这是一篇学术综述性质的科学论文，类型属于b，以下是综合报告：

这篇题为《Review of 3D Digital Core Reconstruction Methods for Deep Shale Gas Reservoir》的论文由主要作者Yuejiao Liu、Fuqiang Lai、Xiaopan Kou、Yifei Wang、Haitao Wang、Xiaotian Zhao和Zhoujie Tan联合撰写，作者来自重庆地质矿产研究院国家与地方联合页岩气勘探与开发工程研究中心（National and Local Joint Engineering Research Center of Shale Gas Exploration and Development，重庆）、重庆科技大学复杂油气田勘探开发重点实验室（Key Laboratory of Complex Oil and Gas Field Exploration and Development，重庆）以及长庆油田公司勘探开发研究院（Exploration and Development Research Institute of Changqing Oilfield Company，西安）。论文发表于《IOP Conference Series: Earth and Environmental Science》期刊的714（2021）卷，具体引用标识为DOI:10.¹⁰⁸⁸⁄₁₇₅₅-1315/714/2/022028。

题目与研究背景

本文聚焦于“三维数字岩心重构方法在深层页岩气储层中的研究进展”。数字岩心作为核心实验的先进模拟技术，为岩石物理特性研究提供了新的方向。深层页岩气储层以其低孔隙度、低渗透性、各向异性与复杂矿物成分为特点。因此，传统的数字岩心重构方法无法全面、准确地描述其特性。本文的宗旨在于综述并比较现有的数字岩心重构方法，总结其优势与局限性，从而提出一种多尺度、多组分的双孔隙3D数字岩心重构模型，为深层页岩气储层研究提供指导。

主旨及论文的主要观点

本文主要围绕以下几个方面展开了深入探讨：

1. 深层页岩气储层的复杂性与传统方法的局限性

深层页岩气储层主要由粘土粒径矿物和颗粒状岩体组成，孔隙空间复杂且有机物含量丰富。同时，这些储层的基质孔隙极不发育，渗透率极低，并伴有强异质性和深埋物理深度。与传统油气储层相比，这给物理实验与理论研究带来了巨大挑战。传统的单分辨率3D模型难以完整刻画不同尺度的页岩气储层岩心结构。

2. 现有数字岩心重构方法的分类与评价

数字岩心重构技术发展迅速，不同方法各有特点：

• 基于CT影像的3D扫描：
  这类方法通过计算机断层扫描技术（Computer Tomography，简称CT），获取二维切片图像并构建三维数字岩心模型。它操作简便且高效，适合常规岩心，但在处理深层页岩气储层时可能无法完美还原微米及纳米级孔隙特征。

• 基于二维图像分析的重构方法：
  通过分析岩心的二维信息（如铸体薄片或颗粒影像），结合算法，重建三维图像，具有一定灵活性。这种方法的典型应用包括Rosenberg针对于砂岩的3D模型构建，以及刘杨关于岩心残余油与孔喉参数的分析。尽管其在描述微小孔隙分布方面有独特优势，但其准确性容易受到二维图像分辨率与算法性能的限制。

• 其他创新方法：
  如基于微观CT技术的孔喉网络模型构建（例如Liu Xiangjun等），以及格子Boltzmann方法的双相渗流模拟研究（Pan等）。这些方法在局部细节与特定应用场景中有所突破。

上述方法多聚焦于单分辨率建模，不能在同一模型中同时兼顾宏观与微观异质性特征。因此，结合多技术、多尺度的模型构建成为解决这一问题的趋势。

3. MCMC方法的优势与多技术融合

通过分析，作者提出马尔科夫链蒙特卡洛（Markov Chain Monte Carlo, MCMC）方法是深层页岩气储层3D数字岩心重构的最佳选择之一：

• 原理与概念：
  MCMC基于三维马尔科夫链模型，通过计算节点概率，重建空间数字图像。其关键在于邻域模型的设定与条件概率的计算。邻域系统（如15点模板）合理描述了点与点之间的空间关系。

• 优点：
  该方法能整合微观（纳米级/微米级）与宏观（毫米级）结构的多层次特征，并真实还原孔隙与基质的空间分布特性。

此外，本文强调了将MCMC方法与多项先进技术融合，如CT与离子束聚焦电子显微镜（FIB-SEM），从而进一步提升模型分辨率、异质性描述精度及计算效率。

4. 多分辨率双孔隙3D数字岩心构建的流程

本文提出一种创新性多尺度、多组分双孔隙重构模型，模型构建包括以下步骤：

• 多分辨率成像：
  借助CT与FIB-SEM技术完成岩心图像采集，通过离子束与电子束结合，实现对样品的高分辨率描述。

• 图像空间配准：
  利用多种分辨率的岩心扫描图像，运用配准算法匹配其空间信息，建立高低分辨率图像之间的映射关系。

• 双孔隙数字岩心构造：
  基于二值化切片图像与MCMC方法，重构宏观与微观双孔隙系统。进一步通过叠加法整合不同分辨率下的孔隙网格，生成统一多尺度岩心模型。

• 图像分割与后处理：
  采用高级噪声过滤与分割算法（例如局部中值滤波），确保模型能够准确刻画孔隙、骨架及其他矿物成分的分布情况。

5. 研究意义与展望

本综述为页岩气储层研究提供了重要参考与发展方向：

• 科学意义：
  通过对已有方法的系统性评价，明确定量建模在储层研究中的重要性，同时推动了多尺度成像、复合动物理特性分析技术的发展。

• 应用价值：
  双孔隙数字岩心不仅能为岩石物理实验提供高度仿真的研究样本，还能提升油气开发中的初步筛选效率与注采方案的精细化设计。

• 技术前景：
  本文指出当前问题的解决思路，例如整合多来源数据的多尺度模型，以及如何弥合大尺度与微尺度结构的相关性差距。

总体而言，本文系统性地梳理了数字岩心重构领域的研究现状与技术突破，提出了整合型解决方案，为未来科学与工业应用提供了具有实质性的见解及指导。