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| 1 | 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 |
| 2 | 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 |
| 3 | 基于CT扫描数字岩心的岩石微观结构定量表征方法显示文摘岩石微观结构是决定储层宏观物理属性的关键参数,CT扫描数字岩心技术能够实现岩石微观结构的三维可视化和精细化定量表征。以东海盆地西湖凹陷中央反转带北部花港组储层岩样为例开展研究,首先通过CT扫描图像处理建立三维数字岩心,再利用图像处理算法、“最大球”算法分别对样品的粒度分布和孔隙结构两方面进行空间可视化和定量分析。研究结果表明:研究区花港组储层岩石颗粒直径主要分布区间为100~300μm,属于细砂岩类型,颗粒直径大小不同导致孔隙结构存在差异。不同物性储层的孔隙连通性与孔隙结构参数差异较大,非连通孔隙主要以孤立孔隙为主。孔隙半径主要分布范围为20~60μm,喉道半径主要分布范围为3~15μm,喉道长度分布范围为15~45μm。孔喉配位数差异较大,主要分布区间为0~4,孔隙和喉道截面形状主要以三角形为主。本研究有助于储层微观参数的定量评价,为岩石微观结构的可视化、定量化表征提供技术支撑。 | 赵建鹏 崔利凯 陈惠 李宁 王自亮 马瑶 杜贵超 | 2020 | 现代地质2020，34，6： | 22 |
| 4 | 复杂储层多尺度数字岩石评价显示文摘复杂储层岩石矿物组成非均质性强,孔喉结构细小.储集空间有效性评价、岩石结构精细评价及流体赋存状态与运移规律评价是决定复杂储层油气勘探成效的关键.针对复杂储层的储集空间(孔喉、裂缝)、岩石结构(矿物、有机质)、流体特征3方面,建立了复杂储层多尺度数字岩石评价技术及工作流程.储集空间表征方面:二维大面积分析技术可建立跨越6~7个数量级的多尺度选取及非均质性评价;多尺度CT及FIB-SEM联用可精确刻画孔喉和裂缝的三维空间分布;电化学和显影剂技术可以有效地帮助分析微观孔隙连通性.固体组分分析方面:XRF及Qemscan联用可定量评价矿物组成与分布;三维FIB-SEM技术可以实现有机质形态和分布的定量分析.流体特性方面:荷电效应可用于微量残留有机流体的识别与表征;通过合成孔径、润湿性、表面微结构均可调控的纳米材料,开展地层条件下页岩油赋存及流动物理模拟研究,确定了单一因素对页岩油赋存及可动孔径下限的影响;利用分子模拟研究油气在无机、有机质纳米孔隙中的聚集机理与扩散潜力.复杂储层多尺度数字岩石评价技术体系和一系列具体应用可以有效地填补常规储层分析手段的不足,为页岩油气、致密砂岩油气储层以及深部油气储层等复杂储层有效性评价和含油气性定量评价提供技术支撑. | 朱如凯 金旭 王晓琦 刘晓丹 李建明 孙亮 吴松涛 苏玲 焦航 崔景伟 | 2018 | 地球科学2018，43，5： | 20 |
| 5 | 致密砂岩储层微观结构表征及发展趋势显示文摘致密砂岩储层微观结构发育微米级和纳米-亚微米级两大孔喉体系,可以通过图像表征技术、非图像表征技术和数字岩心技术等进行表征。以苏里格气田致密砂岩储层为例,对3类表征技术的原理、研究内容、适用性及研究进展进行讨论,以期进一步推动在致密砂岩气勘探开发生产中应用。 | 罗顺社 魏炜 魏新善 赵会涛 刘晓鹏 | 2013 | 石油天然气学报2013，35，9： | 19 |
