CN110501271A - 一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法和装置 - Google Patents
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- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/088—Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
Abstract
本发明公开了一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法和装置，涉及油气储层评价领域，其方法，包括利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。以解决目前只能获取宏观平均表征参数，无法获取孔隙结构的微观特征，更无法剖析孔隙微区或单个孔隙的结构特征的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气储层评价领域，具体说是一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法和装置, 尤其涉及一种激光共聚焦二维及三维检测碳酸盐岩微观孔隙类型及有效体孔隙度的方法。
背景技术
目前由于世界性的能源紧缺以及能源需求的日益增长, 石油工业界在碳酸盐岩发育区开展了大量油气勘探工作，碳酸盐岩储层作为非常规油气储层获得了越来越多的关注。塔东地区主力储层为寒武-奥陶系碳酸盐岩储层，这种古老的深层系海相碳酸盐岩储层经历了多期次多类型成岩作用，因此分析碳酸盐岩微观孔隙类型及发育程度对该地区碳酸盐岩储层评价及演化过程的研究具有重大意义。研究碳酸盐岩储层微观孔隙的常用方法主要为扫描电镜分析，但该方法只能获取微观孔隙的二维图像，无法获取孔隙度等定量参数；而核磁共振、CT扫描、氮气吸附等方法只能获取宏观平均表征参数，无法获取孔隙结构的微观特征，更无法剖析孔隙微区或单个孔隙的结构特征。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法和装置，以解决目前只能获取宏观平均表征参数，无法获取孔隙结构的微观特征，更无法剖析孔隙微区或单个孔隙的结构特征的问题。
第一方面，本发明提供一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法，包括：
利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；
对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；
利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；
提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。
优选地，利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态的方法为：对所述三维数据进行重建，得到铸体样品重建体，根据所述铸体样品重建体得到所述空间分布位置和形态；
其中，所述三维数据，包括：所述铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据；
所述铸体样品的岩石骨架为对所述铸体样品进行扫描时，接收第二设定波长反射光；
所述三维荧光数据为对所述铸体样品进行扫描时，接收所述荧光染料的波长范围反射光。
优选地，利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态的方法为：
对所述多层图像进行3D投影运算，得到投影二维图像，根据所述投影二维图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
其中，所述多层图像为不同放大倍数的图像。
优选地，对所述多层图像进行3D投影运算之前，对所述多层图像进行3D反卷积运算，以提高所述多层图像的对比度和/或清晰度。
优选地，所述的方法，在对所述铸体样品进行扫描前，确定所述荧光染料的波长范围；
所述确定所述荧光染料的波长范围的方法为：选择第一设定波长的激光作为激发光源对所述荧光染料进行扫描，多次接收一定范围的特征荧光光谱数据；分别对多次所述的特征荧光光谱数据绘制荧光光谱曲线，将若干所述光光谱曲线叠加到一张谱图中，确定所述荧光染料的波长范围；
根据所述波长范围得到所述多层图像及三维数据；
其中，所述多次至少为1次。
第二方面，本发明提供一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的装置，包括：
制备单元，用于利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；
扫描单元，用于对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；
平面分布位置和形态检测单元，用于利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
