用多能量x射線成像確定儲層性質和品質的方法
【專利摘要】一種儲層的評價方法，其包括試樣的多能量X射線CT掃描，獲得試樣的體積密度和光電效應指數效應，使用從試樣的巖心伽馬掃描、光譜伽馬射線掃描、X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析的至少之一獲得的數據評估至少礦物性質，和通過組合體積密度、光電效應指數和至少一種礦物性質(例如，總粘土含量)確定至少一種試樣性質。可通過不需要詳細的實驗室物理測量或試樣破壞的方法測定如地層脆度、孔隙率、有機材料含量和滲透率的一種以上的儲層性質。還提供一種儲層的評價系統。
【專利說明】用多能量X射線成像確定儲層性質和品質的方法
【技術領域】
[0001]本申請根據35U.S.C.§ 119(e)要求2012年I月13日提交的在先美國臨時專利申請61/586，153的權益，通過參考將其整體并入本文中。
【背景技術】
[0002]本發明涉及用于表征儲集巖的品質的方法并且更特別是利用多能量X射線成像表征儲集巖的品質的方法。
[0003]在石油工業中，油和氣體生命周期階段為勘探、評估、開發和生產。在以最大生產水平確保儲層生產的總體目標下，在各階段做出決策。在第一階段開始時，數據量最小。隨著生命周期繼續，收集到如地震、測井、巖心數據和生產數據等的不同類型的儲層數據。這些儲層數據的分析和解釋對于進行生命周期的決策是至關重要的。主要挑戰為表征儲層品質。
[0004]在確定在何處以及如何評價儲層品質并完成氣體或油頁巖儲層時需要考慮幾個因素。其中最重要的因素可能為:(a)幫助評估在水力破碎操作期間創建液壓連接的裂隙網格的難易的地層(format1n)的脆度；(b)作為存儲容量的孔隙率，(c)有機材料(OM)含量和(d)作為生產驅動參數的滲透率。
[0005]脆度直接涉及礦物成分(mineralogy):碳酸鹽和石英含量越高,巖石越脆,相反地，粘土或OM含量越高，巖石越不脆(或更延展的)。孔隙率影響體積密度:密度越小，孔隙率越高。最后，滲透率通常為孔隙率和粒徑的函數并且可以從這兩個參數評估。
[0006]當前，僅高品質測井數據或對巖心試樣的詳細的實驗室物理測量和礦物分析可幫助評估這些參數。然而，充分詳細的實驗室測量是耗時的并且通常花費很多周來獲得，通常導致試樣的破壞，并且只能在幾個深度位置進行。
[0007]儲層品質評價中需要可評估如地層脆度、孔隙率、有機材料含量和滲透率等儲層性質，而不需要破壞試樣并且只能在幾個深度位置進行的對巖心試樣的詳細的實驗室物理測量的方法。
【發明內容】
[0008]本發明的特征在于提供評估如地層脆度、孔隙率、有機材料含量和滲透率等儲層性質，而不需要詳細的實驗室物理測量或試樣破壞的方法。
[0009]本發明的進一步特征和優點將在以下說明書中部分地闡述，并且從說明書中部分將顯而易見，或可通過本發明的實施來研究。通過說明書和所附權利要求書中特別指出的內容和組合來實現和獲得本發明的目的和其它優點。
[0010]為了實現這些和其它優點，并且根據本發明的目的，如本文所體現并廣泛描述的，本發明涉及儲層的評價方法，其包括(a)在兩個以上的不同能級的深度區間進行試樣的多能量X射線CT掃描；(b)使用從多能量X射線CT掃描獲得的試樣中三維像素的CT值獲得試樣的體積密度和光電效應指數；(C)使用從試樣的巖心伽馬掃描、光譜伽馬射線掃描、X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析的至少之一獲得的數據評估至少一種礦物性質；以及(d)通過組合體積密度、光電效應指數和至少一種礦物性質確定至少一種試樣性質。
[0011]本發明涉及儲層的評價方法，其包括(a)在兩個以上的不同能級的深度區間進行試樣的多能量X射線CT掃描；(b)使用從多能量X射線CT掃描獲得的試樣中三維像素的CT值獲得試樣的體積密度和光電效應指數；(C)使用試樣的伽馬射線掃描、光譜伽馬射線掃描、X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析的至少之一的數據以評估總粘土含量；(d)使用評估的總粘土含量和光電效應指數計算試樣的礦物組成；(e)使用礦物組成確定試樣的脆度指數；(f)測定油母質分數和孔隙率分數；(g)使用體積密度和油母質分數以及孔隙率分數確定試樣的孔隙率；(h)使用孔隙率評估試樣的滲透率；以及(i)通過組合脆度指數、孔隙率和滲透率確定儲層品質指數。
