CN108468536B - 基于紫外光谱微观驱油模拟实验的含油饱和度监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油勘探开发技术领域，尤其涉及一种基于紫外光谱微观驱油模拟实验的含油饱和度监测方法。采用具有发射和接收功能的紫外光谱仪，对微观区域的光谱采集；设计自动控制系统，采用全自动自控马达驱动的可伸缩移动的载物台，对模拟薄片进行的全区扫描，获取某个时间点岩石薄片上所有微区的光谱特征；通过光谱图像分析获取微区含油饱和度值；对不同时间、不同位置的含油饱和度分析，实现对全岩石薄片驱替过程中油水动态监测。本发明主要用于石油行业内对微观水驱油的机理、提高采收率技术效果的验证等，具有效率高、可定量表征微观驱油实验中的油水动态过程等优点。
Description
技术领域
本发明属于石油勘探开发技术领域，尤其涉及一种基于紫外光谱微观驱油模拟实验的含油饱和度监测方法。
背景技术
微观驱油实验能够为提高原油采收率提供有力的依据。对于微观驱油实验，其难点在于查明在驱油过程中孔隙中的流体分布及其动态变化过程。目前在驱替实验中一般采用肉眼观察、电性测量等方法进行分析，前者只能定性分析，且对于不具有明显的外观差异的轻质油和水不能区分，后者需要铺设大量的电极，由于过于复杂，难于实现全区的测量和微小区域内的变化监测，难于刻画孔隙规模的变化。此外也有采用照相的方式，通过图像分析以获取不同时期的流体分布，进而分析其流体的平面变化，但该方法基于可见光的图像差别，也仅能区分出在驱替剂明显与原始流体有较大差异下的流体的变化，而且也只能给出定性的分析，不能给出定量的变化。本发明为解决当前微观驱替实验难以准确监测的问题，提供了一种新的思路和方法，并且提供了一种定量监测的手段。
发明内容
本发明的目的是解决当前微观驱替实验难以准确监测的问题，并且提供一种定量监测的手段。
本发明的目的是通过以下步骤实现的：
1)用紫外光谱仪对饱和油的岩石薄片进行全样扫描，获取岩石薄片的原始微区光谱图像；
2)根据水的吸收光谱特征，从岩石薄片的原始微区光谱图像里提取不同微区的水峰；
3)根据微区Δp的水峰大小I与含水饱和度Sw的关系，即Sw'＝F(I)，计算岩石薄片的原始含水饱和度；
4)开始对岩石薄片进行水驱模拟实验；
5)在测试时间点停止注水，用紫外光谱仪对岩石薄片进行全样扫描，获取岩石薄片各微区吸收光谱图像；
6)从步骤5获取的岩石薄片各微区吸收光谱图像里提取不同微区的水峰，计算岩石薄片的含水饱和度；
7)在油水两相的情况下，根据含油饱和度So＝1-Sw，由含水饱和度变化过程确定含油饱和度的变化过程；
8)重复步骤4-7，完成实验过程中所有测试时间点的含油饱和度的提取；
9)通过计算机软件系统绘制含油饱和度变化过程的二维图像，获取含油饱和度的动态变化，编制不同时期的含油饱和度平面图、不同剖面的含油饱和度变化剖面图。
本发明的有益效果及优点：一是实现对微观驱替的岩石薄片的全片分区扫描，获取岩石薄片全区的紫外图像，具有全自动功能，大大提高了实验的效率；二是基于紫外光光谱测量获得的微区光谱特征，利用透射光光谱强度计算其含油饱和度，建立起光谱强度与含油饱和度的定量关系；三是通过实验过程中的扫描，实现对驱替薄片的全程监测，获取连续的含油饱和度变化，能够有效表征驱替实验中的动态过程。
附图说明
图1为本发明的监测平台示意图。
图2为驱替实验装置示意图。箭头方向表示介质驱替方向。
图3为本发明中软件分析系统算法逻辑结构图。
图4为本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1～2所示，基于紫外光谱微观驱油模拟实验的含油饱和度监测方法采用的实验监测平台包括具有自控系统的载物台1、微观驱替实验装置2、具有发射和接收功能的紫外光谱仪3以及计算机软件分析系统4；所述的具有自控系统的载物台1由自动电机1a驱动，与数控模块1b连接，可实现平台的左右移动和前后伸缩，以搭载岩石薄片2c完成扫描过程；所述的具有自控系统的载物台1还包括具有前后伸缩和左右微移功能的支撑结构1c；所述的载物台1由透明的均质体制成，以保证发射光可以透过且不受介质的影响；所述的微观驱替实验装置2采用石英玻璃作为载玻片2a和盖玻片2b，岩石薄片2c本身透明且密封，只设置驱替介质入口2d和出口2e；所述的具有发射和接收功能的紫外光谱仪3具有发射光源接口5a和光强探测接口6a，发射光源接口5a通过光纤5连接实现紫外光的发射，光强探测接口6a通过接收探头6实现对透过岩石薄片2c的透射光的接收；所述的计算机软件分析系统4基于计算机或者CPU以USB导线7与具有发射和接收功能的紫外光谱仪3连接，计算机软件分析系统4采用的算法具有将具有发射和接收功能的紫外光谱仪3接收的光谱强度信号转化为流体饱和度值的功能；所述的计算机软件分析系统4还包括打印输出设备8。
