利用格子气自动机方法模拟电子在饱和多相流体多孔介质中的流动规律,研究微观孔隙结构以及不同的油、水饱和度和流体分布状态对孔隙介质宏观电阻率变化的影响,分析地层因素与孔隙度、电阻率增大系数与含水饱和度之间关系的非阿尔齐现象的成因,建立用电阻率来计算含油饱和度的新方法。该方法应用了现代物理科学和计算机技术的最新成果,从全新的角度研究油气勘探与开采的关键问题之一- - 含油气饱和度评价问题,对于油、气、水和其它矿产资源的勘探与开发、环境监测等领域有重要的应用价值。
本项研究用格子气方法建立一种全新的获取含油饱和度和储集层物性参数的理论和方法。首先采用模拟自然界沉积岩的形成过程建立了孔隙介质模型,其孔隙结构最大程度地与实际岩石相同。其次,在建立的孔隙介质模型的基础上,利用格子气自动机模拟电的传输特性,在这个过程中可以通过调节微观孔隙结构和流体的分布状态来研究阿尔齐公式中m、n、a和b参数的物理意义。研究结果表明m并不是孔隙结构复杂程度的反映。进一步研究了各种不同条件下F-φ、I-Sw关系,获得了新的更加准确饱和度计算公式。还研究了泥质含量、分布和电阻率各向异性对宏观导电特性的影响,提出适用于电阻率各向异性地层的地层因素F和孔隙度φ、电阻率增大系数、电阻率增大系数I和含水饱和度Sw的关系。在江汉油田应用已取得实际效果,申请了国家发明专利。在此基础上,首先在国内提出并创建了计算岩石物理和数字岩芯、数字岩石的理论和方法体系。它是综合统计物理学、计算机科学、岩石物理学和地质学的新交叉学科分支。代表一种新的计算实验环境,与物理实验室构成互补关系。它可以在全饱和度和孔隙度范围内研究各种物理特性变化与孔隙度、饱和度等参数的关系,建立具有明确物理意义的定量计算公式