GeoDict扩展_数字岩心分析GeoApp

Digital Routine Core Analysis(dRCA)

从三维岩石图像快速完成常规岩心分析

传统常规岩心分析通常需要对岩心柱塞样品进行多项实验测试，不仅周期较长，而且部分实验具有破坏性。Digital Routine Core Analysis（数字化常规岩心分析，简称dRCA）GeoApp 将GeoDict中的孔隙结构分析、材料统计和流动模拟功能整合到一个自动化工作流程中，使用户可以从三维岩石图像出发，在较少人工干预的情况下计算岩石的关键结构与渗流参数。

根据Math2Market官方介绍，传统实验室中可能需要数周完成的部分分析，可借助该GeoApp在数小时内获得结果，适用于岩心柱塞快速筛选、地层评价和储层建模等工作。

1. 从三维岩石图像开展数字岩心分析

Digital Routine Core Analysis GeoApp以经过分割的三维岩石结构为基础。输入模型通常可以来自：微米计算机断层扫描（µCT）；其他三维CT扫描；FIB-SEM等三维成像数据；GeoDict生成的数字岩石模型。

在典型数字岩石分析流程中，真实岩心或岩屑首先经过三维成像，得到灰度图像；随后在GeoDict中进行导入、图像处理和材料相分割，将孔隙与矿物骨架区分开来，再对数字岩石开展孔隙分析和流动模拟。分析结果还可进一步用于油藏模拟、测井解释及尺度放大研究。

典型工作流程为：岩心或岩屑取样 → µCT三维成像 → 图像处理与分割 → 建立数字岩石模型 → 运行dRCA自动分析 → 获得孔隙结构与绝对渗透率结果 → 用于地层评价和储层建模

2. 少量操作即可完成自动化分析

Digital Routine Core Analysis GeoApp将多个GeoDict计算命令集中在统一的图形用户界面中。

用户可以根据实际研究目标选择需要计算的参数、指定流动模拟方向，并决定是否排除与模型边界接触的孔隙。选择完成后，GeoApp可自动执行相应分析，无需用户逐项调用不同模块。

官方概括的主要特点包括：只需少量操作即可启动复杂岩心分析流程；可自动完成所选择的计算任务；降低重复性人工操作；保持分析流程和参数设置的一致性；生成可重复、可比较的结果；自动整理模拟数据和可视化结果；输出可直接使用的PowerPoint报告。

这种自动化方式尤其适合批量岩心样品筛选，以及采用统一参数对不同岩石样品进行横向比较。

3. 数字岩心分析的主要功能

3.1 开孔隙、闭孔隙及贯通孔隙分析

GeoApp可调用PoroDict计算岩石结构中的孔隙率，并区分不同类型的孔隙，包括：

• 开放孔隙（Open Pores）；
• 封闭孔隙（Closed Pores）；
• 盲孔或死端孔隙（Dead-end Pores）；
• 贯通孔隙（Through Pores）。

开放孔隙从材料外表面延伸进入内部，可形成相互连通的孔隙网络；封闭孔隙则不与模型任何外表面连通。对不同孔隙类型进行分类，有助于判断岩石中真正能够参与流体储存和运移的有效孔隙空间。Math2Market官方页面使用伯里亚砂岩（Berea Sandstone）展示岩石结构及不同孔隙类型的分类结果。

3.2 数字孔隙度法与孔喉尺寸分布

GeoApp可通过数字孔隙度法分析孔喉尺寸分布。

该方法在计算时考虑非润湿流体从指定侵入面进入孔隙网络的过程，因此不仅分析局部孔径，还会考虑：孔隙与侵入面的连通性；孔喉对流体侵入的限制；封闭孔隙；不同孔喉尺寸对应的可侵入孔隙体积。

这种数字分析可用于获得类似实验压汞法或液体挤出孔隙度法所表征的孔隙尺寸信息，但计算直接基于三维数字岩石结构完成。

3.3 单个孔隙识别与孔隙网络统计

Digital Routine Core Analysis GeoApp可以识别数字岩石中的单个孔隙，并允许用户调整孔隙分割所使用的界面阈值（Interface Threshold）。根据需要，用户还可以排除与模型边界相接触的孔隙，以避免不完整边界孔隙对统计结果造成影响。

