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储层微观结构的随机模型及其渗流规律的数值模拟

程伟  
【摘要】:基于储层岩心的CT图像,采用随机理论研究了储层孔隙微观结构的随机分布特征,基于Monte-Carlo随机模拟技术,重建了储层的二维微观孔隙结构;采用Comsol Multiphysics软件对重建的二维孔隙结构内的微观流动进行了数值模拟,针对微观模拟的结果分析了其对应的宏观渗流参数;进而研究了孔隙微观几何参数的随机分布特征对其宏观渗流力学的影响,分析了储层宏观渗流力学参数的随机分布规律。主要的研究内容如下: (1).基于数字图像处理技术,提取了岩心的微观孔隙结构;并对微观孔隙的几何特征进行了分析,建立了孔隙几何特征的描述参数;进而基于CT图像对不同层位处的孔隙结构进行了分析,研究了孔隙几何特征参数的统计学特征。 (2).对实际数据和孔隙描述参数进行统计学分析,引入随机理论,建立孔隙随机分布模型。由Monte-Carlo随机模拟技术,结合前述得出孔隙参数的统计学特征,并按此分布特征随机生成一系列孔隙模型样本。 (3).采用多场耦合有限元软件Comsol Multipysics对所建立的模型进行微观数值模拟。通过实验来总结微观层面上,流体在岩石孔隙内的渗流规律。基于不可压缩N-S方程,对孔隙内流体与岩石的作用机理进行研究。由微观渗流参数的随机分布特征推导宏观渗流参数的随机变化规律。 (4).对重构孔隙结构模型的模拟结果进行分析和评价。通过对模型参数分布特征的分析,研究微孔内部流-固耦合作用的机理以及微孔流动受参数的影响。通过对比实际模型的计算,从方法上评价两类模型的差异,同时考虑不同参数对微孔渗流的影响,对重构模型的计算结果进行对比和评价。针对宏观渗流力学参数的变化特征评价模型的有效度。


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