石油测井技术论文精选(九篇)

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第1篇：石油测井技术论文范文

关键词：多臂井径成像测井技术；原理；　作用

中图分类号：TE831.2 文献标识码：A

一、24臂井径成像测井技术的原理

（1）什么是24臂井径成像测井技术？

24臂井径成像测井技术是一种现代化成像技术，运用了高科技的发明，用计算机的图像处理技术使数据或图像可以在屏幕上显现。24臂井径成像测井技术提高了工作度量的准确度，可以根据我们开采石油的需要，不断地去完善已成的图像技术，最大限度保持无误。它能够利用图像信息对油层的结构特征，分布情况等进行反应，减少人员在工作过程中的难度和失误。

（2）24臂井径成像仪器的工作原理

①24臂井径成像仪器共有24个机械探测臂，每一个臂上都和一个位移传感器相连接，它很平均的分布在其一周。当它开始工作时，对要求进行测量，每一个独立的臂就会通过一定的机械系统传递给位移传感器，在经过层层传递，整理信号，转变电压等等，传输给地面传输系统，再有它转换。

成像处理器会根据仪器的自身特点是，使成像算法对内壁的形状大体一致，通过机器就可以得到最接近真实情况的数据，和测量比起来可以更好的反映它的变化。

②24臂井径成像仪器在工作时有机械和电器两部分组成。包括单片机电路，信号传输，电路，电源，井温，斜度等。

③需要注意的是揽头电压电路测量的是揽头的供电电压值，只能为地面提供参照而已，不可毫无顾忌的照用。电压选择电路时，要按照它规定的幅度不可高或低，会扰乱正常的工作。

④井径电路是由位移传感器，信号放大电路，机械探测臂，滤波电路等部分组成的，在开始工作时要协调好彼此的关系，确保不会有一方出现安全问题，否则会影响进度。

二、24臂井径成像测井技术的图像分析

（1）对几种现象的分析

①正常套管的现象分析

在图像里可以看出套款是不是正常的，如果是正常的，那它的曲线复读的变化不会很大，几乎趋于平稳，各条曲线与曲线之间是看似平行的，不会出现短线，交叉等现象，而且曲线是比较光滑的，在处理后不会看到深深浅浅的颜色，会发现它的颜色很平均。

②缩径与扩径的现象分析

如果底层的压力不正常发生变化，或套管的质量不合格都会对他造成极大的影响，会出现上相互所说的缩径或扩径的现象。具体来分，缩颈是因为地层压力异常，使得管内经明显缩小的现象。扩径是由于套管的质量比较差，出现了像地面突出的现象。

③断裂现象的分析

当地质发生变化时，它的密度过大或其他一些原因都会使地质应力发生变化，从而引起断裂现象。断裂现象反映到图上就是在环形的曲线里不连续的线，可能随时会发生改变，经过处理，会出现蓝色区域，就是断裂部分，可根据实际反映的情况进行修复。

④错段的现象分析

错段现象反应在图上比较明显，在图上会出现大幅度的跳跃现象，是一种连续弯曲的状况。而且颜色是近于淡蓝色的。

⑤腐蚀现象的分析

如果套管发生严重的腐蚀现象就会在图像上看到特别乱的现象，一般管内比较粗糙，而且在壁上会留有大量的残物。图像经过处理后，颜色是明显的不均匀，比较好区分。

⑥裂缝的现象分析

用样的可以用仪器测出裂缝的存在。如果图上的曲线部分是向同一个方向跳跃的，那么只能说明石油裂缝存在了。当图像经过处理后，可以清楚的看到，跳跃的部分会变色，是蓝色的圆点。

三、24臂井径成像测井技术施工条件

（1）在开始测试之前必须要通井，去除内壁的污染物，防止有铁屑或稠油等物质，刮管处理是很有必要的。准确的检查仪器，保证没有问题是工作进行的前提。可以避免因仪器问题而耽误进程。