分析结果可包括：孔隙数量；单个孔隙体积；孔隙直径统计；孔隙方向；孔隙表面积；孔隙之间的接触数量；孔隙接触面积；孔隙空间分布。

PoroDict的单孔识别功能采用分水岭算法对孔隙空间进行分割，从而将相互连接的复杂孔隙网络划分为可单独统计的孔隙单元。

3.4 按孔隙体积分类并分析孔隙空间统计特征

识别单个孔隙后，可以按照孔隙体积进行排序，并通过统计图表和三维可视化结果研究孔隙网络。该功能有助于分析：

• 大孔与小孔的占比；
• 孔隙体积的分布范围；
• 孔隙网络的非均匀性；
• 主要储集空间的位置；
• 不同岩石样品之间的孔隙结构差异。

与只给出单一总孔隙率数值相比，单孔统计能够更深入地揭示孔隙率相近但孔隙形态、连通性及流动能力明显不同的岩石结构。

3.5 表面积估算

用户可以选择是否估算材料表面积。

该计算通过统计体素表面并换算为相应的真实表面积，获得孔隙与固体骨架界面的几何信息。

表面积数据可用于辅助评价：

• 孔隙—矿物界面规模；
• 岩石微观结构复杂程度；
• 流体与岩石接触条件；
• 吸附、溶解或反应过程可能涉及的界面范围。

需要注意的是，该功能给出的是基于体素结构的表面积估算，结果会受到图像空间分辨率和分割质量的影响。GeoApp通过MatDict调用相应的表面积分析功能。

3.6 材料统计与层分析

GeoApp可以计算材料统计数据，并开展沿指定方向的层分析。

该功能可用于观察岩石样品内部不同位置的：

• 材料体积分数；
• 孔隙率变化；
• 矿物相分布；
• 结构非均匀性；
• 沿X、Y或Z方向的空间变化趋势。

对于层理明显或存在纵向非均质性的岩石，沿不同方向开展材料统计有助于判断样品是否具有代表性，并识别局部高孔隙率、低孔隙率或矿物组成异常区域。

3.7 最大贯通路径分析

Digital Routine Core Analysis GeoApp可计算指定方向上的最大贯通路径（Largest Percolation Path）。

用户可以选择：X方向；Y方向；Z方向；全部三个方向。

贯通路径分析用于确定能够通过孔隙介质的最大球形颗粒直径及相应路径，并可显示其最短通行路径。该结果能够帮助用户直观识别岩石内部的主要贯通通道及其方向性。

官方示例以伯里亚砂岩为对象，将Y方向上的贯通路径以红色显示。

贯通路径分析可用于判断：孔隙空间是否形成连续通道；不同方向上的连通性差异；哪些孔喉可能成为流动瓶颈；岩石是否具有明显的各向异性。

3.8 绝对渗透率预测

绝对渗透率是常规岩心分析中的关键参数之一。Digital Routine Core Analysis GeoApp可调用FlowDict，在选定方向上求解岩石孔隙空间中的Stokes流动，计算：绝对渗透率；渗透率张量；流体速度场；压力场。

用户可以分别计算X、Y、Z方向或三个方向的渗透率，从而判断岩石流动性能是否存在方向依赖性。三维速度场和压力场可用于识别：优势流动通道；低速或滞流区域；高压降区域；控制整体渗透率的局部孔喉；流体运移方向及空间非均匀性。

与只获得单个实验渗透率数值相比，数字模拟能够同时显示流体在孔隙内部如何流动，为解释宏观渗透率提供微观结构依据。

4. 可灵活配置的分析参数

在GeoApp图形界面中，用户可设置结果文件名称及保存文件夹，并根据研究目标选择是否执行以下计算：开放孔隙率与封闭孔隙率；数字孔隙度法及孔喉尺寸分布；单个孔隙识别；表面积估算；材料统计；指定方向上的最大贯通路径；指定方向上的绝对渗透率。

