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| 1 | 基于微CT技术的砂岩数字岩石物理实验显示文摘数字岩石物理技术可弥补传统岩石物理实验的诸多不足,为岩石物理学研究提供一个新平台.本文以常规砂岩为研究对象,利用微CT扫描结合先进的图像处理技术建立了具有真实孔隙结构特征的三维数字岩芯模型;应用Avizo软件内含的多种形态学算法进行数字岩芯孔隙结构量化及表征研究,统计获取了孔隙度、孔隙体积分布及孔径分布特征,建立了等价孔隙网络模型;将Avizo与多场耦合有限元软件Comsol完美对接,实现了孔隙尺度的渗流模拟并计算获得绝对渗透率,对于考虑固相充填孔隙的情况,模拟计算了岩石有效弹性参数,并与近似Gassmann方程良好验证.本文所提出的将Avizo与Comsol结合使用的方法丰富了现有的数字岩石物理研究手段,为其大规模发展提供了一条新途径. | 刘向君 朱洪林 梁利喜 | 2014 | 地球物理学报2014，57，4： | 83 |
| 2 | 三维数字岩心建模方法综述显示文摘三维数字岩心在孔隙尺度上描述了岩石的微观结构,已经成为定量分析岩石孔隙结构和岩石物理数值模拟的基础.本文介绍了构建三维数字岩心的两种常用方法;X射线层析扫描成像(CT)和基于岩石二维图像的重建算法,并分析了其优缺点和适用范围.以砂岩为例,定量比较了X射线CT、顺序指示模拟(SIS)、多点地质统计学(MPS)和过程法构建的三维数字岩心.结果表明:过程法重建的三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心最接近,而随机法重建的三维数字岩心孔隙连通性较差.结合复杂储层的岩石物理数值模拟,对三维数字岩心建模技术的发展方向做了展望,认为多尺度、多组分和纳米级三维数字岩心将在岩石物理数值模拟中发挥重要作用. | 刘学锋 张伟伟 孙建孟 | 2013 | 地球物理学进展2013，28，6： | 47 |
| 3 | 数字岩心技术测井应用与展望显示文摘分别从数字岩心的建模、岩石物理属性模拟及数字岩心技术在测井领域中的应用等3个方面介绍了数字岩心技术。介绍了2种建模方法——物理实验方法和数值重建方法,指出其各自优缺点。提出了数字岩石物理实验的概念,基于数字岩心进行岩石电性、声学特性、核磁共振特性及渗流特性等数值模拟实验。重点探讨了数字岩心技术在测井领域中的应用——定量分析低电阻率的成因、确定碳酸盐岩储层的饱和度指数、建立测井解释模型等。指出了数字岩心技术在测井领域的发展方向。 | 孙建孟 姜黎明 刘学锋 王海涛 闫国亮 赵建鹏 | 2012 | 测井技术2012，36，1： | 36 |
| 4 | 数字岩心建模方法研究现状及展望显示文摘数字岩心是进行岩石物理数值模拟实验的重要平台,可以广泛地应用于固体力学、声学、电学、流体力学及流固耦合等数值模拟实验,但进行各种数值模拟实验的前提是要建立一个准确的三维数字岩心模型.通过系统调研国内外数字岩心建模方法,将数字岩心建模方法划分为三大类:物理实验法、数值重建法和混合法.在简要介绍不同建模方法的基本原理和优缺点的基础上,对今后建模方法的发展进行了展望.研究结果表明:序列切片成像法与聚焦离子束等技术相结合将会是研究致密岩石孔喉结构特征的重要手段;X射线CT扫描法具有快速、精确、无损的优点,它会是最主要的建模方法,更适用于常规和低渗透岩心.随机模拟法具有成本低效率高的优势,在所建模型准确性较高的前提下,它将是重要的建模方法;过程法模拟了沉积岩石的形成过程,具有独特的建模优势,适用于成岩作用简单的岩石;混合法结合多种建模方法的优点,是建立双孔隙网络或含裂缝等复杂数字岩心模型的最佳选择. | 林承焰 吴玉其 任丽华 王杨 闫伟超 孙小龙 张宪国 张依旻 | 2018 | 地球物理学进展2018，33，2： | 38 |
