CN110005406A - 确定油水分布的系统和方法 - Google Patents
确定油水分布的系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110005406A CN110005406A CN201910283906.1A CN201910283906A CN110005406A CN 110005406 A CN110005406 A CN 110005406A CN 201910283906 A CN201910283906 A CN 201910283906A CN 110005406 A CN110005406 A CN 110005406A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image
- core
- water
- rock
- ray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 174
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 152
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 47
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 40
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 30
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 18
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 16
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- YAPJPSFOWOSMRG-UHFFFAOYSA-N CCCCCCCCCC.[I] Chemical compound CCCCCCCCCC.[I] YAPJPSFOWOSMRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明实施例提供的确定油水分布的系统和方法，该方法包括：获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像，第一CT图像为岩芯的CT图像，第二CT图像为给岩芯注入添加指示剂的水的CT图像，根据第一CT图像，对第二CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第二CT图像，根据第一CT图像和处理后的第二CT图像，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。采用本发明提供的系统和方法，能够确定储集层孔隙尺度的油水分布图像。
Description
技术领域
本发明涉及储集层勘探技术领域，尤其涉及一种确定油水分布的系统和方法。
背景技术
目前，油气勘探开发目标已逐渐从传统的中高渗储集层转向低渗透—致密储层。低渗透—致密储层中的孔隙大小多位于微米—纳米尺度、且大小分布不均、连通关系复杂。在低渗透—致密储层勘探开发中需要了解孔隙尺度的油水分布状态。
现有技术中，通常采用全直径或25mm直径岩芯油水驱替实验，利用岩芯夹持器入(出)口端的油、水计量装置计算岩芯内部的含油饱和度，利用电阻率、核磁信号等探测手段确定岩芯内部的油水分布。然而，对于孔隙尺度的油水分布仍然缺乏有效检测手段。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种确定油水分布的系统和方法，以确定储集岩孔隙尺度的油水分布。
第一方面，本发明实施例提供一种确定油水分布的系统，包括：
储集岩多相流成像装置和电子设备；所述储集岩多相流成像装置包括储集岩多相流模拟实验装置和X射线显微断层扫描装置；
所述储集岩多相流模拟实验装置包括岩芯夹持器、中间容器、流量泵；所述岩芯夹持器的入口端和所述中间容器的一端连接，所述流量泵和所述中间容器的另一端连接；
所述岩芯夹持器用于夹持岩芯并提供围岩压力，所述中间容器用于储存不同类型的流体，所述流量泵用于向所述岩芯注入所述中间容器中的流体；
所述X射线显微断层扫描装置包括X射线源和X射线探测器，所述X射线源和所述X射线探测器的成像区域正对所述岩芯；
所述X射线源用于向所述岩芯发射X射线，所述X射线探测器用于接收经过所述岩芯发生衰减的X射线，并绘制所述岩芯的CT图像；
所述电子设备和所述X射线探测器连接，用于获取所述岩芯的CT图像，以确定所述岩芯孔隙尺度的油水分布图像。
可选的，所述岩芯夹持器包括外壳和岩芯管套，所述外壳和所述岩芯管套之间设有环形空腔，所述环形空腔中储存有环压水；
所述储集岩多相流模拟实验装置还包括环压泵，所述环压泵和所述环形空腔连接，用于给所述环压水提供压力。
可选的，所述岩芯夹持器包括加热棒和温度控制器；
所述加热棒设置在所述环形空腔中，用于加热所述环形空腔中的环压水；所述温度控制器和所述加热棒连接，用于监测和控制所述加热棒的温度。
可选的，所述储集岩多相流模拟实验装置包括回压泵，所述回压泵和所述岩芯夹持器的出口端连接。
可选的，所述环压泵和所述环形空腔之间设置有第一压力表，所述第一压力表用于检测注入到所述环形空腔的环压水压力。
可选的，所述中间容器和所述岩芯夹持器之间设置有第二压力表，所述第二压力表用于检测注入所述岩芯的流体的压力。
可选的，所述回压泵和所述岩芯夹持器之间设置有第三压力表，所述第三压力表用于检测所述岩芯夹持器出口端的流体的压力。
可选的，所述储集岩多相流模拟实验装置还包括流体分离仪和电子天平；所述电子天平的一端和所述流体分离仪的一端连接，所述流体分离仪的另一端和所述岩芯夹持器的出口端连接。