空间分布位置和形态检测单元，用于利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；
有效体孔隙度计算单元，用于提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。
优选地，所述空间分布位置和形态检测单元，包括：重建单元；
所述重建单元，用于对所述三维数据进行重建，得到铸体样品重建体，根据所述铸体样品重建体得到所述空间分布位置和形态；
其中，所述三维数据，包括：所述铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据；
所述铸体样品的岩石骨架为对所述铸体样品进行扫描时，接收第二设定波长反射光；
所述三维荧光数据为对所述铸体样品进行扫描时，接收所述荧光染料的波长范围反射光。
优选地，所述平面分布位置和形态检测单元，包括：3D投影运算单元；
所述3D投影运算单元，用于对所述多层图像进行3D投影运算，得到投影二维图像，根据所述投影二维图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
其中，所述多层图像为不同放大倍数的图像。
优选地，所述平面分布位置和形态检测单元，还包括：3D反卷积运算单元；
对所述多层图像进行3D投影运算之前，所述3D反卷积运算单元，用于对所述多层图像进行3D反卷积运算，以提高所述多层图像的对比度和/或清晰度。
优选地，所述的装置，还包括：确定单元；
所述确定单元，用于在对所述铸体样品进行扫描前，确定所述荧光染料的波长范围：选择第一设定波长的激光作为激发光源对所述荧光染料进行扫描，多次接收一定范围的特征荧光光谱数据；分别对多次所述的特征荧光光谱数据绘制荧光光谱曲线，将若干所述光光谱曲线叠加到一张谱图中，确定所述荧光染料的波长范围；
根据所述波长范围得到所述多层图像及三维数据；
其中，所述多次至少为1次。
本发明至少具有如下有益效果：
本发明的目的是为了解决碳酸盐岩储层孔隙类型微观观察和定量刻画分析检测的问题，也就是说解决目前只能获取宏观平均表征参数，无法获取孔隙结构的微观特征，更无法剖析孔隙微区或单个孔隙的结构特征的问题。
本发明提供的一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法和装置以达到既能实现对碳酸盐岩微观孔隙精确观察，又能实现对碳酸盐岩孔隙平均表征参数定量刻画的目的。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法的流程示意图；
图2是本发明的100X铸体样品孔隙类型二维图像；
图3 是本发明的400X铸体样品孔隙类型二维图像；
图4是本发明的800X铸体样品孔隙类型二维图像；
图5是本发明的1600X铸体样品孔隙类型二维图像；
图6 是本发明的为3200X铸体样品孔隙类型二维图像；
图7 是本发明的为孔隙类型三维重建图像。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
本发明的目的是为了解决碳酸盐岩储层孔隙类型微观观察和定量刻画分析检测的问题，而提供的一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法和装置，具体的说是一种激光共聚焦二维及三维检测碳酸盐岩微观孔隙类型及有效体孔隙度的方法。
图1是本发明实施例的一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法的流程示意图。如图1所示，一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法，包括：步骤101利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；步骤102对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；步骤103利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；步骤104利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；步骤105提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。对多个所述视域范围内的有效体孔隙度求均值，得到所述铸体样品的有效体孔隙度。以解决碳酸盐岩储层孔隙类型微观观察和定量刻画分析检测的问题，也就是说解决目前只能获取宏观平均表征参数，无法获取孔隙结构的微观特征，更无法剖析孔隙微区或单个孔隙的结构特征的问题。因此，本发明提供的一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法和装置以达到既能实现对碳酸盐岩微观孔隙精确观察，又能实现对碳酸盐岩孔隙平均表征参数定量刻画的目的。尤其是一种在油田勘探开发过程中对以碳酸盐岩为主的非常规储层中碳酸盐岩微米级孔隙类型及有效体孔隙度的方法。
在本发明中，实验样品（即，碳酸盐岩石）选自塔里木盆地塔东区块古城地区古城18井，该井储层主要分为三段，上部灰岩段孔隙类型主要为粒内溶孔、缝合线溶孔，中部为中-粗晶云岩，硅化岩段孔隙类型为晶间溶孔、溶洞，下部细-中晶云岩段孔隙不发育，为少量晶间孔、裂缝。截至2018年古城地区完钻探井18口，其中获得工业气流井3口、低产气流井3口、气显示井4口，揭示了古城地区下古生界碳酸盐岩良好的油气勘探前景。
