数字岩心技术测井应用与展望

分别从数字岩心的建模、岩石物理属性模拟及数字岩心技术在测井领域中的应用等3个方面介绍了数字岩心技术。介绍了2种建模方法——物理实验方法和数值重建方法,指出其各自优缺点。提出了数字岩石物理实验的概念,基于数字岩心进行岩石电性、声学特性、核磁共振特性及渗流特性等数值模拟实验。重点探讨了数字岩心技术在测井领域中的应用——定量分析低电阻率的成因、确定碳酸盐岩储层的饱和度指数、建立测井解释模型等。指出了数字岩心技术在测井领域的发展方向。     

火山岩气层孔隙度计算方法探讨

复杂多变的火山岩地层矿物成分导致了火山岩地层的岩石骨架参数难以确定.储层气体的出现又导致了孔隙度计算的复杂性和不确定性.传统的岩石体积模型和多矿物模型孔隙度计算方法在岩性复杂、含气火山岩储层存在局限性.基于岩石骨架参数是岩石的化学成分和原子排列的函数的理沦,对研究区的岩心进行了矿物和化学成分MINCAP(Mineralogy and Chemical Analysis Project)分析,建立了利用元素俘获能谱测井资料直接计算火山岩岩石测井密度骨架曲线和测井中子骨架曲线的关系式.在岩石骨架参数确定的基础上,利用DMRP(Density--Magnetic Resonance Program)方法,同时衍生了定性判断储层含气性的方法.利用测井资料计算地层连续深度的测井骨架参数是火山岩地层孔隙度计算的首例,后续井的岩心分析资料和测井资料证实了该方法的可行性和可靠性.该方法在酸性火山岩地层应用效果最好.局限性在于用于MINCAP分析的岩心数量少,且用于MINCAP分析的岩石类型主要以酸性火山岩为主,该方法对其他复杂岩性储层孔隙度的计算具有借鉴性.     

顺序指示模拟技术及其在3D数字岩心建模中的应用

传统的数值模拟孔隙微观结构的建模方法过于理想化和简单化;而用X射线超薄片图像技术来得到3D孔隙结构的高分辨率的图像却又过于昂贵和耗时.利用从现场得到的2D铸体薄片提供的地层信息作为条件数据,用顺序指示模拟技术可构建出3D孔隙介质模型,由此得到的数字岩心的孔隙结构可最大程度地与实际岩石接近.这种数字岩心不仅可用来精确预测岩心渗透率,而且还可作为其他物理特性模拟的共享对象.介绍了顺序指示模拟原理和地质统计学在3D数字岩心建模中应用原理的概率论表达式,3D数字岩心模型建立方法,以及3D数字岩心应用实例;认为岩石物理的研究应该向数字岩心方向发展.     

基于深度学习的页岩孔隙类型自动识别方法

页岩孔隙研究对页岩油甜点预测和储层评价具有重要意义,与常规储层相比,页岩储层的孔隙类型更为多样,孔隙结构更为复杂,纳米尺度的孔隙广泛发育。目前,常规的岩石物理实验在页岩储层参数表征方面遇到困难,难以满足页岩等复杂岩石类型评价的需求。基于多分辨率的数字岩心技术,在数据规则化的基础上,利用高分辨率的数字岩心图像,采用深度学...     

数字岩心实验室：根据三维成像分析油藏岩心碎片

已经利用高分辨率X射线的微计算层析成像设备(微CT)分析了大量岩心塞样品。该设备包括一个能够采集三维成像的系统，该系统在直径为6厘米的岩心塞样品上的成像是由2000^3体元(voxel)^1组成，分辨率可小至2微米。分析的岩心包括各种砂岩样品和一种碳酸盐岩心。这些岩心的孔隙大小、粒径、孔隙度、渗透率和矿物学成分分布范围广。直接处理数字化的层析图像所得到计算结果可为某个孔隙范围的渗透率和排泄毛细管压力，这些数据可以由单个岩心塞计算出来。对比同一岩心材料下的渗透率与排泄毛细管压力计算值和常规实验室测量值，结果吻合一致。这就证明，层析成像具有用不适宜于实验室试验的岩心材料(例如，井壁取心或受损岩心和钻屑)来预测岩石物理特性的能力，以及数字化图像与数值计算相结合来预测岩石性质、导出具体岩石岩性相关性的可行性。核磁共振弛豫响应是从数字成像计算得到的，用测井平均弛豫时间去估计与核磁共振响应有关的长度尺度。我们还直接根据孔隙体积-表面积比和临界孔道直径测定长度尺度，临界孔道直径与水银孔率法测量值有联系。讨论了这两个长度尺度之间的差异，也根据层析成像计算了地层因素。给出了基于沉积岩三维数字化图像的流体渗透率与地层因素及各种孔径参数的经验关系式。在使用最可靠的毛细管压力测量值得到的渗透率参数时，全部关系式运行良好。我们讨论了将该方法拓展到各种岩石物理性质。尤其是要把模拟数据校准到实验室同一岩心的测量值。这一进展将导致更系统地研究行业内通常使用的各种假设、解释和分析方法，得到岩石物理性质和测井测量值间的更好相互关系。     

