砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法

砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法
【專利摘要】本發明提供一種砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法。該方法，包括：根據電子計算機斷層掃描CT技術，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像；根據聚焦離子束掃描電鏡FIB?SEM技術，獲得所述觀測試樣的第一孔喉全集圖像；根據所述第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，并將所述第二孔喉全集圖像和所述非水相孔喉CT圖像進行空間對準疊加處理，獲得所述觀測試樣的第一非水相孔喉圖像；將所述第二孔喉全集圖像和所述第一非水相孔喉圖像進行差值處理，得到所述觀測試樣的第一水相孔喉圖像。本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，實現了對砂巖儲層的微觀孔喉及流體的三維分布的準確觀測，提高了對砂巖儲層評價的準確性。
【專利說明】
砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法
技術領域
[0001]本發明涉及石油開采技術，尤其涉及一種砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法。
【背景技術】
[0002]在油氣田開發過程中，需要對油氣儲層的微觀特征，例如孔隙度、孔隙結構、流體分布、原始含水飽和度等進行全面的研究和評價。微觀孔喉及流體分布三維重構技術是儲層微觀特征及儲層流體微觀分布表征的一個重要發展方向，它可以為儲層評價、油氣水流體分布和合理開發技術政策的制定提供重要依據。
[0003]目前實現孔喉及流體分布的三維重構的主要技術有微納米電子計算機斷層掃描(Computed Tomography，簡稱CT)技術或者聚焦離子束掃描電鏡(Focused 1n beam-Scanning Electron Microscope，簡稱FIB-SEM)技術。但是現有條件下微納米CT技術實際操作時的分辨率有限，即只可以分辨出微米級的孔隙，對于亞微米和納米級孔喉的表征存在一定局限性，無法準確獲得砂巖儲層的微觀孔喉，也無法依據該項單一技術實現儲層流體的(比如原始地層水分布)表征刻畫。而FIB-SEM技術需要先對樣品進行二維切片觀察，然后將二維切片組合起來形成三維圖像，因此該技術對樣品是有損壞的，在進行二維切片的過程中，會破壞砂巖儲層中的流體分布，無法進行砂巖儲層的微觀流體分布的三維觀測。
[0004]因此，如何準確獲得砂巖儲層的孔喉及流體的三維分布情況，成為技術人員亟待解決的技術問題。

【發明內容】

[0005]本發明提供一種砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，解決了現有技術單獨使用CT技術或者單獨使用FIB-SEM技術無法準確獲得砂巖儲層的微觀孔喉及流體的三維分布的問題。
[0006]本發明提供一種砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，包括:
[0007]根據電子計算機斷層掃描CT技術，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像；
[0008]根據聚焦離子束掃描電鏡FIB-SEM技術，獲得所述觀測試樣的第一孔喉全集圖像；
[0009]根據所述第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，并將所述第二孔喉全集圖像和所述非水相孔喉CT圖像進行空間對準疊加處理，獲得所述觀測試樣的第一非水相孔喉圖像；
[0010]將所述第二孔喉全集圖像和所述第一非水相孔喉圖像進行差值處理，得到所述觀測試樣的第一水相孔喉圖像。
[0011]其中，上述根據電子計算機斷層掃描CT技術，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像，包括:
[0012]根據所述CT技術，獲得被對比油浸沒后的第一觀測試樣的第一掃描圖像;所述第一掃描圖像中亮度大于或等于預設亮度閾值的第一像素點為所述觀測試樣的巖石骨架和所述觀測試樣的非水相孔喉；
