CN114112856A - 一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统 - Google Patents
一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114112856A CN114112856A CN202111485622.4A CN202111485622A CN114112856A CN 114112856 A CN114112856 A CN 114112856A CN 202111485622 A CN202111485622 A CN 202111485622A CN 114112856 A CN114112856 A CN 114112856A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- uranium
- magnetic resonance
- nuclear magnetic
- spectrogram
- sandstone
- 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
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 88
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical group [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 88
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 83
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 24
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 15
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 8
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical class O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001224 Uranium Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 238000005136 cathodoluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 1
- 238000013211 curve analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003703 image analysis method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000001225 nuclear magnetic resonance method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/088—Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
- G01N24/08—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
- G01N24/081—Making measurements of geologic samples, e.g. measurements of moisture, pH, porosity, permeability, tortuosity or viscosity
Abstract
本发明公开了一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统。该方法包括：将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型；对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心；基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图；利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图；基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图；基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准，从而精确表征含铀砂岩全尺寸孔隙结构。本发明实现了含铀砂岩从毫米、微米到纳米级全尺寸孔径结构的从定性到定量的完整精确表征。
Description
技术领域
本发明涉及含铀砂岩地浸技术领域，特别是涉及一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统。
背景技术
含铀砂岩微观孔隙结构是指砂岩支撑形式及胶结类型，及其中孔隙和喉道的大小、几何形状、分布及其连通关系。一般将岩石颗粒包围着的较大空间称为孔隙，将连接孔隙的狭窄通道称为喉道。孔喉结构是影响砂岩渗流特征的主要因素，地浸工艺中溶浸剂在岩石中的流动受流动通道的控制，孔隙结构特征直接影响储层空间中铀的地浸工艺参数选取及铀的地浸采收率。因此，孔隙的识别、表征及孔隙结构类型划分为建立含铀砂岩地浸井场三维地质体模型提供依据。
含铀砂岩孔隙结构表征方法较多，传统方法有铸体薄片法、高压压汞法、恒速压汞法、扫描电镜图像分析法和低温氮气吸附法，近年来采用的新方法有CT扫描法和核磁共振法，各种方法有其优缺点和适用范围。
铸体薄片法、扫描电镜法和CT扫描法的核心都是图像分析技术。图像分析法优点是能够直观反映孔隙度、孔喉特征和其它微观结构特征，缺点是可测的孔隙度和孔隙半径受限于图像分辨率。CT扫描分辨率与扫描样品大小有关系，减小样品尺寸有利于提高分辨率，但对非均质性比较强的砂岩样品来说不具代表性。
压汞曲线主要反映喉道特征，高压压汞曲线反映喉道分布及相应喉道连通孔隙空间的比例，压汞曲线的幅度反映的是该喉道所连通的孔隙空间所占的比例，而组成孔隙空间的较大的孔隙尺寸则没有体现。另外，由于在操作过程中易造成人工裂隙，测试微小孔隙误差大；恒速压汞曲线仅能反应部分相对较粗的喉道连通的孔隙特征，测试精度大于0.1μm，无法满足纳米级微小孔隙测试要求。
氮气吸附法可表征中孔到微孔范围孔隙，由于氮气不会产生毛细管凝聚现象，不能表征更大和更小的孔隙，低温氮气吸附孔喉半径的测试范围在1.8nm-500μm之间。
核磁共振T2谱和压汞曲线分析原理不同，但均可定量反映砂岩孔隙度、渗透率和孔喉特征，同时，通过饱和盐水离心操作，可得到有效孔喉半径分布范围及对应分量，缺点是不能获得砂岩颗粒间较大的孔隙结构特征，同时，也不能直观观察微细孔喉结构特征。
含铀砂岩储集空间一般包含毫米、微米到纳米的三种级别孔隙。由于各测试方法的原理不同、识别精度不同，单独使用难以对含铀砂岩进行从毫米、微米到纳米级别全尺寸孔径的有效表征。基于上述分析，亟需一种全尺寸含铀砂岩评价方法，既可以定量分析含铀砂岩的渗透性又可以直观真实反应结构特征，为地浸工艺提供重要的结构特征。