| 5 | 碳酸盐岩双孔隙数字岩心结构特征分析显示文摘基于扫描电子显微镜(SEM),分别获取用来描述碳酸盐岩大孔隙和微孔隙特征的低分辨率岩心薄片和高分辨率岩心薄片,利用马尔可夫链蒙特卡洛方法构建相应的大孔隙数字岩心和微孔隙数字岩心,并通过叠加法构建出同时描述大孔隙和微孔隙性质的碳酸盐岩双孔隙数字岩心,最后对数字岩心的孔隙结构特征进行分析评价。结果表明:马尔可夫链蒙特卡洛法能够基于真实岩心薄片快速构建出三维数字岩心;叠加法构建的碳酸盐岩双孔隙数字岩心的孔隙连通体积比明显提高,微孔隙的叠加对提高整个碳酸盐岩双孔隙数字岩心的连通性有着重要影响;碳酸盐岩双孔隙数字岩心孔隙尺寸分布大体上遵从双峰分布,能够同时描述大孔隙和微孔隙特征。 | 王晨晨 姚军 杨永飞 王鑫 汲广胜 高莹 | 2013 | 中国石油大学学报(自然科学版)2013，37，2： | 25 |
| 6 | 多点地质统计学在三维岩心孔隙分布建模中的应用显示文摘介绍多点地质统计学及其用于三维岩心孔隙结构建模的原理和方法。基于多点地质统计方法,以均质性较好的Fontaineblean砂岩的二维薄片为基础,重构三维孔隙结构模型,并且应用局部孔隙度理论和渗流概率函数进行准确性评价。结果表明:由此获取的孔隙结构模型与真实三维岩心孔隙分布十分相近,且具有相似的均质性和孔隙连通性;重构的三维孔隙结构模型不仅可以用来表征真实岩心的孔隙连通性和均质性,而且也可以作为其他物理特性模拟的基础。 | 张丽 孙建孟 孙志强 姜黎明 刘学锋 | 2012 | 中国石油大学学报(自然科学版)2012，36，2： | 19 |
| 7 | 虚拟岩石物理研究进展显示文摘虚拟岩石物理(或称数字岩石物理)是在地质条件约束下,利用现代数学方法与成像技术,建立数字岩心,开展物理场数值模拟,计算等效物理参数,研究岩石微观结构、物质组成与宏观等效性质之间的关系。虚拟岩石物理主要包含数字岩心建模和等效物理性质模拟两大部分,其中数字岩心对应于真实岩心,等效物理性质模拟对应于实验室物理实验,两者的结合实现了物理实验的数字仿真。虚拟岩石物理存在两种研究路线:一是按照一定的研究目的,采取适当的建模技术建立数字岩心序列,计算等效参数,系统地探讨储层特征参数与等效物理参数间的关系,这是一种间接方法;二是采用物理方法建立数字岩心,计算等效参数,并结合实验室分析测量数据、测井资料直接进行油气检测与储层评价。文中讨论了虚拟岩石物理的进展及存在的问题后认为,虚拟岩石物理已经成为物理实验的重要补充手段,将促进岩石物理学各领域的发展。 | 朱伟 单蕊 | 2014 | 石油地球物理勘探2014，49，6： | 15 |
| 8 | 页岩气储层岩石三维数字岩心建模--以导电性模型为例显示文摘由于页岩气储层具有低孔低渗、各向异性突出、矿物组分复杂等特点,作为基础研究的岩石物理实验开展非常困难,三维数字岩心模型的建立可为其物理特性的数值模拟奠定基础,但常规的建模方法并不适用于复杂的页岩气储层。利用页岩气储层的二维SEM—EDS图像获得其各组分的分布特征,选取导电性模拟需要的组分(孔隙、黏土矿物、黄铁矿、有机质等)以及可以体现岩石宏观特性的尺度(40μm^3),选用马尔可夫链—蒙特卡罗(MCMC)法并加以改进,分别构建各微观组分的三维模型,并将这些模型嵌套组合,最终获得包含导电性相关的矿物组分以及原始结构特征的页岩气储层微米级三维数字岩心。对建模方法和建模的结果进行了评价,结果表明建立的数字岩心模型可以进行页岩气储层导电性的数值模拟研究,也为页岩气储层其他物理性质的三维数字岩心建模提供了思路;提出了建模方法中存在的问题和不足,对以后的页岩气储层数字岩心建模方面的研究提出了建议。 | 聂昕 邹长春 孟小红 贾爽 万宇 | 2016 | 天然气地球科学2016，27，4： | 13 |