| 6 | 三维数字岩心技术岩石物理应用研究进展显示文摘三维数字岩心可在孔隙尺度上对岩石的微观结构进行精细表征,以数字岩心为载体的岩石微观结构分析与岩石物理属性模拟研究已成为岩石物理分析的重要发展方向之一.本文从数字岩心建模、数字岩心图像分析及岩石物理属性模拟三个方面对数字岩心技术进行了介绍.将数字岩心技术在岩石物理领域的应用分为两大类:基于三维数字图像的直接分析和基于三维数字岩心的岩石物理属性数值模拟.通过三维图像分析可获得孔隙结构、矿物成分、粒度分布等信息;通过岩石物理属性模拟可以研究储层岩石电性、弹性、渗流和核磁共振特征.多种手段相结合建立多尺度、多组分数字岩心,突破分辨率与样品尺度的矛盾限制是数字岩心技术未来的发展趋势.数字岩心技术已发展成为岩石物理实验的重要组成部分,如何将孔隙尺度得到的岩石物理参数升尺度到数字井筒、数字油藏中是数字岩心技术发展亟需解决的难题. | 赵建鹏 陈惠 李宁 丁泾莉 高建申 | 2020 | 地球物理学进展2020，35，3： | 14 |
| 7 | 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 |
| 8 | 数字岩心电性数值模拟方法及其发展方向显示文摘以致密砂岩为代表的非常规油气储层孔隙空间复杂导致岩石物理实验测量周期长,成本高,难以定量研究微观参数对电阻率的影响,而以X射线CT扫描为基础发展起来的数字岩心岩石物理属性模拟技术则弥补了这种不足。系统总结了基于数字岩心电性数值模拟格子波尔兹曼方法、基尔霍夫电路节点法、随机游走法以及有限元法的优缺点,探讨了目前电性数值模拟研究存在的4个主要问题:1缺乏模拟更多微观因素的方法模型;2分辨率与储层非均质性之间的矛盾;3图像分割方法的局限性;4数字孔隙格架的多解性。指出了基于数字岩心电性模拟的4个发展方向:1精细三维孔隙网络模型的构建;2基于多阈值分割方法的图像处理;3电性模拟方法模型的优化;4基于数字岩心高性能并行计算技术。该研究有助于提高致密砂岩岩石电性数值模拟研究水平,为非常规储层勘探开发奠定坚实的基础。 | 孔强夫 周灿灿 李潮流 胡法龙 | 2015 | 中国石油勘探2015，20，1： | 13 |
| 9 | 基于数字岩心的碳酸盐岩孔隙结构对弹性性质的影响研究(上篇):图像处理与弹性模拟显示文摘碳酸盐岩复杂的孔隙结构如何影响其弹性性质一直是地球物理研究的难点问题,在此基础上如何半定量甚至是定量地对碳酸盐岩储层预测,特别是如何有效地获取孔隙结构参数相关的地震属性体一直是油气工业界追求的目标.本研究从数字岩心角度入手,联合测井以及地震数据尝试探究这一问题的解决方案,包括如下几个方面:(1)代表性碳酸盐岩储层样品获取;(2)CT扫描数字岩心数据体获取;(3)数字岩心数据的图像处理;(4)数字岩心数据的静态弹性模拟;(5)数字岩心子数据体的孔隙结构因子提取;(6)孔隙结构因子表征与分类下的弹性性质与孔隙度的定量化量版建立;(7)数字岩心-井-地震联合的孔隙度属性提取;(8)孔隙结构因子的地震属性体获取.本研究分为两篇系列文章上篇与下篇,上篇主要阐述如上提出的(1)—(4)方面,重点在于针对碳酸盐岩二值化图像处理的流程建立与验证,以及数字岩心静态弹性模拟的理论方面,这两方面是基于数字岩心获得精确的碳酸盐岩弹性性质模拟结果的关键所在;下篇主要阐述利用数字岩心数据获得孔隙结构因子的思路、理论与流程,以及为碳酸盐岩储层预测为目标而获得孔隙结构因子的地震属性体的实际应用方面.由于两篇文章共享数字岩心数据,同时所涉及的研究思路与流程形成一个有机整体,因此写成两篇系列文章而非两篇独立文章.本文为两篇系列文章的第一篇:上篇. | 赵建国 潘建国 胡洋铭 李劲松 闫博鸿 李闯 孙朗秋 刘欣泽 | 2021 | 地球物理学报2021，64，2： | 13 |