在图1中，步骤101利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品的具体方法为：铸体薄片样品（即，铸体样品）的制备：选取古城18井岩石样品（即，碳酸盐岩石）先进行洗油。使用铸体仪进行岩样孔隙配有荧光染料的环氧树脂铸体，得到铸体样品。用T-2型502胶将铸体样品胶结至载玻片上，然后铸体样品经粗磨、中磨、细磨、精磨平面将岩石样品磨至0.05mm厚，0.05mm厚的铸体样品进行烘干，以备分析使用。环氧树脂是一种无色透明，常温下为黏稠状的有机溶剂，可溶解荧光染料。具体地说，在本发明中，可以利用配有荧光染料的环氧树脂对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品。
在图1中，步骤102对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像（二维图像）及三维数据；所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据可采用激光共聚焦方法，激光共聚焦显微镜对铸体样品进行分析：将制完薄片后0.05mm厚的铸体样品放在载物台上，将激光扫描共聚焦显微镜的镜头调整到岩石样品上方，选择488nm波长激发光源扫描铸体样品，选择长倍物镜（如20X物镜）进行观察，激光扫描共聚焦显微镜与电脑连接，电脑保存观察图像及三维数据。二维图像是利用20X（20倍）物镜进对铸体样品行拍照逐层得到，所有层的二维图像为三维数据。三维数据，包括：铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据。
在步骤102，具体地说，在荧光光谱采集软件上选择488nm的第一设定波长的激光作为激发光源，对待检测铸体样品进行扫描，选择XYZ扫描模式，如果铸体样品的厚度50um，XYZ扫描模式的层间距可设置为1um，可自行设置扫描层数，如扫描层数为30层。接收第二设定波长为488nm部分为铸体样品的单通道反射光得到铸体样品的岩石骨架三维数据，接收波长500nm-800nm范围部分为铸体样品的孔隙内注入配有荧光染料的环氧树脂的特征荧光光谱数据（即，三维荧光数据）。得到岩石骨架三维数据与孔隙内填充的配有荧光染料的环氧树脂三维荧光数据。
步骤103中，利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态的方法为：对所述多层图像进行3D投影运算，得到投影二维图像，根据所述投影二维图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；其中，所述多层图像为不同放大倍数的图像。
步骤103中，对所述多层图像进行3D投影运算之前，对所述多层图像进行3D反卷积运算，以提高所述多层图像的对比度和/或清晰度。
在步骤103中，对多层图像的获取方法以及3D反卷积运算和3D投影运算进行说明。在得到岩石骨架三维数据与孔隙内填充的配有荧光染料的环氧树脂三维荧光数据后，选取不同放大倍数的物镜对样品逐级放大观察，再通过荧光光谱采集软件的ZOOM IN模式进行无损电子放大，分别获取100X/200X /400X/800X/1600X/3200X等不同放大倍数的图像，再通过荧光光谱采集软件的3D Deconvolution和3D Projection功能处理扫描获取的图像，在最终获取的图像添加标尺（图像的右下角处的标尺）及铸体样品孔隙的直径标尺，保存投影二维图像，得到投影二维图像。
在图1中，步骤104利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态的方法为：对所述三维数据进行重建，得到铸体样品重建体，根据所述铸体样品重建体得到所述空间分布位置和形态；其中，所述三维数据，包括：所述铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据；所述铸体样品的岩石骨架为对所述铸体样品进行扫描时，接收第二设定波长反射光；所述三维荧光数据为对所述铸体样品进行扫描时，接收所述荧光染料的波长范围反射光。
步骤104中，具体的说，铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据的方法可见在步骤102的详细描述。铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据通过三维重建软件（如：imaris软件）进行三维重建，展示铸体样品的孔隙内注入的配有荧光染料的环氧树脂的空间分布位置和形态，以刻画铸体样品的孔隙类型及特征，如孔隙直径大小以及孔隙连通或孔隙不连通。
在步骤102对所述铸体样品进行扫描前，确定所述荧光染料的波长范围。具体地说，对配有荧光染料的环氧树脂进行荧光光谱采集，得到特征荧光光谱数据，根据特征荧光光谱数据确定荧光光谱采集软件接收配有荧光染料的环氧树脂的波长范围。