第二方面，本发明实施例提供一种确定油水分布的方法，包括：
获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像，所述第一CT图像为所述岩芯的CT图像，所述第二CT图像为给所述岩芯饱和添加指示剂的水的CT图像；
根据所述第一CT图像，对所述第二CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第二CT图像；
根据所述第一CT图像和所述处理后的第二CT图像，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
可选的，所述方法还包括：
获取所述岩芯的第三CT图像，所述第三CT图像为给饱和添加指示剂的水的岩芯注入石油后的CT图像；
根据所述处理后的第二CT图像，对所述第三CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第三CT图像；
根据所述处理后的第二CT图像和所述处理后的第三CT图像，获取石油驱替水状态的油水分布图像。
第三方面，本发明实施例提供一种确定油水分布的装置，包括：
获取模块，用于获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像，所述第一CT图像为所述岩芯的CT图像，所述第二CT图像为给所述岩芯饱和添加指示剂的水的CT图像；
处理模块，用于根据所述第一CT图像，对所述第二CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第二CT图像；
所述获取模块，还用于根据所述第一CT图像和所述处理后的第二CT图像，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
可选的，所述获取模块，还用于：
获取所述岩芯的第三CT图像，所述第三CT图像为给饱和添加指示剂的水的岩芯注入石油后的CT图像；
所述处理模块，还用于根据所述处理后的第二CT图像，对所述第三CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第三CT图像；
所述获取模块，还用于根据所述处理后的第二CT图像和所述处理后的第三CT图像，获取石油驱替水状态的油水分布图像。
第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
处理器；
存储器；以及
计算机程序；
其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行如第二方面所述的方法的指令。
第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序使得电子设备执行第二方面所述的方法。
本发明实施例提供的确定油水分布的系统和方法，该系统包括：储集岩多相流成像装置和电子设备，储集岩多相流成像装置包括储集岩多相流模拟实验装置和X射线显微断层扫描装置，储集岩多相流模拟实验装置包括岩芯夹持器、中间容器、流量泵，岩芯夹持器的入口端和中间容器的一端连接，流量泵和中间容器的另一端连接，岩芯夹持器用于夹持岩芯并提供围岩压力，中间容器用于储存不同类型的流体，流量泵用于向所述岩芯注入中间容器中的流体，X射线显微断层扫描装置包括X射线源和X射线探测器，X射线源和X射线探测器的成像区域正对岩芯，X射线源用于向岩芯发射X射线，X射线探测器用于接收经过岩芯发生衰减的X射线，并绘制岩芯的CT图像，电子设备和X射线探测器连接，用于获取岩芯的CT图像，以确定岩芯孔隙尺度的油水分布。采用本发明提供的系统和方法，能够确定储集层孔隙尺度的油水分布图像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的确定油水分布的系统的示意图；
图2为本发明另一实施例提供的确定油水分布的系统的示意图；
图3为本发明一实施例提供的岩芯夹持器的示意图；
图4为本发明一实施例提供的确定油水分布的方法的流程图；
图5a为本发明一实施例提供的第一CT图像的截面图；
图5b为本发明一实施例提供的第二CT图像的截面图；
图5c为本发明一实施例提供的第三CT图像的截面图；
图6a为本发明一实施例提供的饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像；
图6b为本发明一实施例提供的石油驱替水状态的油水分布图像；
图7为本发明另一实施例提供的确定油水分布的方法的流程图；
图8为本发明一实施例提供的确定油水分布的装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
附图标记说明：
01-储集岩多相流成像装置；02-电子设备；
10-储集岩多相流模拟实验装置；101-岩芯夹持器；102-中间容器；103-流量泵；104-环压泵；105-回压泵；106-流体分离仪；107-电子天平；108-温度控制器；
11-X射线显微断层扫描装置；111-X射线源；112-X射线探测器；
1010-外壳；1011-岩芯管套；1012-加热棒；1013-第一压力表；1014-第三压力表；1015-第二压力表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面对本发明实施例中提到的专业术语进行解释说明。
储集岩：具有连通孔隙和渗透性，能储存石油或天然气等流体并能使之渗滤的岩石。
岩芯：用特殊钻机从地下取出供测试用的柱状岩石样品。
CT：全称Computed Tomography，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X射线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕样品的某一部位作一系列断面扫描，获得样品的三维图像。在本发明中用来扫描储集岩岩芯。