（2）接下来就是要请专业人员要认真的分析数据，从这些数据出寻找有力的信息，为了清楚明白，我们一般都选择其中的一部分曲线出图。这样既可很快的达到目的，有提高了效率。

（3）当我们得到曲线图时，就可以根据测量的曲线进行检测，也可以根据实际的曲线进行调整，最好达到最佳状态。

（4）准备工作需要细心耐心。一切准备好后，我们就步入最关键的时刻。开始测量我们想要的数据。在突出我们可以看到它的椭变率，椭圆短轴，椭圆长轴和剖面图等。在就可以根据自己的需要进行了。

（5）运用软件对24臂井径成像进行处理分析，其中集合了众多人的聪明智慧，他将测井技术很好的和现代科技结合在了一块，更加方便迅速的使我们了解井下的的情况。

四、24臂井径成像测井技术的优点

①24臂井径成像测井技术包括了编辑，对数据进行合并，接受检验，等多项任务，所以说功能比较齐全强大。

②对待准备的数据，它主要有解编，导出的功能，并且可以转化原始的测井数据，使他转化为可用的格式。

③具有深度矫正的功能，在测井的过程中，如果发现了各种仪器所导致的失误，或者是操作不当所带来的麻烦，就会引起张力的不同。在实际的操作过程中，会记录下偏差，直接运用曲线进行数据处理，可能会得出错误的结果。因此必须对其进行校正。

④计算机算出的准确度高，避免了测量的不准确或计算错误的问题，直接提高了工作效率，使其得到了更好的发挥。

结语

虽然时代在不断地进步，科学为石油的发展提供了很多方便，但是这依旧是一项非常枯燥的工作，今天石油在我们的生活中已不可缺少。通过深入的了解发现，目前我国的石油开采量很大，随之而来也出现了一些问题，为了解决难题，很多人都在付出。技术人员在其中有着功不可没的作用。我们期待技术的不断创新，可以帮助技术人员解脱枯燥的编程等束缚，可以更加轻松地投入到开创性的工作中来，也希望在不断的发展中，克服种种困难，最终石油事业会迎来一个全新的大跨越。

参考文献

[1]刘立志，刘存辉，张宗亮，常文丽　.40臂井径成像仪器工作原理及其现场应用.石油仪器[J]，2011（02）.

[2]敬金秀.二十四臂井径成像仪及故障排除方法.石油仪器[J]，2009（01）.

第2篇：石油测井技术论文范文

关键词:低阻油层;水中找油;电性特征图版;高垒带;试油试采;欢喜岭油田

中图分类号:TE132文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)10-0055-03

低阻油层的测井识别是当前石油勘探领域的难题之一。欢东-双油田是一个典型的复式油气田,储层电性特征与常规油层存在较大差异,特别是大量低电阻率油层的存在,严重影响了测井解释精度。若仅利用常规解释模版对测井资料进行解释,而不对地层物性、岩性、钻井相关资料作具体分析,就极有可能造成测井解释偏差或错误。针对这一问题,欢喜岭采油厂近年来通过加强“三老”资料复查,发现含油区块8个,新增石油地质储量900×104t,新增可采石油储量180×104t,并形成了具有欢喜岭采油厂特色的“水中找油”的勘探理论。