| 10 | 基于数字岩心岩石电性数值模拟方法综述显示文摘以致密砂岩为代表的非常规油气储层,由于具有低孔低渗、孔隙结构复杂及岩心致密等特点导致岩石物理实验测量周期长、成本高、岩心驱替困难,难以定量研究微观参数对电阻率的影响.以X射线CT扫描为基础发展起来的数字岩心岩石物理属性模拟技术则弥补了这种不足.本文系统总结了基于数字岩心电性数值模拟基尔霍夫、随机游走、格子玻尔兹曼、有限元等方法的优缺点;列举了国内外学者的研究实例及取得的进展;探讨了目前电性数值模拟研究中存在的主要问题;同时指出了数字岩心电性数值模拟的发展方向. | 孔强夫 周灿灿 张艳 李霞 李潮流 胡法龙 | 2015 | 地球物理学进展2015，30，2： | 10 |
| 11 | 数字岩石物理中弹性参数的有限差分计算方法显示文摘数字岩石物理利用三维成像技术和数学方法,建立数字岩心,开展多场物理响应模拟,计算岩石的等效弹性参数,为岩石物理学研究开拓了新的领域.本文发展了一种基于高阶有限差分的岩石模量数值计算的新方法,该方法便于理解,容易实现,占用内存相对较少,计算效率高,结果合理,弥补了常规岩石物理实验周期长,成本高,误差大等不足.该方法将三维数字岩心样本嵌入一个具有与岩心样本骨架颗粒相同弹性性质的区域中扩充成一个新模型,测量由数字岩石样本非均匀结构带来的纵波或横波峰值振幅的时间差,利用该时间差(相对参考模型)估算纵横波的等效速度,进而求取等效弹性模量.理论模型和实际岩心的计算结果表明,数值模拟结果与实验结果有较高的吻合度,验证了该方法的合理性. | 印兴耀 秦秋萍 宗兆云 | 2016 | 地球物理学报2016，59，10： | 9 |
| 12 | 致密砂岩储层测井数字岩石物理研究需求、进展与挑战显示文摘致密砂岩等非常规储层孔隙空间复杂,常规驱替等实验手段不能满足其岩石物理研究精度和时效性要求,亟需大力发展测井数字岩石物理分析技术。在分析测井数字岩石物理研究技术发展历史的基础上介绍了近年来在配套设备、模拟方法等方面取得的进展。结合致密砂岩储层特征讨论了该技术现阶段面临的4个主要问题和挑战:①分辨率与储层非均质性之间存在矛盾严重影响模拟精度;②图像分割与构建数字孔隙格架过程的多解性强;③缺乏能够模拟黏土矿物影响的方法模型;④现有模拟方法的时效性亟需优化完善。指出了该技术近期需重点攻关的2个方向为多分辨率三维孔隙网络整合和趋势云分析技术。 | 李华阳 李潮流 周灿灿 胡法龙 李霞 邹友龙 | 2014 | 测井技术2014，38，2： | 8 |
| 13 | 地下深层岩石微纳米孔隙内气体渗流的多尺度模拟与分析显示文摘页岩气是未来中国能源结构中的重要组成部分,但中国页岩气埋藏深度大,不能直接照搬美国对浅层页岩气的开采经验,需要对其输运机理有更清晰的认识.介绍了跨尺度混合模拟算法,分析了基于孔隙尺度模拟来研究场尺度的气井衰减曲线分析等问题,揭示了高努森数效应与非理想气体效应之间的耦合机理;介绍了考虑多孔介质弹性形变对渗流影响时计算表观渗透率的特征压力模型,为页岩气勘探开发提供了相关理论支持. | 王沫然 王梓岩 | 2018 | 地球科学2018，43，5： | 8 |
