CN111751259A - 确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法及装置，该方法包括：利用工业CT扫描不规则岩石样品，得到不规则岩石样品的三维图像；处理不规则岩石样品的三维图像，得到不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率；将不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算，得到不规则岩石样品的有效孔隙度，其中，孔隙度计算模型是利用规则岩石样品的CT孔隙度、有效孔隙度与孔隙连通率确定的数学模型。本申请可以高效、准确测量不规则岩石样品的有效孔隙度。
Description
技术领域
本申请涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
储集岩的有效孔隙度是评价储集层物性和计算油、气储量的重要参数，当前主要通过采集岩石样品在实验室中利用覆压式气体孔渗测试仪进行测定。由于中国各大盆地周缘露头地层特征可以很好地与井下对比，因此加强野外地质研究工作非常重要，基于系统采样、系统获取有效孔隙度数据的不同尺度的露头地质建模研究尤为重要。
根据石油天然气行业标准SY/T 6385-2016，有效孔隙度测试前需要进行样品钻取，即钻取直径为20mm-25mm，且长度与直径之比不小于1.0的柱塞样。在野外露头中钻取合格柱塞样则主要有两种途径，一是利用手持式取芯钻机直接在野外获取，另一种是利用地质锤等工具手工采集35mm×35mm以上尺寸的手标本，然后在实验室中钻取合格柱塞样。但两者都有存在较大弊端，前者由于需要有充足的水源来冷却钻头，因此不适合西部干旱地区采样，此外设备、水、汽油和拆装工具具有一定的重量，因此不适合需要远距离徒步的山地采样，且一天的采样数量也有限，从而增加了成本；对于后者，由于采集的样品较大而增加了难度，尤其是在相对光滑的碳酸盐岩岩壁或高硬度地层中采集满足尺寸的大样难度更大，甚至是不可能完成的任务，因此系统采样需要耗费更多的时间和精力，此外由于重量样品的增加，搬运、邮寄成本也会增加。
由于符合标准的规则岩石样品获取难度大，如何利用不规则岩石样品测量有效孔隙度成为众多学者研究的问题。目前，有学者提出利用液体饱和法测量不规则岩石的有效孔隙度。该方法依据浮力定律，用已知密度的液体饱和岩样后，将其悬挂于该液体中称量，再将岩样表面的液体擦掉在空气中称量，两者的质量之差除以饱和液体的密度即得到该岩样的总体积；饱和后的岩样在空气中的质量与干岩样的质量之差除以饱和液体的密度即得到该岩样的孔隙体积，孔隙体积与岩样总体积相除得到有效孔隙度。上述方法测量时为人工操作，采用电子天平或机械天平称重，通过手工记录与计算得到孔隙度，手续复杂、误差大、效率低，因此当前很少使用该方法测量岩石的有效孔隙度。
发明内容
本申请实施例提供一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法，用以高效、准确测量不规则岩石样品的有效孔隙度，该方法包括：
利用工业电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)扫描不规则岩石样品，得到不规则岩石样品的三维图像；处理不规则岩石样品的三维图像，得到不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率；将不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算，得到不规则岩石样品的有效孔隙度，其中，孔隙度计算模型是利用规则岩石样品的CT孔隙度、有效孔隙度与孔隙连通率确定的数学模型。
本申请实施例还提供一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的装置，用以高效、准确测量不规则岩石样品的有效孔隙度，该装置包括：
扫描模块，用于利用工业CT扫描不规则岩石样品，得到不规则岩石样品的三维图像；处理模块，用于处理扫描模块扫描得到的不规则岩石样品的三维图像，得到不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率；确定模块，用于将处理模块得到的不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算，得到不规则岩石样品的有效孔隙度，其中，孔隙度计算模型是利用规则岩石样品的CT孔隙度、有效孔隙度与孔隙连通率确定的数学模型。
本申请实施例中，基于工业CT孔隙表征技术，先通过规则岩石样品确定孔隙度计算模型，之后可以通过该孔隙度计算模型准确的确定获取的不规则岩石样品的有效孔隙度，由于不规则岩石样品可以利用地质锤快速获得，节省了获取规则岩石样品所需花费的时间，提升了测量效率；同时工业CT扫描获得的样品图像实现了岩石内部孔隙结构的三维可视化，定性又定量地表征了岩石样品的孔隙特征，为科研及生产提供快速而有效的支撑，提升了工作效率，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本申请实施例中一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法的流程图；
图2为本申请实施例中另一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法的流程图；
图3为本申请实施例一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。
本申请实施例提供了一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法，如图1所示，该方法包括步骤101至步骤103：
步骤101、利用工业CT扫描不规则岩石样品，得到不规则岩石样品的三维图像。
由于在常规储集层中，主要以10微米(μm)以上的孔隙为主，因此，将工业CT的分辨率设置在10μm以下，如8μm等。通过工业CT扫描规则岩石样品或者不规则岩石样品可以获得岩石样品高分辨率的三维图像。
可以使用地质锤按岩相旋回特征采集不规则岩石样品，后期可以在实验室中利用切样机对采集的不规则岩石样品进行修整，使其能够放入工业CT的样品舱中。
步骤102、处理不规则岩石样品的三维图像，得到不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率。
在本申请实施例中，可以利用e-Core软件处理规则岩石样品或不规则岩石样品的三维图像，可以得到孔隙数量、孔隙半径、CT孔隙度和孔隙连通率等参数。
步骤103、将不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算，得到不规则岩石样品的有效孔隙度。
其中，孔隙度计算模型是利用规则岩石样品的CT孔隙度、有效孔隙度与孔隙连通率确定的数学模型。
具体的，如图2所示，孔隙度计算模型根据如下步骤201至步骤204得到：
步骤201、获取利用气测法确定的规则岩石样品的有效孔隙度。
其中，规则岩石样品与不规则岩石样品的采集区域的岩相相同。
在采集规则岩石样品和不规则岩石样品之前，先对野外露头剖面进行系统的岩相描述，明确其岩石类型、主要沉积类型、孔隙类型、孔隙大小和发育规律等岩相。之后在野外露头剖面上选定用于标定的合格柱塞样或满足钻取柱塞样的多个(如5个以上)手标本的采集位置，尽量覆盖主要岩相，并包含不同面孔率层段，且尽量不要出现厘米级溶蚀孔洞。
如果直接钻取合格柱塞样，则可以利用其直接进行有效孔隙度的测定；如果采集的是满足钻取合格柱塞样的手标本(通常为35×35mm以上大小)，可以在实验室中利用固定钻样机钻取合格柱塞样，合格柱塞样的直径为20至25毫米，且其长度与直径之比不小于1.0。
气测法是一种对样品无损的有效孔隙度分析方法，利用气测法石油天然气行业标准SY/T 6385-2016对规则岩石样品进行测定，可以得到规则岩石样品的有效孔隙度。气测法是一种成熟的现有技术，对于其具体实现过程，在此不做赘述。
步骤202、利用工业CT扫描规则岩石样品，得到规则岩石样品的三维图像。
其中，扫描不规则岩石样品和扫描规则岩石样品的工业CT的分辨率相同。也即，如果扫描不规则岩石样品时工业CT的分辨率设置为8μm，则将扫描规则岩石样品的工业CT的分辨率也设置为8μm。
步骤203、处理规则岩石样品的三维图像，得到规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率。
步骤204、根据规则岩石样品的有效孔隙度、CT孔隙度和孔隙连通率确定孔隙度计算模型。
具体的，先确定规则岩石样品的CT孔隙度和有效孔隙度的比值，作为标定参数。标定参数可以消除通过CT孔隙度和孔隙连通率直接求取有效孔隙度时存在的误差，标定参数越大，说明有效孔隙越少，孔隙连通性越差。之后，建立标定参数与孔隙连通率的二维散点图版，利用线性趋势回归分析二维散点图版，确定标定参数与孔隙连通率相关的数学模型，作为孔隙度计算模型。
需要说明的是，如果利用孔隙度计算模型计算不规则岩石样品的有效孔隙度时，得到异常值，可以根据三维图像定性分析是仪器出现问题还是数据处理软件出现问题。
本申请实施例中，基于工业CT孔隙表征技术，先通过规则岩石样品确定孔隙度计算模型，之后可以通过该孔隙度计算模型准确的确定获取的不规则岩石样品的有效孔隙度，由于不规则岩石样品可以利用地质锤快速获得，节省了获取规则岩石样品所需花费的时间，提升了测量效率；同时工业CT扫描获得的样品图像实现了岩石内部孔隙结构的三维可视化，定性又定量地表征了岩石样品的孔隙特征，为科研及生产提供快速而有效的支撑，提升了工作效率，节约了成本。
本申请实施例还提供了一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的装置，如图3所示，装置300包括扫描模块301、处理模块302和确定模块303。
其中，扫描模块301，用于利用工业CT扫描不规则岩石样品，得到不规则岩石样品的三维图像。
处理模块302，用于处理扫描模块301扫描得到的不规则岩石样品的三维图像，得到不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率。
确定模块303，用于将处理模块302得到的不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算，得到不规则岩石样品的有效孔隙度，其中，孔隙度计算模型是利用规则岩石样品的CT孔隙度、有效孔隙度与孔隙连通率确定的数学模型。
在本申请实施例的一种实现方式中，装置300还包括：
获取模块304，用于获取利用气测法确定的规则岩石样品的有效孔隙度，规则岩石样品与不规则岩石样品的采集区域的岩相相同。
扫描模块301，还用于利用工业CT扫描规则岩石样品，得到规则岩石样品的三维图像，其中，扫描不规则岩石样品和扫描规则岩石样品的工业CT的分辨率相同。
处理模块302，还用于处理扫描模块301扫描得到的规则岩石样品的三维图像，得到规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率。
确定模块303，还用于根据获取模块304获取的规则岩石样品的有效孔隙度、处理模块302得到的CT孔隙度和孔隙连通率确定孔隙度计算模型。
在本申请实施例的一种实现方式中，岩相包括岩石类型、主要沉积类型、孔隙类型、孔隙大小和发育规律。
在本申请实施例的一种实现方式中，确定模块303，用于：
确定规则岩石样品的CT孔隙度和有效孔隙度的比值，作为标定参数；
建立标定参数与孔隙连通率的二维散点图版，利用线性趋势回归分析二维散点图版，确定标定参数与孔隙连通率相关的数学模型，作为孔隙度计算模型。
本申请实施例中，基于工业CT孔隙表征技术，先通过规则岩石样品确定孔隙度计算模型，之后可以通过该孔隙度计算模型准确的确定获取的不规则岩石样品的有效孔隙度，由于不规则岩石样品可以利用地质锤快速获得，节省了获取规则岩石样品所需花费的时间，提升了测量效率；同时工业CT扫描获得的样品图像实现了岩石内部孔隙结构的三维可视化，定性又定量地表征了岩石样品的孔隙特征，为科研及生产提供快速而有效的支撑，提升了工作效率，节约了成本。
本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现步骤101至步骤103及其各种实现方式所述的任一方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行步骤101至步骤103及其各种实现方式所述的任一方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用工业CT扫描不规则岩石样品，得到不规则岩石样品的三维图像；
处理不规则岩石样品的三维图像，得到不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率；
将不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算，得到不规则岩石样品的有效孔隙度，其中，孔隙度计算模型是利用规则岩石样品的CT孔隙度、有效孔隙度与孔隙连通率确定的数学模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算之前，所述方法还包括：
获取利用气测法确定的规则岩石样品的有效孔隙度，规则岩石样品与不规则岩石样品的采集区域的岩相相同；
利用工业CT扫描规则岩石样品，得到规则岩石样品的三维图像，其中，扫描不规则岩石样品和扫描规则岩石样品的工业CT的分辨率相同；
处理规则岩石样品的三维图像，得到规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率；
根据规则岩石样品的有效孔隙度、CT孔隙度和孔隙连通率确定孔隙度计算模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述岩相包括岩石类型、主要沉积类型、孔隙类型、孔隙大小和发育规律。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据规则岩石样品的有效孔隙度、CT孔隙度和孔隙连通率确定孔隙度计算模型，包括：
确定规则岩石样品的CT孔隙度和有效孔隙度的比值，作为标定参数；
建立标定参数与孔隙连通率的二维散点图版，利用线性趋势回归分析二维散点图版，确定标定参数与孔隙连通率相关的数学模型，作为孔隙度计算模型。
5.一种确定不规则岩石样品有效孔隙度的装置，其特征在于，所述装置包括：
扫描模块，用于利用工业CT扫描不规则岩石样品，得到不规则岩石样品的三维图像；
处理模块，用于处理扫描模块扫描得到的不规则岩石样品的三维图像，得到不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率；
确定模块，用于将处理模块得到的不规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率输入孔隙度计算模型进行计算，得到不规则岩石样品的有效孔隙度，其中，孔隙度计算模型是利用规则岩石样品的CT孔隙度、有效孔隙度与孔隙连通率确定的数学模型。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
获取模块，用于获取利用气测法确定的规则岩石样品的有效孔隙度，规则岩石样品与不规则岩石样品的采集区域的岩相相同；
扫描模块，还用于利用工业CT扫描规则岩石样品，得到规则岩石样品的三维图像，其中，扫描不规则岩石样品和扫描规则岩石样品的工业CT的分辨率相同；
处理模块，还用于处理扫描模块扫描得到的规则岩石样品的三维图像，得到规则岩石样品的CT孔隙度和孔隙连通率；
确定模块，还用于根据获取模块获取的规则岩石样品的有效孔隙度、处理模块得到的CT孔隙度和孔隙连通率确定孔隙度计算模型。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述岩相包括岩石类型、主要沉积类型、孔隙类型、孔隙大小和发育规律。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：
确定规则岩石样品的CT孔隙度和有效孔隙度的比值，作为标定参数；
建立标定参数与孔隙连通率的二维散点图版，利用线性趋势回归分析二维散点图版，确定标定参数与孔隙连通率相关的数学模型，作为孔隙度计算模型。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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