一、低阻油层成因

(一)高粘土矿物含量

蒙脱石、伊利石等粘土矿物颗粒表面能够吸附孔隙流体中的阳离子,在外界电场作用下,被吸附的阳离子可以沿粘土颗粒表面产生附加导电现象,从而形成低阻油气层。

欢2-7-13块是欢东-双油田主力采油区块,兴隆台油层虽然录井显示较好,但由于电阻率低,早期电测解释为水层,1993年3月杜家台调整井欢2-6-513井钻至1662m(兴隆台油层)发生井涌,喷出较多油气。经过分析,兴隆台油层大量长石矿物风化为高岭土,粘土分析蒙脱石含量为47.1%,伊利石含量为4.0%,高粘土含量使兴隆台油层电阻率值降低。1994年8月对欢2-7-13井兴隆台油层试油,射开1624.2～1620.2m,4.0m/1层,7mm油嘴自喷,日产油59.8t,日产气3654m3,获得高产工业油气流。在此基础上,同年又对欢2-8-14和欢2-10-13井兴隆台油层试油,均获高产工业油气流:欢2-8-14井兴隆台油层(电测解释为水层,录井显示为油斑,电阻率为12.3Ω・m,声波时差为330μs/m)试油井段为1686.6～1682.4m,3.6m/1层,初期日产油32t,日产气8086m3/d,无水;欢2-10-13对兴Ⅱ7-8水层(电阻率为17Ω・m,声波时差为300μs/m)试油,射开1629.0～1644.0m,15.4m/1层,日产油15.1t,日产水0.5m3。在试油获工业油气流基础上,通过钻遇井地层对比,发现兴隆台油层兴Ⅱ7-8和兴Ⅲ1-2小层,均为上倾尖灭、下倾边水控制的岩性油藏,从而发现了欢2-7-13块油藏,控制含油面积3.9km2,石油地质储量168×104t,截至2006年12月,共有油井36口,日产油51.2t,累计产油45.8×104t。

(二)低含油饱和度、高束缚水饱和度

岩石电阻增大系数计算公式为:

(1)

式(1)中:Rt为不同含油饱和度时相应岩样电阻率,Ω・m;RO为完全含水时岩样电阻率,Ω・m;So为岩样含油饱和度,%;Sw为岩样含水饱和度,%;n为系数。

由式 (1)可以看:储层电阻率与其含油饱和度密切相关,含油饱和度越低,束缚水饱和度越高,储层电阻率越低。

齐家地区位于欢喜岭油田东北部,主要开发目的层为古潜山和杜家台油层。大凌河油层仅大Ⅱ2等个别井电测解释为油层,其余均解释为水层,由于电阻低(平均电阻率仅为14Ω・m),多次挖潜均未有突破。1998年下半年,围绕齐4块对齐家地区大凌河油层进行重新认识,突破电阻低、含油性差即为水层的常规思路,重新落实构造和圈闭。经研究认为,齐家大凌河储层与欢喜岭油田大凌河储层均为浊流沉积,对大Ⅱ1水层和大Ⅱ2油层进行纵向对比,发现2层为同一时期发育砂体,在电性和录井显示上均有相似之处,荧光显示均为11～12级,而且大Ⅱ2砂体较大Ⅱ1砂体厚度大,低部位大Ⅱ2砂体见油,高部位稍薄砂体大Ⅱ1也具备与之相似的储油和存油条件,据此对齐4块齐4井大Ⅱ1水层进行试采,1998年8月,射开2008.6～2018.0m,5.4m/2层,初期日产油28t,无水。1998年12月又利用齐2-15-309井试采大Ⅱ1水层高部位(荧光显示为8级,电阻率9.2Ω・m,声波时差为301μs/m,电测解释为水层),射开2030.9～2040.0m,9.1m/1层,初期5mm油嘴自喷,日产油23t,截至2007年6月底累计增油31341t。

通过进一步落实构造,确定齐4井区大凌河油层为被南北2条断层夹持、北高南低的近单斜构造,是具有边底水的构造-岩性油藏,主要有大Ⅱ1、大Ⅱ2两套油水系统,油水界面分别为-2030m和-2120m,新增含油面积1.0km2,新增石油地质储量59×104t。

(三)高地层水矿化度

地层含水饱和度一定时,地层水矿化度越高,可溶解电解质浓度越大,地层电阻率越低。此类油藏的突出特征是电阻率绝对值很低 (一般为1～2Ω・m),而电阻率指数较高 (一般大于4),与周围的水层电阻率特征区别明显。此类油层在测井曲线的识别难度不大,只是由于电阻率很低,需要进行仔细分析。