[0013]根據所述CT技術，獲得流體清空后的第二觀測試樣的第二掃描圖像;所述第二掃描圖像中亮度大于或等于所述預設亮度閾值的第二像素點為所述觀測試樣的巖石骨架;所述第二觀測試樣為對所述第一觀測試樣進行流體清空后的試樣；
[0014]對所述第一像素點和所述第二像素點進行差值處理，得到所述觀測試樣的非水相孔喉CT圖像。
[0015]進一步地，上述方法還包括:
[0016]根據所述CT技術，獲取所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像。
[0017]其中，根據所述CT技術，獲取所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像，具體包括:
[0018]根據所述CT技術，獲得被對比油浸沒后的第三觀測試樣處于飽和狀態時的第三掃描圖像;所述第三觀測試樣為對所述第二觀測試樣重新進行對比油浸沒處理后的試樣;所述第三掃描圖像中亮度大于或等于預設亮度閾值的第三像素點為所述觀測試樣的巖石骨架和所述觀測試樣的孔喉全集；
[0019]將所述第三像素點和所述第二像素點進行差值處理，得到所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像。
[0020]進一步地，上述方法還包括:
[0021]將所述孔喉全集CT圖像和所述非水相孔喉CT圖像進行差值處理，得到所述觀測試樣的水相孔喉CT圖像。
[0022]可選地，根據所述第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，具體包括:
[0023]將所述孔喉全集CT圖像和所述第一孔喉全集圖像進行空間對準疊加處理，獲得所述第二孔喉全集圖像。
[0024]其中，上述根據聚焦離子束掃描電鏡FIB-SEM技術，獲得所述觀測試樣的第一孔喉全集圖像，具體包括:
[0025]獲取注入氦氣的第四觀測試樣的氦氣孔隙度;其中，所述第四觀測試樣為對第二觀測試樣注入氦氣后的試樣；
[0026]根據FIB-SEM技術獲得所述觀測試樣的三維圖像；
[0027]根據所述氦氣孔隙度和預設的誤差閾值，獲得所述三維圖像的目標灰度閾值范圍；
[0028]根據所述目標灰度閾值范圍，從所述三維圖像中獲取所述第一孔喉全集圖像。
[0029]其中，本發明所述的觀測試樣為在液氮環境下所獲取的觀測試樣。
[0030]可選地，上述對比油為二碘甲烷。
[0031 ]本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，首先根據CT技術獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像，接著根據FIB-SEM技術，獲得觀測試樣的第一孔喉全集圖像，然后根據該第一孔喉全集圖像確定觀測試樣的第二孔喉全集圖像，并將第二孔喉全集圖像和低精度的非水相孔喉CT圖像進行空間對準疊加等處理，獲得觀測試樣的第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像。本實施例的技術方案將CT技術與FIB-SEM技術相結合，即使用CT技術獲得觀測試樣的低精度的非水相孔喉CT圖像，使用FIB-SEM技術獲得觀測試樣的高精度的第一孔喉全集圖像，再根據上述低精度的非水相孔喉CT圖像和高精度的第一孔喉全集圖像，獲得觀測試樣的高精度的第二孔喉全集圖、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像，使得工作人員根據該高精度的第二孔喉全集圖、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像，來準確獲得砂巖儲層的微觀孔喉及流體的三維分布，進而提高了對砂巖儲層評價的準確性，從而提高了油氣田開采的可靠性和效率。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發明或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例一的流程示意圖；
[0034]圖2為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例二的流程示意圖；
[0035]圖2a為觀測試樣的第一掃描圖像；
[0036]圖2b為觀測試樣的第二掃描圖像；
[0037]圖2c為觀測試樣的非水相孔喉CT圖像；
[0038]圖3為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例三的流程示意圖；