用户还可以：调整单孔识别的界面阈值；排除与模型边界接触的不完整孔隙；设置贯通路径的分析方向；设置流动及渗透率计算方向。

设置完成后，点击运行即可启动数字化常规岩心分析工作流程。

5. 自动生成结果文件和PowerPoint报告

计算完成后，GeoDict会自动在Result Viewer中打开主结果文件，并将各项计算结果分别保存到指定文件夹。根据所选择的分析项目，最多可生成以下结果文件：

• OpenAndClosedPorosity.gdr
  开放孔隙率与封闭孔隙率结果；
• Porosimetry.gdr
  数字孔隙度法及孔喉尺寸分布结果；
• IdentifyPores.gdr
  单个孔隙识别与统计结果；
• SurfaceArea.gdr
  表面积估算结果；
• 1DStatistics.gdr
  一维材料统计及层分析结果；
• PercolationPath_x.gdr
  X方向最大贯通路径；
• PercolationPath_y.gdr
  Y方向最大贯通路径；
• PercolationPath_z.gdr
  Z方向最大贯通路径；
• StokesResult_xyz
  相应方向上的Stokes流动及绝对渗透率结果。

除GeoDict结果文件外，GeoApp还会在结果目录中自动生成一份PowerPoint报告。根据用户选择的计算项目，报告可包含：数字岩石结构概览；孔隙几何结构；孔径或孔喉尺寸分布；最大贯通路径；不同方向上的绝对渗透率；相关三维模拟图像和数据。

该报告可用于内部评审、项目存档、客户沟通或研究结果汇报。

6. 数字岩心分析相对于传统实验的价值

根据Math2Market官方说明，数字岩石物理可以作为传统实验岩心分析的补充，并在部分工作中减少对破坏性实验的依赖。主要优势包括：

缩短分析周期

部分传统实验可能需要数天、数周甚至数月，而数字模拟可在数小时内提供结果，具体时间取决于模型尺寸、图像分辨率、计算项目及硬件配置。

非破坏性分析

同一个数字岩石模型可以反复用于不同计算，无需在每次测试中消耗或破坏实体样品。

同一样品开展多种计算

用户可以在同一数字结构上同时分析孔隙率、孔喉尺寸、单孔统计、贯通路径和渗透率，避免不同实验使用不同样品所带来的样品差异。

可开展参数研究

相同结构可以在不同边界条件、流动方向或材料设置下重复计算，用于研究不同工况对岩石性能的影响。

结果具有空间可视性

除了获得数值结果，还可以观察孔隙分类、流动速度、压力分布和优势流动通道，从而解释岩石宏观性能的微观来源。

支持储层尺度建模

数字岩心计算获得的孔隙尺度参数，可作为储层模型和尺度放大计算的输入，为井位部署、开采方案及提高采收率研究提供数据基础。

7. 典型应用

岩心柱塞快速筛选

对多个岩心柱塞的孔隙率、孔喉分布和渗透率进行统一流程分析，快速识别具有代表性的样品。

地层评价

分析不同层段岩石的孔隙结构、连通性和流动能力，为储层质量评价提供依据。

储层建模

将孔隙尺度获得的渗透率等参数用于储层尺度模型，研究局部和整体渗透率分布。

提高采收率研究

通过数字岩石和后续SatuDict等模块，研究注水、油水两相流及不同采收方案。

实验结果质量核查

将数字计算与实验室岩心分析结果进行比较，辅助判断实验数据是否受到样品差异、边界效应或操作条件影响。

数字岩石工作流程开发

建立企业或研究机构内部统一的岩心图像处理、参数计算、结果报告及数据库管理流程。

8. 所需GeoDict模块

根据Math2Market当前产品页面，运行Digital Routine Core Analysis GeoApp需要以下模块：

Math2Market同时列出以下常用配套模块：

具体配置取决于图像来源、需要计算的参数以及是否需要进一步开展相对渗透率或两相流研究。

说明：2025版在线用户指南将运行该GeoApp所需模块概括为PoroDict和FlowDict；当前Math2Market产品页面则列出PoroDict、MatDict和FlowDict。实际许可需求应以所使用的GeoDict版本及所选择的计算项目为准。

