图像处理技术在数字岩心建模中的应用

岩石物理的研究对象是由形状极其复杂的孔隙、岩石骨架及多相填充物组成的体系.而在传统的模拟油气藏条件下的岩心试验中,岩心的微观孔隙结构是不可被直接观察和控制的.用图像处理技术对从现场得到的二维铸体薄片进行处理,进而由二维岩心结构重构三维数字岩心.这种数字岩心能最大程度地与实际的岩石接近,能反映地层的一些真实的信息.这对岩石物理的研究有着十分重要的意义.     

数字岩心技术现状及展望

介绍了数字岩心技术的发展状况,指出了建立数字岩心的既有方法存在的不足,包括过程法无法对复杂的沉积体系进行模拟和随机法建立的数字岩心不具有大范围内的传导性。探讨了数字岩心技术在油田开发领域的应用前景,可用来研究微观渗流机理,模拟岩心驱替实验,预测岩心宏观传导性,评价驱油剂效果,模拟油藏生产动态和确定油气田开发技术政策界限。     

利用CT图像与压汞核磁共振构建高精度三维数字岩心

X射线CT扫描作为岩心孔隙结构研究的主要手段之一,遇到的最主要的难题是微米CT无法识别微孔隙。纳米CT能够反映岩心微孔隙的信息,在一定程度上弥补微米CT扫描的不足。纳米CT扫描岩样的尺寸很小,即使对于均质性较好的岩心,选取岩样时的位置不同,得到的岩心参数也会有所差异,对于非均质性强的岩心,结果差异会更大。针对该问题提出利用CT扫描图像与压汞核磁共振资料结合构建高精度三维数字岩心的方法。相比于微米扫描得到的数字岩心,该方法获取的数字岩心在孔隙度和渗透率上都有较大提升,与实验结果更为接近,为在取心难、实验难的碳酸盐岩、页岩储层开展数字岩石物理实验奠定了基础。     

基于格子Boltzmann方法的3D数字岩心渗流特征分析

页岩气储层物性差、各向异性突出且孔隙结构存在多尺度特性,内部流动非常复杂,由于纳米孔隙的存在,宏观连续理论不适用。基于页岩二维扫描电镜图片和计算机处理技术,采用随机生长方法分别重建大孔隙和小孔隙的三维数字岩心,将大孔隙和小孔隙初始模型组合在一起构成多尺度的页岩气储层三维数字岩心组合模型,在此基础上,应用格子Boltzmann方法研究不同尺度孔隙的渗流行为。四参数随机方法重建的图像能较好体现原图的性质,储层的孔隙结构特征对其渗透率具有重要影响,渗透率随着孔隙度的增大而增大,组合模型数字岩心的渗透率大于大孔隙数字岩心和小孔隙数字岩心的渗透率,并且大于二者的总和,说明小孔隙的存在可以极大提高储层连通性。     

数字岩心技术研究及应用

常规岩石物理实验存在实验周期长、实验数据种类少、实验数据信噪比低等问题。介绍数字岩心技术的主要工作内容。其工作流程为取心、现场快速分析、基于岩石物理精细实验和数据库技术的数学分析建模、将数字岩心孔隙度、渗透率、饱和度模型用于测井解释。以核磁共振岩样分析为基础,建立岩心现场快速测量与分析技术以及与区块相统一的岩石物理量转换关系。通过系统分析核磁共振T2谱及岩石物理数据挖掘技术,实现由核磁共振信息计算求取孔隙度、渗透率、岩电参数m、n。建立基于核磁共振T2谱的孔隙度结构指数及S1、S2、S3,以实现对岩样孔隙结构类型的综合评价。在满足测井解释精度的前提下,实验周期由原来的1.5个月减少到3d。该技术已在华北、长庆、吐哈和青海等油田应用,取得了较好的效果。     

数字岩心技术在致密砂岩储层含油饱和度评价中的应用

基于适用于纯砂岩储层的阿尔奇公式计算的致密砂岩储层含油饱和度精度低．适用性差。将多点地质统计学和以自相关函数为基础的数字图像重构技术进行结合,形成能够描述储层复杂孔隙结构特征的低渗透储层数字岩心建模技术,应用建立的数字岩心,通过数值模拟,研究了储层孔隙结构类型、泥质质量分数和地层水矿化度等因素对阿尔奇公式中饱和度指数和胶结指数等参数的影响。研究认为,储层粒间孔隙、裂缝孔隙和孤立的溶孔隙等因素对阿尔奇参数影响巨大．裂缝孔隙度和地层水电阻率增大会导致胶结指数和饱和度指数减小．孤立溶蚀孔隙度和泥质质量分数增加会导致胶结指数和饱和度指数增大。利用孔隙结构特征参数与饱和度指数、胶结指数的关系,建立变参数的阿尔奇公式可提高饱和度计算精度．     

基于数字岩心的低渗透砂岩储层导电性数值模拟研究

低渗透砂岩导电机理复杂,为了进一步研究其储层的导电性,以Micro-CT扫描的二维岩心图像的微观孔隙结构特征为基础,利用二值化阈值分割法、数学形态法提取连通孔隙,建立三维数字岩心模型,应用最大球算法建立数字岩心的孔隙网络模型;采用有限元法模拟数字岩心模型的导电特性,探讨孔隙结构、地层水矿化度、饱和度及润湿性等因素对储层岩石电性的影响规律。研究结果表明,在低渗透砂岩储层中地层因素与孔隙度满足阿尔奇公式;当含水饱和度为50%时,电阻率增大系数与含水饱和度交会图呈现2种不同的直线形态。该研究为低渗透砂岩储层电法测井解释提供了理论支撑。     

利用三维数字岩心技术评价低渗透砂砾岩储层孔隙结构

为更直观、准确地分析准噶尔盆地陆梁隆起二叠系下乌尔禾组低渗透砂砾岩储层微观孔隙特征,利用CT扫描成像技术对砂砾岩样品开展岩心三维空间的孔洞、裂缝和高密度填隙物发育特征评价,从图像灰度、均质性和孔喉连通性的角度分析岩石孔隙结构。在此基础上,根据最大球算法提取并建立了储层数字岩心孔隙网络模型,研究了不同岩样的孔隙半径、喉道半径、孔喉比以及岩心孔喉配位数等概率分布特征。研究认为：1)研究区样品的储集空间以溶蚀孔和微裂缝为主,孔隙半径为0.1～10.0μm,喉道半径为0.1～7.0μm,孔喉比为0～4,配位数为0～7,岩石总体孔喉比和喉道半径小、喉道连通差,是导致研究区岩心渗透率低的主要原因。2)常规渗透率为0.330×10^-3μm²样品的孔隙半径主要为2.5μm,喉道半径主要为1～3μm,孔喉比多为2,配位数为0～3;常规渗透率为0.441×10^-3μm²样品的孔隙半径主要为5.5μm,喉道半径主要为1～5μm,孔喉比大部分为2.5,配位数为1～6。渗透率越高,三维数字岩心技术计算的孔隙结构参数越好,这与...     

采用多点地质统计法重建三维数字岩心

以岩石三方向二维切面图像为基础,利用3个方向加权平均计算总条件概率分布,采用多点地质统计法重建三维数字岩心。为定量评价重建结果的准确性,分别计算了重建三维数字岩心的自相关函数、局部孔隙度分布函数、平均渗流概率函数,与X射线CT扫描得到的三维数字岩心的结果比较。重建的三维数字岩心与真实岩心具有相似的均质性、孔隙尺寸;与基于单方向二维切面图像重建结果相比,该方法重建三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心更加接近,为基于岩石二维图像重建三维数字岩心提供了一种新思路。     

数字岩心结合成像测井构建裂缝—孔洞型储层孔渗特征

针对碳酸盐岩气藏储层由于缝洞发育导致孔隙度、渗透率相关性差的问题,基于四川盆地安岳气田高石梯—磨溪区块裂缝—孔洞型储层岩心的CT扫描图像和储层段的成像测井资料,通过重构岩心内部的三维结构,提取岩心中缝洞结构参数,划分缝洞模式,开展数字岩心流动模拟和渗透率计算,认识不同孔隙度区间渗透率的分布规律,描述裂缝—孔洞型储层的孔渗特征。研究结果表明:(1)碳酸盐岩岩心中毫米—厘米级小型溶洞是主要的储集空间,占孔隙体积的68%,开度介于0.1~0.6 mm的扁平状小裂缝在局部构成缝网,缝洞搭配形成优势渗流通道是提高岩心渗透率的关键;(2)结合成像测井资料,可将储层中缝洞发育模式划分为4种,在孔隙度大于3%的储层中,当面洞率大于10%或面缝率大于0.02%时,储层的渗透性能有显著提高。     

油田地面系统数字化建设虚拟技术应用

针对喇嘛甸油田数字化建设难度大、投资高、建设周期长,以及难以满足数字化建设的需求等问题,提出以站场虚拟场景进行数字化管理。以系统主体网络为骨干,采用精确的地形测绘及站库三维建模技术,实现地面系统虚拟场景的建立,以此为基础建立地面系统数字化管理平台,并将地面系统矢量图、地面设施的精准图文信息与动静态生产数据、二维线划图、三维场景相结合,实现了油田实体在虚拟世界的展现。应用数字化管理平台,开展采油厂大中型站库集中监控、无人值守,地面系统的区域优化简化,以及生产设施运行管理等,取得了较好的社会效益和经济效益。     

基于数字岩心技术的页岩储层可压裂性定量评价

页岩的可压裂性评价对页岩储层压裂施工具有重要的指导意义。常规方法基于岩心刻度测井得到弹性参数、矿物含量等信息构建脆性指数,未考虑压裂前后储层的变化特征,在实际应用中效果较差。为克服常规的弹性参数和矿物含量等构建脆性指数无法动态监测压裂效果的缺陷,提出一种基于数字岩心的页岩可压裂性定量评价方法。根据压裂前后的CT扫描图像重构三维数字岩心,应用最小外接长方体技术实现裂缝的自动识别,提出原生裂缝发育指数F_1和力学特性指数F_2分别表征压裂前后储层裂缝的变化情况。在此基础上,采用单因素分析和神经网络方法建立基于测井资料的F_1和F_2模型,直观、定量评价昭通A井页岩储层可压裂性,取得较好的应用效果。     

边水断块油藏三维物理模拟实验

为探索断块油藏人工仿边水驱技术的可行性,采用先进的三维物理模拟实验设备,在相似准则基础上针对实际油藏进行了三维物理模拟实验。模型饱和度场分布与流体的渗流特征研究表明,边水模型的无水期采出程度明显高于点状模型,点状模型在改为边水驱后采出程度提高了16.6%。人工仿边水驱可扩大水驱波及体积,提高驱油效率,改善水驱开发效果。     

中子寿命测井在低孔低渗碳酸盐岩储层的应用

侯哲国．中子寿命测井在低孔低渗碳酸盐岩储层的应用．测井技术，１９９４，１８（５）：３４５～３４９对高矿化地层水中的氯离子敏感是中子寿命测井的独到之处，但低孔低渗碳酸盐岩储层中气、水体积贡献的电性差异之小，给该测井的应用带来困难。本文旨在探索几种简单易行的解释方法，并讨论与精度有关的问题。     

低孔隙度低渗透率岩心欠饱和对岩电实验参数的影响分析

岩电实验首先要求用地层水完全饱和岩心.但对于低孔隙度低渗透率岩心,由于受实验周期的限制,岩心往往不能达到完全饱和.岩心欠饱和状态下对地层因素F和电阻增大率I的测量只能是在一定条件下的近似,存在一定误差,误差的绝对值虽然较小,但相对误差却往往较大.通过理论推导、实验验证,说明了岩心欠饱和因素对岩电实验结果中胶结指数m和饱和度指数n的影响,并给出了校正方法.在岩心不能达到完全饱和的情况下,按照正常操作程序实验,对饱和度指数n会产生影响,通常使n值降低,必须增加1个校正值;在岩心无法完全饱和的情况下,按照正常操作程序实验,会对胶结指数m产生明显的影响,且使m值增大,这种影响可以通过引入1个校正量加以校正.     

基于有限体积法的致密油储层数字岩心中流动与传热研究

以新疆吉木萨尔致密油储层岩心为研究对象,利用Micro-CT扫描技术并结合先进的图像处理技术建立了具有真实孔隙结构特征的三维数字岩心及孔隙网络模型,统计获取了孔隙与喉道体积及等效直径等特征参数的分布。利用基于有限体积法(FVM)的计算流体力学(CFD)软件ANSYS FLUENT完成了三维数字岩心的渗流模拟并计算获得了岩心内部速度场与温度场的分布情况,得到了复杂孔隙空间不同流动方向的绝对渗透率大小。其微观流场计算结果显示岩心内部存在汇流通道,汇流通道的尺度对岩心不同方向的渗透率具有重要影响。所提供的方法为研究致密储层内的复杂流动与传热问题的研究提供了一种途径。     

数字岩心技术在二连油田阿尔凹陷储层评价中的应用

二连油田阿尔凹陷一般为中低孔隙度、渗透率储层,常规测井解释对储层分类及产能评价受到限制.实际生产中常规测井解释对储层的评价只是定性分析,以数字岩心技术的核磁共振岩样分析为基础,系统分析T2谱,获取岩石的孔隙度、渗透率、含油饱和度、束缚水饱和度、孔隙度结构指数及孔隙度尺寸在总孔隙度中的百分含量S1、S2、S3,评价岩样的...     

虚拟现实技术在塔河油田油气勘探中的应用

阐述了虚拟现实技术的基本概念、虚拟现实技术理论和构成虚拟现实系统的软、硬件技术,并介绍了石油行业中虚拟现实系统“ Petro-One”的特点和功能。塔河油田碳酸盐岩储集层具有埋藏深、地震反射信号弱和非均质性强的特点,引入虚拟现实系统进行石油勘探研究,在多井空间立体标定的基础上,利用虚拟环境下的精细构造解释技术进行层位追踪,采用多属性分析来预测储集层,并将塔河油田奥陶系大型缝洞体系进行三维可视化及立体刻画,再结合钻井等资料进行塔河油田碳酸盐岩储集层预测,最后对虚拟现实系统发展和应用前景进行了讨论。