断陷湖盆陡坡带砂砾岩体沉积期次的划分技术

 综合地震、测井及钻井信息，建立以三维地震资料的层序地层解释为基础，以岩心、成像测井资料作标定，以单井测井信号小波变换分析为核心的砾岩体沉积旋回划分技术。利用成像测井资料进行沉积旋回识别的关键在于合理实现“图像”与“岩相”的转换，并利用岩心资料对地层成像测井图像进行刻度，消除地质解释的多解性，建立不同类型的岩相模式。通过地震约束和岩心、成像测井标定下的测井信号多尺度、高分辨率的小波变换分析,可将一维测井信号变换到二维时频域，便能很好地反映信号的周期特征和局部异常，进而为砂砾岩体的旋回划分和内部结构解剖提供技术支持。对济阳拗陷车镇凹陷陡坡带古近系巨厚砂砾岩体的实际分析结果表明，该技术对于用生物化石或测井组合法难以进行地层划分和对比的砂砾岩发育区的沉积期次划分和内部结构解析具有较好的应用前景。     

致密砂岩储层测井数字岩石物理研究需求、进展与挑战

致密砂岩等非常规储层孔隙空间复杂,常规驱替等实验手段不能满足其岩石物理研究精度和时效性要求,亟需大力发展测井数字岩石物理分析技术。在分析测井数字岩石物理研究技术发展历史的基础上介绍了近年来在配套设备、模拟方法等方面取得的进展。结合致密砂岩储层特征讨论了该技术现阶段面临的4个主要问题和挑战:①分辨率与储层非均质性之间存在矛盾严重影响模拟精度;②图像分割与构建数字孔隙格架过程的多解性强;③缺乏能够模拟黏土矿物影响的方法模型;④现有模拟方法的时效性亟需优化完善。指出了该技术近期需重点攻关的2个方向为多分辨率三维孔隙网络整合和趋势云分析技术。     

井间岩石力学参数预测

岩石力学参数是表征裂缝发育特征及指导压裂的关键参数,其求取方法主要有岩心实验测定和声成像测井两种,但获取成本较高、数据相对稀少.常规测井资料和三维地震资料在各油气田开发区已被广泛录取,利用多元回归技术建立常规测井资料与岩石力学参数之间的关系,经过误差校正可以准确计算井眼岩石力学参数;再根据测井资料纵向分辨率高和三维地震资料横向分辨率高的特点,利用地球物理反演和三维建模技术建立研究区内岩石力学参数三维模型,可以预测井间岩石力学参数.     

多道,全数字频谱感应系统的应用

多道数字频谱感应系统通过覆盖了宽频带的多个接收线圈采集到一组完整数据，应用该系统后，高分辨率感应测井改善了地层评价。探测深度的宽范围精确解释了储集岩中的侵入剖面。渗入带和过渡带评价使对油气运移性和真实地层电阻率Ｒｔ的预测更可靠，从而得出更准确的测井分析和储量估计。对仪器响应进行处理，能达到最优分辨率，使那些诸如由不规则井口尺寸和导电侵入引起的干扰影响的灵敏度降到最低。拟合分辨率曲线也可用于所有探测     

可控冲击波增渗解堵技术实验研究

压裂、酸化、注药剂是海上油田油水井增渗解堵的传统技术,但存在工艺复杂、成本高、储层二次损害等问题。可控冲击波技术作为一种新兴的改造储层技术,在工艺上不破坏井筒结构,可分段式多次重复作用,而且具备增渗解堵效果好、能量可控等特点。在分析可控冲击波产生机理的基础上,研制了可控冲击波实验装置。模拟储层及工程环境,分别以井筒与小岩心尺度样品为研究对象,开展可控冲击波增渗解堵效果评价实验。研究结果表明:可控冲击波对井筒及小岩心两种尺度实验样品均产生良好的增渗效果,井筒尺度样品产生较为明显宏观裂缝,岩石强度降低,小岩心尺度样品渗透率提升13.3%～57.9%,样品实现增渗;可控冲击波对解除小岩心尺度样品的固相侵入、无机垢堵塞、聚合物吸附滞留损害效果明显,无因次渗透率提升值在0.12～0.27之间,解除固相侵入损害最为显著,冲击使得岩心渗流通道内外的堵塞物被振动、推挤直至剥离,样品实现解堵。可控冲击波技术优势明显,研究成果为可控冲击波增渗解堵技术的现场应用奠定基础。