| 9 | 岩石颗粒胶结方式对储层岩石弹性及渗流性质的影响显示文摘为研究岩石颗粒胶结方式对储层岩石弹性和渗流性质的影响,采用过程模拟法构建了三维数字岩心,在此基础上,分别利用有限元方法和格子玻尔兹曼方法研究了胶结物均匀生长、沿孔隙生长和沿喉道生长3种胶结方式对岩石弹性和渗流特性的影响规律.结果表明:岩石颗粒胶结方式会影响岩石刚性和孔隙连通性,引起岩石弹性模量和渗透率的变化.在相同孔隙度下,胶结物沿喉道生长形成的岩石抗压性最强,渗透率最小;沿孔隙生长形成的岩石抗压性最弱,渗透率最大.3种胶结方式下,岩石弹性模量随着胶结物含量增加而增大,变化率近似相等;岩石渗透率随着胶结物含量的增加而减小,岩石渗透性对颗粒胶结方式的变化更敏感. | 赵建鹏 孙建孟 姜黎明 陈惠 闫国亮 | 2014 | 地球科学(中国地质大学学报)2014，39，6： | 12 |
| 10 | 识别复杂储层流体性质的新途径显示文摘高信息丰度的声波测井所测量与衍生的特性参数及其组合,与油气层密切相关,是识别气层、轻质油层的有效手段,但是测井资料的处理和解释还主要局限于时间域(时差或速度)的应用。为挖掘与充分利用获得的信息,以岩石物理研究的基本方法入手,从理论分析、岩石物理实验、三维数字岩心微观数值模拟以及现场应用等4个方面论证声学及其衍生的岩石力学特性系列参数在识别复杂储层流体性质的可行性和有效性,确立其理论方法的地位。在此基础上,形成拉梅系数、体积压缩系数、泊松比重叠分析的评价模式和方法,识别碳酸盐岩、火山岩、低孔隙度低渗透率等复杂储层的气层与轻质油层,见到良好地质效果。 | 曾文冲 邱细斌 刘学锋 | 2014 | 测井技术2014，38，1： | 9 |
| 11 | 数字岩心孔隙网络模型的构建方法显示文摘数字岩心技术作为一种新兴的数值模拟计算方法,通过真实的岩心样品反映岩心的内部复杂结构,从微观层面上开展对岩心孔隙结构及剩余油的理论研究,有利于提高原油采收率,为现场生产提供技术指导。介绍了构建三维数字岩心的两种常用方法:X射线扫描成像和基于岩心二维图像的重建算法,并分析了其优缺点和适用范围。以砂岩为例,定量比较了X射线、Marching Cubes(MC)算法和过程法构建的三维数字岩心。结果表明:过程法重建的三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心较接近,而Marching Cubes算法重建的三维数字岩心孔隙连通性与真实岩心更加接近,三维数字岩心将在岩石物理数值模拟中发挥重要作用。 | 赵玲 石雪 夏惠芬 | 2018 | 科学技术与工程2018，18，26： | 9 |
| 12 | 致密砂岩孔隙尺度应力敏感分析显示文摘油田开发过程中,有效应力随地层压力减小而增加,储层岩石发生形变,孔隙度及渗透率降低,应力敏感现象明显。基于应力敏感实验以及岩心CT扫描图像,采用MIMICS和ANSYS软件,利用有限元方法从孔隙尺度对致密砂岩岩心单轴受力及三轴受力过程进行模拟,分析了应力条件下孔隙结构的变化规律。结果表明:非均质性对储层应力敏感具有明显影响;单轴应力作用下,岩心孔隙边缘和孔隙连接处存在应力集中现象;节点位移呈层状分布且受应力传递的影响;三轴应力作用下,岩心骨架受力变形,孔隙概率分布左移,导致平均孔径、孔隙度及渗透率损失。孔隙度越高,其平均孔径降低幅度越大,即孔隙度降低幅度越大。 | 丛海龙 吴子森 李虹 杨凯 向洋 张涵之 | 2019 | 科学技术与工程2019，19，15： | 8 |
