基于lbm模擬低場核磁共振分析流體的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明實施例涉及石油勘探技術領域，尤其涉及一種基于LBM模擬低場核磁共振 分析流體的方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 核磁共振測井是一種適用于裸眼井的測井新技術，是目前唯一可以直接測量任意 巖性儲集層自由流體滲流體積特性的測井方法，有明顯的優越性。核磁共振技術利用原子 核的順磁性以及原子核之間相互作用的外加磁場實現測井。
[0003] 低場核磁共振是一種非侵入性技術，常用于測量儲集層巖心的孔隙度、孔隙大小 分布、孔隙中流體類型，以及流體飽和度，同時還用于測量含油巖心的物理性質，觀測分析 流體分子的動態行為，為提高油氣采收率、優化采油過程提供理論依據和實踐可能。
[0004] 但是，現有技術中沒有能夠模擬低場核磁共振分析流體分子的技術，導致研究低 場核磁共振分析流體分子缺少理論基礎。

【發明內容】

[0005] 本發明實施例提供一種基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方法及裝置，以實 現模擬低場核磁共振分析流體分子的技術，提高研究低場核磁共振分析流體分子的理論基 礎。
[0006] 本發明實施例的一個方面是提供一種基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方 法，包括：
[0007] 獲取樣品巖石的數字巖心；
[0008] 依據所述數字巖心獲得所述樣品巖石中孔隙和巖石骨架對應的三維數據體；
[0009] 依據所述三維數據體建立單相多組分模型，并基于所述單相多組分模型模擬所述 孔隙中流體的低場核磁共振過程，分析獲得所述流體的組分濃度，根據所述流體的組分濃 度獲得磁化矢量的模值。
[0010] 本發明實施例的另一個方面是提供一種基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的 裝置，包括：
[0011] 數字巖心獲取模塊，用于獲取樣品巖石的數字巖心；
[0012] 三維數據體獲取模塊，用于依據所述數字巖心獲得所述樣品巖石中孔隙和巖石骨 架對應的三維數據體；
[0013] 建模分析模塊，用于依據所述三維數據體建立單相多組分模型，并基于所述單相 多組分模型模擬所述孔隙中流體的低場核磁共振過程，分析獲得所述流體的組分濃度，根 據所述流體的組分濃度獲得磁化矢量的模值。
[0014] 本發明實施例提供的基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方法及裝置，通過 單相多組分模型模擬樣品巖石孔隙中流體的低場核磁共振過程，分析所述流體的組分，通 過所述流體的組分濃度獲得磁化矢量的模值，實現了模擬低場核磁共振分析流體分子的技 術，為研究低場核磁共振分析流體分子提供了理論基礎。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明實施例提供的基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方法流程圖；
[0016] 圖2為本發明實施例提供的CPMG脈沖序列不意圖；
[0017] 圖3為本發明實施例提供的基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的裝置的結構 圖；
[0018] 圖4為本發明另一實施例提供的基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的裝置的結 構圖。
【具體實施方式】
[0019] 圖1為本發明實施例提供的基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方法流程圖。 本發明實施例針對現有技術中沒有能夠模擬低場核磁共振分析流體分子的技術，提供了基 于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方法，該方法具體步驟如下：
[0020] 步驟S101、獲取樣品巖石的數字巖心；
[0021] 本發明實施例選擇一塊巖石為樣品，選用X光全巖心CT、微米X光CT、納米X光 CT、聚焦離子束掃描電鏡和巖心反射光譜掃描儀中的任 種設備獲取樣品巖石的數字巖 心，該數字巖心具體為樣品巖石切片的掃描圖像，且不同的設備其最高分辨率，以及適用的 樣品尺寸、適用的樣品特性如表1所示：
[0022] 表 1
[0023]
[0024] 步驟S102、依據所述數字巖心獲得所述樣品巖石中孔隙和巖石骨架對應的三維數 據體；
[0025] 所述依據所述數字巖心獲得所述樣品巖石中孔隙和巖石骨架對應的三維數據體 包括：對所述數字巖心進行三維重建獲得三維數據體；對所述三維數據體進行濾波處理， 依據閾值對所述三維數據體進行二值化處理區分出所述樣品巖石中的孔隙和巖石骨架對 應的三維數據體。
[0026] 步驟S101獲取的數字巖心的格式一般為tiff圖片，利用二維圖片的三維重建技 術對tiff圖片進行重建獲得三維數據體，二維圖片的三維重建技術具體采用現有技術中 的任一種。對獲得的三維數據體進行濾波處理以消除噪點，依據預設的閾值對濾波后的三 維數據體進行二值化處理，將三維數據體中大于閾值的點判斷為樣品巖石的孔隙、小于閾 值的點判斷為樣品巖石的巖石骨架，或者將三維數據體中小于閾值的點判斷為樣品巖石的 孔隙、大于閾值的點判斷為樣品巖石的巖石骨架，經過二值化處理便可區分出所述樣品巖 石中的孔隙和巖石骨架。
[0027] 步驟S103、依據所述三維數據體建立單相多組分模型，并基于所述單相多組分模 型模擬所述孔隙中流體的低場核磁共振過程，分析獲得所述流體的組分濃度，根據所述流 體的組分濃度獲得磁化矢量的模值。
[0028] 利用單相多組分模型具體為格子Boltzmann方法（LatticeBoltzmannMethod, 簡稱LBM)的Shan-Doolen模型模擬所述孔隙中流體的低場核磁共振過程，在該過程中分析 流體的組分，具體對流體的組分進行標記，獲得被標記的組分和未被標記的組分，其中被標 記的組分是流體中能夠對CPMG脈沖序列產生反應的分子，未被標記的組分是流體中不能 對CPMG脈沖序列產生反應的分子，通過所述流體的組分濃度獲得磁化矢量的模值，具體用 被標記的組分的濃度表示磁化矢量的模值。
[0029] 本發明實施例通過單相多組分模型模擬樣品巖石孔隙中流體的低場核磁共振過 程，分析所述流體的組分，通過所述流體的組分濃度獲得磁化矢量的模值，實現了模擬低場 核磁共振分析流體分子的技術，為研究低場核磁共振分析流體分子提供了理論基礎。
[0030] 在上述實施例的基礎上，所述依據所述三維數據體建立單相多組分模型，并基于 所述單相多組分模型模擬所述孔隙中流體的低場核磁共振過程，分析獲得所述流體的組分 濃度，根據所述流體的組分濃度獲得磁化矢量的模值，包括：
[0031] 對所述三維數據體的X軸、Y軸和Z軸進行離散劃分獲得多個晶格；
[0032] 針對所述多個晶格中的任一晶格，將所述晶格內的流體的組分劃分為第一類組分 g和第二類組分f，所述第一類組分g為所述晶格內在XY平面內對應有磁化矢量分量的流 體分子，所述第二類組分f為所述晶格內除所述第一類組分g之外的流體分子；
[0033] 依據公式（1)和（2)分別獲得所述第一類組分g在平衡態的分布函數容嚴和所述 第二類組分f在平衡態的分布函數fT:

[0036]其中，ie[1，2,--，N]，N-l表示與所述晶格相鄰的所有晶格的數目，Wi表示權 重系數，Pg表示所述第一類組分g的濃度，Pf表示所述第二類組分f的濃度，c3表示晶格 聲速，ei表示離散速度單位矢量，表示所述第一類組分g在平衡態的宏觀速度，表示 所述第二類組分f在平衡態的宏觀速度；
[0037] 依據公式（3)和（4)分別獲得所述第一類組分g的宏觀速度\和所述第二類組 分f的宏觀速度uf:
[0040] 其中，Cl為常數，gl(X，t)表示所述第一類組分g在位置X、時刻t的分布函數， fi(X，t)表示所述第二類組分f在位置X、時刻t的分布函數；
[0041] 依據公式（5)和（6)分別獲得所述第一類組分g在位置X、時刻t的平衡態的宏觀 速度if(??和所述第二類組分f在位置X、時刻t的平衡態的宏觀速度:
[0044] 其中，ug(x，t)表示所述第一類組分g在位置X、時刻t的宏觀速度，Pg(x，t)表示 所述第一類組分g在位置X、時刻t的濃度，Fg(x,t) = -ΦΕ(χ)ΣG[Φ^χ+θ;) -Φf (x+e;)] e;，itg(x) =exp(_l/pg(x,t))，=exp(_l/pg(x+ei,t))，τ和G為常數，uf (x,t) 表示所述第二類組分f在位置x、時刻t的宏觀速度，Pf(x，t)表示所述第二類組分f在 位置X、時刻t的濃度，F