由于目前对于孔隙尺度的油水分布缺乏有效检测手段，针对该问题，本发明实施例提供一种确定油水分布的系统，包括：储集岩多相流成像装置和电子设备，储集岩多相流成像装置包括储集岩多相流模拟实验装置和X射线显微断层扫描装置，储集岩多相流模拟实验装置包括岩芯夹持器、中间容器、流量泵，岩芯夹持器的入口端和中间容器的一端连接，流量泵和中间容器的另一端连接，岩芯夹持器用于夹持岩芯并提供围岩压力，中间容器用于储存不同类型的流体，流量泵用于向所述岩芯注入所述中间容器中的流体，X射线显微断层扫描装置包括X射线源和X射线探测器，X射线源和X射线探测器的成像区域正对岩芯，X射线源用于向岩芯发射X射线，X射线探测器用于接收经过岩芯发生衰减的X射线，并绘制岩芯的CT图像，电子设备和X射线探测器连接，用于获取岩芯的CT图像，以确定岩芯孔隙尺度的油水分布，从而确定储集层孔隙尺度的油水分布图像。
下面以具体的实施例对本发明提供的确定油水分布的系统和方法进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明一实施例提供的确定油水分布的系统的示意图，如图1所示，本发明实施例提供的确定油水分布的系统，包括：储集岩多相流成像装置01和电子设备02，储集岩多相流成像装置01包括储集岩多相流模拟实验装置10和X射线显微断层装置11。
储集岩多相流模拟实验装置10包括岩芯夹持器101、中间容器102、流量泵103，岩芯夹持器101的入口端和中间容器102的一端连接，流量泵103和中间容器102的另一端连接。
岩芯夹持器101用于夹持岩芯并提供围岩压力，中间容器102用于储存不同类型的流体，流量泵103用于向岩芯注入中间容器102中的流体。其中，流体可以为水、石油、添加指示剂的水或者添加指示剂的石油，本实施例对此不做限定。本领域技术人员需要理解，给岩芯中注入水或者石油是模拟实际储集层物理化学的作用过程。
X射线显微断层扫描装置11包括X射线源111和X射线探测器112，X射线源111和X射线探测器112的成像区域正对岩芯。
X射线源111用于向岩芯发射X射线，X射线探测器112用于接收经过岩芯发生衰减的X射线，并绘制岩芯的CT图像。在本实施例中，给岩芯中注入不同的流体，得到的岩芯CT图像是不一样的。
电子设备02和X射线探测器112连接，用于获取岩芯夹持器101夹持的储集层岩芯的CT图像，对其进行分析处理，以确定岩芯孔隙尺度的油水分布图像。
本实施例中，流量泵103将中间容器102中的流体注入岩芯夹持器101的岩芯，X射线源111向岩芯发射X射线，X射线探测器112接收经过岩芯发生衰减的X射线，并绘制注入该岩芯的CT图像。
可选的，流量泵103为ISCO Dual Cylider 100-DX计量泵，用于以恒定压力或者恒定流量推动中间容器102向岩芯中注入流体。
其中，可以根据实际情况确定X射线源的强度。
本领域技术人员需要理解，X射线源发射的X射线穿透岩芯中的不同材料会发生不同的强度衰减。衰减公式为：
I＝I0e-μx
其中，I0为X射线源发射的X射线强度，单位：微西弗(μ Sv)；
I为X射线穿透储集岩岩芯中的不同材料发生衰减后的强度，单位：微西弗(μSv)；
e为自然常数；
μ为不同材料的衰减系数，单位：m-1；
x为X射线穿透材料的长度，单位：米(m)。
接下来，X射线探测器112接收衰减后的X射线，绘制不同材料的衰减系数μ对应的储集岩岩芯的CT图像。
本实施例中，利用X射线穿透衰减原理进行显微成像，图像分辨率最高可达1μm，且对物理化学作用过程本身影响极小，为观察储集岩物理化学作用过程提供了有效手段。
本实施例提供的确定油水分布的系统，包括储集岩多相流成像装置和电子设备，储集岩多相流成像装置包括储集岩多相流模拟实验装置和X射线显微断层扫描装置，储集岩多相流模拟实验装置包括岩芯夹持器、中间容器、流量泵，岩芯夹持器的入口端和中间容器的一端连接，流量泵和中间容器的另一端连接岩芯夹持器用于夹持岩芯并提供围岩压力，中间容器用于储存不同类型的流体，流量泵用于向岩芯注入所述中间容器中的流体，X射线显微断层扫描装置包括X射线源和X射线探测器，X射线源和X射线探测器的成像区域正对岩芯，X射线源用于向岩芯发射X射线，X射线探测器用于接收经过岩芯发生衰减的X射线，并绘制岩芯的CT图像，电子设备和射线探测器连接，用于获取岩芯的CT图像，以确定岩芯孔隙尺度的油水分布。通过上述系统，能够确定储集层孔隙尺度的油水分布图像。
在上述图1实施例的基础上，图2为本发明另一实施例提供的确定油水分布的系统的示意图，图3为本发明一实施例提供的岩芯夹持器的示意图。
如图3所示，岩芯夹持器101包括：外壳1010、岩芯管套1011、加热棒1012、第一压力表1013、第三压力表1014、第二压力表1015。
可选的，中间容器102和岩芯夹持器101之间设置有第二压力表1015。
外壳1010和岩芯管套1011之间设有环形空腔，环形空腔中储存有环压水，用于使岩芯管套1011包紧岩芯，防止进入岩芯的流体侧漏，使得岩芯夹持器101可以为岩芯提供围岩压力。
可选的，外壳1010由碳纤维制成，目的在于减少X射线穿透岩芯夹持器外壁导致的能量衰减。
可选的，岩芯管套1011由热缩管制成，用于包裹岩芯防止流体渗漏。
加热棒1012设置在环形空腔中，用于加热环形空腔中的环压水1016，模拟高温环境。
通常往岩芯夹持器101第二次注入流体时，入口端的流体称为驱替流体，岩芯中原有的流体称为被驱替流体。
如图2、图3所示，储集岩多相流模拟实验装置10还包括环压泵104，环压泵104和环形空腔连接，用于给环压水提供压力。
环压泵104和环形空腔之间设置有第一压力表1013，第一压力表1013用于检测注入到环形空腔的环压水压力。
可选的，储集岩多相流模拟实验装置10还包括回压泵105，回压泵105和岩芯夹持器101的出口端连接，用于向岩芯夹持器101出口端提供回压，模拟高压环境。
回压泵105和岩芯夹持器101之间设置有第三压力表1014，第三压力表1014用于检测流体流经岩芯夹持器101之后的压力。