发明内容
本发明的目的是提供一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统，用以定性反映砂岩岩性和全孔隙特征，定量表征砂岩有效孔隙度、渗透率和孔喉特征。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，包括：
将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型；
对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心；
基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图；
利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图；
基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图；
基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
可选地，对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心，具体包括：
对所述含铀砂岩样品进行CT扫描，得到CT扫描灰度图；
对所述CT扫描灰度图进行阈值处理，得到三维数字岩心。
可选地，所述基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图，具体包括：
对所述含铀砂岩样品进行分别饱和食盐水和离心脱水；
对饱和食盐水含铀砂岩样品及离心脱水含铀砂岩样品进行核磁共振测量，得到饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图；
对饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图进行差值拟合，获得可动流体核磁共振T2谱图。
可选地，所述基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准，具体包括：
获取核磁共振可动流体饱和度与CT扫描连通孔隙度对应关系；
根据所述对应关系，通过所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
本发明还提供了一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征系统，包括：
砂岩支撑形式及胶结类型确定模块，用于将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型；
三维数字岩心获得模块，用于对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心；
孔隙半径分布图确定模块，用于基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图；
连通孔隙和喉道半径分布图确定模块，用于利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图；
可动流体核磁共振T2谱图获得模块，用于基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图；
校准模块，用于基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
可选地，所述三维数字岩心获得模块具体包括：
CT扫描单元，用于对所述含铀砂岩样品进行CT扫描，得到CT扫描灰度图；
阈值处理单元，用于对所述CT扫描灰度图进行阈值处理，得到三维数字岩心。
可选地，所述可动流体核磁共振T2谱图获得模块具体包括：
饱和食盐水和离心脱水处理单元，用于对所述含铀砂岩样品进行分别饱和食盐水和离心脱水；
核磁共振测量单元，用于对饱和食盐水含铀砂岩样品及离心脱水含铀砂岩样品进行核磁共振测量，得到饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图；
差值拟合单元，用于对饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图进行差值拟合，获得可动流体核磁共振T2谱图。
可选地，所述校准单元具体包括：
对应关系获取单元，用于获取核磁共振可动流体饱和度与CT扫描连通孔隙度对应关系；
校准单元，用于根据所述对应关系，通过所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，包括：将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型；对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心；基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图；利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图；基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图；基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准，从而精确表征含铀砂岩全尺寸孔隙结构。本发明实现了含铀砂岩从毫米、微米到纳米级全尺寸孔径结构的从定性到定量的完整精确表征。
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为本发明实施例含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法的流程图；
图2为本发明实施例含铀砂岩样品的显微镜正交偏光图(A、B)，显微镜单偏光图像中孔隙阈值分割效果图(C、D)及阴极发光图(E、F)；
图3为本发明实施例CT扫描灰度图及CT扫描数字岩心图；
图4为本发明实施例孔隙半径分布图；
图5本发明实施例连通孔隙喉道网络图；
图6本发明实施例连通孔隙喉道半径分布图；
图7为本发明实施例含铀砂岩样品石盐水饱和状态和离心状态核磁共振T2谱图；
图8为本发明实施例可动流体核磁共振T2谱图。
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。
本发明的目的是提供一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统，用以定性反映砂岩岩性和全孔隙特征，定量表征砂岩有效孔隙度、渗透率和孔喉特征。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供的一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，包括以下步骤：
步骤101：将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型，如图2所示。
本实施例中砂岩样品来源为松辽盆地西南部钱家店大林矿床及钱家店矿床含铀储层，该含铀储层具有以下特征：该储层产于隔水性泥岩之间的中低孔隙度砂岩中，孔隙度为8～25％，岩石类型为中粒长石砂岩，其次为细粒及中细粒长石砂岩，储层非均质性较强，非均质性对地浸过程中浸出剂及浸液流动性影响较大，主要表现在砂体中不稳定的泥质夹层对浸出剂及浸液的流动起着不渗透或极低渗透的阻隔作用。