欢2-15-11块早期完钻井由于录井显示较差,电阻低,均解释为水层。在“三老”资料复查的基础上,发现该区电阻率低的主要原因是受岩性(长石砂岩)和高地层水矿化度(平均为5076mg/L)的影响,经综合分析论证,优选欢2-14-511井进行试采,试采井段为1694～1684.6m,9.4m/2层,8mm油嘴自喷生产,日产油45.2t,日产水0.3m3。在此基础上,进一步在区块内探明含油面积0.3km2,新增探明石油地质储量30×104t。

(四)泥浆侵入

钻井过程中,泥浆滤液往往会不同程度的侵入到地层中,将地层中的束缚水和烃类流体向深部驱替。由于泥浆滤液电阻率与被驱替的烃类流体和地层水的平均电阻率接近,在测井解释中不易区分,增加了测井解释的难度,特别对含轻质油气地层的测井解释影响尤为严重。

锦4井钻井泥浆为盐水泥浆,平均电阻为6.4Ω・m,电测解释为水层,2000年10月经综合研究认为,热河台油层虽然电阻率低,但录井显示较好,气测曲线异常,试采后5mm油嘴自喷,日产油28.6t,日产气21857m3。2001年进一步对锦4井区构造特征进行研究,精细油藏描述,通过小层对比,发现欢2-24-8井兴隆台地层与锦4井兴隆台油层连通性较好,锦4井位于兴隆台油层构造低部位已获工业油流,位于构造高部位的欢2-24-8井兴隆台地层也应为油层。同时,分析发现欢2-24-8井兴隆台地层录井显示级别和电性特征与锦4井兴隆台油层极其相似。因此,决定对欢2-24-8井兴隆台“水层”(录井显示为油浸、荧光,电阻率为20Ω・m,声波时差为300μs/m)进行试采,2172.4～2192.0m,15m/3层,5mm油嘴自喷生产,日产油42.9t,含水1%,截至2007年6月底,累计增油11816t。

通过重新落实锦4井区构造,深入油气聚集的圈闭条件研究,发现该块为被两条交叉断层所夹持的单斜构造,热河台油层探明含油面积0.3km2,新增探明石油地质储量60×104t;兴隆台油层探明含油面积0.3km2,增加探明石油地质储量为40.0×104t。

(五)低构造幅度

油藏的油水分布是油气运移过程中驱动力与毛管压力平衡的结果。低构造幅度对应低毛管压力和低含油气饱和度,易形成低阻油气层。该类构造一般圈闭面积较小,闭合幅度较低,油柱高度变化范围较小,油层较薄。但该类油藏具有良好的油气储集空间,油气排驱压力和中值压力均较低,油气仅饱和于储层较大孔隙空间内,含有饱和度不高,油水过渡带较宽,从而导致油气层电阻率较低。

锦16块于Ⅰ油层平均厚度为6.0m,构造幅度为30m,早期锦202和锦2-3-05井试油均出水,解释为水层。2003年经过综合研究,优选锦2-5-316井进行试采,1092.0～1099.0m,7m/1层,日产油28t,截至2006年12月已累计增油13236t。进一步研究在该块于Ⅰ油层新增探明含油面积1.2km2,新增探明石油地质储量为262×104t。

二、欢东―双油田低电阻率油层识别方法

(一)电性特征图版定量找油

欢喜岭油田兴隆台油层油水识别图版原有油层识别标准为电阻率大于20Ω・m,声波时差大于300μs/m的渗透层。通过对欢2-7-13块兴隆台油层(电测解释为水层)的研究和对部分油井的试采,总结该类油层的电性特征,并修改欢喜岭油田兴隆台油层油水识别图版:电阻大于9Ω・m,同时声波时差大于300μs/m的渗透层为油层。通过类似研究,也建立了欢喜岭油田大凌河油层油水识别标准:电阻率大于12Ω・m,声波时差大于275μs/m的渗透层可认为是油层。

(二)结合钻井、录井、取芯等资料,综合判断油水层

在电性特征图版识别的基础上,加强对地化录井、岩屑录井、气测录井的油气显示及目的层岩心资料的研究,并与邻井资料认真对比,综合利用录井显示、取心描述和钻井资料进行油水层判断。