可选的，中间容器1b和岩芯夹持器101之间设置有第二压力表1015，第二压力表1015用于检测环压泵104注入岩芯夹持器101的流体的压力。
在本实施例中，为了获得饱和添加指示剂的水的岩芯的CT图像，中间容器102储存有添加指示剂的水，流量泵103将中间容器102中的添加指示剂的水注入岩芯夹持器101的岩芯，X射线源111以固定强度向饱和添加指示剂水的岩芯发射X射线，X射线探测器112接收衰减后的X射线，并绘制饱和添加指示剂的水的岩芯的CT图像；接着，为了获取注入石油的岩芯的CT图像，中间容器102储存有石油，流量泵103将中间容器102中的石油注入岩芯夹持器101的岩芯，X射线源111以固定强度向注入石油的岩芯发射X射线，X射线探测器112接收衰减后的X射线，并绘制注入石油的岩芯的CT图像。
上述过程中，给饱和添加指示剂的水的岩芯注入石油，添加指示剂的水会由岩芯夹持器101的出口端流出来，储集岩多相流模拟实验装置10还包括流体分离仪106和电子天平107。
电子天平107的一端和流体分离仪106的一端连接，流体分离仪106的另一端和岩芯夹持器101的出口端连接，流体分离仪106用于分离出岩芯夹持器101出口端的流体，电子天平107用于称量该流体的重量。
可选的，储集岩多相流模拟实验装置10还包括温度控制器108，温度控制器108和加热棒1012连接，用于监测和控制加热棒1012的温度。
本领域技术人员需要理解，岩芯由岩石和孔隙组成，岩芯中注入添加指示剂的水，指的是添加指示剂的水进入孔隙，然后往岩芯中注入石油，即石油进入孔隙，那么出口端的添加指示剂的水的体积就是岩芯中注入的石油的体积。其中，出口端底层水的体积可以根据出口端水的重量计算得到。
基于上述实验装置，本发明提供的实验步骤可以为：
第一步：采集3mm直径的储集岩岩芯，套上岩芯套管，装入岩芯夹持器；将岩芯夹持器安装在X射线显微断层扫描装置中，安装流程可以为：
1、将岩芯套管的一端套在岩芯夹持器入口上，另一端套在岩芯夹持器出口上；
2、用电吹风加热岩芯套管使其收缩定型；
3、安装岩芯夹持器外壳；
4、将岩芯夹持器固定在X射线显微断层扫描装置的样品台上，将岩芯夹持器进出口端的不锈钢管线与储集岩多相流模拟实验装置连接起来；
5、调节X射线源、样品台和X射线探测器的相对位置，使成像区域对准岩芯。
第二步：利用X射线显微断层扫描装置采集未注入流体的岩芯的第一CT图像；
第三步：开启环压泵，向岩芯夹持器的环形空腔注入环压水，直至第二环压表检测的环压水压力达到预设围岩压力。
第四步：开启回压泵，直至第三压力表检测的岩芯夹持器出口端的压力达到预设地层流体压力，以模拟实际高压环境。需要说明的是，岩芯夹持器出口端的压力需要需小于围岩压力。
第五步：开启流量泵，向岩芯中注入添加指示剂的水至岩心夹持器出口端不再有气泡冒出。利用第二压力表检测注入岩芯夹持器的水的压力，需要说明的是，为了避免模拟水侧漏或者无法注入，注入岩芯夹持器的水的压力应小于第二环压表检测的围岩压力，且大于第三压力表检测的岩芯夹持器出口端的压力。
第六步：开启温度控制器，加热环形空腔中的环压水直至达到预设实验温度。
第七步：开启流量泵，保持向储集岩岩芯注入添加指示剂的水，使用X射线显微断层扫描装置扫描岩芯，采集饱和添加指示剂的水的岩芯的第二CT图像。
第八步：开启流量泵，向储集岩岩芯注入模拟石油，重复上述步骤，使用X射线显微断层扫描装置扫描岩芯，采集注入模拟石油的岩芯的第三CT图像。
第九步：电子设备对第一CT图像、第二CT图像以及第三CT图像进行处理，得到储集岩孔隙尺度的油水分布图像，具体的参见方法实施例的相关描述。
本领域技术人员需要理解，由于水和石油的密度相差不大，密度大的在CT图像的亮度高，为了区别两者在CT图像中的亮度，这里使用添加碘化钾指示剂的水作为实验用水，本实施例包括但不限于使用添加碘化钾指示剂的地层水作为实验用水，还可以采用未添加指示剂的水和添加碘癸烷的石油作为实验用油，本实施例对此不做限定。
本实施例提供的确定油水分布的系统，岩芯夹持器包括外壳和岩芯管套，外壳和岩芯管套之间设有环形空腔，环形空腔中储存有环压水；储集岩多相流模拟实验装置还包括环压泵，环压泵和环形空腔连接；岩芯夹持器包括加热棒和温度控制器，加热棒设置在环形空腔中，环形空腔中的环压水，温度控制器和加热棒连接；储集岩多相流模拟实验装置包括回压泵，回压泵和岩芯夹持器的出口端连接，环压泵和所述环形空腔之间设置有第一压力表，中间容器和岩芯夹持器之间设置有第二压力表，回压泵和岩芯夹持器之间设置有第三压力表，储集岩多相流模拟实验装置还包括流体分离仪和电子天平，电子天平的一端和流体分离仪的一端连接，流体分离仪的另一端和岩芯夹持器的出口端连接。通过上述系统，可以得到注入不同流体的岩芯的CT图像，通过电子设备的分析处理，从而得到储集层孔隙尺度的油水分布图像。
图4为本发明一实施例提供的确定油水分布的方法的流程图，本实施例的执行主体为上述实施例中的电子设备，如图4所示，该方法包括以下步骤：
S401、获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像。
第一CT图像为岩芯的CT图像，第二CT图像为给岩芯饱和添加指示剂的水后的CT图像，指示剂可以为碘化钾，由于水和石油的密度比较接近，导致两者在CT图像中的亮度值接近，为了区别出两者，这里给水添加碘化钾指示剂，使得添加碘化钾的水的密度大于石油的密度，从而两者在CT图像中的亮度也明显可辨。
图5a为本发明一实施例提供的第一CT图像的截面图，图5b为本发明一实施例提供的第二CT图像的截面图，如图5a、5b所示，颜色最深的部分均为岩石(密度最大)，在给岩芯注入添加指示剂的水后，图5b中添加指示剂的水的颜色较图5a中空气的颜色深。