步骤102：对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心，如图3所示，其中，图3-A为分析样品的整体CT扫描灰度图，A1、A2、A3分别为切面位置的俯视、正视和侧视图；图3-B为图3-A中选取的代表性立方体切块的CT扫描数字岩心图，B1、B2、B3分别为立方体切块俯视、正视和侧视方向孔隙形貌及孔隙度分布图。
在实际应用中，取直径为12mm，长度为25mm的柱状含铀砂岩样品，将其放入CT扫描设备进行扫描，得到CT扫描灰度图，通过图像处理软件对CT扫描灰度图进行阈值处理，获得可区分孔隙与骨架的三维数字岩心，以及以孔隙半径为横坐标，以孔隙度分量为纵坐标的数字岩心孔隙半径分布图。
本实施例中样品CT值三维数据体的分辨率为2.5μm，实际可识别的最小孔隙半径在5μm左右。
步骤103：基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图，横坐标为孔隙半径，纵坐标为孔隙度，如图4所示。
步骤104：利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图。
在现有CT图像处理软件中，利用最大球算法对三维数字岩心进行孔隙和喉道的识别及定量分析，进一步得到连通孔隙喉道网络图，如图5，以及连通孔隙和喉道半径分布图，如图6。
在三维数字岩心的孔隙像素中任选一点，以其为球心不断增大球半径像四周延伸，直至球表面触碰到最近的岩石骨架为止，形成的区域中所包含的所有像素的集合称为最大球，一个大球可以重叠一个半径小于它的相邻最大球，这样就形成了最大球多簇，数字岩心中所有孔隙被最大球簇填满，将最大球多簇中半径最大的球体定义为该簇的祖先，如果一个最大球多簇中某一个球拥有两个祖先，这个公共的最大球被定义为喉道，然后利用相应的矫正方法，获得连通孔隙度及连通孔隙半径和分量。
步骤105：基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图。
在实际应用中，对含铀砂岩样品先抽真空8h，再放入高压容器中进行饱和盐水核磁共振测量，饱和盐水是浓度为40000mg/L的氯化钠溶液，压力容器加压到20MPa，饱和时间24h，核磁共振测量采用的回波间隔小于或等于0.2ms，得到饱和状态核磁共振T2谱图，对饱和食盐水砂岩样品进行离心脱水，得到离心状态核磁共振T2谱图，如图7。通过对砂岩饱和状态和离心状态核磁共振T2谱图进行差值拟合，获得可动流体核磁共振T2谱图，如图8。
对含铀砂岩样品用甲醇洗净后烘干，测量柱样的体积为V，干重G1；抽真空后在常温常压下饱和浓度为40000mg/L的氯化钠溶液，称重得G2，利用公式(G2-G1)/V，得出砂岩柱样的全孔隙度
饱和盐水柱样离心脱水后再次称重得G3，利用公式(G2-G3)/V，得出砂岩柱样的可流动孔隙度
利用公式(G3-G1)/V，得出砂岩柱样的不可流动孔隙度
利用公式
得出样品的骨架密度ρma。
步骤106：基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
基于核磁共振可动流体饱和度与CT扫描连通孔隙度对应关系，用可动流体核磁共振T2谱图的孔分半径与频数分布图(图8)来校准CT扫描连通孔隙和喉道半径分布图和频数分布图，使其最大程度重合，弥补CT扫描分辨率限制造成微孔喉的丢失，以及核磁共振T2谱难以描述孔隙形态的不足，精确表征含铀砂岩全尺寸孔隙结构，精确表征含铀砂岩中孔隙和喉道的大小、几何形状、分布及其连通关系，并对孔隙结构进行系统评价及分类。
图8中离心状态T2谱图对应的含水饱和度为束缚水饱和度，饱和状态和离心状态T2谱图差值拟合获得的可动流体饱和度和CT扫描连通孔隙度一致，为15.70％。饱和状态T2谱图明显呈现单峰形态，而离心状态T2谱图明显呈现双峰形态，表明岩心内大孔与小孔孔隙半径有明显界限；弛豫时间小于10ms的包络面积与弛豫时间大于10ms的包络面积基本相当，表明岩石大、中孔隙与微小孔隙均发育，这与偏光显微镜及CT扫描结果相一致。偏光显微镜及CT扫描结果表明砂岩储层为颗粒支撑，孔隙式胶结，颗粒物主要为石英和长石，颗粒粒径多在0.05～0.5mm间，磨圆度差，易形成颗粒间中孔。填隙物主要为泥质高岭石，充填于碎屑颗粒间，局部集中呈团块状或条带状，易形成细孔或孔喉。粘土填隙物表面溶孔为微孔的主要来源。砂岩整体渗透率较好，但由于碎屑蚀变，部分样品为杂基支撑，孔隙被填隙物或蚀变物堵塞，导致孔隙度下降。
本发明实施例采用偏光显微镜、阴极发光仪、CT扫描和核磁共振T2谱，并将核磁共振可动流体饱和度与CT扫描连通孔隙度相互对应，相互验证，实现含铀砂岩从毫米、微米到纳米级全尺寸孔径结构的完整和精确表征，相比现有单一技术的表征方法，更加完整，更加全面。多方法联用的表征方法对非均性强的含铀砂岩全尺寸孔隙结构评价与开发实践提供指导。
本发明还提供了一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征系统，包括：
砂岩支撑形式及胶结类型确定模块，用于将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型；
三维数字岩心获得模块，用于对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心；
孔隙半径分布图确定模块，用于基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图；
连通孔隙和喉道半径分布图确定模块，用于利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图；
可动流体核磁共振T2谱图获得模块，用于基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图；
校准模块，用于基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
其中，所述三维数字岩心获得模块具体包括：
CT扫描单元，用于对所述含铀砂岩样品进行CT扫描，得到CT扫描灰度图；
阈值处理单元，用于对所述CT扫描灰度图进行阈值处理，得到三维数字岩心。
其中，所述可动流体核磁共振T2谱图获得模块具体包括：
饱和食盐水和离心脱水处理单元，用于对所述含铀砂岩样品进行分别饱和食盐水和离心脱水；
核磁共振测量单元，用于对饱和食盐水含铀砂岩样品及离心脱水含铀砂岩样品进行核磁共振测量，得到饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图；
差值拟合单元，用于对饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图进行差值拟合，获得可动流体核磁共振T2谱图。
其中，所述校准单元具体包括：
对应关系获取单元，用于获取核磁共振可动流体饱和度与CT扫描连通孔隙度对应关系；
校准单元，用于根据所述对应关系，通过所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，其特征在于，包括：
将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型；
对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心；