(三)结合邻井、邻块相关资料,综合分析判断

通过精细油藏描述,综合油藏构造特征和油水分布规律研究,落实构造特征和油水界面位置,并结合邻井、邻块试油试采资料,综合分析判断,优选典型井重点层进行试采。

(四)合理、有效利用测井技术识别低阻油气层

深入测井曲线(声波时差、感应、自然电位、微电极等)组合特征分析,加强单井曲线纵向上变化和与邻井横向关系研究;盐水钻井液井要特别注意感应测井和声波时差测井曲线分析,并紧密结合录井显示、井壁取心和岩心资料进行油气层识别;复杂孔隙结构储层条件下的低阻油气层则主要应用核磁共振测井技术进行识别。

此外,油气层地球化学解释、薄层评价等技术的应用也对低阻油气层的识别起到了很好地辅助和促进作用。截至2006年底,通过低阻油气层的识别,发现含油气区块8个,探明含油气面积8.9km2,新增探明石油地质储量900×104t,探明天然气地质储量8.0×108m3,滚动勘探效果显著。

三、结语

1.欢喜岭油田低阻油气层成因多样,包括高粘土矿物含量、低含油饱和度、高束缚水饱和度、高地层水矿化度、泥浆侵入、复杂孔隙结构、低构造幅度、砂泥薄互层、富含黄铁矿、磁铁矿等,识别难度较大。

2.电性是储层岩性、物性、含油性的综合反映,而且低阻油气层岩性和物性往往对测井结果起主导作用。因此,综合测井、地质、油藏工程等资料进行研究对于低阻油气层的识别非常重要。

3.欢喜岭油田实践表明,低电阻油气层研究应由地质特征和储层岩性特征入手,结合测井、岩心等资料综合分析,并特别重视岩屑录井、气测录井中的油气显示,才能取得比较好的效果。

4.通过研究和实践,重新确定了欢东-双油田兴隆台油层和大凌河油层的油气水判别标准和试油试采标准。

5.油田开发中后期,充分利用老井、老资料,重新认识低电阻油层,是老区挖潜增储、实现滚动勘探开发一体化的重要手段。

参考文献

[1] Zemanek J.Low-resistivity hydrocarbon-bearing sand reservoirs [R].SPE 15713,1987.

[2]陈世加,马力宁,张祥,等.油气水层的地球化学识别方法[J].天然气工业,2001,21(6).

[3]李舟波.钻井地球物理勘探[M].地质出版社,1995.

[4]欧阳健.加强岩石物理研究提高油气勘探效益[J].石油勘探与开发,2001,28(2).

[5]卞应时,张凤敏,高祝军,等.大港油田中浅层低阻油气层成因分析及评价[J].特种油气藏,2002,9(2).

[6]危宇宁.欢喜岭油田低电阻率油层成因及识别[C].辽河油田勘探开发优秀论文集.北京:石油工业出版社,2005.

第3篇：石油测井技术论文范文

关键词：原油含水率 检测 原油计量

对于原油来说在开采，脱水，计量，集输以及销售的过程中，原油产量以及原油的含水率是最为重要的指标。在油田生产中，检验原油含水率一直采用传统定时取样进行蒸馏化验的人工分析方法，这种方法不能够对测量原油含水率及时的反应出来。因此对于怎样能够提高检测原油含水率的效率，是但一直困扰油田工作检测人员的问题。此外在原油计量工作中应用翻斗流量计是较为常见的，其精度为3级而且能够对油水混合物的重量进行测量。面对这种现状，本组主要针对一个联合站中沉降罐，运用液位变压器和差压变压器进行检测，并通过计算机实时进行处理。通过深入探讨检测沉降罐中原油含水率以及原油计量得到良好的效果，从而进一步实现了沉降罐中原油含水率精确检测以及原油精确计量。

一、原油含水率的检测方法

对于原油含水率进行测量的方法包括，离线测量以及在线测量。

1.离线测量

进行离线测量主要是通过离线分析法进行的，主要分离出原油中的水分，再通过体积比形式表示出来。还能够再利用油水密度值，得出重量含水率。此种方法能够针对油水分离手段的不同选择相应的方法，方法主要包括：蒸馏法，离心法，点脱法以及卡尔-费休法。其中卡尔-费休法主要是在滴定卡尔-费休溶液时，使得水与卡尔费休溶液反应，从而对水分进行测定。通过原油含水分析能够可分析含水率为0.02%～0.2%原油，具有操作简单，误差小，原油乳化程度较小干扰测量结果，精度较高，具有广泛应用前景的特点。但是其不具有实时性，不能够及时对变化的数值进行反映，成为离线方法最大的缺陷。同时离线方法测量的缺点还包括：（1）测量结果会受到取样方式的影响。（2）处理的不够彻底的。（3）操作较为繁琐，效率较低，其中原油的乳化还会对分离效果造成一定的影响。（4）含水率不断改变的过程中，很难只能够依据取样的方式进行检验

2.在线测量

对原油含水率进行在线测量主要，控制原油中水分脱出，在运用一套微机化系统进行分析测量。在传感器的作用下实时采收样本。在线分析测量还包括直接或间接测量。在直接测量中，依据水和油的种种物理性质和化学性质的不同，应用相应的测量原理进行测量。现主要有电容法，短波法，密度法以及中子水分测试法等。运用在线测量的方法测量原油含水率的主要缺点是很难保障进行长期稳定测量。同时其缺点还包括：（1）采油期间，油水的比例在不断变化，整个流程中的一次表不能够及时标定。（2）仪器会使得测量结果中参数修正不修。（3）由于原油成分较多，会在一次表上附着，易发生死油的情况。（4）由于微机处理系统中仪表精度教高，常常会在现场应用油田检测的仪表，很难达到这种精度。（5）位置较为固定，难以对其他层面含水率进行测定。

二、测量原理

沉降罐自动检测系统的具体情况如图所示，检测作业的实现是通过油管在垂直运动中，传感器进行移动检测。传感器中发射体和接收体都能够在原油为介质基础上，原油含水率不断变化时，会吸收到能量不同的短波。在一个具体的采样中，传感器会自动返回上升，到达油水乳化带的同时就会以95%的含水率作为界限，分辨出油水界面的具置。同时传感器可等间隔的对是油罐中油层含水率等参数进行检测。

针对储罐油量动态计量方法的研究中，在联合站脱水工艺过程中，沉降罐油量呈现动态变化。主要是由于（1）沉降罐中油水界面变化不一。（2）原油的含水率使得油层高度不一。（3）油层温度不断改变，使得原油密度随着变化。其中输入液量含水率是能够影响油水界面的主导原因，同时温度和密度也有重要关系。温度上升则密度下降，温度下降则密度增加。

三、系统设计和误差分析

沉降罐中油水密度的自动检测和原油动态计量装置如下：

在图中选择使用电动的差压变送器，沉筒式液位电动变送器以及电动温度变送器。这些变送器将压力，高度和电动温度都转化为4～20mA的信号，并实时反映到计算机中，得出油水密度，含水量以及原油的重量。原油重量时要按照联合站脱水防水形式进行处理。含水量在正常标准时，将原油输送到用户处。通过以上两种状况可知，这种系统能够实时了解对油量计量作业。通常状况下，沉降罐内的含水原油的液位应尽量保持在10m左右。并选择量程为10m的的沉筒式液位变送器。

四、结语

对于装置中部件均为防爆型安全有效的。在敞口容器内游离的气体较少，并具有一定的含水率测定在0～100%，其误差为±0.5%。这种装置经过多年应用，在下层联合站中测定沉降罐油水的参数以及原油的计量。这种装置应用差压和液位变送器对油水混合物密度进行测定。其中包括油田集输过程中对混合液密度的测定，含水量以及含油量的测定，这种方式具有一定的推广价值。