[0012]還提供了用于進行上述方法的系統。
[0013]應該理解，以上一般的說明和以下詳細的說明二者僅為示例性和說明性的并且目的在于提供請求保護的本發明的進一步說明。
[0014]引入并且構成本申請的一部分的附圖示出本發明的特征并且與說明書一起用于解釋本發明的原理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1A-C示出對于根據本申請實例的檢測中的巖心的多能量X射線成像導出的體積密度(“RH0B(g/cc)”)(圖1A)、有效原子序數(“Z有效”)(圖1B)和源自根據本文所述的方程I的有效原子序數的光電效應指數(“PEF”)(圖1C)的深度曲線。灰色點表示高分辨率測井(high-resolut1n logs),而實心點表示平滑的深度相同的數據(50點平均運行窗口)。在圖1A-C(和圖2-5、6A-B、8A-B、9A-C、10A-C以及11)中，將深度示為沿X軸從左向右增大的標準化的值。
[0016]圖2示出根據本申請實例的繪制的根據本文的方程5求得的所得方解石、石英和伊利石的礦物分數對深度的曲線。曲線通過50點濾波器而平滑。
[0017]圖3示出根據本申請實例的繪制的從用本文的方程6求得的純石英、伊利石和方解石的分數和密度計算的巖石的固相密度對深度的曲線，和在相同圖中繪制的伊利石的不同設定密度(P1 = 2.63g/cc代替2.53)的另一曲線。
[0018]圖4示出根據本申請實例的繪制的與圖3相同的數據與為了參考而增加的多能量X射線成像體積密度曲線(平滑過的)。
[0019]圖5示出根據本申請的實例的十個巖頸的基于2D-SEM的孔隙率和油母質(體積)分數。
[0020]圖6A-B示出根據本申請實例的作為使用圖3所示的固相密度曲線并且設定油母質密度為1.00g/cc由本文的方程9計算的基于多能量X射線成像(“ME-X射線-1”)的孔隙率，其中圖6A的曲線為對于使用伊利石密度為2.53g/cc計算的固相密度而圖6B的曲線為對于使用2.63g/cc的伊利石密度計算的另一固相密度曲線，并且其中基于SEM的孔隙率示為星形。
[0021]圖7A-C示出根據本申請實例的對于本文的方程13的脆度指數值“B”對作為根據所述方法計算的礦物分數的圖，通過灰度陰影示出的脆度指數對方解石和伊利石的分數(圖7A)，對石英和伊利石的分數(圖7B)，以及對方解石和石英的分數(圖7C)，其中各圖中的實心白色箭頭示出第三礦物的分數增加的方向并且各圖中的影線黑色箭頭表示其中脆度指數值從接近100的較高值向接近55的較低值在圖中逐漸轉變的方向。
[0022]圖8A-B示出根據本申請實例的通過用于檢測中的多能量X射線成像測井的方法計算的脆度指數，其中由對應深度的圖6B所示的多能量X射線成像礦物成分(礦物分數)計算圖8A所示的脆度指數。
[0023]示出根據本申請實例的多能量X射線成像的滲透率(十進制對數)對深度的圖9A-C，上邊界顯示在圖9A中，下邊界顯示在圖9B中，并且平均顯示在圖9C中。
[0024]圖10A-C示出根據本申請實例的從多能量X射線成像(“ME-X射線-1”)數據導出的平滑的孔隙率、滲透率和脆度曲線的圖，其中孔隙率對深度顯示在圖1OA中，滲透率(十進制對數)對深度顯不在圖1OB中，和脆度指數對深度顯不在圖1OC中。
[0025]圖11示出根據本申請實例的根據本文的方程19求得的儲層品質屬性。
[0026]圖12示出根據本申請的儲層評價方法的流程圖。
[0027]圖13示出根據本申請的實例的系統。
【具體實施方式】
[0028]本發明涉及儲層品質的評價方法，其可評估如地層脆度、孔隙率、有機材料含量和滲透率的一種以上的儲層性質，而不需要詳細的實驗室物理測量或試樣的破壞。為了解決和避免儲層評價需要依賴高品質測井數據和詳細的實驗室分析的問題，使用多能量X射線成像技術以提供用于本發明的方法中的體積密度和光電效應(PEF)輸入。多能量X射線成像技術通過美國專利申請號13/527，660的Derzhi來描述，通過參考將其整體并入本文中。多能量X射線成像可應用于巖心，或在巖心不可得的情況下應用于鉆屑、巖頸或其它類型的試樣。多能量X射線成像提供作為體積密度和光電效應指數的兩個輸出。后者(光電效應指數)主要通過礦物成分來驅動并且有時轉換為有效原子序數(Zeff)。多能量X射線成像是快速的并且具有高的縱向或橫向分辨率，此外其可與如巖心伽馬射線(GR)和/或光譜伽馬射線(SGR)數據等其它快速掃描數據組合，或使用如X射線熒光(XRF)或X射線衍射(XRD)分析數據等其它來源的數據，從而將其它維度(dimens1n)添加至儲層品質的分析。