第一CT图像和第二CT图像可以采用上述实施例中的确定油水分布的系统测量得到，可以参考上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。在本实施例中，电子设备可以为计算机、移动终端等，电子设备和射线探测器可以通过有线或者无线的方式建立连接，从而获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像。
本领域技术人员需要理解，往岩芯饱和添加指示剂的水后，添加指示剂的水充满岩芯有效孔隙，但由于岩芯存在无效孔隙，饱和添加指示剂的水无法进入无效孔隙中，无效孔隙中的是空气，因此，第一CT图像中包括岩石和空气，第二CT图像中包括岩石、添加指示剂的水和未被驱替的空气。
S402、根据第一CT图像，对第二CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第二CT图像。
在本实施例中，电子设备可以上安装有图像处理应用程序，例如，FEIAvizo9.0图像处理应用程序，采用FEI Avizo9.0图像处理应用程序的图像配准(Image registration)功能可以对第二CT图像进行位置对齐处理。
由于第一CT图像和第二CT图像中有些部位没有发生改变，依旧是岩石、空气，举例来说，以第一CT图像为参照，由于第一CT图像和第二CT图像的同一个岩石部位，在位置上存在偏差，采用图像配准技术进行位置对齐处理，将第二CT图像映射到第一CT图像，使得两图中对应于空间同一位置的点一一对应起来。
进一步，由于第一CT图像和第二CT图像中同一岩石部位、同一空气部位的亮度也应该是不变的，但受被扫描物体密度、X射线显微断层扫描装置的电压、镜头等变化的影响，造成岩石、空气的亮度发生了改变，因此，本实施例中，需要根据第一CT图像，对第二CT图像进行亮度归一化处理，使得第一CT图像和第二CT图像中的同一岩石部位、同一空气部位的亮度相同，可选的，采用FEI Avizo9.0图像处理应用程序的算法Arithmetic功能可以对第二CT图像进行亮度归一化处理。
具体地，选取第一CT图像中一处岩石部位，获取其亮度值a1，选取位置对齐处理后的第二CT图像中与第一CT图像同一岩石部位，获取其亮度值a2；选取第一CT图像中一处空气部位，获取其亮度值b1，选取位置对齐处理后的第二CT图像中与第一CT图像同一空气部位，获取其亮度值b2；则
第二CT图像上任意一处部位的亮度值c2需按以下公式校正c1：
其中，对第一CT图像和第二CT图像可以先进行位置对齐处理，然后进行亮度归一化处理，也可以先进行亮度归一化处理，然后进行位置对齐处理，本实施例对此不做限制。
S403、根据第一CT图像和处理后的第二CT图像，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
在本实施例中，第一CT图像中包括岩石和空气，处理后的第二CT图像中包括岩石、添加指示剂的水和空气，则对第一CT图像和第二CT图像进行差值计算，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
下面参考图6a进行具体说明，图6a为本发明一实施例提供的饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像，如图6a所示，往岩芯中注入添加指示剂的水后，第一CT图像中的部分空气被添加指示剂的水所驱替，则根据FEIAvizo9.0图像处理软件的Arithmetic功能对第一CT图像和处理后的第二CT图像做差值运算，岩石和未被驱替的空气的亮度值都没变化而被消除，从而获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
本实施例提供的确定油水分布的方法，获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像，所述第一CT图像为岩芯的CT图像，第二CT图像为给岩芯饱和添加指示剂的水后的CT图像，根据第一CT图像，对第二CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第二CT图像根据第一CT图像和处理后的第二CT图像，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像，图像中岩石和未被驱替的空气由于亮度值未发生变化因而被消除，从而获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
图7为本发明另一实施例提供的确定油水分布的方法的流程图，在上述实施例的基础上，如图7所示，该方法还包括以下步骤：
S501、获取岩芯的第三CT图像，第三CT图像为给饱和添加指示剂的水的岩芯注入石油后的CT图像。
第三CT图像可以采用上述实施例中的确定油水分布的系统测量得到，可以参考上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。在本实施例中，电子设备和射线探测器可以通过有线或者无线的方式建立连接，从而获取岩芯的第三CT图像。
图5c为本发明一实施例提供的第三CT图像的截面图，如图5c所示，第三CT图像的截面中石油驱替了第二CT图像中的添加了指示剂的水，由于石油的密度小于添加指示剂的水的密度，因此，图5c中石油的颜色相比图5b中添加了指示剂水的颜色浅。
S502、根据处理后的第二CT图像，对第三CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第三CT图像。
在本实施例中，S502的实现过程可以参考S402的具体实现过程，在此不再赘述。处理后的第二CT图像中包括岩石、添加指示剂的水和未被驱替的空气，然后往该岩芯注入石油后，石油驱替一部添加指示剂的水，一部分添加指示剂的水未被驱替，则处理后的第三CT图像中包括岩石、未被驱替的添加指示剂的水、石油、未被驱替的空气。
S503、根据处理后的第二CT图像和处理后的第三CT图像，获取石油驱替水状态的油水分布图像。