基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图；
利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图；
基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图；
基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
2.根据权利要求1所述的含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，其特征在于，对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心，具体包括：
对所述含铀砂岩样品进行CT扫描，得到CT扫描灰度图；
对所述CT扫描灰度图进行阈值处理，得到三维数字岩心。
3.根据权利要求1所述的含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，其特征在于，所述基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图，具体包括：
对所述含铀砂岩样品进行分别饱和食盐水和离心脱水；
对饱和食盐水含铀砂岩样品及离心脱水含铀砂岩样品进行核磁共振测量，得到饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图；
对饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图进行差值拟合，获得可动流体核磁共振T2谱图。
4.根据权利要求1所述的含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，其特征在于，所述基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准，具体包括：
获取核磁共振可动流体饱和度与CT扫描连通孔隙度对应关系；
根据所述对应关系，通过所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
5.一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征系统，其特征在于，包括：
砂岩支撑形式及胶结类型确定模块，用于将获取的含铀砂岩样品制作成铸体薄片，在偏光显微镜及阴极发光仪下进行岩性鉴定，确定砂岩支撑形式及胶结类型；
三维数字岩心获得模块，用于对所述含铀砂岩样品进行CT扫描获得三维数字岩心；
孔隙半径分布图确定模块，用于基于所述三维数字岩心确定孔隙半径分布图；
连通孔隙和喉道半径分布图确定模块，用于利用最大球算法对所述孔隙半径分布图进行处理，得到连通孔隙和喉道半径分布图；
可动流体核磁共振T2谱图获得模块，用于基于所述含铀砂岩样品，获得可动流体核磁共振T2谱图；
校准模块，用于基于所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
6.根据权利要求1所述的含铀砂岩全尺寸孔径结构表征系统，其特征在于，所述三维数字岩心获得模块具体包括：
CT扫描单元，用于对所述含铀砂岩样品进行CT扫描，得到CT扫描灰度图；
阈值处理单元，用于对所述CT扫描灰度图进行阈值处理，得到三维数字岩心。
7.根据权利要求1所述的含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，其特征在于，所述可动流体核磁共振T2谱图获得模块具体包括：
饱和食盐水和离心脱水处理单元，用于对所述含铀砂岩样品进行分别饱和食盐水和离心脱水；
核磁共振测量单元，用于对饱和食盐水含铀砂岩样品及离心脱水含铀砂岩样品进行核磁共振测量，得到饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图；
差值拟合单元，用于对饱和状态核磁共振T2谱图和离心状态核磁共振T2谱图进行差值拟合，获得可动流体核磁共振T2谱图。
8.根据权利要求1所述的含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法，其特征在于，所述校准单元具体包括：
对应关系获取单元，用于获取核磁共振可动流体饱和度与CT扫描连通孔隙度对应关系；
校准单元，用于根据所述对应关系，通过所述可动流体核磁共振T2谱图对所述连通孔隙和喉道半径分布图进行校准。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111485622.4A CN114112856A (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111485622.4A CN114112856A (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114112856A true CN114112856A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80367592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111485622.4A Pending CN114112856A (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114112856A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115165700A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-11 | 中国石油大学(北京) | 全岩心尺度二氧化碳吸附封存量的计算方法及实验装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1869733A (zh) * | 2005-05-27 | 2006-11-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 核磁共振测井t2谱t2截止值的确定方法 |
| CN103674811A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-26 | 中国石油天然气集团公司 | 一种核磁共振孔隙度测量的校正方法、装置及系统 |
| CN105466830A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-04-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 储层砂岩孔隙喉道尺寸分布识别方法 |
| AU2017272267B1 (en) * | 2017-11-03 | 2018-05-24 | Institute Of Geology And Geophysics Chinese Academy Of Sciences | Method for characterizing rock physical characteristics of deeply buried carbonate rocks |
| CN109736794A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 裂缝性孔隙型致密砂岩储层特征确定方法、装置及系统 |