参考文献

第4篇：石油测井技术论文范文

关键词：数字岩心；渗透率形状特征；U系统矩

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）35-0124-02

1 概述

在石油工业等诸多领域中，精确地确定多孔介质的宏观输运性质具有很大的实际价值。然而与宏观输运性质相关的孔隙度、渗透率等参数与介质的微观孔隙结构密切相关。数字岩心[1]，就是对实际多孔介质结构的一种数学描述方式。由于数字岩心具有高度复杂的孔隙结构，孔隙的形状、大小、位置均是随机分布，各孔隙之间还存在毛细通道，使得研究孔隙尺度下的细观流动存在不小的困难。近年来，多采用数值模拟方法研究多孔介质中的细观流动，其中具有代表性的是格子Boltzmann方法（LBM）[2-4]。但是，LBM所得到的结果一般都是针对特定对象的经验曲线和经验公式，不具有普遍性，其背后物理机理往往也不清楚。因此，寻找合适的方法求解与宏观输运性质相关的参数变得至关重要。

就数字岩心而言，由于孔隙结构和渗透率之间存在一定关系，而表征孔隙特征参数中常用的孔隙度又无法全面表征孔隙与渗透率之间的相关关系。近年来渗透率在数字岩心模拟中的预测方式，主要采用LBM等方法模拟求解流量等参数，再通过达西定律求解渗透率，因此使由孔隙的形状特征求解渗透率成为可能[5-8]。

U-系统是一种正交的、完备的多项式系统[9]，用其构造出的正交矩可以使得三维模型分解后的信息具有独立性，没有信息冗余；还因为其是分段k次多项式系统，在计算过程中能够避免高次多项式的计算问题。在三维模型检索中，使用U系统矩可以达到较高的检索效率[10-11]。因此在三维孔隙模型中，U系统矩也可以很好的表示孔隙特征，还可以最大程度保留孔隙的形状信息。

本文首先介绍U-系统及U-系统矩；使用U-系统矩提取出三维孔隙模型的形状特征[12]，并对该特征与渗透率进行相关性分析，来探索三维形状特征与渗透率之间的关系。最后，使用一个简单三维孔隙模型进行数值试验，证明由三维形状特征求解渗透率是否可行。

2 三维U系统矩

2.1 U-系统

U-系统是由齐东旭教授与冯玉瑜教授在上世纪八十年代构造出来的一组分段多项式正交函数系[13]。该系统由Legendre正交多项式构造出U-系统的基本函数；再通过压缩、复制或反复制生成U-系统的其它正交函数。

在计算U系统矩之前需要对模型进行标准化处理。由于本文使用的孔隙模型是体素化模型[15-16]，因此可不需要标准化直接进行计算。

2.2.2 U系统矩的计算

3数值试验与分析

由泊肃叶定律[17]可知圆管流动的固有渗透率为k=R2/8，其中R为圆管半径。将不同形状参数的圆管体素化并提取圆管的U1系统矩。由结果可以看出，模型的形状特征与渗透率之间存在一定的关系，形状特征随着孔隙形状的变化而变化。并且由于圆管模型是一种简单模型，因此特征向量中18维之后的值为0（表中仅列出前三维特征f1～f3）。

对圆管的特征向量与圆管渗透率进行相关性分析，得出该特征第1、2、3、7、9、10、11、12、16、18维与渗透率显著相关，而其余各维度则与渗透率并无直接相关性，即利用U系统矩特征求解渗透率存在一定的可行性。

4 结论

与以往使用Boltzman等流体模拟方法求解渗透率的思路有所不同，利用形状特征求解渗透率对数字岩心模型要求不高，并且由于不涉及流体，可以针对孔隙模型本身来进行分析，降低了求解渗透率时对实验环境的要求。与流体模拟方法类似，形状特征同样是基于统计原理求解，具有很好的并行性，这又进一步提高了运算速度，为求解数字岩心渗透率提供了另一种计算思路。

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