具体地说，所述确定所述荧光染料的波长范围的方法为：选择第一设定波长的激光作为激发光源对所述荧光染料进行扫描，多次接收一定范围的特征荧光光谱数据；分别对多次所述的特征荧光光谱数据绘制荧光光谱曲线，将若干所述光光谱曲线叠加到一张谱图中，确定所述荧光染料的波长范围；根据所述波长范围得到所述多层图像及三维数据；其中，所述多次至少为1次。也就是说，配有荧光染料的环氧树脂的荧光光谱采集：选择488nm第一设定波长的激光作为激发光源，对配有荧光染料的环氧树脂进行扫描，选择荧光光谱采集软件（如：德国生产的LAS AF软件）的XYλ扫描模式，荧光光谱采集软件接收500nm-800nm范围的配有荧光染料的环氧树脂特征荧光光谱数据（即，一定范围的特征荧光光谱数据），反复采集10次，分别绘制10次特征荧光光谱数据的荧光光谱曲线，将得到10个荧光光谱曲线叠加到一张谱图中，并保存到荧光光谱采集软件内，得到荧光染料的波长范围。
步骤105提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。具体地说，有效体孔隙度量化分析，利用三维重建软件（如：imaris软件）提取三维重建后铸体样品的孔隙数据，得出视域范围内铸体样品的有效孔隙体积，除以该视域铸体样品的体积，即可得到铸体样品的有效体孔隙度；视域范围为激光扫描共聚焦显微镜的扫描范围。
最后，对多个所述视域范围内的有效体孔隙度求均值，得到所述铸体样品的有效体孔隙度。平均有效体孔隙度计算，按照上述方法对铸体样品的不同视域扫描分别得到不同视域下的有效体孔隙度，对不同视域下的有效体孔隙度取均值，得到该铸体样品的平均有效体孔隙度，结果如下：4个视域有效体孔隙度分别为8.92%、6.49%、10.07%、7.78%，则铸体样品的平均有效体孔隙度为8.32%。
同时，本发明提出一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的装置，包括：制备单元，用于利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；扫描单元，用于对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；平面分布位置和形态检测单元，用于利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；空间分布位置和形态检测单元，用于利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；有效体孔隙度计算单元，用于提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。
其中，制备单元，用于利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；制备单元：选取古城18井岩石样品（即，碳酸盐岩石）先进行洗油。使用铸体仪进行岩样孔隙配有荧光染料的环氧树脂铸体，得到铸体样品。用T-2型502胶将铸体样品胶结至载玻片上，然后铸体样品经粗磨、中磨、细磨、精磨平面将岩石样品磨至0.05mm厚，0.05mm厚的铸体样品进行烘干，以备分析使用。环氧树脂是一种无色透明，常温下为黏稠状的有机溶剂，可溶解荧光染料。具体地说，在本发明中，可以利用配有荧光染料的环氧树脂对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品。
其中，扫描单元，用于对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据可采用激光共聚焦方法，激光共聚焦显微镜对铸体样品进行分析：将制完薄片后0.05mm厚的铸体样品放在载物台上，将激光扫描共聚焦显微镜的镜头调整到岩石样品上方，选择488nm波长激发光源扫描铸体样品，选择长倍物镜（如20X物镜）进行观察，激光扫描共聚焦显微镜与电脑连接，电脑保存观察图像及三维数据。二维图像是利用20X（20倍）物镜进对铸体样品行拍照逐层得到，所有层的二维图像为三维数据。三维数据，包括：铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据。
具体地说，铸体样品的光谱采集，在荧光光谱采集软件上选择488nm的第一设定波长的激光作为激发光源，对待检测铸体样品进行扫描，选择XYZ扫描模式，如果铸体样品的厚度50um，XYZ扫描模式的层间距可设置为1um，可自行设置扫描层数，如扫描层数为30层。接收第二设定波长为488nm部分为铸体样品的单通道反射光得到铸体样品的岩石骨架三维数据，接收波长500nm-800nm范围部分为铸体样品的孔隙内注入配有荧光染料的环氧树脂的特征荧光光谱数据（即，三维荧光数据）。得到岩石骨架三维数据与孔隙内填充的配有荧光染料的环氧树脂三维荧光数据。
其中，平面分布位置和形态检测单元，用于利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；空间分布位置和形态检测单元，用于利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；有效体孔隙度计算单元，用于提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。
所述平面分布位置和形态检测单元，包括：3D投影运算单元；所述3D投影运算单元，用于对所述多层图像进行3D投影运算，得到投影二维图像，根据所述投影二维图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；其中，所述多层图像为不同放大倍数的图像。所述平面分布位置和形态检测单元，还包括：3D反卷积运算单元；对所述多层图像进行3D投影运算之前，所述3D反卷积运算单元，用于对所述多层图像进行3D反卷积运算，以提高所述多层图像的对比度和/或清晰度。
具体地说，对多层图像的获取方法以及3D反卷积运算和3D投影运算进行说明。在得到岩石骨架三维数据与孔隙内填充的配有荧光染料的环氧树脂三维荧光数据后，选取不同放大倍数的物镜对样品逐级放大观察，再通过荧光光谱采集软件的ZOOM IN模式进行无损电子放大，分别获取100X/200X /400X/800X/1600X/3200X等不同放大倍数的图像，再通过荧光光谱采集软件的3D Deconvolution和3D Projection功能处理扫描获取的图像，在最终获取的图像添加标尺（图像的右下角处的标尺）及铸体样品孔隙的直径标尺，保存投影二维图像，得到投影二维图像。
其中，所述空间分布位置和形态检测单元，包括：重建单元；所述重建单元，用于对所述三维数据进行重建，得到铸体样品重建体，根据所述铸体样品重建体得到所述空间分布位置和形态；其中，所述三维数据，包括：所述铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据；所述铸体样品的岩石骨架为对所述铸体样品进行扫描时，接收第二设定波长反射光；所述三维荧光数据为对所述铸体样品进行扫描时，接收所述荧光染料的波长范围反射光。
具体的说，铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据可见在扫描单元的详细描述。铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据通过三维重建软件（如：imaris软件）进行三维重建，展示铸体样品的孔隙内注入的配有荧光染料的环氧树脂的空间分布位置和形态，以刻画铸体样品的孔隙类型及特征，如孔隙直径大小以及孔隙连通或孔隙不连通。
一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的装置，还包括：确定单元；所述确定单元，用于在对所述铸体样品进行扫描前，确定所述荧光染料的波长范围：选择第一设定波长的激光作为激发光源对所述荧光染料进行扫描，多次接收一定范围的特征荧光光谱数据；分别对多次所述的特征荧光光谱数据绘制荧光光谱曲线，将若干所述光光谱曲线叠加到一张谱图中，确定所述荧光染料的波长范围；根据所述波长范围得到所述多层图像及三维数据；其中，所述多次至少为1次。
具体地说，在扫描单元对所述铸体样品进行扫描前，确定单元用于确定所述荧光染料的波长范围。具体地说，对配有荧光染料的环氧树脂进行荧光光谱采集，得到特征荧光光谱数据，根据特征荧光光谱数据确定荧光光谱采集软件接收配有荧光染料的环氧树脂的波长范围。
具体地说，所述确定所述荧光染料的波长范围的方式为：选择第一设定波长的激光作为激发光源对所述荧光染料进行扫描，多次接收一定范围的特征荧光光谱数据；分别对多次所述的特征荧光光谱数据绘制荧光光谱曲线，将若干所述光光谱曲线叠加到一张谱图中，确定所述荧光染料的波长范围；其中，所述多次至少为1次。也就是说，配有荧光染料的环氧树脂的荧光光谱采集：选择488nm第一设定波长的激光作为激发光源，对配有荧光染料的环氧树脂进行扫描，选择荧光光谱采集软件（如：德国生产的LAS AF软件）的XYλ扫描模式，荧光光谱采集软件接收500nm-800nm范围的配有荧光染料的环氧树脂特征荧光光谱数据（即，一定范围的特征荧光光谱数据），反复采集10次，分别绘制10次特征荧光光谱数据的荧光光谱曲线，将得到10个荧光光谱曲线叠加到一张谱图中，并保存到荧光光谱采集软件内，得到荧光染料的波长范围。
其中，有效体孔隙度计算单元用于提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。具体地说，有效体孔隙度量化分析，利用三维重建软件（如：imaris软件）提取三维重建后铸体样品的孔隙数据，得出视域范围内铸体样品的有效孔隙体积，除以该视域铸体样品的体积，即可得到铸体样品的有效体孔隙度；视域范围为激光扫描共聚焦显微镜的扫描范围。
最后，均值单元，用于对多个所述视域范围内的有效体孔隙度求均值，得到所述铸体样品的有效体孔隙度。平均有效体孔隙度计算，按照上述方法对铸体样品的不同视域扫描分别得到不同视域下的有效体孔隙度，对不同视域下的有效体孔隙度取均值，得到该铸体样品的平均有效体孔隙度，结果如下：4个视域有效体孔隙度分别为8.92%、6.49%、10.07%、7.78%，则铸体样品的平均有效体孔隙度为8.32%。
图2是本发明的100X铸体样品孔隙类型二维图像；图3 是本发明的400X铸体样品孔隙类型二维图像； 图4是本发明的800X铸体样品孔隙类型二维图像；图5是本发明的1600X铸体样品孔隙类型二维图像；图6 是本发明的为3200X铸体样品孔隙类型二维图像；图7 是本发明的为孔隙类型三维重建图像。在图2-7中，灰黑色部分代表有效体孔隙，灰白色部分代表岩石骨架。
从图2到图7可以观察到不同放大倍数下碳酸盐岩样品（即，铸体样品）孔隙特征及类型, 可以发现孔隙较为发育，孔隙连通性一般，岩石主要由方解石组成。颗粒结构，成分主要为藻砂屑，砾屑，颗粒间为泥晶方解石胶结，局部为亮晶胶结，见针状，短柱状石英分布于灰岩中。岩石中发育孔洞，全部充填方解石。平均有效体孔隙度为8.32%，证明孔隙较为发育，可为油田勘探开发提供实验数据及技术支撑。
