成的对应小尺度数字岩石的核磁共振响应谱；
[0023]步骤
S33.
若步骤
S32
中某网格单元不存在相对应的小尺度数字岩石的核磁共振响应谱，则将周围8个网格单元的核磁共振响应谱平均值赋给该网格单元，实现小尺度数字岩石核磁共振响应谱图库的构建
。
[0024]可选地，步骤
S4
中，多谱合成多尺度数字岩石核磁共振响应谱的步骤，包括：
[0025]步骤
S41.
以步骤
S12
大尺度岩石的低分辨率
CT
扫描图像和步骤
S14
小尺度岩石的高分辨率
CT
扫描图像为训练样本，利用循环生成对抗网络方法将大尺度图像的分辨率提高至步骤
S14
小尺度岩石
CT
扫描分辨率；
[0026]步骤
S42.
将步骤
S41
提高分辨率后的大尺度数字岩石分割，得到
n
×
n
×
n
块小尺度数字岩石；
[0027]步骤
S43.
利用最大球孔隙网络模型方法计算步骤
S42
中每块小尺度数字岩石的孔隙结构；
[0028]步骤
S44.
利用步骤
S33
构建的小尺度数字岩石核磁共振响应谱图库和步骤
S43
孔隙结构结果，得到每块小尺度数字岩石的核磁共振响应谱，再将全部小尺度数字岩石的核磁共振响应谱以横向弛豫时间值对应的方式叠加，实现多谱合成多尺度数字岩石核磁共振响应谱
。
[0029]本专利技术的有益效果是，本专利技术的方法实现多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟，有效融合不同尺度孔隙结构特征和核磁共振响应谱特征，避免了单一孔隙尺度核磁共振响应谱模拟不具有代表性的问题，克服了传统数字岩心核磁共振响应谱模拟无法表征多尺度孔隙结构信息的局限，提高了岩石核磁共振响应谱模拟结果的精度，易于揭示多尺度多参数配置条件下岩石核磁共振响应机理，为油气藏岩石物理属性的精细评价奠定了基础
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1.
大尺度和小尺度岩石多分辨率
CT
扫描实验；步骤
S2.
小尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟；步骤
S3.
小尺度数字岩石核磁共振响应谱图库构建；步骤
S4.
多谱合成多尺度数字岩石核磁共振响应谱
。2.
如权利要求1所述的一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法，其特征在于，步骤
S1
中，大尺度和小尺度岩石多分辨率
CT
扫描实验的步骤，包括：步骤
S11.
将待研究的大尺度岩石切割为规则的立方体或圆柱体，并进行洗油预处理；步骤
S12.
对步骤
S11
得到的规则的立方体或圆柱体进行低分辨率
CT
扫描；步骤
S13.
根据步骤
S12
得到的
CT
扫描图像，选择多个具有不同结构特征的区域进行钻取，得到小尺度子岩石；步骤
S14.
对步骤
S13
得到的小尺度子岩石，进行高分辨率
CT
扫描
。3.
如权利要求1所述的一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法，其特征在于，步骤
S2
中，小尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟的步骤，包括：步骤
S21.
以步骤
S14
中得到的
CT
扫描图像为基础，利用基于样式的生成对抗网络方法生成大量具有相同分辨率的小尺度数字岩石；步骤
S22.
结合随机游走方法和有限元方法，模拟步骤
S21
中生成的每块小尺度数字岩石的核磁共振响应谱
。4.
如权利要求1所述的一种多尺度数字岩石核磁共振响应谱模拟方法，其特征在于，步骤
S3
中，小尺度数字岩石核磁共振响应谱图库构建的步骤，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫伟超，邢会林，李三忠，王秀娟，范阳晨，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：