[0039]圖3a為觀測試樣的第三掃描圖像；
[0040]圖3b為觀測試樣的孔喉全集CT圖像；
[0041]圖3c為觀測試樣的水相孔喉CT圖像；
[0042]圖4為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例四的流程示意圖；
[0043 ]圖4a為FIB-SEM技術獲得的觀測試樣的三維圖像；
[0044]圖4b為QEMSCAN技術獲得的觀測試樣的礦物質成分圖像；
[0045]圖4c為觀測試樣的第一孔喉全集圖像。
【具體實施方式】
[0046]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0047]首先對本發明所涉及的技術做以下介紹:
[0048]電子計算機斷層掃描(ComputedTomography，簡稱CT)技術的物理學基礎是物體對X射線的吸收存在差異。X射線是一種電磁波，其波長為0.01?1nm，能量為120eV?120KeV，具有很好的穿透性，CT技術能在對檢測物體無損條件下，以三維立體圖像的形式，準確、直觀地展示被檢測樣品內部的結構、組成、材質及缺損狀況，但CT技術的分辨率有限，無法準確獲得砂巖儲層的微觀孔喉。
[0049]聚焦離子束掃描電鏡技術(Focused1n beam-Scanning Electron Microscope,簡稱FIB-SEM)技術是聚焦離子束技術和掃描電子顯微鏡成像技術的結合，其利用離子束作為照射源，聚焦離子束轟擊樣品表面，激發出二次電子、中性原子、二次離子和光子等，收集這些信號，經處理顯示樣品的表面形貌，由于聚焦離子束技術集形貌觀測、定位制樣、成分分析、研磨刻蝕于一身，既可以對巖樣進行三維的表面下觀察和分析，也可以對樣品材料進行切割研磨，并進行納米級掃描成像。但FIB-SEM技術需要先對樣品進行二維切片觀察，然后將二維切片組合起來形成三維圖像，因此該技術對樣品是有損壞的，在進行二維切片的過程中，會破壞砂巖儲層中的流體分布，無法進行砂巖儲層的微觀流體分布的三維觀測。
[0050]本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法將CT技術和FIB-SEM技術相結合，即使用CT技術獲得觀測試樣的低精度的非水相孔喉CT圖像，使用FIB-SEM技術獲得觀測試樣的高精度的第一孔喉全集圖像，再根據低精度的非水相孔喉CT圖像和高精度的第一孔喉全集圖像，獲得觀測試樣的高精度的第二孔喉全集圖、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像，使得工作人員根據該高精度的第二孔喉全集圖、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像，來準確獲得砂巖儲層的微觀孔喉及流體的三維分布，進而為砂巖儲層的評價提供精確的依據和基礎，從而提高了油氣田開采的可靠性和效率。
[0051]下面以具體地實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對于相同或相似的概念或過程在某些實施例中不再贅述。
[0052]圖1為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例一的流程示意圖，本實施例涉及的是將CT技術和FIB-SEM技術相結合，獲得觀測試樣的第二孔喉全集圖像、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像的具體過程，其中，第二孔喉全集圖像、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像的精度高于單獨采用CT技術的得到的圖像精度，或者高于單獨采用FIB-SEM技術獲得的圖像精度。如圖1所示，本實施例的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，可以包括:
[0053]S101、根據電子計算機斷層掃描CT技術，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像。
[0054]需要說明的是，本實施例的觀測試樣是巖心中組織性能最完好的一部分，并且保存了砂巖儲層的原始內部流體狀態，下面對觀測試樣的獲取過程進行簡單陳述:
[0055]為了使巖心中的流體(特別是水相)保持地層的原始狀態，則需要在油基泥漿(油水比>4:1)條件下密封取出巖心，并立即清洗巖心的表面，然后利用保鮮膜、桑皮紙、保鮮膜、桑皮紙、錫箔紙以及牛皮紙依次六層包裹密封，然后將包裹好的巖心樣品保持密封，例如，可以對包裹好的巖心樣品進行封蠟處理，并放置于低溫環境下保存，以確保巖心樣品的原始流體狀態。接著，在液氮條件下從保存完好的巖心中鉆取一定直徑的標準柱塞樣(例如直徑為2.5cm的標準柱塞樣)。由于在液氮條件下鉆取試樣，可以減小對巖心的擾動，進而可以保證巖心內部流體的保存狀態，因此本實施例中所有的鉆取和切割工作都是在液氮條件下完成的。然后，利用CT技術對上述標準柱塞樣進行掃描，獲得標準柱塞樣的CT掃描圖像，通過觀測該標準柱塞樣的CT掃描圖像，可以獲得該標準柱塞樣的內部組織結構。最后，從上述標準柱塞樣中選取內部組織最均勻、裂縫較少的位置為鉆取點，在液氮條件下鉆取一定直徑和長度的觀測試樣(例如直徑為6mm長為1mm的觀測試樣)，該觀測試樣保存了砂巖儲層的原始內部流體狀態，其中該觀測試樣形狀可以為圓柱體。
[0056]具體地，利用CT技術對上述觀測試樣進行掃描，獲得該觀測試樣的非水相孔喉CT圖像。可選地，本實施例可以是對觀測試樣進行一次CT掃描，獲得觀測試樣的一個CT掃描圖像，然后根據現有的相關計算方法對上述CT掃描圖像進行處理，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像。可選地，本實施例還可以是利用CT技術獲得觀測試樣在不同狀態下的多個CT掃描圖像，再將該多個CT掃描圖像進行相應的圖像處理，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像，即本實施例對如何根據CT技術獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像的具體方法不做限制。
[0057]S102、根據聚焦離子束掃描電鏡FIB-SEM技術，獲得所述觀測試樣的第一孔喉全集圖像。
[0058]具體地，利用FIB-SEM技術對觀測試樣進行二維切片成像，獲得每個切片的二維圖像，再將所有二維圖像進行疊加等相關處理，獲得觀測試樣的三維圖像，再將該三維圖像進行相應的圖像和計算處理，獲得觀測試樣的第一孔喉全集圖像，本實施例對如何根據FIB-SEM技術獲得觀測試樣的第一孔喉全集圖像的具體實現方式不做限制，只要是根據FIB-SEM技術獲得觀測試樣的第一孔喉全集圖像即可。由于FIB-SEM技術可以進行納米級掃描成像，其掃描精度高，因此利用FIB-SEM技術獲得的觀測試樣的第一孔喉全集圖像的精度也較高。
[0059]S103、根據所述第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，并將所述第二孔喉全集圖像和所述非水相孔喉CT圖像進行空間對準疊加處理，獲得所述觀測試樣的第一非水相孔喉圖像。
[0060]具體地，根據上述第一孔喉全集圖像來確定觀測試樣的第二孔喉全集圖像，由于利用FIB-SEM技術獲得的觀測試樣的第一孔喉全集圖像的精度較高，可以滿足實際的分析計算要求，即可以直接將第一孔喉全集圖像作為觀測試樣的第二孔喉全集圖像。可選地，本實施例還可以是將第一孔喉全集圖像進行相應的圖像處理，獲得精度更高的第二孔喉全集圖像。其中，本實施例對根據第一孔喉全集圖像獲得第二孔喉全集圖像的具體實現方式不做限制。
[0061]接著，將高精度的第二孔喉全集圖像與低精度的非水相孔喉CT圖像進行三維空間對準疊加處理(例如可以將第二孔喉全集圖像中代表孔喉的高精度像素點與對應的非水相孔喉CT圖像中代表孔喉的較低精度像素點進行幾何相交處理)，獲得觀測試樣的高精度的第一非水相孔喉圖像，使得工作人員可以根據該高精度的第一非水相孔喉圖像來準確分析砂巖儲層中的非水相孔喉和油氣的分布。
[0062]S104、將所述第二孔喉全集圖像和所述第一非水相孔喉圖像進行差值處理，得到所述觀測試樣的第一水相孔喉圖像。
[0063]具體地，由于上述第二孔喉全集圖像包括了觀測試樣中的全部非水相孔喉和水相孔喉，因此，將第二孔喉全集圖像與第一非水相孔喉圖像進行三維空間對準，從高精度的第二孔喉全集圖像中減去高精度的第一非水相孔喉圖像，即可得到觀測試樣的高精度的第一水相孔喉圖像，從而使得工作人員可以根據該高精度的第一水相孔喉圖像來準確分析砂巖儲層中的水相孔喉和水體的具體分布，為油氣田的開采和分析提供可靠的參考，進而提高了對油氣田開采的可靠性和效率。
