基于格子玻爾茲曼方法的巖心切片滲流通道研究

劉博偉，牟松茹，李彥來，張 墨，張文童

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津300459）

數(shù)字巖心技術(shù)是一種依托高精度成像設(shè)備在巖心孔隙級層面建模，繼而分析儲層物性參數(shù)的技術(shù)，目前已成為一種較為成熟、可用于油氣田開發(fā)工程的分析手段。相對于傳統(tǒng)室內(nèi)巖心實(shí)驗(yàn)，數(shù)字巖心以其實(shí)驗(yàn)周期短、實(shí)驗(yàn)可重復(fù)、微觀因素可控、節(jié)約巖心等優(yōu)勢被廣泛關(guān)注及應(yīng)用。數(shù)字巖心掃描分辨率已達(dá)到納米級，將油氣流動(dòng)研究推向微觀孔隙流動(dòng)研究的大門[1-5]。

數(shù)字巖心孔隙流動(dòng)具有異常復(fù)雜的孔隙空間，孔隙和骨架的邊界極不規(guī)則，直接求解Navier-Stokes方程不太符合實(shí)際，有限元、有限體積、有限差分等方法也難以處理異常復(fù)雜邊界[6-7]。格子玻爾茲曼方法（Lattice Boltzmann Method，LBM），作為介觀尺度計(jì)算流體力學(xué)方法，具有介于微觀分子動(dòng)力學(xué)模型和宏觀連續(xù)模型的介觀模型特點(diǎn)，因其流體相互作用易描述、復(fù)雜邊界易設(shè)置、并行計(jì)算容易等優(yōu)勢，逐漸被應(yīng)用到多孔介質(zhì)復(fù)雜空間流動(dòng)模擬[8-13]。

本文以渤海S油田東營組儲層數(shù)字巖心切片為研究對象，通過圖像處理完成孔隙網(wǎng)絡(luò)建模，利用格子玻爾茲曼方法開展巖心切片二維孔隙流動(dòng)模擬及速度場表征，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析生產(chǎn)壓差、孔喉優(yōu)化對滲流通道的影響，探尋合適方法提高微觀孔隙滲流波及程度。

1 數(shù)字巖心切片流動(dòng)模擬

實(shí)驗(yàn)采用渤海S油田東營組某砂巖巖心，巖心儲層深度為1 379.0～1 379.1 m，巖心CT掃描結(jié)果如圖1所示，其中黑色部分為孔隙，灰色部分為骨架。……