下面参考图6b进行具体说明，图6b为本发明一实施例提供的石油驱替水状态的油水分布图像，如图6b所示，根据FEI Avizo9.0图像处理软件的Arithmetic功能对处理后的第二CT图像和第三CT图像做差值计算，未被驱替的添加指示剂的水、未被驱替的空气和岩石由于亮度值未发生变化而被消除，图像中被石油驱替的添加指示剂的水的位置由于亮度发生变化而得以保留，从而获取石油驱替水状态的油水分布图像，图6b中颜色较图6a中颜色深的为石油，需要说明的是，这里用深颜色只是为了标记出石油，而不是代表石油的亮度，被驱替的添加指示剂的水的颜色仍和图6a中对应部位的颜色一致。
本实施例提供的确定油水分布的方法，获取岩芯的第三CT图像，第三CT图像为给饱和添加指示剂的水的岩芯注入石油后的CT图像，根据处理后的第二CT图像，对第三CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第三CT图像，根据处理后的第二CT图像和处理后的第三CT图像，获取石油驱替水状态的油水分布图像，从而确定了储集层孔隙尺度的油水分布图像。
图8为本发明一实施例提供的确定油水分布的装置的结构示意图，该装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现。如图8所示，确定油水分布的装置60包括：
获取模块601，用于获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像，所述第一CT图像为所述岩芯的CT图像，所述第二CT图像为给所述岩芯注入添加指示剂的水的CT图像；
处理模块602，用于根据所述第一CT图像，对所述第二CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第二CT图像；
所述获取模块601，还用于根据第一CT图像和所述处理后的第二CT图像，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
可选的，所述获取模块601，还用于：
获取所述岩芯的第三CT图像，所述第三CT图像为给添加指示剂的水的岩芯注入石油后的CT图像；
所述处理模块602，还用于根据所述处理后的第二CT图像，对所述第三CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第三CT图像；
所述获取模块601，还用于根据所述处理后的第二CT图像和所述处理后的第三CT图像，获取石油驱替水状态的油水分布图像。
本发明实施例提供的确定油水分布的装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
图9为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。如图9所示，该电子设备包括：
处理器701；
存储器702；以及
计算机程序；
其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行如上述实施例所述的方法的指令。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序使得服务器执行前述任一实施例提供的确定油水分布的方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种确定油水分布的系统，其特征在于，包括：
储集岩多相流成像装置和电子设备；所述储集岩多相流成像装置包括储集岩多相流模拟实验装置和X射线显微断层扫描装置；
所述储集岩多相流模拟实验装置包括岩芯夹持器、中间容器、流量泵；所述岩芯夹持器的入口端和所述中间容器的一端连接，所述流量泵和所述中间容器的另一端连接；
所述岩芯夹持器用于夹持岩芯并提供围岩压力，所述中间容器用于储存不同类型的流体，所述流量泵用于向所述岩芯注入所述中间容器中的流体；
所述X射线显微断层扫描装置包括X射线源和X射线探测器，所述X射线源和所述X射线探测器的成像区域正对所述岩芯；
所述X射线源用于向所述岩芯发射X射线，所述X射线探测器用于接收经过所述岩芯发生衰减的X射线，并绘制所述岩芯的CT图像；
所述电子设备和所述X射线探测器连接，用于获取所述岩芯的CT图像，以确定所述岩芯孔隙尺度的油水分布图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述岩芯夹持器包括外壳和岩芯管套，所述外壳和所述岩芯管套之间设有环形空腔，所述环形空腔中储存有环压水；
所述储集岩多相流模拟实验装置还包括环压泵，所述环压泵和所述环形空腔连接，用于给所述环压水提供压力。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述岩芯夹持器包括加热棒和温度控制器；
所述加热棒设置在所述环形空腔中，用于加热所述环形空腔中的环压水；所述温度控制器和所述加热棒连接，用于监测和控制所述加热棒的温度。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储集岩多相流模拟实验装置包括回压泵，所述回压泵和所述岩芯夹持器的出口端连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述环压泵和所述环形空腔之间设置有第一压力表，所述第一压力表用于检测注入到所述环形空腔的环压水压力。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述中间容器和所述岩芯夹持器之间设置有第二压力表，所述第二压力表用于检测注入所述岩芯的流体的压力。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述回压泵和所述岩芯夹持器之间设置有第三压力表，所述第三压力表用于检测所述岩芯夹持器出口端的流体的压力。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述储集岩多相流模拟实验装置还包括流体分离仪和电子天平；所述电子天平的一端和所述流体分离仪的一端连接，所述流体分离仪的另一端和所述岩芯夹持器的出口端连接。