| CN110231272A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-13 | 中国地质大学（北京） | 致密砂岩孔径与核磁共振t2值转换关系的确定方法及系统 |
-
2021
- 2021-12-07 CN CN202111485622.4A patent/CN114112856A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1869733A (zh) * | 2005-05-27 | 2006-11-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 核磁共振测井t2谱t2截止值的确定方法 |
| CN103674811A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-26 | 中国石油天然气集团公司 | 一种核磁共振孔隙度测量的校正方法、装置及系统 |
| CN105466830A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-04-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 储层砂岩孔隙喉道尺寸分布识别方法 |
| AU2017272267B1 (en) * | 2017-11-03 | 2018-05-24 | Institute Of Geology And Geophysics Chinese Academy Of Sciences | Method for characterizing rock physical characteristics of deeply buried carbonate rocks |
| CN109736794A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 裂缝性孔隙型致密砂岩储层特征确定方法、装置及系统 |
| CN110231272A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-13 | 中国地质大学（北京） | 致密砂岩孔径与核磁共振t2值转换关系的确定方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李海波等: "核磁共振T_2谱换算孔隙半径分布方法研究", 波谱学杂志, vol. 25, no. 02, pages 273 - 279 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115165700A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-11 | 中国石油大学(北京) | 全岩心尺度二氧化碳吸附封存量的计算方法及实验装置 |
| CN115165700B (zh) * | 2022-06-17 | 2023-08-25 | 中国石油大学(北京) | 全岩心尺度二氧化碳吸附封存量的实验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107727679B (zh) | 一种表征深层碳酸盐岩岩石物理学特征方法 | |
| US10288571B2 (en) | Absolute porosity and pore size determination of pore types in media with varying pore sizes | |
| CN103884633B (zh) | 一种确定岩石渗透率的方法及装置 | |
| CN110231272B (zh) | 致密砂岩孔径与核磁共振t2值转换关系的确定方法及系统 | |
| CN103353462B (zh) | 一种基于核磁共振成像的岩石非均质性定量评价方法 | |
| CN106093299A (zh) | 一种致密气储层钻井液伤害评价实验方法 | |
| CN110927035A (zh) | 一种低渗致密砂岩束缚水饱和度计算方法 | |
| Wu et al. | Investigation of pore-throat structure and fractal characteristics of tight sandstones using HPMI, CRMI, and NMR methods: A case study of the lower Shihezi Formation in the Sulige area, Ordos Basin | |
| CN111521539B (zh) | 一种致密砂砾岩储层中不同类型孔隙结构定量表征方法 | |
| CN108444881A (zh) | 一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法 | |
| CN106777515B (zh) | 一种基于岩心实验资料分析致密气井产能的方法 | |
| Tian et al. | Rock-type definition and pore characterization of tight carbonate rocks based on thin sections and MICP and NMR experiments | |
| CN114112856A (zh) | 一种含铀砂岩全尺寸孔径结构表征方法及系统 | |
| CN113075102A (zh) | 一种建立多孔介质自发渗吸量与时间关系数学模型的方法 | |
| CN114897767A (zh) | 一种致密混积岩储层储集空间多尺度表征与储层分类方法 | |
| CN110031496A (zh) | 一种评价致密储层可动流体分布特征的方法 | |
| CN109444190A (zh) | 利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法 | |
| Hussein et al. | Developing pore size distribution models in heterogeneous carbonates using especially nuclear magnetic resonance | |
| CN114486977B (zh) | 一种不同成因孔隙空间特征的定量化评价方法 | |
| WO2022204297A1 (en) | The combined discrete gaussian analysis of micp and nmr t2 distributions of multi-modal carbonate rocks | |
| CN113945497B (zh) | 油气藏储层流体的可动性的评价方法 | |
| CN111693427B (zh) | 油气藏流体可动性的分析方法 | |
| CN112231881A (zh) | 基质渗透率计算方法及系统 | |
| CN113405962B (zh) | 碳酸盐岩储层的储集空间评价方法和装置 | |
| CN107976390B (zh) | 一种基于覆压孔渗实验确定平均孔喉比的计算方法 |
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 |