9. Digital Routine Core Analysis与完整数字岩石分析的关系

dRCA主要面向常规岩心分析（Routine Core Analysis，RCAL）中的自动化结构和渗流参数计算，其重点包括：孔隙率；孔隙和孔喉结构；表面积；材料统计；贯通路径；绝对渗透率。

在此基础上，用户还可以扩展到更完整的数字岩石物理研究，例如：

• 使用SatuDict计算毛细压力和相对渗透率；
• 研究油—水、气—水等两相流动；
• 使用ConductoDict分析地层因子、电阻率指数等电学参数；
• 使用ElastoDict分析弹性模量和岩石力学性能；
• 使用Acoustic Rock Properties GeoApp预测纵波、横波及声阻抗；
• 开展储层尺度渗透率放大；
• 研究二氧化碳封存、提高采收率和反应运移过程。

因此，Digital Routine Core Analysis GeoApp既可以独立用于常规岩心快速表征，也可以作为GeoDict完整数字岩石物理工作流程的起点。

10. 官方资料与阅读链接

以下官方资料可供进一步阅读：

1. Digital Routine Core Analysis GeoApp

Routine Core Analysis from 3D Rock Images in a Few Clicks

介绍dRCA GeoApp的核心优势、孔隙分析、贯通路径、绝对渗透率、界面设置及所需模块。

阅读Math2Market官方产品页面：https://www.math2market.com/geodict-software/geoapps/digital-routine-core-analysis.html?utm_source=chatgpt.com

2. GeoDict Online User Guide

Digital Routine Core Analysis

介绍GeoApp参数设置、运行步骤、结果文件及自动生成的PowerPoint报告。

阅读GeoDict在线用户指南：https://geodict-userguide.math2market.de/2025/geoapp_digitalroutinecoreanalysis.html

3. Digital Rock Physics & Digital Core Analysis

Digital and Automated Analysis of Reservoir Rocks

介绍数字岩石物理、RCAL、SCAL、提高采收率、储层建模及GeoDict数字岩石工作流程。

阅读GeoDict数字岩石物理解决方案：https://www.math2market.com/industrial-solutions/digital-rock-physics-digital-core-analysis.html

4. PoroDict

Analysis of Pore Space Characteristics

介绍开放和封闭孔隙率、孔隙度法、单孔识别、贯通路径及其他孔隙结构分析功能。

阅读PoroDict官方介绍：https://www.math2market.com/geodict-software/geodict-base-modules/analysis/porodict.html

5. FlowDict

Fluid Simulation Software

介绍多孔材料中的流体流动、速度场、压力场和渗透率模拟。

阅读FlowDict官方介绍：https://www.math2market.com/geodict-software/geodict-base-modules/simulation/flowdict.html

6. GeoApps

Extend and Customize GeoDict

介绍GeoApps如何调用不同GeoDict模块、自动执行重复任务并建立定制化工作流程。

阅读GeoApps官方介绍：https://www.math2market.com/geodict-software/geoapps.html?utm_source=chatgpt.com

总结

Digital Routine Core Analysis GeoApp是GeoDict面向数字岩石物理和常规岩心分析开发的自动化应用。它将孔隙结构分析、材料统计、贯通路径识别和绝对渗透率模拟整合到统一工作流程中，使用户能够从三维岩石图像快速获得关键岩心参数。

通过该GeoApp，用户可以：区分开放、封闭、死端及贯通孔隙；计算孔隙率和孔喉尺寸分布；识别单个孔隙并统计其几何特征；分析孔隙网络和材料空间分布；计算不同方向上的最大贯通路径；预测绝对渗透率；查看压力场和速度场；自动保存完整GeoDict结果；自动生成带有图像和数据的PowerPoint报告。

GeoDict——从三维岩石图像出发，自动连接孔隙结构表征、流动模拟与储层评价。

覃思科技作为德国Math2Market GmbH授权的GeoDict中国区代理商及服务商，为中国高校、科研院所和企业用户提供GeoDict软件咨询、销售、培训、技术支持以及数字岩石物理与数字岩心分析解决方案。