9.一种确定油水分布的方法，其特征在于，应用于电子设备，包括：
获取岩芯的第一CT图像和第二CT图像，所述第一CT图像为所述岩芯的CT图像，所述第二CT图像为给所述岩芯饱和添加指示剂的水的CT图像；
根据所述第一CT图像，对所述第二CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第二CT图像；
根据所述第一CT图像和所述处理后的第二CT图像，获取饱和添加指示剂的水状态的油水分布图像。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述岩芯的第三CT图像，所述第三CT图像为给饱和添加指示剂的水的岩芯注入石油后的CT图像；
根据所述处理后的第二CT图像，对所述第三CT图像进行位置对齐处理和亮度归一化处理，获取处理后的第三CT图像；
根据所述处理后的第二CT图像和所述处理后的第三CT图像，获取石油驱替水状态的油水分布图像。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910283906.1A CN110005406A (zh) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | 确定油水分布的系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910283906.1A CN110005406A (zh) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | 确定油水分布的系统和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110005406A true CN110005406A (zh) | 2019-07-12 |
Family
ID=67170674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910283906.1A Pending CN110005406A (zh) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | 确定油水分布的系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110005406A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111739149A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-02 | 中国石油大学(华东) | 一种岩石ct扫描图像的油水分布连续性修复方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013040349A1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Ingrain, Inc. | Characterization of subterranean formation properties derived from quantitative x-ray ct scans of drill cuttings |
| CN104823048A (zh) * | 2013-05-06 | 2015-08-05 | 雪佛龙美国公司 | 用于从无定向的传统岩心确定储藏地质体的定向的系统和方法 |
| CN105551004A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种基于岩心ct图像处理的剩余油微观赋存表示方法 |
| CN206208890U (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 河南工程学院 | 带ct实时扫描的注气驱替煤层气实验系统 |
| CN107918003A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-04-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 实时测量岩芯驱替过程饱和度前缘的实验系统和方法 |
| CN108051643A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 成都理工大学 | 多功能长岩心径向多对点动态监测驱替系统 |
-
2019
- 2019-04-10 CN CN201910283906.1A patent/CN110005406A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013040349A1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Ingrain, Inc. | Characterization of subterranean formation properties derived from quantitative x-ray ct scans of drill cuttings |
| CN104823048A (zh) * | 2013-05-06 | 2015-08-05 | 雪佛龙美国公司 | 用于从无定向的传统岩心确定储藏地质体的定向的系统和方法 |
| CN105551004A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种基于岩心ct图像处理的剩余油微观赋存表示方法 |