本发明提出的这种有效的检测方法来观察和分析注入配有荧光染料的环氧树脂的、一定厚度的碳酸盐岩样品，在保持真实岩石孔隙网络结构的前提下，分析碳酸盐岩微观孔隙类型及有效体孔隙度，解决了碳酸盐岩储层孔隙类型微观观察和定量刻画分析检测的问题。
总之，本发明的效果和优点在于：在不破坏碳酸盐岩样品的情况下，既能实现对碳酸盐岩微观孔隙精确观察及三维空间展示，又能实现对碳酸盐岩孔隙平均表征参数的定量刻画。
以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的方法，其特征在于，包括：
利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；
对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；
利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；
提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态的方法为：对所述三维数据进行重建，得到铸体样品重建体，根据所述铸体样品重建体得到所述空间分布位置和形态；
其中，所述三维数据，包括：所述铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据；
所述铸体样品的岩石骨架为对所述铸体样品进行扫描时，接收第二设定波长反射光；
所述三维荧光数据为对所述铸体样品进行扫描时，接收所述荧光染料的波长范围反射光。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态的方法为：
对所述多层图像进行3D投影运算，得到投影二维图像，根据所述投影二维图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
其中，所述多层图像为不同放大倍数的图像。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
对所述多层图像进行3D投影运算之前，对所述多层图像进行3D反卷积运算，以提高所述多层图像的对比度和/或清晰度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在对所述铸体样品进行扫描前，确定所述荧光染料的波长范围；
所述确定所述荧光染料的波长范围的方法为：选择第一设定波长的激光作为激发光源对所述荧光染料进行扫描，多次接收一定范围的特征荧光光谱数据；分别对多次所述的特征荧光光谱数据绘制荧光光谱曲线，将若干所述光光谱曲线叠加到一张谱图中，确定所述荧光染料的波长范围；
根据所述波长范围得到所述多层图像及三维数据；
其中，所述多次至少为1次。
6.一种检测碳酸盐岩孔隙类型及有效体孔隙度的装置，其特征在于，包括：
制备单元，用于利用荧光染料对碳酸盐岩石的孔隙进行填充，得到铸体样品；
扫描单元，用于对所述铸体样品进行扫描，得到多层图像及三维数据；
平面分布位置和形态检测单元，用于利用所述多层图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
空间分布位置和形态检测单元，用于利用所述三维数据得到所述铸体样品的空间分布位置和形态；
有效体孔隙度计算单元，用于提取所述三维数据中视域范围内的所述铸体样品的有效孔隙体积，根据所述有效孔隙体积和视域范围内的所述铸体样品的体积，得到视域范围内的有效体孔隙度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述空间分布位置和形态检测单元，包括：重建单元；
所述重建单元，用于对所述三维数据进行重建，得到铸体样品重建体，根据所述铸体样品重建体得到所述空间分布位置和形态；
其中，所述三维数据，包括：所述铸体样品的岩石骨架三维数据和三维荧光数据；
所述铸体样品的岩石骨架为对所述铸体样品进行扫描时，接收第二设定波长反射光；
所述三维荧光数据为对所述铸体样品进行扫描时，接收所述荧光染料的波长范围反射光。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述平面分布位置和形态检测单元，包括：3D投影运算单元；
所述3D投影运算单元，用于对所述多层图像进行3D投影运算，得到投影二维图像，根据所述投影二维图像观测所述铸体样品的平面分布位置和形态；
其中，所述多层图像为不同放大倍数的图像。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
所述平面分布位置和形态检测单元，还包括：3D反卷积运算单元；
对所述多层图像进行3D投影运算之前，所述3D反卷积运算单元用于对所述多层图像进行3D反卷积运算，以提高所述多层图像的对比度和/或清晰度。
10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，还包括：确定单元；
所述确定单元，用于在对所述铸体样品进行扫描前，确定所述荧光染料的波长范围：选择第一设定波长的激光作为激发光源对所述荧光染料进行扫描，多次接收一定范围的特征荧光光谱数据；分别对多次所述的特征荧光光谱数据绘制荧光光谱曲线，将若干所述光光谱曲线叠加到一张谱图中，确定所述荧光染料的波长范围；
根据所述波长范围得到所述多层图像及三维数据；
其中，所述多次至少为1次。
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