数字岩心的构建方法、装置、电子设备和存储介质

本发明涉及构建数字岩心的，尤其涉及一种数字岩心的构建方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、随着我国非常规能源的开发，非常规油气产量在总产量的占比不断提高，非常规油气开发已进入新的发展阶段。非常规储层岩石具有极其复杂和不规则的微观孔隙结构，直接影响着岩石的物理化学性质。传统的岩石物理实验无法从微观尺度定量研究岩石物理属性的影响规律及影响机理，从而无法更精确地建立物理模型和评价储层的孔隙特征。得益于扫描成像技术的发展，数字岩心技术可以对岩心进行精细数字化表征，该技术也渐渐成为研究微观岩石物理属性、评价储层孔隙特征的新方向。

2、在数字岩石工作流程中，最为基础和关键的是对孔隙进行精确成像和数字化，但对于具有不同尺度孔隙结构的岩石来说，这是难以实现的。主要问题是受表征技术（或称成像技术）的限制，具有固定分辨率的单一成像方法不能解析跨尺度的结构分布。对多尺度多孔介质岩心进行建模引起了学者们的广泛关注。然而，从理论问题到技术难点仍存在许多挑战，导致纳米级孔隙无法完成准确构建。

3、因此，如何提高数字岩心构建的准确性，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供的一种数字岩心的构建方法、装置、电子设备和存储介质，能够提高数字岩心构建的准确性。

2、本发明实施例提供了以下方案：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种数字岩心的构建方法，方法包括：

4、构建岩心样品的扫描岩心，其中，扫描岩心为包含微米级和微米级以上孔隙的岩心模型；

5、获取岩心样品进行低温液氮吸附实验的实验数据，其中，实验数据至少包括岩心样品的比表面积、平均孔径和纳米级孔隙的总体积；

6、根据模拟退火算法的计算模型对实验数据进行处理，以获得岩心样品中所有纳米级孔隙的孔隙分布结果，其中，孔隙分布结果包括孔隙尺寸和对应的孔隙位置；

7、将孔隙分布结果加载至扫描岩心，并输出岩心样品的数字岩心。

8、在一种可选的实施例中，根据模拟退火算法的计算模型对实验数据进行处理，以获得岩心样品中所有纳米级孔隙的孔隙分布结果，包括：

9、将纳米级孔隙的总体积转换为岩心样品的纳米孔隙度；

10、根据纳米孔隙度生成孔隙结构体，其中，孔隙结构体为包括纳米孔隙点和岩石骨架点的模型结构体；

11、根据孔隙结构体和退火能量函数，确定孔隙结构体实施退火的第一总能量；

12、根据比表面积、平均孔径和第一总能量，构建表征其约束关系的目标函数；

13、根据预设条件对目标函数进行解算，在解算结果满足预设条件时输出孔隙分布结果。

14、在一种可选的实施例中，根据比表面积、平均孔径和第一总能量，构建表征其约束关系的目标函数，包括：

15、根据公式，构建表征其约束关系的目标函数，其中， e′为第一总能量，为比表面积，d为平均孔径， i为纳米孔隙点， r为随机数，为第一拉格朗日乘子，为第二拉格朗日乘子， e′′为在比表面积和平均孔径约束下孔隙结构体实施退火的第二总能量。

16、在一种可选的实施例中，构建表征其约束关系的目标函数之后，方法还包括：

17、获取模型误差的第一容许度和第二容许度；

18、根据公式，更新目标函数，其中 e 1为第一容许度， e 2为第二容许度。

19、在一种可选的实施例中，根据纳米孔隙度生成孔隙结构体，包括：

20、根据纳米孔隙度随机生成纳米孔隙点和岩石骨架点组成的初始两相模型；

21、根据择多算子算法对初始两相模型的孔隙点位置和骨架点位置进行迭代计算；

22、将迭代计算结果确定为孔隙结构体。

23、在一种可选的实施例中，将孔隙分布结果加载至扫描岩心之前，方法还包括：

24、对孔隙分布结果进行平滑处理，其中，平滑处理方式至少包括各向异性扩散处理、非局部均值去噪处理、小波变换处理和双边滤波处理中的一种。

25、在一种可选的实施例中，将孔隙分布结果加载至扫描岩心，并输出岩心样品的数字岩心，包括：

26、将孔隙分布结果以不同的方位角加载至扫描岩心；

27、根据公式，获得每个方位角的加载关联结果 ccf，其中， st为搜索模板， l x为搜索模板的模板长度， l y为搜索模板的模板宽度， x n为表征孔隙分布结果的体数据集；

28、在加载关联结果大于预设的关联性阈值时，将对应的孔隙分布结果进行可视化处理，并输出为目标格式的数字岩心。

29、第二方面，本发明实施例还提供了一种数字岩心的构建装置，装置包括：

30、构建模块，用于构建岩心样品的扫描岩心，其中，扫描岩心为包含微米级和微米级以上孔隙的岩心模型；

31、获取模块，用于获取岩心样品进行低温液氮吸附实验的实验数据，其中，实验数据至少包括岩心样品的比表面积、平均孔径和纳米级孔隙的总体积；

32、获得模块，用于根据模拟退火算法的计算模型对实验数据进行处理，以获得岩心样品中所有纳米级孔隙的孔隙分布结果，其中，孔隙分布结果包括孔隙尺寸和对应的孔隙位置；

33、加载输出模块，用于将孔隙分布结果加载至扫描岩心，并输出岩心样品的数字岩心。

34、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器耦接到处理器，存储器存储指令，当指令由处理器执行时使电子设备执行第一方面中任一项方法的步骤。

35、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项方法的步骤。

36、本发明的一种数字岩心的构建方法、装置、电子设备和存储介质与现有技术相比，具有以下优点：

37、本发明的数字岩心构建方法，通过构建岩心样品的扫描岩心，获取岩心样品进行低温液氮吸附实验的实验数据，由于实验数据至少包括岩心样品的比表面积、平均孔径和纳米级孔隙的总体积，可以经模拟退火算法的计算模型对实验数据进行处理，以获得岩心样品中所有纳米级孔隙的孔隙分布结果，孔隙分布结果表征了纳米级孔隙的孔隙尺寸和对应的孔隙位置，将孔隙分布结果加载至扫描岩心，可以获得包含纳米级孔隙的数字岩心。由于扫描岩心只能覆盖微米级及微米级以上的孔隙特征，融合纳米级孔隙后生成的数字岩心具有多尺度特点，相比单尺度模型更接近实验数据，能更精确地建立物理模型和评价储层孔隙特征，进而提高了数字岩心构建的准确性。基于该数字岩心可以从微观尺度定量研究岩石物理属性的影响规律及影响机理，支撑实际地球物理解释和油气田开发。