| CN206208890U (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 河南工程学院 | 带ct实时扫描的注气驱替煤层气实验系统 |
| CN107918003A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-04-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 实时测量岩芯驱替过程饱和度前缘的实验系统和方法 |
| CN108051643A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 成都理工大学 | 多功能长岩心径向多对点动态监测驱替系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张顺康: "水驱后剩余油分布微观实验与模拟", 《中国博士学位论文全文数据库（工程科技Ｉ辑）》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111739149A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-02 | 中国石油大学(华东) | 一种岩石ct扫描图像的油水分布连续性修复方法 |
| CN111739149B (zh) * | 2020-06-15 | 2023-09-01 | 中国石油大学(华东) | 一种岩石ct扫描图像的油水分布连续性修复方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112031714B (zh) | 一种大尺度全尺寸开采井三维综合试验开采系统 | |
| US5086643A (en) | System and method for determining multi-phase relative permeability of a subterranean reservoir | |
| JP5406419B2 (ja) | コンピューター断層撮映装置と標準試料を利用した試料空隙測定方法 | |
| CN111337408B (zh) | 一种利用低场核磁共振设备测试岩石裂缝孔隙度的方法 | |
| CN104596841B (zh) | 一种可视化三轴压力室结构的采集图像的处理方法 | |
| CN110426504A (zh) | 基于示踪水力层析反演的岩溶含水层砂箱试验系统及方法 | |
| CN109459556B (zh) | 动态渗吸装置和用于动态渗吸实验的实验方法 | |
| MX2011000484A (es) | Instrumento de evaluacion de formacion y metodo. | |
| Sui et al. | Modeling of grout propagation in transparent replica of rock fractures | |
| CN106644733A (zh) | 模拟一维波浪荷载对嵌入式桩‑海床响应的试验设备 | |
| Baldwin et al. | Detecting fluid movement and isolation in reservoir core with medical NMR imaging techniques | |
| SA520420591B1 (ar) | الكشف عن مستويات التشبع في عينة نواة باستخدام المجالات المغناطيسية | |
| CN115201235B (zh) | 一种基于pet-ct和das的多物理场成像方法与系统 | |
| CN112577979B (zh) | 一种岩石内部流体饱和度空间分布的定量分析装置及方法 | |
| NO314861B1 (no) | Apparat og fremgangsmåte for å bestemme gassmetning i en formasjon | |
| CN110005406A (zh) | 确定油水分布的系统和方法 | |
| EP3561480A1 (en) | Method for determining a relation between an initial saturation and a residual saturation in a first fluid in a porous sample and related assembly | |
| US3745338A (en) | Volumetric measuring method and apparatus | |
| Garg et al. | Experimental and numerical studies of one-dimensional imbibition in Berea sandstone | |
| CN110208493A (zh) | 小孔扩张试验装置及其试验方法 | |
| CN108343095B (zh) | 模拟饱和土体中静压沉桩的试验装置及方法 | |
| CN106706690A (zh) | 一种高温高压岩心动态驱油实验ct扫描装置 | |
| CN109738937A (zh) | 一种铀矿放射性测量仪器核查体源、其制备方法及应用 | |
| CN103868759B (zh) | 一种液态流出物测量装置取样系统的优化设计方法 | |
| CN108570978A (zh) | 中空侧壁敷线式静力触探设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190712 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |