致密砂岩核磁共振响应数值模拟及数据反演方法研究
发布时间：2021-02-28 03:43
核磁共振测井是评价地下油气资源的一种重要地球物理测井方法,已广泛用于常规储层评价。但非常规致密砂岩储层微小孔隙发育,流体赋存状态复杂,现有的核磁共振测井理论在致密砂岩储层应用中存在问题,主要表现为:致密砂岩储层孔隙中的流体受限扩散明显,常规的核磁共振谱流体识别方法在致密砂岩储层应用中受到限制;致密砂岩储层孔隙度低,核磁共振测井采集的回波数据信噪比低,现有的核磁共振数据反演方法反演结果误差大。由于饱和两相流致密砂岩核磁共振实验困难,本文从基于数字岩心的核磁共振响应数值模拟研究出发,探究致密砂岩核磁共振响应规律,研究受限扩散条件下核磁共振扩散-弛豫谱的流体识别方法,并发展低信噪比条件下高精度的核磁共振数据反演方法。首先,应用X射线CT法和马尔可夫链-蒙特卡洛（MCMC）法构建了致密砂岩三维数字岩心模型。由于致密砂岩非均质性强,提出了将致密砂岩数字岩心分成多个子岩心,然后根据选取的每个子岩心二维切面利用MCMC法分别进行子岩心的三维重构,最后将重构的子岩心按顺序进行叠加得到最终的三维数字岩心模型。并将其与X射线CT法构建的三维数字岩心进行比较,验证了该方法构建致密砂岩三维数字岩心的有效性。随...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文的技术路线
中国石油大学（北京）博士学位论文-15-行CT扫描实验，如图2.1为CT扫描致密砂岩样品获得的其中一幅二维灰度图像，分辨率为2.77μm。随后，截取二维灰度图像的中心部分并对其进行中值滤波处理，计算滤波后的二维图像的灰度分布，如图2.2所示。本文采取迭代阈值法计算灰度图像二值化分割的阈值，流程如下：①定义图像的平均灰度值ν为初始阈值T。②通过阈值T将图像分割成两部分R1和R2，利用公式（2.2）计算区域R1和R2的均值1ν和2ν：max1021==TiiiTνpiiνpii（2.2）式中，i为灰度值；pi为各灰度值的概率。③选择新的分割阈值12Tν+ν2。④重复上述步骤直至1ν和2ν不再变化为止，这样就获得了所需要的阈值T。图2.1致密砂岩岩心二维灰度图像Fig.2.1Two-dimensionalgrayimageoftightsandstonecore
在利用 MCMC 法构建二维数字岩心时，基于邻域思想，通常认为某点的状态取决于该点上方的 3 个点状态以及左边的 1 个点状态，然后该点右边的点的状态同时受这 5 个点的状态影响，此情形称为 5 点-6 点邻域系统，如图 2.4 所示，对于图像边界位置，即该点上方没有点时，5 点-6 点邻域系统可以简化为 2 点邻域系统。因此，MCMC 法构建二维数字岩心的过程如下：首先从参考图像二值化数据的第一行至最后一行进行遍历，获得不同 2 点邻域模型以及 5 点-6 点邻域模型的个数，然后计算出对应模型的概率（即条件概率），最后依据计算出来的条件概率，逐行从左到右确定重构二维数字岩心每个像素上的数值，通常第一个像素点（即（1, 1））的数值由孔隙度决定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于L1范数的低场核磁共振T2谱稀疏反演方法[J]. 蒋川东,常星,孙佳,李天威,田宝凤. 物理学报. 2017(04)
[2]砂岩核磁共振响应模拟及受限扩散[J]. 郭江峰,谢然红,邹友龙. 地球物理学报. 2016(07)
[3]模拟退火法建立数字岩心的一种补充优化方案[J]. 莫修文,张强,陆敬安. 地球物理学报. 2016(05)
[4]页岩气储层岩石三维数字岩心建模——以导电性模型为例[J]. 聂昕,邹长春,孟小红,贾爽,万宇. 天然气地球科学. 2016(04)
[5]基于纳米CT及数字岩心的页岩孔隙微观结构及分布特征研究[J]. 郭雪晶,何顺利,陈胜,陈玺,王烁,秦玲玲. 中国煤炭地质. 2016(02)
[6]马尔可夫链-蒙特卡洛法重构三维数字岩心及岩石核磁共振响应数值模拟[J]. 郭江峰,谢然红,丁业娇. 中国科技论文. 2016(03)
[7]致密储层数字岩心重构及核磁共振响应模拟[J]. 邹友龙,谢然红,郭江峰,谭茂金,胡法龙,李潮流,李长喜,周灿灿. 中国石油大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]基于非常快速模拟退火法的页岩岩心双重区域重构方法[J]. 邹孟飞,隋微波,王旭东,张爽. 油气地质与采收率. 2015(05)