[0064]本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，首先根據CT技術獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像，接著根據FIB-SEM技術，獲得觀測試樣的第一孔喉全集圖像，然后根據第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，并將第二孔喉全集圖像和非水相孔喉CT圖像進行空間對準疊加等處理，獲得觀測試樣的第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像。本實施例將CT技術與FIB-SEM技術相結合，使得工作人員可以獲得高精度的第二孔喉全集圖、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像，進而根據該高精度的第二孔喉全集圖、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像，來準確獲得砂巖儲層的微觀孔喉及流體的三維分布，進而為砂巖儲層的評價提供精確的依據和基礎，從而提高了油氣田開采的可靠性和效率。
[0065]圖2為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例二的流程示意圖，在上述實施的基礎上，本實施例涉及的上述SlOl的具體過程，如圖2所述，上述SlOl具體可以包括:
[0066]S201、根據所述CT技術，獲得被對比油浸沒后的第一觀測試樣的第一掃描圖像;所述第一掃描圖像中亮度大于或等于預設亮度閾值的第一像素點為所述觀測試樣的巖石骨架和所述觀測試樣的非水相孔喉。
[0067]具體的，將上述處于原始狀態的觀測試樣侵沒在對比油(例如二碘甲烷)中，通過長時間的自發式吸入和加壓，使對比油在觀測試樣的非水相孔喉中處于飽和狀態，例如可以將觀測試樣浸沒在約50ml的對比油中三天，使其自發地吸入對比油，再放在50Mpa的壓力容器中一個星期左右，使對比油在觀測試樣的非水相孔喉中處于飽和狀態，將此時的觀測試樣作為第一觀測試樣。然后，利用CT技術對上述第一觀測試樣進行掃描，獲得如圖2a所示的第一觀測試樣的第一掃描圖像。由于對比油(例如二碘甲烷CH2I2)對X射線的衰減能力很強，并且其與水相基本不會融合，即對比油和巖石骨架在CT技術掃描下是高亮的，因此圖2a中亮度大于或等于預設亮度閾值(此處的亮度即為灰度)的第一像素點(即白色的點)為該觀測試樣的巖石骨架和被對比油填充的非水相孔喉。
[0068]S202、根據所述CT技術，獲得流體清空后的第二觀測試樣的第二掃描圖像;所述第二掃描圖像中亮度大于或等于所述預設亮度閾值的第二像素點為所述觀測試樣的巖石骨架;所述第二觀測試樣為對所述第一觀測試樣進行流體清空后的試樣。
[0069]具體的，用清洗液(例如庚烷和甲醇)對上述第一觀測試樣進行長時間的浸泡和沖洗，清空第一觀測試樣中的所有流體，并進行烘干處理，獲得清空狀態的第二觀測試樣。本實施例中，可以采用庚烷來清洗第一觀測試樣中的對比油，采用甲醇來清洗第一觀測試樣中的原始流體。例如，將第一觀測試樣在庚烷中浸泡6天，然后再在甲醇中浸泡4天，完成兩個循環后即可實現對第一觀測試樣的清洗，然后對清洗后的觀測試樣進行加熱(例如可以加熱至40°C)烘干，得到內部流體被清空的第二觀測試樣。然后使用CT技術對第二觀測試樣進行CT掃描，得到如圖2b所示的第二觀測試樣的第二掃描圖像，由于巖石骨架在CT技術掃描下是高亮的，因此圖2b中亮度大于或等于預設亮度閾值的第二像素點(即白色的點)為觀測試樣中的巖石骨架。
[0070]S203、對所述第一像素點和所述第二像素點進行差值處理，得到所述觀測試樣的非水相孔喉CT圖像。
[0071]具體的，根據上述方法獲得的觀測試樣的第一掃描圖像和第二掃描圖像的灰度值相同，即在第一掃描圖像和第二掃描圖像中相同的巖石骨架(即礦物質顆粒)的灰度是相同。接著利用相關的圖像處理軟件(例如Avizo Fire軟件)將第一掃描圖像和第二掃描圖像進行空間對準，再進行差值運算，即用第一掃描圖像中代表巖石骨架和非水相孔喉的第一像素點減去第二掃描圖像中代表巖石骨架的第二像素點，可以得到如圖2c所示的觀測試樣的非水相孔喉CT圖像，圖2c中黑色表示觀測試樣的非水相孔喉。由于對比油和巖石骨架在CT技術掃描下是高亮的，因此，本實施例將第一掃描圖像中可以清楚表示巖石骨架和含有對比油的非水相孔喉的第一像素點與第二掃描圖中清楚表示巖石骨架的第二像素點進行差值運算，可以獲得精度較高的非水相孔喉CT圖像，即本實施例得到的非水相孔喉CT圖像的精度比現有技術直接根據CT技術獲得的觀測試樣的非水相孔喉圖像的精度要高。
