基于岩石重构图像的核磁共振响应模拟

能够反映孔隙介质内部真实复杂结构的CT图像经常被用于模拟研究中并能取得较好的结果. 但是,在很多情况下缺少三维CT图像或者其分辨率受限,此时,更易于获取的二维薄片图像被用于构建三维的孔隙结构图像. 假定孔隙介质各向同性,基于二维图像,使用多点统计方法可以构建岩石的三维孔隙结构. 基于数字图像,采用随机游走方法模拟得到核磁共振响应,然后由模拟得到的回波串反演得到T₂分布. 研究表明,岩石重构图像中的模拟结果与CT图像中的模拟结果有较好的一致性. 基于数字图像的核磁共振响应模拟为分析不同孔隙结构的核磁共振响应提供了便利,同时,模拟结果也为验证孔隙结构的重构效果提供了依据.     

基于水平集方法的低渗砂岩数字岩心气水两相渗流模拟

低渗致密砂岩气藏孔喉结构复杂,气水流动及分布规律表征难,常规岩心实验精细刻画困难。基于真实低渗砂岩岩心,利用Micro-CT扫描技术构建储层三维数字岩心,提取连通孔隙结构并建立非结构化四面体网格模型。结合水平集法与N-S方程,建立气水两相流数学模型并利用有限元方法进行求解,研究低渗砂岩气水两相流动中的水驱气过程、残余气分布特征、岩石润湿性对两相流的影响以及并联通道中的窜流特征。结果表明：利用水平集方法能清晰地观察到气水两相分布特征与驱替前缘的运移规律;岩石润湿性对两相流过程影响较大,水湿条件下采出程度更高;并联通道中的窜流现象明显,大通道中水相优先突破并形成优势流动通道,狭小通道中的流动受毛管现象影响,存在较大的附加阻力。     

缝洞型油藏致密基质灰岩的压力敏感性规律的NMR研究

相比于常规储层,缝洞型油藏灰岩储具有集体结构复杂、缝洞尺度差异大、裂缝起主要沟通作用等特点,使用常规方法研究其流动特性和流体分布规律异常困难.该文采用自行研制的核磁共振(NMR)在线驱替装置对塔河奥陶系油藏15块致密基质灰岩岩芯进行了压力敏感性实验,获得了高压及流动状态下岩芯的横向弛豫时间(T_2)谱变化情况.在此基础上分析了灰岩在压敏实验过程中微裂缝尺寸、孔隙度及渗透率的变化规律,并与常规测试分析结果进行了对比.结果表明:NMR在线检测技术可以定量测量岩芯孔隙及微裂缝的变化,为岩芯渗透率变化规律提供微观解释.     

Pores resolving simulation of Darcy flows

A theoretical formulation and corresponding numerical solutions are presented for microscopic fluid flows in porous media with the domain sufficiently large to reproduce integral Darcy scale effects. Pore space geometry and topology influence flow through media, but the difficulty of observing the configurations of real pore spaces limits understanding of their effects. A rigorous direct numerical simulation (DNS) of percolating flows is a formidable task due to intricacies of internal boundaries of the pore space. Representing the grain size distribution by means of repelling body forces in the equations governing fluid motion greatly simplifies computational efforts. An accurate representation of pore-scale geometry requires that within the solid the repelling forces attenuate flow to stagnation in a short time compared to the characteristic time scale of the pore-scale flow. In the computational model this is achieved by adopting an implicit immersed-boundary method with the attenuation time scale smaller than the time step of an explicit fluid model. A series of numerical simulations of the flow through randomly generated media of different porosities show that computational experiments can be equivalent to physical experiments with the added advantage of nearly complete observability. Besides obtaining macroscopic measures of permeability and tortuosity, numerical experiments can shed light on the effect of the pore space structure on bulk properties of Darcy scale flows.     

NMR T2 distributions and two phase flow simulations from x-ray micro-tomography images of sandstones.

The distribution of fluids in the pore space of a series of sandstones is calculated as a function of capillary pressure using a two phase flow simulation model. The pore space is represented by a system of channels and nodes which are derived from x-ray micro-tomography images of sandstones. The sandstones studied varied in permeability from approximately 40 to 3,000 mD. The simulation results illustrate the significance of the pore level by-pass phenomena in controlling the location of fluids within the pore structure. The implications of these results on the interpretation of NMR T(2) distributions to determine the irreducible water saturation are discussed.     

岩心孔隙介质中流体的核磁共振弛豫

弛豫时间是核磁共振研究中的一个重要参数,岩心孔隙介质流体的弛豫过程是自由流体弛豫机制、表面弛豫机制和流体的扩散弛豫机制共同作用的结果,它包含了丰富的孔隙和流体本身的信息. 弛豫时间和自扩散系数的测量及对弛豫时间的分析是核磁共振技术应用于岩心分析和石油勘测的重要内容.     

核磁共振T2谱换算孔隙半径分布方法研究

岩芯核磁共振T2谱和压汞分析数据均在一定程度上反映了岩石的孔隙结构特征，理论分析和二者频率分布图对比表明，这两组数据有较好的相关性，核磁共振T₂谱能够换算为反映岩石孔隙结构特征的孔隙半径分布图. 本文应用最大相关性原理、最小二乘法及插值算法等数学方法，给出了一个改进的将T2谱换算为孔隙半径分布图的实用有效新方法，求得了T2弛豫时间与岩芯孔隙半径r之间的换算系数C，计算过程中着重对比了T₂谱与压汞数据的主要分布区间，并考虑了压汞进汞饱和度小于100%对换算结果的影响. 天然砂岩岩芯核磁共振T₂谱换算为孔隙半径分布图的实际应用效果表明，着重对比T₂谱与压汞数据的主要分布区间，同时考虑压汞进汞饱和度小于100%对换算结果的影响是必要的，换算结果更加真实可信.     

应用核磁共振进行聚驱后泡沫驱油特性研究

采用并联岩心进行聚驱后泡沫驱油实验,利用核磁共振技术,对驱替后岩心的不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物驱、泡沫驱替阶段的驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,与水驱和聚合物驱相比,泡沫驱增大了波及的孔径的范围.泡沫可以在水驱和聚驱易发生窜流的大孔径通道形成封堵,从而波及到了水驱和聚驱未波及到的孔径,不但大幅度的提高了低渗岩心的采收率,也驱出了部分高渗岩心的小孔径的油.