[9]页岩压裂中压裂液返排率低的孔隙尺度模拟与解释[J]. 张磊,康钦军,姚军,高莹,孙海. 科学通报. 2014(32)
[10]基于迭代TSVD的NMR二维谱反演算法[J]. 周小龙,聂生东,王远军,张英力,杨培强. 波谱学杂志. 2013(04)
博士论文
[1]基于数字岩心的天然气储层岩石声电特性数值模拟研究[D]. 姜黎明.中国石油大学（华东） 2012
本文编号：3055265
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文的技术路线
中国石油大学（北京）博士学位论文-15-行CT扫描实验，如图2.1为CT扫描致密砂岩样品获得的其中一幅二维灰度图像，分辨率为2.77μm。随后，截取二维灰度图像的中心部分并对其进行中值滤波处理，计算滤波后的二维图像的灰度分布，如图2.2所示。本文采取迭代阈值法计算灰度图像二值化分割的阈值，流程如下：①定义图像的平均灰度值ν为初始阈值T。②通过阈值T将图像分割成两部分R1和R2，利用公式（2.2）计算区域R1和R2的均值1ν和2ν：max1021==TiiiTνpiiνpii（2.2）式中，i为灰度值；pi为各灰度值的概率。③选择新的分割阈值12Tν+ν2。④重复上述步骤直至1ν和2ν不再变化为止，这样就获得了所需要的阈值T。图2.1致密砂岩岩心二维灰度图像Fig.2.1Two-dimensionalgrayimageoftightsandstonecore
在利用 MCMC 法构建二维数字岩心时，基于邻域思想，通常认为某点的状态取决于该点上方的 3 个点状态以及左边的 1 个点状态，然后该点右边的点的状态同时受这 5 个点的状态影响，此情形称为 5 点-6 点邻域系统，如图 2.4 所示，对于图像边界位置，即该点上方没有点时，5 点-6 点邻域系统可以简化为 2 点邻域系统。因此，MCMC 法构建二维数字岩心的过程如下：首先从参考图像二值化数据的第一行至最后一行进行遍历，获得不同 2 点邻域模型以及 5 点-6 点邻域模型的个数，然后计算出对应模型的概率（即条件概率），最后依据计算出来的条件概率，逐行从左到右确定重构二维数字岩心每个像素上的数值，通常第一个像素点（即（1, 1））的数值由孔隙度决定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于L1范数的低场核磁共振T2谱稀疏反演方法[J]. 蒋川东,常星,孙佳,李天威,田宝凤. 物理学报. 2017(04)
[2]砂岩核磁共振响应模拟及受限扩散[J]. 郭江峰,谢然红,邹友龙. 地球物理学报. 2016(07)
[3]模拟退火法建立数字岩心的一种补充优化方案[J]. 莫修文,张强,陆敬安. 地球物理学报. 2016(05)
[4]页岩气储层岩石三维数字岩心建模——以导电性模型为例[J]. 聂昕,邹长春,孟小红,贾爽,万宇. 天然气地球科学. 2016(04)
[5]基于纳米CT及数字岩心的页岩孔隙微观结构及分布特征研究[J]. 郭雪晶,何顺利,陈胜,陈玺,王烁,秦玲玲. 中国煤炭地质. 2016(02)
[6]马尔可夫链-蒙特卡洛法重构三维数字岩心及岩石核磁共振响应数值模拟[J]. 郭江峰,谢然红,丁业娇. 中国科技论文. 2016(03)
[7]致密储层数字岩心重构及核磁共振响应模拟[J]. 邹友龙,谢然红,郭江峰,谭茂金,胡法龙,李潮流,李长喜,周灿灿. 中国石油大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]基于非常快速模拟退火法的页岩岩心双重区域重构方法[J]. 邹孟飞,隋微波,王旭东,张爽. 油气地质与采收率. 2015(05)
[9]页岩压裂中压裂液返排率低的孔隙尺度模拟与解释[J]. 张磊,康钦军,姚军,高莹,孙海. 科学通报. 2014(32)
[10]基于迭代TSVD的NMR二维谱反演算法[J]. 周小龙,聂生东,王远军,张英力,杨培强. 波谱学杂志. 2013(04)
博士论文
[1]基于数字岩心的天然气储层岩石声电特性数值模拟研究[D]. 姜黎明.中国石油大学（华东） 2012
本文编号：3055265
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