[0072]本發明提供砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，將觀測試樣放置到對比油中，獲得對比油在觀測試樣的非水相孔喉中處于飽和狀態的第一觀測試樣，利用CT技術掃描第一觀測試樣，獲得第一掃描圖像;然后清空第一觀測試樣中的全部流體，獲得第二觀測試樣，利用CT技術對第二觀測試樣進行掃描，獲得第二掃描圖像，再將第一掃描圖像和第二掃描圖像進行空間對準并進行差值運算，獲得觀測試樣的非水相孔隙CT圖形，由于CT技術可以較清楚精確地掃描出觀測試樣中的巖石骨架和含有對比油的非水相孔喉，因此，將第一掃描圖像中可以清楚表示巖石骨架和含有對比油的非水相孔喉的第一像素點與第二掃描圖中清楚表示巖石骨架的第二像素點進行差值運算，可以獲得精度較高的非水相孔喉CT圖像，提高了對砂巖儲層的評價準確性。
[0073]圖3為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例三的流程示意圖，在上述實施例的基礎上，本發明所述的方法還包括，根據所述CT技術，獲取所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像。如圖3所述，上述根據所述CT技術，獲取所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像，具體可以包括:
[0074]S301、根據所述CT技術，獲得被對比油浸沒后的第三觀測試樣處于飽和狀態時的第三掃描圖像;所述第三觀測試樣為對所述第二觀測試樣重新進行對比油浸沒處理后的試樣;所述第三掃描圖像中亮度大于或等于預設亮度閾值的第三像素點為所述觀測試樣的巖石骨架和所述觀測試樣的孔喉全集。
[0075]具體的，將上述第二觀測試樣(即清空狀態的觀測試樣)再次浸沒在對比油中(例如二碘甲烷CH2I2)進行飽和，使得對比油占據清空狀態的觀測試樣的全部孔喉空間，這樣可以獲得第三觀測試樣。接著使用CT技術對第三觀測試樣進行掃描，獲得如圖3a所示的觀測試樣的第三掃描圖像。如圖3a所示，對比油和巖石骨架在CT技術掃描下是高亮的，即第三掃描圖像中亮度大于或等于預設亮度閾值的第三像素點為觀測試樣中的巖石骨架和全部孔喉。
[0076]S302、將所述第三像素點和所述第二像素點進行差值處理，得到所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像。
[0077]具體的，上述第二掃描圖像中的第二像素點表示的是觀測試樣中巖石骨架，第三掃描圖像中的第三像素點表示的是觀測試樣中的巖石骨架和全部孔喉(即觀測試樣中的非水相孔喉和水相孔喉之和)。即，利用相關的圖像處理軟件(例如Avizo Fire軟件)將第二掃描圖像和第三掃描圖像進行空間對準，用第三掃描圖像中的第三像素點減去第二掃描圖像中的第二像素點，得到如圖3b所示的觀測試樣的孔喉全集CT圖像。本實施例根據第三掃描圖像中的第三像素點和第二掃描圖像中的第二像素點進行空間對準并相減，而獲得的孔喉全集CT圖像的精度比現有技術直接根據CT技術獲得的觀測試樣的孔喉全集CT圖像的精度要高。
[0078]進一步地，本發明的方法還包括:
[0079]S303、將所述孔喉全集CT圖像和所述非水相孔喉CT圖像進行差值處理，得到所述觀測試樣的水相孔喉CT圖像。
[0080]具體的，上述觀測試樣的孔喉全集CT圖像包括了觀測試樣的全部非水相孔喉和全部水相孔喉，因此利用相關的圖像處理軟件(例如Avizo Fire軟件)將觀測試樣的孔喉全集CT圖像與上述S203得到的觀測試樣的非水相孔喉CT圖像(圖2c)進行空間對準，并進行差值運算處理，即可以得到如圖3c所示的觀測試樣的水相孔喉CT圖像。
[0081]本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，通過CT技術獲得觀測試樣在不同狀態下的掃描圖像，然后將觀測試樣在不同狀態下的各掃描圖像進行相應的空間對準差值運算，獲得觀測試樣的孔喉全集CT圖像、非水相孔喉CT圖像和水相孔喉CT圖像，由于對比油和巖石骨架在CT掃描下是高亮的，因此根據上述不同狀態下的不同掃描圖像之間的相關運算，可以獲得精度較高的非水相孔喉CT圖像、孔喉全集CT圖像和水相孔喉CT圖像。
[0082]可選地，本發明實施例三還提供一種砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，在上述實施例的基礎上，上述S103中根據所述第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，還可以是將所述孔喉全集CT圖像(圖3b)和上述S102得到的所述第一孔喉全集圖像進行空間對準疊加處理，獲得所述第二孔喉全集圖像。
[0083]具體地，將根據CT技術獲得的觀測試樣的孔喉全集CT圖像和根據FIB-SEM技術獲得觀測試樣的第一孔喉全集圖像進行空間對準并疊加，獲得精度更高的第二孔喉全集圖像，使得工作人員可以根據高精度的第二孔喉全集圖像來對觀測試樣內部孔喉和流體的進行準確分析，從而進一步提高了油氣田開采的可靠性和效率。
[0084]圖4為本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法實施例四的流程示意圖，在上述實施例的基礎上，本實施例涉及的上述S102根據FIB-SEM技術，獲得所述觀測試樣的第一孔喉全集圖像的具體過程，上述S102可以包括:
[0085]S401、獲取注入氦氣的第四觀測試樣的氦氣孔隙度;其中，所述第四觀測試樣為對第二觀測試樣注入氦氣后的試樣。
[0086]具體地，首先按照上述清洗方式對第三觀測試樣進行清洗和烘干，獲得清空的第二觀測試樣，然后利用現有的孔隙度測定儀器向第二觀測試樣中注入氦氣，獲得第四觀測試樣，并使用孔隙度測定儀器測定第四觀測試樣的氦氣孔隙度。
[0087]S402、根據FIB-SEM技術獲得所述觀測試樣的三維圖像。
[0088]S403、根據所述氦氣孔隙度和預設的誤差閾值，獲得所述三維圖像的目標灰度閾值范圍。
[0089]具體地，利用FIB-SEM技術對觀測試樣(此時該觀測試樣處于清空狀態)進行離子束切割和電子束成像，獲得如圖4a所示的觀測試樣的三維圖像，該高精度的三維圖像可以較清晰地反映出觀測試樣的微觀孔喉和礦物組分的分布。可選地，本實施例還可以使用掃描電鏡礦物定量評價(Quantitative Evaluat1n of Minerals by SCANning electronmicroscopy，簡稱QEMSCAN)技術獲得如圖仙所示的觀測試樣的礦物質成分圖像(圖4b為QEMSCAN技術獲得的觀測試樣的礦物質成分圖像)，該礦物質成分圖像可以清晰地反映出觀測試樣中的礦物質組分(即巖石骨架)。
[0090]接著，在圖像處理軟件(例如軟件AvizoFire軟件)中設置上述三維圖像中表示孔喉點的初始灰度閾值范圍(其中初始灰度閾值范圍為根據實際情況設定的)，并從上述三維圖像中獲得該初始灰度閾值范圍對應的孔喉全集圖像。可選地，將該孔喉全集圖像與使用QEMSCAN技術獲得的觀測試樣的礦物質成分圖像進行對比，從該孔喉全集圖像中剔除掉礦物等非孔喉基質對應的像素點，獲得觀測試樣的高精度的孔喉全集圖像。再對該高精度的孔喉全集圖像進行孔隙度計算(其中孔隙度的計算方法為現有技術，在此不在贅述)，并將該高精度的孔喉全集圖像所對應的孔隙度與觀測試樣的氦氣孔隙度進行比較，獲得滿足預設的誤差閾值的目標灰度閾值范圍。具體的，用高精度的孔喉全集圖像對應的孔隙度與觀測試樣的氦氣孔隙度的差值絕對值除以觀測試樣的氦氣孔隙度，獲得一計算誤差值，并將該計算誤差值與預設的誤差閾值進行比較，當該計算誤差值大于預設的誤差閾值時，說明根據當前的灰度閾值范圍獲得的觀測試樣的孔喉全集圖像無法滿足預設要求，則對當前灰度閾值范圍值進行調整。繼續上述步驟，直到計算出的誤差值小于或者等于預設的誤差閾值時，將此時的灰度閾值范圍記為三維圖像的目標灰度閾值范圍。
[0091]S404、根據所述目標灰度閾值范圍，從所述三維圖像中獲取所述第一孔喉全集圖像。
[0092]具體地，從上述三維圖像中獲得上述目標灰度閾值范圍對應的如圖4c所示的觀測試樣的第一孔喉全集圖像，該第一孔喉全集圖像可以比較精確地表征觀測試樣中的微觀孔喉的具體分布。
[0093]可選地，將根據上述方法獲得的高精度的第一孔喉全集圖像與上述孔喉全集CT圖像進行空間對準疊加處理，獲得精度更高的第二孔喉全集圖像，將該高精度的二孔喉全集圖像與精度較低的非水相孔喉CT圖像進行空間對準疊加處理獲得高精度的第一非水相孔喉圖像，再從上述高精度的第二孔喉全集圖像中減去上述高精度的第一非水相孔喉圖像，獲得高精度的第一水相孔喉圖像，使得工作人員可以通過上述高精度的第二孔喉全集圖像、第一非水相孔喉圖像和第一水相孔喉圖像來實現對砂巖儲層的孔喉結構、原始含水飽和度、微觀流體賦存狀態及滲流場數值模擬等相關儲層評價工作的準確進行，從而進一步地提高了油氣田的開采效率和可靠性。
[0094]本發明提供的砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，通過向第二觀測試樣中注入氦氣，得到觀測試樣的氦氣孔隙度，通過FIB-SEM技術獲得觀測試樣的三維圖像，根據上述氦氣孔隙度和預設誤差閾值，并結合QEMSCAN技術獲得的礦物質成分圖像，更新三維圖像中代表孔喉的灰度閾值范圍，得到滿足預設誤差閾值的目標灰度閾值范圍，將該目標灰度閾值范圍對應的第一孔喉全集圖像，該第一孔喉全集圖像可以比較精確地表征觀測試樣中的微觀孔喉的具體分布，使得工作人員可以根據上述高精度的第一孔喉全集圖像實現對砂巖儲層的準確評價工作，進而進一步地提高了油氣田的開采的效率和可靠性。