[0029]具體地，通過具有總粘土含量或特定粘土和其它礦物類型的基于GR和/或SGR的評估，可將該信息包含于礦物平衡方程中。這允許包括(但不限于)至少三種礦物(例如，方解石、石英和伊利石)的礦物組成的評估。在SGR提供詳細的礦物計數的情況下，對于大于三種礦物成分可解析多能量X射線成像PEF數據。此類詳細的礦物成分評估可導致更好的脆度評估。其還可以有助于提高多能量X射線成像體積密度向孔隙率和油母質含量變換的精度。其還可幫助進行更準確的滲透率評估，因為不同的礦物成分(特別是粘土)意味著不同的粒徑，其為在孔隙率向滲透率的變換中關鍵的參數。雖然本文示出本申請的方法中三種礦物為方解石、石英和伊利石，但本文的方法不限于礦物的特定組合并且可應用于其它礦物及其組合。
[0030]可使用PEF以通過將其定標在例如方解石和石英+粘土等兩端員之間的PEF來獲得礦物成分。為了添加遺漏的第二方程，可使用如粘土和非粘土礦物等兩種以上的對比材料之間的比例。這可例如，通過分析相關的SEM(掃描電子顯微鏡)圖像或使用巖心或切屑或其它來源獲得的GR數據來進行。
[0031]一旦確定礦物成分，則可確定脆度指數，其例如可以為存在較少粘土或OM的高值和存在較多粘土或OM的低值。脆度指數的確定可包括，例如，從由礦物組成計算的固體的彈性性質確定脆度指數。脆度指數可以與楊氏模量和泊松比為正關系。脆度指數可以與楊氏模量和泊松比為正線性關系。
[0032]接著，通過使用多能量X射線成像體積密度，例如，可通過設定油母質與孔隙率之間的比例求得孔隙率。這可例如，通過分析SEM圖像或關聯油母質含量與放射性礦物含量來進行。從SEM或FIB-SEM，例如，可獲得孔隙率和有機物含量，但通常獲得的有機物含量是更可靠的。鑒于此，有機物含量可用于計算孔隙率。相反，可通過使用來自SEM或FIB-SEM的孔隙率來進行有機物含量的計算。其還可基于具有各種頁巖地層的實驗或基于熱油母質轉換模型(參見，例如，Modica, C.J.et al., AAPG Bulletin, Jan.2012, v.96n0.1, pp.87-108)。還可使用如CT掃描、熱解、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)和/或其它方法等的其它方法測定試樣的有機物含量。
[0033]接著，由此求得的孔隙率可用于評估滲透率。粒徑、孔徑或比表面積可來自，例如，試樣或試樣的所選部分的2D SEM圖像或試樣的3D FIB(聚焦離子束)-SEM圖像。可例如在試樣的面上進行SEM成像。
[0034]最后，通過組合脆度指數、孔隙率和滲透率，可求得儲層品質指數，其對于高脆度、孔隙率和滲透率，儲層品質指數可以為高的，并且這三個參數小時，儲層品質指數為低的。
[0035]可選的方法可包括通過光譜伽馬掃描工具提供的數據的使用。使用該數據，特別是，可計算釷(Th)與鉀(K)的比、伊利石與高嶺石的分數，以及巖心中的總粘土分數，并且代替設定石英與伊利石分數之間的關系使用該值。可選的方法可包括通過X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析提供的數據的使用，對于粘土含量和其它礦物，該方法可用于代替伽馬射線或光譜伽馬掃描，或者除了伽馬射線或光譜伽馬掃描之外可使用該方法。
[0036]可選的方法為利用體積密度與TOC或任意元素含量(例如，鈾)與TOC之間存在或新獲得的關系(如果基于物理或數值實驗存在所述關系)以從上述輸入計算T0C。
[0037]本文可使用多能量X射線成像方法，從而從例如高和低能量等試樣的多能量掃描獲得體積密度(RhoB)和光電效應指數(Pef)，作為體積密度和Pef的計算值的CT值可用于如本文所述的本申請的方法。例如通過以下描述可用于獲得體積密度和有效原子序數或Pef的多能量X射線成像方法Wellington，S.L.等人，“X-rayComputerized Tomography”，JOURNAL OF PETROLEUM TECHNOLOGY, 1987) ；Siddiqui, A.等人，“Dual-Energy CT-Scanning Applicat1ns in Rock Characterizat1n，，，SOCIETY OFPETROLEUM ENGINEERS, 2004, SPE90520 ;以及美國專利申請號13/527，660，通過參考將其整體并入本文中。使用多能量X射線成像方法以獲得體積密度和有效原子序數的分析方法的一般步驟包括但不限于:i)進行目標物的掃描(如雙能量X射線CT掃描)，和ii)基于高和低能量CT值計算目標物的密度和有效原子序數。
