數字巖心三維可視化技術發展與應用

黃瑞 昝成 龍威 程浩然 李煒

摘要??? 隨著石油工業領域對數字化仿真技術需求的不斷提升，近年來數字巖心的三維可視化技術獲得了不斷的拓展，為促進巖心的數字化模型的仿真和再現提供了重要的技術支撐。本文首先對數字化巖心的三維可視化技術基本內容和發展現狀進行探討，隨后對三維可視化技術在巖心數字化領域的應用情況進行了研究，從而助力于油田數字化智能化建設。

【關鍵詞】數字巖心 巖心分析 數字化油田三維模型

在石油工業數字化和智能化技術的建設浪潮推動下，巖心數字化技術在儲層評價與油田開發產能分析獲得了越來越廣泛的研究和應用。其作為數字巖心核心支撐之一的三維可視化技術，在巖心的三維模型構建、模型仿真再現、孔隙骨架可視化分析以及流動仿真等方面占有著重要的地位，掌握一套標準的三維數字化巖心可視化技術與流程具有重要的科學意義。因此，本文主要以三維可視化技術在數字巖心的發展與應用情況為出發點，在微觀模型的角度，進行數字巖心可視化方面研究的分析，對油田勘探開發具有重要的作用。

1 數字巖心三維可視化技術現狀

數字巖心三維可視化技術的發展主要受計算機技術以及圖像分析技術的影響。目前，以計算機硬件技術為基礎的數字巖心三維可視化技術，主要可利用兩種方向進行實現。一種是基于計算機開發語言，結合圖形函數庫進行自編程可視化技術開發，實現模型的三維可視化研究。另一種可通過成型的三維可視化建模或再現軟件進行可視化研究。隨著數字巖心技術以及計算機技術的發展，當前可支持編程開發的語言也多種多樣，主要包含VC++、VB、C#、JAVA等常用語言，支持的圖形庫主要以OpenGL、DirectX等常用圖形支持技術。對于數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）能源技術有限公司的DNA-VIZ數字巖心軟件等方面，對于數字巖心的三維可視化再現具有較好的技術支撐作用。實際上，無論是通過自編程實現對數字巖心三維的可視化再現的方式，還是通過已有成型的應用軟件功能實現巖心的三維可視化，對石油工業未來的數字化和智能化建設發展都具有重要的作用，也對油氣田的探作業、開發作業以及生產作業具有重大的技術支撐作用。

2 數字巖心三維可視化的意義

隨著計算機圖形學技術的發展以及人們對于物體三維信息需求的與日俱增，其三維可視化技術已經開始廣泛應用于的多個科學領域，如智慧城市、環境檢測與仿真、交通監控、地質綜合分析與建模等方面。目前，數字巖心可視化數據的來源主要來源于兩種方法：一種是利用CT掃描儀進行巖心實物的掃描，利用圖像處理和識別算法將所獲得的二維數據源，構建為三維的數字巖心源。二是通過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據源。從而基于所獲得三維數據源，結合前端顯示設備與計算機三維可視化技術，完成數字巖心的前端輸出與可視化再現研究，對巖心模型仿真、數字化管理、地質屬性計算、孔隙骨架分布、地質勘探、地質綜合分析、儲層滲流計算以及提高采收率研究等方面具有著重要的意義。

3 數字巖心三維可視化技術常見應用

3.1 巖心數字體模型仿真再現

如圖1所示。

3.2 巖心孔隙結構模型仿真再現

如圖2所示。

3.3 巖心油水驅替過程仿真再現

如圖3所示。

4 結束語

數字巖心三維可視化技術作為在微觀的尺度上對巖心的屬性與儲層流動情況的關鍵技術之一，在其模型可視化仿真與再現的過程中也占有著重要地位，隨著計算機可視化軟硬件技術的提升，也將在未來有著更為廣闊的應用空間和實際生產意義。甚至隨著各項技術的發展，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際作用，從而為驅替機理研究、驅替效果評價、生產動態的模擬仿真以及為油氣田開發生產過程等方面提供輔助決策的技術支撐。

參考文獻

[1]林承焰，吳玉其，任麗華等.數字巖心建模方法研究現狀及展望[J].地球物理學進展，2018（02）.

[2]劉雪峰，張偉偉，孫建孟.三維數字巖心建模方法綜述[J].地球物理學進展，2013（06）.

[3]Latief F D E， Biswal B， Fauzi U， et al. Continuum reconstruction of the pore scale microstructure for Fontainebleau sandstone[J]. Physica A： Statistical Mechanics and its Applications， 2010（8）.

[4]姚軍，趙秀才，衣艷靜等.數字巖心技術現狀及展望[J].油氣地質與采收率，2005（06）.