[0095]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種砂巖儲層的孔喉及流體分布的重構方法，其特征在于，包括: 根據電子計算機斷層掃描CT技術，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像； 根據聚焦離子束掃描電鏡FIB-SEM技術，獲得所述觀測試樣的第一孔喉全集圖像； 根據所述第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，并將所述第二孔喉全集圖像和所述非水相孔喉CT圖像進行空間對準疊加處理，獲得所述觀測試樣的第一非水相孔喉圖像；將所述第二孔喉全集圖像和所述第一非水相孔喉圖像進行差值處理，得到所述觀測試樣的第一水相孔喉圖像。2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述根據電子計算機斷層掃描CT技術，獲得觀測試樣的非水相孔喉CT圖像，包括: 根據所述CT技術，獲得被對比油浸沒后的第一觀測試樣的第一掃描圖像;所述第一掃描圖像中亮度大于或等于預設亮度閾值的第一像素點為所述觀測試樣的巖石骨架和所述觀測試樣的非水相孔喉； 根據所述CT技術，獲得流體清空后的第二觀測試樣的第二掃描圖像;所述第二掃描圖像中亮度大于或等于所述預設亮度閾值的第二像素點為所述觀測試樣的巖石骨架;所述第二觀測試樣為對所述第一觀測試樣進行流體清空后的試樣； 對所述第一像素點和所述第二像素點進行差值處理，得到所述觀測試樣的非水相孔喉CT圖像。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 根據所述CT技術，獲取所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述CT技術，獲取所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像，具體包括: 根據所述CT技術，獲得被對比油浸沒后的第三觀測試樣處于飽和狀態時的第三掃描圖像;所述第三觀測試樣為對所述第二觀測試樣重新進行對比油浸沒處理后的試樣;所述第三掃描圖像中亮度大于或等于預設亮度閾值的第三像素點為所述觀測試樣的巖石骨架和所述觀測試樣的孔喉全集； 將所述第三像素點和所述第二像素點進行差值處理，得到所述觀測試樣的孔喉全集CT圖像。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將所述孔喉全集CT圖像和所述非水相孔喉CT圖像進行差值處理，得到所述觀測試樣的水相孔喉CT圖像。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一孔喉全集圖像確定第二孔喉全集圖像，具體包括: 將所述孔喉全集CT圖像和所述第一孔喉全集圖像進行空間對準疊加處理，獲得所述第二孔喉全集圖像。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據聚焦離子束掃描電鏡FIB-SEM技術，獲得所述觀測試樣的第一孔喉全集圖像，具體包括: 獲取注入氦氣的第四觀測試樣的氦氣孔隙度;其中，所述第四觀測試樣為對第二觀測試樣注入氦氣后的試樣； 根據FIB-SEM技術獲得所述觀測試樣的三維圖像； 根據所述氦氣孔隙度和預設的誤差閾值，獲得所述三維圖像的目標灰度閾值范圍； 根據所述目標灰度閾值范圍，從所述三維圖像中獲取所述第一孔喉全集圖像。8.根據權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述觀測試樣為在液氮環境下所獲取的觀測試樣。9.根據權利要求2-6任一項所述的方法，其特征在于，所述對比油為二碘甲烷。
【文檔編號】G01N33/24GK105954496SQ201610412629
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】趙力彬, 張同輝, 楊學君, 齊春艷, 王旭, 孫雄偉, 肖香姣
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司