致密砂岩物性差,粘土含量较高,孔隙尺寸分布范围广,导致电阻率响应变化规律复杂,制约了含油气饱和度评价精度。由于致密砂岩岩电实验驱替困难,且难以定量的表征致密砂岩的微观因素对岩石电阻率的影响规律,岩石电阻率数值模拟已发展为重要的岩石物理研究方法,但传统的三维数字岩心建模方法和电阻率模拟算法不适用于致密砂岩。针对致密砂岩的特点,本文提出了多组分三维数字岩心建模和电阻率数值模拟方法。首先,利用X射线计算机层析扫描成像(CT)建立样品的三维灰度图像,识别大尺寸的残余粒间孔和溶蚀孔。然后,采用散射能谱扫描电镜(QEMSCAN)扫描样品端面,获取矿物组分二维分布图像。最后,通过图像配准技术,在三维灰度图像和二维矿物分布图像基础上,建立灰度图像灰度值与矿物组分的定量关系,采用多阈值分割,将三维灰度图像转换为多组分三维数字岩心。各组分体积含量与岩心X射线衍射(XRD)实验结果吻合,与传统两相(孔隙和骨架)三维数字岩心相比,更准确的刻画了岩心微观结构。采用高精度扫描电镜(SEM)建立不同组分的显微结构,识别X射线CT未分辨的孔隙,统计不同组分孔隙率,利用Archie模型和WS模型计算不同组分的等效电阻率。将等效电阻率作为输入参数,通过有限元方法模拟多组分三维数字岩心完全饱和地层水和部分饱和地层水状态下的电阻率,进而计算地层因素和电阻增大率。模拟结果表明在高含水饱和度下电阻增大率数值模拟结果与实验结果吻合,验证了算法的准确性。在低含水饱和度下,电阻增大率曲线下弯,呈现明显的非阿尔奇现象。与岩电实验相比,电阻率数值模拟可以计算完整含水饱和区间的岩石电阻率响应特征。建立了具有不同微观结构的致密砂岩三维数组岩心,采用数值模拟方法研究了孔隙结构对饱和度指数n的影响规律。