[0038]以下附加說明可使用完整的井巖心試樣(例如，整個巖心或圓形巖心)作為目標物的實例，但應該理解本文所述方法不僅應用于整個巖心試樣而且應用于片型巖心(slabbed cores,)、切割或切片巖心、巖頸、鉆屑、一般的巖石試樣以及應用于一般的多孔體。可將本發明的方法應用于其的巖石類型不一定限于頁巖。巖石試樣可以為例如，有機泥巖石、頁巖、碳酸鹽、砂巖、石灰石、白云巖、其它多空巖石或其任意組合。
[0039]本發明以任意順序和/或以任意組合包括以下方面/實施方案/特征:
[0040]1.本發明涉及儲層的評價方法，其包括:
[0041](a)在兩個以上的不同能級的深度區間進行試樣的多能量X射線CT掃描；
[0042](b)使用從多能量X射線CT掃描獲得的試樣中三維像素的CT值獲得試樣的體積密度和光電效應指數；
[0043](c)使用從試樣的巖心伽馬掃描、光譜伽馬射線掃描、X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析的至少之一獲得的數據評估至少一種礦物性質；以及
[0044](d)通過組合體積密度、光電效應指數和至少一種礦物性質確定至少一種試樣性質。
[0045]2.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中至少一種礦物性質包括總粘土含量。
[0046]3.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其進一步包括在步驟(C)之前對試樣進行巖心伽馬掃描或光譜伽馬射線掃描。
[0047]4.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中至少一種礦物性質的評估包括使用試樣的伽馬射線或光譜伽馬射線掃描的至少之一的數據以評估總粘土含量，和使用評估的總粘土含量和光電效應指數計算試樣的礦物組成。
[0048]5.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其進一步包括使用礦物組成確定試樣的脆度指數。
[0049]6.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中脆度指數的確定包括從由礦物組成計算的固體的彈性性質確定脆度指數。
[0050]7.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中脆度指數與固體的楊氏模量和泊松比為正關系。
[0051]8.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中脆度指數與固體的楊氏模量和泊松比為正線性關系。
[0052]9.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其進一步包括:
[0053]使用對于試樣獲得的有機物含量和體積密度以及礦物組成來計算孔隙率。
[0054]10.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中獲得試樣的有機物含量包括使用SEM、CT掃描、熱解、FTIR或FIB-SEM測定有機物含量。
[0055]11.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，進一步包括:
[0056]a)獲得粒徑、孔徑和比表面積；和
[0057]b)使用孔隙率或粒徑或孔徑或比表面積計算滲透率。
[0058]12.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其進一步包括使用脆度和孔隙率計算儲層品質指數。
[0059]13.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其進一步包括使用脆度、孔隙率和滲透率計算儲層品質指數。
[0060]14.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法,其中試樣為巖心。
[0061]15.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中試樣為一組鉆屑。
[0062]16.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中試樣為巖頸。
[0063]17.本發明涉及一種儲層的評價方法，其包括:
[0064](a)在兩個以上的不同能級的深度區間進行試樣的多能量X射線CT掃描；
[0065](b)使用從多能量X射線CT掃描獲得的試樣中三維像素的CT值獲得試樣的體積密度和光電效應指數；
[0066](c)使用伽馬射線掃描、光譜伽馬射線掃描、X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析的至少之一的數據以評估總粘土含量；
[0067](d)使用總粘土含量的評估和光電效應指數計算礦物組成；
[0068](e)使用礦物組成確定試樣的脆度指數；
[0069](f)確定油母質分數；
[0070](g)使用體積密度、礦物組成和油母質分數確定試樣的孔隙率；
[0071](h)使用孔隙率和粒徑、孔徑或比表面積評估試樣的滲透率；以及
[0072](i)通過組合脆度指數、孔隙率和滲透率求得儲層品質指數。
[0073]18.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中儲層品質指數與脆度指數、孔隙率和滲透率為正數值關系。
[0074]19.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中使用光電效應指數測定試樣的礦物組成包括將光電效應指數定標為試樣的第一與第二礦物端員之間的線性插值，其中所述第一礦物端員為第一礦物和第二礦物的混合物，其中所述第一礦物端員具有作為Pel的Py和所述第二礦物端員為具有作為Pe2的Pe的第三礦物，其中所述第一礦物端員在所述試樣的礦物混合物中的體積分數fl計算為= (Pe2-Pe)/(Pe2-Pel)。
[0075]20.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中第一、第二和第三礦物為彼此不同的礦物。
[0076]21.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中第一礦物為石英，第二礦物為伊利石，以及第三礦物為方解石。
[0077]22.以上或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中石英在所述第一礦物端員中的分數為fQ1和伊利石的分數為fn = l_fQ1，并且其中所述第一礦物、所述第二礦物和所述第三礦物在整個試樣中的體積分數分別計算為fQ = fQ1f!, f1 = (1-Df1, fc = 1-fi,其中 fg+fi+fc:為 I。
[0078]23.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中所述試樣的孔隙率Φ的確定計算為Φ = [ps-pb-Xk(Ps-Pk)]/PS- pb = xspS+Xkpk，其中Xs為固體礦物在所述整個試樣中的體積分數和Xk為油母質在所述整個試樣中的體積分數并且xs+xk+ Φ =1，其中測量的體積密度遵守Pb = Xsps+Xkpk的關系，其中PsS固相的密度和Pk為油母質的密度。
[0079]24.任一前述或以下實施方案/特征/方面所述的方法，其中試樣為巖心或鉆屑。
[0080]25.—種儲層的評價系統，其包括:
[0081](a)具有在其掃描期間能夠保持從儲層獲得的試樣的試樣臺的多能量X射線CT掃描器;
[0082](b)任選地巖心伽馬掃描器、光譜伽馬射線掃描器、XRF掃描器或XRD掃描器的至少之一；
[0083](c)任選地用于使選擇的代表性次級樣品或其選擇的部分成像的SEM和FIB-SEM的至少之一；和
[0084](d) 一個以上的計算機系統，其可操作以(i)接收多能量X射線CT掃描器、巖心伽馬掃描器、光譜伽馬射線掃描器、XRF掃描器、XRD掃描器、SEM和FIB-SEM的圖像輸出，以及(ii)使用從多能量X射線CT掃描獲得的試樣中三維像素的CT值獲得試樣的體積密度和光電效應指數，(iii)使用從試樣的巖心伽馬掃描、光譜伽馬射線掃描和XRF分析或XRD分析的至少之一獲得的數據來評估至少一種礦物性質，(iv)通過組合體積密度、光電效應指數和至少一種礦物性質確定至少一種試樣性質，以及(V)將結果輸出到至少一個裝置以顯示、打印或存儲計算的結果。
[0085]26.任一前述或以下實施方案/特征/方面的任意系統,其中系統為移動系統。
[0086]本發明可包括以上和/或以下所述的句子和/或段落的這些各種特征或實施方案的任意組合。將本文公開的特征的任意組合認為是本發明的部分并且關于組合特征不意圖進行限制。
[0087]將通過以下實施例進一步闡明本發明，其目的為本發明的示例。
[0088]實施例
[0089]數據和工作流程。圖1-11示出將本發明的方法應用于從井獲得的示例的頁巖巖心試樣的結果。檢測中的示例巖心的多能量X射線成像導出的體積密度(Pb)、有效原子序數(ZEff)和光電效應指數(Pe)的深度圖顯示在圖?Α-c。用方程⑴從ZEff計算Pe:
[0090]Pe = (ZEff/10)3.6 (I)
[0091]如所示的，在圖1A-C中，深度圖示出檢測中的巖心的多能量X射線成像導出的體積密度、有效原子序數和光電效應指數。黑色符號為對于通過用50個試樣的窗口長度運行算術平均濾波器而平滑的變量。
[0092]通過設定測量的Pe為兩端員之間的線性插值計算多能量X射線成像導出的礦物成分，所述兩端員為例如一端員為石英和伊利石的混合物(其匕為Pel的端員“I”)而另一端員為純方解石(其匕為Pe2的端員“2”)，其中
[0093]Pe = ^Pel+(I^1)Pe2 (2)
[0094]其中，為第一礦物端員在礦物混合物中的體積分數。
[0095]從方程2 得出 = (Pe2-Pe) / (Pe2-Pel) (3)
[0096]在巖心的上部，推測第一端員為30%伊利石和70%石英的混合物，而在下部，第一端員為60%伊利石和40%石英的混合物。兩區間中的第二端員為純方解石。這些端員的Pe值列在表I中。
[0097]表I示出本文設定的端員礦物成分的光電效應指數值。
[0098]表I
[0099]
端員礦物成分I光電效應指數數值
30%伊利石 +70%石英(PEF1，上區間〈9485ft)2^28
【權利要求】
1.一種儲層的評價方法，其包括以下步驟: (a)在兩個以上的不同能級的深度區間進行試樣的多能量X射線CT掃描； (b)使用從所述多能量X射線CT掃描獲得的所述試樣中三維像素的CT值獲得試樣的體積密度和光電效應指數； (c)使用從所述試樣的巖心伽馬掃描、光譜伽馬射線掃描、X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析的至少之一獲得的數據評估至少一種礦物性質；和 (d)通過組合所述體積密度、光電效應指數和所述至少一種礦物性質確定至少一種試樣性質。
2.根據權利要求1所述的方法,其中所述至少一種礦物性質包括總粘土含量。
3.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括在步驟(c)之前對所述試樣進行巖心伽馬掃描或光譜伽馬射線掃描。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述至少一種礦物性質的評估包括使用所述試樣的伽馬射線或光譜伽馬射線掃描的至少之一的數據以評估總粘土含量，和使用評估的總粘土含量和所述光電效應指數計算所述試樣的礦物組成。
5.根據權利要求4所述的方法，其進一步包括使用所述礦物組成確定試樣的脆度指數。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述脆度指數的確定包括從由所述礦物組成計算的固體的彈性性質確定所述脆度指數。
7.根據權利要求5所述的方法，其中所述脆度指數與楊氏模量和泊松比為正數值關系O
8.根據權利要求5所述的方法，其中所述脆度指數與楊氏模量和泊松比為正線性數值關系。
9.根據權利要求4所述的方法，其進一步包括使用獲得的所述試樣的有機物含量和體積密度以及礦物組成以計算孔隙率。
10.根據權利要求9所述的方法，其中獲得所述試樣的有機物含量包括使用SEM、CT掃描、熱解、FTIR或FIB-SEM測定所述有機物含量。
11.根據權利要求9所述的方法，其進一步包括: a)獲得粒徑或孔徑或比表面積；和 b)使用孔隙率、或者粒徑或孔徑或比表面積計算所述試樣的滲透率。
12.根據權利要求9所述的方法，其進一步包括使用脆度和孔隙率計算所述試樣的儲層品質指數。
13.根據權利要求11所述的方法，其進一步包括使用脆度、孔隙率和滲透率計算所述試樣的儲層品質指數。
14.根據權利要求1所述的方法，其中所述試樣為巖心。
15.根據權利要求1所述的方法,其中所述試樣為一組鉆屑。
16.根據權利要求1所述的方法，其中所述試樣為巖頸。
17.一種儲層的評價方法，其包括以下步驟: (a)在兩個以上的不同能級的深度區間進行試樣的多能量X射線CT掃描； (b)使用從所述多能量X射線CT掃描獲得的所述試樣的三維像素的CT值獲得所述試樣的體積密度和光電效應指數； (C)使用所述試樣的伽馬射線掃描、光譜伽馬射線掃描、X射線熒光(XRF)分析或X射線衍射(XRD)分析的至少之一的數據來評估總粘土含量； (d)使用評估的總粘土含量和所述光電效應指數計算所述試樣的礦物組成； (e)使用所述礦物組成確定所述試樣的脆度指數； (f)測定油母質分數； (g)使用所述體積密度、礦物組成和所述油母質分數確定所述試樣的孔隙率； (h)使用所述孔隙率和粒徑、孔徑或比表面積評估所述試樣的滲透率；和 (i)通過組合所述脆度指數、孔隙率和滲透率確定儲層品質指數。
18.根據權利要求17所述的方法，其中儲層品質指數與所述脆度指數、孔隙率和滲透率為正數值關系。
19.根據權利要求17所述的方法，其中使用所述光電效應指數確定所述試樣的礦物組成包括將所述光電效應指數定標為所述試樣的第一與第二礦物端員之間的線性插值，其中所述第一礦物端員為第一礦物和第二礦物的混合物，其中所述第一礦物端員具有作為Pel的匕，和所述第二礦物端員為具有作為Pe2的Pe的第三礦物，其中所述第一礦物端員在所述試樣的礦物混合物中的體積分數計算為fi = (Pe2-Pe)/(Pe2-Pel)。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述第一、第二和第三礦物為彼此不同的礦物。
21.根據權利要求19所述的方法，其中所述第一礦物為石英，所述第二礦物為伊利石，和所述第三礦物為純方解石。
22.根據權利要求21所述的方法，其中石英在所述第一礦物端員中的分數為fQ1和伊利石的分數為fn = l_fQ1，并且其中所述第一礦物、所述第二礦物和所述第三礦物在整個試樣中的體積分數分別計算為fQ = fgifi, fl = (l-fg^fi, fc = 1-fi,其中fg+A+fc;為I。
23.根據權利要求17所述的方法，其中所述試樣的孔隙率Φ的確定計算為Φ=[ps-p b-xk (P s- P k) ] / P s.p b = Xs p S+Xk p k，其中Xs為固體礦物在所述整個試樣中的體積分數和Xk為油母質在所述整個試樣中的體積分數并且Xs+Xk+0 = 1，其中測量的體積密度遵守Pb = Xsps+Xkpk的關系，其中PsS固相的密度和Pk為油母質的密度。
24.根據權利要求17所述的方法，其中所述試樣為巖心或一組鉆屑或巖頸。
25.—種儲層的評價系統,其包括: (a)具有在掃描期間能夠保持從儲層獲得的試樣的試樣臺的多能量X射線CT掃描器； (b)任選地巖心伽馬掃描器、光譜伽馬射線掃描器、XRF掃描器或XRD掃描器的至少之 (c)任選地用于使選擇的代表性次級樣品或其選擇的部分成像的SEM和FIB-SEM的至少之一；和 (d)一個以上的計算機系統，其可操作以(i)接收所述多能量X射線CT掃描器、所述巖心伽馬掃描器、所述光譜伽馬射線掃描器、所述XRF掃描器、所述XRD掃描器、所述SEM和所述FIB-SEM的圖像輸出，以及(ii)使用從所述多能量X射線CT掃描獲得的所述試樣的三維像素的CT值獲得所述試樣的體積密度和光電效應指數，(iii)使用從所述試樣的巖心伽馬掃描、光譜伽馬射線掃描和XRF分析或XRD分析的至少之一獲得的數據評估至少一種礦物性質，(iv)通過組合所述體積密度、光電效應指數和所述至少一種礦物性質確定至少一種試樣性質，以及(V)將結果輸出到至少一個裝置以顯示、打印或存儲計算的結果。
26.根據權利要求25所述的系統，其中所述系統為移動系統。
【文檔編號】G01N23/04GK104169714SQ201380013726
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月10日 優先權日:2012年1月13日
【發明者】杰克·德沃爾金, 瑙姆·德爾吉, 伊莉莎白·迪亞斯, 約耳·沃爾斯 申請人:領英股份有限公司