(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111669059.6 (22)申请日 2021.12.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114283254 A (43)申请公布日 2022.04.05 (73)专利权人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 唐雁冰　杨鑫　李闽　李星甫　 赵金洲　 (74)专利代理 机构 成都金英专利代理事务所 (普通合伙) 51218 专利代理师 袁英 (51)Int.Cl. G06T 17/05(2011.01)G06F 30/20(2020.01) G01N 24/08(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (56)对比文件 CN 111950193 A,2020.1 1.17 WO 20191 12465 A1,2019.0 6.13 CN 111950193 A,2020.1 1.17 吴运强等.数字岩心物性数值模拟. 《科 学技 术与工程》 .2016,(第2 9期), 姜黎明等.利用CT图像与压汞核磁共 振构建 高精度三维数字岩心. 《测井技 术》 .2016,(第04 期), 审查员 严颖 (54)发明名称 基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络 模型构建方法 (57)摘要 本发明公开了基于核磁共振数据的岩心数 字化孔隙网络模 型构建方法， 方法先选取岩心样 本烘干后测量样本参数， 并对样 本进行抽真空饱 和度模拟地层水或模拟地层原油； 对样本进行核 磁共振扫描获取二维图像； 对二维图像进行插值 获取岩心三维数据体； 建立三维无序孔隙网络模 型， 将三维数据体赋值到该模型的节点中； 通过 转换系数计算模型中各相邻节点的孔喉半径并 模拟计算模型的渗透率； 调整转换系数大小， 确 保渗透率与岩心实测渗透率相近， 建立岩心数字 化孔隙网络模 型。 本发明所建立 建模型的准确度 和建模效率高， 可以真实还原储层真实岩心特 征， 适用范围广， 物理实验成本低且周期短， 显著 减少了模型中模拟的结果与实际实验结果的差 异。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114283254 B 2022.09.16 CN 114283254 B 1.基于核磁共 振数据的岩心数字化 孔隙网络模型构建方法， 其特 征在于， 包括： 步骤一： 选取岩心样本烘干后测量岩心孔喉长度、 孔隙度和渗透率， 并对岩心样本进行 抽真空饱和度模拟地层水或模拟地层原油； 步骤二： 对岩心样本进行核磁共振MRI/T2扫描测量， 获取岩心在不同断面上的二维图 像； 所述步骤二具体包括： 利用核磁共振仪器对抽真空饱和度模拟后的岩心样本进行核磁 共振扫描， 利用SIRT反演算法生成T2分布； 对岩心不同部位进行切片处理， 根据核磁共振仪 器的扫描精度， 在核磁共振仪器可 处理范围内选择合适切片位置和断面数对岩心进行核磁 共振成像扫描， 获取岩心 不同切片位置的岩心核磁共振MRI二 维图像， 将切片位置坐标与二 维图像的像素 数据保存于二维图像TXT 文本中； 步骤三： 对二维图像进行插 值， 获取岩心 MRI/T2三维数据体； 所述步骤 三具体包括： 利用 插值算法结合步骤二中获取 的二维图像TXT文本和步骤一中的岩心孔喉长度， 对核磁共振 成像数据体， 即岩心核磁共振MRI二 维图像进 行插值处理， 使 数据体规模满足反应岩石微观 孔喉特征 的要求， 所述插值处理的算法包括三线性插值和克里金插值算法， 插值的基本参 数由岩心的实际长度和直径， 以及二维图像切片的空间位置确定， 得到关于岩心的MRI/T2 三维张量数据体； 步骤四： 建立三维无序孔隙网络模型， 将MRI/T2三维数据体 赋值到三维无序孔隙网络模 型的节点中； 步骤五： 通过转换系数α 计算三维无序孔隙网络模型中各相邻节点的孔喉半径， 模拟计 算岩心数字化孔隙网络模型的渗透率； 调整转换系数α 大小， 确保孔隙网络渗透率与岩心实 测渗透率相近， 建立岩心数字化 孔隙网络模型。 2.根据权利要求1所述的基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法， 其 特征在于， 核磁共振成像扫描过程具体包括： 采用磁场强度为0.5t的低场核磁共振岩心分 析系统进行测量， 测试参数包括主导频率、 回波间距、 极化时间和回波个数； 扫描岩心过程 中， 将长为5cm， 直径为2.5cm的标准岩心置于恒定的磁场内， 并在x， y， z三个方 向均施加梯 度场； 采集样本时， 起初层面内共振一致， 对磁场施加相位编 码梯度， 撤掉相位编 码梯度， 然 后施加频率编 码梯度， 对每一个体素标定一个记 号； 对某一层面施加射频脉冲后， 接收该层 面的MR信号； 再进 行解码， 得到该层面各个体素MR信号的大小， 把体素信号的大小显示在荧 光屏对应的像素 上。 3.根据权利要求1所述的基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法， 其 特征在于， 所述 步骤四具体包括以下子步骤： S401， 根据岩心 尺度设置模型 大小、 配位数和平均孔喉长度； S402， 采用计算机编程语言和矩阵计算库Ei gen构造三维规则立方体网络结构， 生成一 个X×Y×Z的三维规则立方体网络； S403， 设置立方体网络的总节点数为(X ‑1)×(Y‑1)×(Z‑1)， 每个节点代表一个孔隙， 节点与节点之间由喉道相连， 其 余部分为岩石骨架； S404， 建立的立方体网络模型中每个代表孔隙的节点周围都有六个喉道相连， 喉道长 度为岩石平均孔喉长度<l>； 立方体网络模型的x， y， z方向边长为分别Lx＝(X‑1)<l>， Ly＝ (Y‑1)<l>， Lz＝(Z‑1)<l>； 立方体网络模型中所有网格节点之间均通过圆管实现全连接， 设 置孔隙与喉道的半径之比为1； 设置Ly和Lz为实际岩心的直径， 并将每一层的yoz平面中， 距权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114283254 B 2离中心点大于Ly的点全部移除， 使得立方体网络模型成为与真实岩心形状一致的柱塞状模 型； S405， 将核磁共振MRI/T2三维张量数据体中的数值赋予三维规则立方体网络模型的各 个节点， 2个节点之间连线的值即为孔喉半径R； 网络中所有孔喉半径R均取相邻2个节点上 MRI/T2值的平均值； 对模型中各个节点坐标在球面内空间内进行随机移动， 生成无序网络 空间结构并产生孔喉长度随机变化； 随机从网络结构 中移除部分连接， 得到不同连通性特 征的孔隙网络模型。 4.根据权利要求1所述的基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法， 其 特征在于， 所述步骤五具体包括假定转换系数的初始 值为α， 根据步骤四的方法 并通过转换 系数α计算孔喉半径Ri得到岩心数字化孔 隙网络模型， 采用单相稳定渗流孔 隙网络模拟算 法计算构建的岩心数字化孔隙网络模型的渗透率， 检验模拟得到的渗透率与岩心测量的渗 透率是否一致； 若不一致则调整转换系数α， 重新计算孔隙网络孔喉半径Ri， 重新建立岩心 数字化孔隙网络模型并计算其渗透率值， 直到岩心数字化孔隙网络模型的渗透率与真实岩 心的渗透率测量 值一致， 则得到与实际岩心样本对应的岩心数字化 孔隙网络模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114283254 B 3