| 14 | 地质多孔介质成像技术现状与进展显示文摘过去十年间,广泛应用的多孔介质成像技术给地质与油气勘探开发领域内流体渗流特性以及岩石物理属性的实验与数值模拟研究带来革命性的变革.多孔介质成像技术的应用使得研究介质微观世界成为可能并且取得的一定的进展.成像技术不仅可以直观显示多孔介质微观结构,而且还是建立孔隙介质微观模型的基础.然而,多孔介质成像技术仍然存在挑战,为了了解各种成像技术的挑战以及相应的解决措施,调研多孔介质成像方法:光学显微镜技术,扫描电子显微镜技术,聚焦离子束纳米层析成像技术,X射线计算机层析成像技术,相位对比层析成像技术,小规模层析成像技术.介绍每种成像技术的技术原理,技术局限性和改进措施,各种技术应用范围及其当前重要应用.光学显微镜技术与扫描电镜,聚焦离子束纳米层析成像以及X射线计算机层析成像技术实现光电联用,扫描电子显微镜技术实现矿物识别,泥页岩纳米-微米级孔隙成像以及通过图像拼接构建具有高分辨率大视域的高清图像,X射线计算机层析成像技术实现动态成像与不同分辨率图像的融合.然后总结了各种方法的优缺点,适用性以及未来发展方向.本文旨在使读者了解孔隙介质成像技术的原理、局限,以及每种成像技术在当前石油勘探热点领域中的应用,掌握多孔介质成像技术现状以及未来的发展方向和热点.这些不仅有利于展现多孔介质微观世界,而且有助于研究人员针对多孔介质的特点选取合适的成像技术或技术组合,以期推动多孔介质成像技术进一步的发展和应用. | 王海涛 杨叶 张晋言 耿尊博 | 2019 | 地球物理学进展2019，34，1： | 6 |
| 15 | 一种估算砂岩核磁T_2谱新方法显示文摘根据核磁共振弛豫机制,基于三维数字岩心技术建立一种估算砂岩核磁共振横向弛豫(T_2)谱的新方法。采用过程模拟法重建砂岩三维数字岩心,通过Delaunay剖分将砂岩微观孔隙结构划分为多个四面体孔隙单元,再用几何方法和Monte Carlo方法相结合求出每个孔隙单元的表面积与体积之比(S/V),进而获得砂岩模拟的核磁T2谱。经过大量模拟试验筛选参数,减小计算误差。考虑单峰态和双峰态核磁T_2谱,模拟结果和实验结果基本吻合。该方法有助于研究粒度分布、孔隙结构等对岩石核磁共振响应的影响。 | 闫伟超 孙建孟 崔利凯 闫国亮 | 2017 | 中国石油大学学报(自然科学版)2017，41，1： | 4 |
| 16 | 数字岩心建模方法及应用综述显示文摘实际取样的岩心,实验耗时长,且由于很多岩石实验对岩心有一定损害,必然给下一个实验带来困难和误差。由于数字岩心是对实际岩样的数值模拟,所以数字岩心模型可以替代实际岩心用于研究储层的微观因素。这不仅克服了实际取心困难、样本少的难题,更解决了同一岩心数据多样性的问题。随着计算机的发展,数字岩心技术也在不断进步完善,数字岩心模型的建立也有了更多的方法与应用。各种方法有其优缺点,在针对不同的问题需要选取合适的方法获取模型。综合国内外的发展提出今后数字岩心技术发展趋势。 | 郑启斌 高楚桥 赵彬 | 2017 | 能源与环保2017，39，12： | 4 |
