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!"#： !"#$%&’( )#*++,#!"""!!-%"#."!!#"/#""0收稿日期：."!!!"0!!%基金项目：国家自然科学基金 （/"&&-"!.， /!""-"/$， /!"&-"$-） ； 188宝金博页面版部博士点基金 （."!"""-0!."""0）作者简介：盛金昌 （!-’-—） ， 男， 安徽枞阳人， 教授， 博士， 主要从事岩体渗流及岩体流固热化学多场耦合研究#1234*5： )*,674,8977:#;<:#6,基于过程法构建二维数字岩心盛金昌!， 何光宇.， 周治荣$， 姚德生0， 詹美礼!， 罗玉龙!（!#河海大学水利水电学院， 江苏 南京$#广西电力工业勘察设计研究院， 广西 南宁.!""-%；.#中国水电顾问集团成都勘测设计研究院， 四川 成都/$"".$；0#中水北方勘测设计研究有限责任公司， 天津’!""&.；$""...）摘要：为了定量研究岩石细观渗流特性， 对岩心薄切片扫描图像进行了分析， 并实现了沉积类岩石$ 个主要形成过程 （沉积、 压实和成岩作用） 数字仿真的二维数字岩心重构， 对结果进行了可视化处理#结果表明： 在数字岩心构建过程中， 参数!控制着石英胶结物沉淀的优先位置， 增生指数"控制着胶结物优先增生的几何趋势， #则控制着孔隙度下降的数量， 压实因子$反映上覆岩层压力，$越大， 孔隙压缩程度越高#关键词：数字岩心； 过程法； 重构； 可视化中图分类号： =1$!!文献标志码： >文章编号： !"""!!-%" （."!!） "/!"0-0!"/达西定律是研究多孔介质渗流的基。 它是建立在宏观试验的基础上， 无法对细观孔隙尺度的渗流进行描述， 而石油开采等领域迫切需要从细观孔隙角度出发研究渗流问题#目前多孔介质渗流的一些细观机理可以通过物理试验来定性研究， 但缺少科学的理论和技术来进行定量描述#目前国内外已有不少学者开展了这方面的研究， 而构建细观孔隙网络模型， 即数字岩心是其中一项基础性的工作#自 !-/’ 年 ?4@@［!］首次引入真正意义的孔隙网络模型以来， 随着计算机和图像分析技术的发展， 很多学者［.!’］对孔隙网络模型进行了研究#构建数字岩心有 $ 类方法， 即切片组合法、 基于切片分析的图像重建法和A 射线立体成像法#基于切片分析的图像重建法是基于二维岩心切片扫描图像的构建方法， 只需少量的岩心切片， 而岩心切片在石油开采中常被用来进行地质评价， 较易获得， 故该方法被大多研究所采纳#研究［&!%］表明， 将传统的两点相关函数 （随机法） 用来描述多孔介质结构， 尤其是孔隙之间的连通关系是不够充分的#本文在前人研究的基础上， 基于过程法编程实现了二维数字岩心的构建， 并对结果进行了可视化处理#$过程法构建数字岩心原理过程法是 B4CC; 等［0］于 !--& 年提出的， 它是在对二维岩心切片分析的基础上， 结合岩心的颗粒粒径分布特性， 通过对沉积类岩石 $ 个形成过程 （沉积、 压实和成岩） 的模拟来构建数字岩心的#文献 ［%］ 指出： 建立准确、 可靠的数字岩心所需的输入数据可以从标准的岩石切片中获得， 这些输入数据包括粒度分布、 孔隙度、压实程度的视觉估计、 黏土材料、 胶结物的类型和数量等#模拟沉积过程的算法基于过程法构建数字岩心的沉积模拟主要采用颗粒随机堆积模型 （分为连续堆积法和重整化群法 . 种方法）基本假设岩石颗粒沉积过程十分复杂， 为简化算法， 在不影响沉积规律的前提下， 进行如下假设［0， !"!!!］：颗粒均为球体；（D） 颗粒初始下落位置是随机的， 且各点几率均等；压实引起的颗粒形变和结构重组效应；（<） 颗粒下落时沿着重力势能梯度下降最大的方向运动；降过程中只受重力作用， 忽略侧向作用力；（E）颗粒下落达到相对平衡位置以后， 其位置保持不变；粒与已沉积稳定颗粒发生碰撞时不发生弹跳；（7） 在下落颗粒达到平衡位置以后， 下一颗粒才开始下落；$#$［-］， 本文采用连续堆积法#!#!#!（4） 所有（6） 考虑沉积结构的稳定性， 忽略由于重力（;） 颗粒在下（8） 下降颗第 $- 卷第 / 期."!! 年 - 月河 海 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版 ）FG:H,45 GE IG74* J,*K;H+*@L （M4@:H45 N6*;,6;+）OG5#$- MG#/N;P#."!!