| 13 | 基于多点地质统计学的数字岩心建模显示文摘常用的数字岩心建模方法有X射线CT扫描法、模拟退火法和过程法。X射线CT扫描法虽然能够建立准确的三维数字岩心模型,但是其价格贵、周期长;模拟退火法和过程法能够降低建模成本提高建模效率,不过模拟退火法不能有效地表征孔隙结构的长距离连通性,过程法不适用于模拟成岩作用复杂的岩石。为了解决以上问题,提出基于多点地质统计学重构数字岩心模型的方法。以密西根盆地Waverly组的Berea砂岩为例,从X射线CT扫描法构建的Berea砂岩模型中提取两个1503体素的代表体积元,令一个为训练图像,另一个为真实模型;把真实模型的两张切片作为条件数据,使用多点地质统计学法重构出三维数字岩心模型。通过以变差函数、孔隙结构参数和单相流渗流参数为评价指标,对重构模型的准确性及该方法的可行性进行研究。结果表明:重构模型与真实模型的孔喉几何形态和拓扑结构具有较高的一致性,证明了重构模型的准确性和多点地质统计学法建立数字岩心模型的可行性。 | 吴玉其 林承焰 任丽华 闫伟超 王杨 陈仕臻 由春梅 张丽 | 2018 | 中国石油大学学报(自然科学版)2018，42，3： | 7 |
| 14 | 考虑岩石结构的砂砾岩有效储层测井判识方法显示文摘以东营凹陷盐家沙四上亚段砂砾岩体为研究对象,通过岩心、试油及气测资料提取有效储层样本,观察其岩心、薄片及成像测井图像特征,发现有效储层在宏观和微观上都表现为岩石结构相对均匀、分选较好的含砾砂岩或砾状砂岩.数字岩心模拟也表明,孔隙度相同,但岩石结构不同,电阻率响应差异较大,因此,判识储层的有效性应考虑区分岩石结构差异.实际资料处理中,在测井曲线最优分层、测井相聚类判识岩性大类的基础上,利用成像测井图像模式,对岩性大类进行结构细分,采用'岩石结构+电性下限'双重条件限定有效储层的思路,建立多信息融合逐步判识有效储层的半定量方法,并取得较好的应用效果. | 闫建平 蔡进功 赵铭海 李尊芝 | 2011 | 同济大学学报(自然科学版)2011，39，9： | 6 |
| 15 | 基于粒子群优化的岩石薄片三维图像重建显示文摘基于2维图像的砂岩3维结构重建中,确定3维结构的自相关函数分布是一个难题。基于傅里叶变换的重建方法利用经验公式确定重建3维结构的自相关函数,但重建结果的误差较大。该文提出以3维结构的自相关分布作为粒子的位置,以3维结构与2维图像统计特征的误差作为粒子的适应度,用粒子群优化确定重建问题的最优解。与基于傅里叶变换重建算法相比,该方法得到的重建结果统计特征与2维图像的相似度明显提高。与经典的模拟退火重建算法相比,达到相同的重建效果,基于粒子群优化的重建方法具有更高的效率,具有良好的实际应用价值。 | 滕奇志 唐棠 李征骥 何小海 | 2011 | 电子与信息学报2011，33，8： | 6 |
| 16 | 地震勘探中的多尺度问题及其研究进展显示文摘在地震定量解释中常需使用多种地球物理数据(地质、地面地震、井间地震、VSP、测井与实验室岩芯测试等数据)进行储层预测和烃类检测,然而由于各种资料间存在着记录方式、观测频率的差异及储层非均质性的影响,在联合应用中存在着多尺度问题,该问题是地震勘探中仍未解决的重大难题之一.本文详细阐述了多尺度问题的内涵及该问题在地震勘探中的表现,并重点论述国内外主要研究进展,特别在实验室跨尺度测量技术、数字岩芯技术与其他地球物理技术联合应用解决该问题的进展,并分析讨论了目前地震勘探中多尺度问题研究中存在的不足、研究方向及建议. | 未晛 杨志芳 晏信飞 | 2019 | 地球物理学进展2019，34，6： | 6 |