| 17 | 一种基于数字岩心技术的岩石等效电参数计算方法显示文摘研究储层岩石的等效电学参数有助于判断地下油气储藏分布和鉴别油水层,以数字化方法开展精确岩石模型的等效电学参数计算及评价工作对岩石物理理论、实验方法发展及电测井应用等都具有重要的意义。数字岩心技术作为一种新兴的岩心分析方法,已逐渐成为研究岩石等效电学参数的有效方法之一。笔者基于数字岩心及电磁仿真技术,系统性地开展了样本图像数据处理、三维岩石数值模型转化及其等效电学参数计算等工作,对砂岩、页岩等4种岩石样本进行计算和分析,这一套针对扫描岩心图像的数据处理、数值模型转换以及电磁参数计算方法可应用于高效、精确分析不同类型数字岩心的介电常数、电导率等电磁学特性,可为岩石物理、测井解释、储层评价等领域提供重要的参考依据。 | 靳钊 王凡 郭晨 贺之莉 王晓丽 | 2018 | 物探与化探2018，42，6： | 3 |
| 18 | 采用多点地质统计法重建三维数字岩心显示文摘以岩石三方向二维切面图像为基础,利用3个方向加权平均计算总条件概率分布,采用多点地质统计法重建三维数字岩心。为定量评价重建结果的准确性,分别计算了重建三维数字岩心的自相关函数、局部孔隙度分布函数、平均渗流概率函数,与X射线CT扫描得到的三维数字岩心的结果比较。重建的三维数字岩心与真实岩心具有相似的均质性、孔隙尺寸;与基于单方向二维切面图像重建结果相比,该方法重建三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心更加接近,为基于岩石二维图像重建三维数字岩心提供了一种新思路。 | 刘学锋 刁庆雷 孙宝佃 李国利 曾文冲 | 2015 | 测井技术2015，39，6： | 3 |
| 19 | 数字岩石构建方法及应用前景显示文摘数字岩心技术经过多年发展,在复杂储层的岩石物理微观机理研究方面取得了一系列成果,该技术提高了测井评价的效率和精度,在测井领域发挥重要作用。针对数字岩心在应用中存在样品尺寸与分辨率互相矛盾、样品尺寸局限于柱塞样品及以下尺度、在非均质地层尺度效应明显等问题,提出数字岩石的概念,将数字岩石的发展分为数字井筒、井周数字岩石和数字地层3个阶段,扩展数字岩心的应用范围。该文在利用不同尺寸、不同分辨率扫描图像构建多尺度数字岩心的基础上,结合电成像和地层元素等测井资料,采用多点地质统计学算法构建数字井筒。构建的数字井筒各组分含量分别与岩心、测井资料结果对比,相对误差均小于9%,证实该构建方法可靠,并展望数字岩石的应用前景。 | 肖飞 李戈理 陈玉林 杨智新 陆艳萍 王茜瑜 | 2021 | 测井技术2021，45，3： | 3 |
| 20 | 易破损疏松砂岩的数字岩心构建新方法显示文摘由于疏松砂岩的胶结程度较差,实验过程中容易破坏岩心的孔隙结构,实验结果可靠性较差;常规数字岩心构建流程包含的洗油、钻取小样等步骤依然会破坏疏松砂岩的孔隙结构。为解决疏松砂岩岩心实验难度大的问题,提出了一套数字岩心构建新方法。该方法通过冷冻保存疏松砂岩地层密闭取心,对含油岩心柱塞开展微米CT扫描、聚焦扫描,避免对岩心孔隙结构的破坏,在此基础上完成数字岩心的建立;该方法能够精确测试疏松砂岩物性及流动参数,实验结果与油田实际开发情况吻合较好,特别是与密闭取心饱和度分析结果基本一致,该方法减少了常规方法带来的实验误差并缩短了实验周期,可应用于类似储层的岩心分析。 | 唐放 李海龙 戴宗 谢明英 周江江 | 2022 | 石油地质与工程2022，36，3： | 2 |
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