如图2所示，所述的微观驱替实验装置2中介质驱替方向如箭头方向所示。
如图3所示，所述的计算机软件分析系统4采用的算法是：首先通过试验获得岩石薄片理论的饱含油时的光谱强度谱图和完全驱替时的光谱强度谱图，提取水峰信号，这样就得到光谱强度I与理论含水饱和度Sw相关的两组数据，根据光谱强度与含水饱和度是否成线性关系或者指数关系，分别给定不同的系数值，通过最小二乘估计法回归方程的系数，确定定量函数关系式，以相关系数作为评价标准判断回归方程是否与实际相符，通过改变系数值使得函数关系式达到最优。实验过程中由紫外光谱仪直接获取岩石薄片某一时刻的光谱强度图，根据建立的回归方程计算出该时刻的含水饱和度Sw，同时获得含油饱和度So，最终显示并输出So、Sw，不同时刻的So、Sw直接生成S-t变化曲线。
如图4所示，本发明实施过程中的具体测量方法：
1)将实验的岩石薄片2c置于载物台1上，将光纤5置于载物台1下方，对岩石薄片2c进行紫外光照射；
2)通过接收探头6接收透射过岩石薄片2c的紫外光，经由导线输入具有发射和接收功能的紫外光谱仪3，记录测点微区的透射光强；
3)通过数控模块1b控制移动载物台1和岩石薄片2c到下一测点，记录该测点微区的透射光强；
4)重复步骤3直到完成所有测点的测量，获得岩石薄片2c各微区吸收光谱图像；
5)重复步骤1-4，分别获得水驱实验前的岩石薄片2c的原始微区光谱图像和水驱实验中各个测试时间点的岩石薄片2c的各微区吸收光谱图像；
6)根据水的吸收光谱特征、微区Δp的含水饱和度Sw和光谱强度I的函数关系，即Sw'＝F(I)，通过计算机软件分析系统4从岩石薄片2c的各微区吸收光谱图像里提取不同微区的水峰，计算出岩石薄片的含水饱和度Sw，根据含油饱和度So＝1-Sw，计算出岩石薄片的含油饱和度So；
7)通过打印输出设备8以数值的方式，或者以二维的等值线图输出实验过程中含油饱和度So变化情况。
其它未详细说明的均属于现有技术。
Claims (3)
1.基于紫外光谱微观驱油模拟实验的含油饱和度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用紫外光谱仪对饱和油的岩石薄片进行全样扫描，获取岩石薄片的原始微区光谱图像；
2)根据水的吸收光谱特征，从岩石薄片的原始微区光谱图像里提取不同微区的水峰；
3)根据微区Δp的水峰大小I与含水饱和度Sw的关系，即Sw＝F(I)，计算岩石薄片的原始含水饱和度；
4)开始对岩石薄片进行水驱模拟实验；
5)在测试时间点停止注水，用紫外光谱仪对岩石薄片进行全样扫描，获取岩石薄片各微区吸收光谱图像；
6)从步骤5获取的岩石薄片各微区吸收光谱图像里提取不同微区的水峰，计算岩石薄片的含水饱和度；
7)在油水两相的情况下，根据含油饱和度So＝1-Sw，由含水饱和度变化过程确定含油饱和度的变化过程；
8)重复步骤4-7，完成实验过程中所有测试时间点的含油饱和度的提取；
9)通过计算机软件系统绘制含油饱和度变化过程的二维图像，获取含油饱和度的动态变化，编制不同时期的含油饱和度平面图、不同剖面的含油饱和度变化剖面图。
2.根据权利要求1所述的一种基于紫外光谱微观驱油模拟实验的含油饱和度监测方法，其特征在于：采用的实验监测平台包括具有自控系统的载物台(1)、微观驱替实验装置(2)、具有发射和接收功能的紫外光谱仪(3)以及计算机软件分析系统(4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于紫外光谱微观驱油模拟实验的含油饱和度监测方法，其特征在于：依据含油饱和度变化情况，分析和编制优势渗流通道图。
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