| 17 | 利用CT图像与压汞核磁共振构建高精度三维数字岩心显示文摘X射线CT扫描作为岩心孔隙结构研究的主要手段之一,遇到的最主要的难题是微米CT无法识别微孔隙。纳米CT能够反映岩心微孔隙的信息,在一定程度上弥补微米CT扫描的不足。纳米CT扫描岩样的尺寸很小,即使对于均质性较好的岩心,选取岩样时的位置不同,得到的岩心参数也会有所差异,对于非均质性强的岩心,结果差异会更大。针对该问题提出利用CT扫描图像与压汞核磁共振资料结合构建高精度三维数字岩心的方法。相比于微米扫描得到的数字岩心,该方法获取的数字岩心在孔隙度和渗透率上都有较大提升,与实验结果更为接近,为在取心难、实验难的碳酸盐岩、页岩储层开展数字岩石物理实验奠定了基础。 | 姜黎明 刘宁静 孙建孟 屈乐 崔利凯 郭英才 | 2016 | 测井技术2016，40，4： | 5 |
| 18 | 基于Curvelet变换与POCS方法的三维数字岩心重建显示文摘随着页岩气勘探与开发的深入,研究页岩裂隙的三维空间展布成为页岩岩石物理研究的必要步骤之一.但由于仪器的限制,页岩切片在深度上具有不连续性,以及数字岩心纵向上成像最小间隔与横向分辨率的不一致成为影响裂隙表征和数字岩石物理模拟精度提高的重要因素.为了更好的研究裂隙在三维的空间展布,本文将curvelet稀疏变换与凸集投影(POCS)迭代算法有效结合,实现三维数字岩心重建.首先对X射线扫描砂岩得到的三维数据体进行隔片抽稀,利用本文方法实现三维数据体重建,重建结果与完整数据体具有很好的一致性,且优于现有方法(spgl1),验证了新方法的有效性与先进性.其次对聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)得到的纳米级页岩二维切片在深度上进行了加密重建,获得纵向上成像最小间隔与横向分辨率基本一致的三维数字岩心,由于仪器限制引起的页岩切片深度上的不连续性得到减弱,裂隙展布更加清晰.砂岩CT图像以及页岩FIB-SEM成像数据的重建结果验证了本文方法的有效性与先进性. | 王本锋 李景叶 陈小宏 曹静杰 | 2015 | 地球物理学报2015，58，6： | 5 |
| 19 | 孔隙网络模拟渗流速度对页岩气开采的影响显示文摘孔隙网络模型是预测多孔介质流动特性的有效手段。基于页岩气藏微观孔喉参数建立了随机孔隙网络模型,并模拟了气水两相流动,通过求解模型压力矩阵方程,绘制渗流图像;通过模拟不同速度下的渗流特征,分析了水侵现象、渗流速度对气水两相渗流路径的影响。结果表明,渗流速度与驱替压差呈正相关,在渗流速度大于临界流速vc的驱替过程中,压降梯度对渗流路径起主要影响作用,不同的渗流速度会形成不同的渗流路径,渗流路径符合分形特征;而由于较高渗流速度(大于临界流速vc)会破坏气/水界面稳定性,因此,高渗流速度更利于水侵而降低页岩气产量;若渗流速度小于临界流速vc,气/水界面趋于稳定,促使页岩气大量产出。 | 郭肖 杨开睿 杨宇睿 贾昊卫 | 2019 | 西南石油大学学报(自然科学版)2019，41，6： | 3 |
| 20 | 利用格子Boltzmann方法确定岩石孔隙空间中的气水分布显示文摘基于三维数字岩心模拟岩石电阻率时,最关键的一步是获取不同含水饱和度的岩心,确定不同含水饱和度下岩石孔隙空间的流体分布,常用方法的数学形态只是一种数字图像处理技术,并未考虑流体自身的物理特性以及流体与岩石骨架、流体与流体之间的相互作用。采用格子Boltzmann方法模拟了气水分离过程,确定了储层岩石孔隙空间中的气水分布,能真实地再现表面张力、润湿性等基本界面现象。该数值模拟方法得到的气水分布规律与澳大利亚国立大学数字岩石物理实验室的X射线CT扫描实验结果基本吻合。为开展气岩石声电特性数值模拟研究奠定了基础。 | 李兴文 姜黎明 寇晓攀 罗菊兰 解辽博 金仁高 | 2017 | 西安石油大学学报(自然科学版)2017，32，3： | 3 |
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