數(shù)字巖心三維可視化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

黃瑞 昝成 龍威 程浩然 李煒

摘要??? 隨著石油工業(yè)領(lǐng)域?qū)?shù)字化仿真技術(shù)需求的不斷提升，近年來(lái)數(shù)字巖心的三維可視化技術(shù)獲得了不斷的拓展，為促進(jìn)巖心的數(shù)字化模型的仿真和再現(xiàn)提供了重要的技術(shù)支撐。本文首先對(duì)數(shù)字化巖心的三維可視化技術(shù)基本內(nèi)容和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行探討，隨后對(duì)三維可視化技術(shù)在巖心數(shù)字化領(lǐng)域的應(yīng)用情況進(jìn)行了研究，從而助力于油田數(shù)字化智能化建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字巖心 巖心分析 數(shù)字化油田三維模型

在石油工業(yè)數(shù)字化和智能化技術(shù)的建設(shè)浪潮推動(dòng)下，巖心數(shù)字化技術(shù)在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)與油田開(kāi)發(fā)產(chǎn)能分析獲得了越來(lái)越廣泛的研究和應(yīng)用。其作為數(shù)字巖心核心支撐之一的三維可視化技術(shù)，在巖心的三維模型構(gòu)建、模型仿真再現(xiàn)、孔隙骨架可視化分析以及流動(dòng)仿真等方面占有著重要的地位，掌握一套標(biāo)準(zhǔn)的三維數(shù)字化巖心可視化技術(shù)與流程具有重要的科學(xué)意義。因此，本文主要以三維可視化技術(shù)在數(shù)字巖心的發(fā)展與應(yīng)用情況為出發(fā)點(diǎn)，在微觀模型的角度，進(jìn)行數(shù)字巖心可視化方面研究的分析，對(duì)油田勘探開(kāi)發(fā)具有重要的作用。

1 數(shù)字巖心三維可視化技術(shù)現(xiàn)狀

數(shù)字巖心三維可視化技術(shù)的發(fā)展主要受計(jì)算機(jī)技術(shù)以及圖像分析技術(shù)的影響。目前，以計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字巖心三維可視化技術(shù)，主要可利用兩種方向進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。一種是基于計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，結(jié)合圖形函數(shù)庫(kù)進(jìn)行自編程可視化技術(shù)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)模型的三維可視化研究。另一種可通過(guò)成型的三維可視化建模或再現(xiàn)軟件進(jìn)行可視化研究。隨著數(shù)字巖心技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前可支持編程開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言也多種多樣，主要包含VC++、VB、C#、JAVA等常用語(yǔ)言，支持的圖形庫(kù)主要以O(shè)penGL、DirectX等常用圖形支持技術(shù)。對(duì)于數(shù)字巖心三維可視化軟件主要包含了FEI的AVIZO圖像處理與建模軟件，ThermoFisher公司的PerGeos軟件及清能艾科（深圳）能源技術(shù)有限公司的DNA-VIZ數(shù)字巖心軟件等方面，對(duì)于數(shù)字巖心的三維可視化再現(xiàn)具有較好的技術(shù)支撐作用。實(shí)際上，無(wú)論是通過(guò)自編程實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字巖心三維的可視化再現(xiàn)的方式，還是通過(guò)已有成型的應(yīng)用軟件功能實(shí)現(xiàn)巖心的三維可視化，對(duì)石油工業(yè)未來(lái)的數(shù)字化和智能化建設(shè)發(fā)展都具有重要的作用，也對(duì)油氣田的探作業(yè)、開(kāi)發(fā)作業(yè)以及生產(chǎn)作業(yè)具有重大的技術(shù)支撐作用。

2 數(shù)字巖心三維可視化的意義

隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)于物體三維信息需求的與日俱增，其三維可視化技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于的多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，如智慧城市、環(huán)境檢測(cè)與仿真、交通監(jiān)控、地質(zhì)綜合分析與建模等方面。目前，數(shù)字巖心可視化數(shù)據(jù)的來(lái)源主要來(lái)源于兩種方法：一種是利用CT掃描儀進(jìn)行巖心實(shí)物的掃描，利用圖像處理和識(shí)別算法將所獲得的二維數(shù)據(jù)源，構(gòu)建為三維的數(shù)字巖心源。二是通過(guò)如巖石的粒度分析資料、薄片分析、切片組合等方法等手段，獲得用于前端可視化展示的數(shù)據(jù)源。從而基于所獲得三維數(shù)據(jù)源，結(jié)合前端顯示設(shè)備與計(jì)算機(jī)三維可視化技術(shù)，完成數(shù)字巖心的前端輸出與可視化再現(xiàn)研究，對(duì)巖心模型仿真、數(shù)字化管理、地質(zhì)屬性計(jì)算、孔隙骨架分布、地質(zhì)勘探、地質(zhì)綜合分析、儲(chǔ)層滲流計(jì)算以及提高采收率研究等方面具有著重要的意義。

3 數(shù)字巖心三維可視化技術(shù)常見(jiàn)應(yīng)用

3.1 巖心數(shù)字體模型仿真再現(xiàn)

如圖1所示。

3.2 巖心孔隙結(jié)構(gòu)模型仿真再現(xiàn)

如圖2所示。

3.3 巖心油水驅(qū)替過(guò)程仿真再現(xiàn)

如圖3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字巖心三維可視化技術(shù)作為在微觀的尺度上對(duì)巖心的屬性與儲(chǔ)層流動(dòng)情況的關(guān)鍵技術(shù)之一，在其模型可視化仿真與再現(xiàn)的過(guò)程中也占有著重要地位，隨著計(jì)算機(jī)可視化軟硬件技術(shù)的提升，也將在未來(lái)有著更為廣闊的應(yīng)用空間和實(shí)際生產(chǎn)意義。甚至隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，也逐步將微觀孔隙尺度巖心模型與宏觀尺度油氣藏模型尺度的一體化研究流程更為成熟和具備實(shí)際作用，從而為驅(qū)替機(jī)理研究、驅(qū)替效果評(píng)價(jià)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的模擬仿真以及為油氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程等方面提供輔助決策的技術(shù)支撐。

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