一种基于微CT测试图像灰度数据计算多孔介质内三相饱和度的方法与流程

文档序号:17979386发布日期:2019-06-22 00:00阅读:411来源:国知局

本发明专利涉及利用微ct测试图像灰度数据计算多孔介质内三项饱和度的方法,针对co2在油/水共存多孔介质中的驱替实验过程,利用微ct测试图像灰度值及相关实验数据计算多孔介质内油/气/水三相饱和度分布的新方法,所属微ct测试图像数据处理领域。



背景技术:

在利用co2强化原油采收率的实验室研究中,能够准确获取co2在油/水共存多孔介质驱替过程中油、气、水的三相饱和度参数非常重要。在实验室研究中,对多孔介质试样进行抽真空、饱水、饱油处理后,利用co2流体开展三相驱替实验。利用微ct设备对每个实验步骤后的多孔介质试样进行扫描,获得实验各个步骤后的多孔介质试样的微ct图像,通过对微ct测试图像灰度值的数据处理并结合相关实验测试数据,可以计算出多孔介质内油、气、水三相饱和度数值。



技术实现要素:

本方法解决技术问题所采用的技术方案是:

在采用co2驱油实验过程中,我们需要对岩样进行抽真空、饱水、饱油后进行co2流体驱替操作。对每个实验过程后的岩心进行ct扫描,获得各个实验过程后岩心的灰度值。再根据实验过程中获得的出水量、出油量,以及岩心本身的一些物理特性,就可以计算出三相饱和度。由于

利用ctrock、ctgas、ctwater和ctrock分别代表岩石、岩心内气相、水相和油相的灰度值,岩心内三相饱和度分布的计算过程如下:(由于气相密度很小,假设ctgas=0)。

抽真空结束时的灰度值ctdry为:

ctdry=(1-φ)ctrock+φctgas(1)

在干扫时岩样中由非孔隙岩石组分和空隙内的气体组分组成。其中φ为岩心的孔隙度,为已知量。

饱水结束的灰度值ctwet为:

ctwet=(1-φ)ctrock+φctwater(2)

在岩心饱水之后,岩样中的灰度值由非空隙岩石和空隙内的去离子水组成。

联立(1)、(2)可得水相的灰度值:

饱油结束后ct测试获得的油、水两相共存岩心的灰度值ctoil+water可由(4)式表示(其中sw、soil分别代表水相与油相饱和度):

ctoil+water=ctdry+φswctwater+φsoctoil(4)

上式中soil,sw可以根据实验前后对岩心重量变化的实验测试数据获得,其计算公式为(式中mwet为饱水后岩心重量,moil+water为饱油后岩心重量,ρwater为水相密度,ρoil为油相密度,v为岩心的孔隙体积):

而水相饱和度则可由(6)式计算:

sw=1-so(6)

联立(1)(2)(3)(4)(5)(6),可由(7)式可计算出油相的灰度值ctoil:

开展co2流体驱替实验,实验结束后的岩心试样为水、气、油三相共存的多孔介质,此时利用微ct设备对岩心试样进行扫描,获得其灰度值ctoil+water+gas。其值可由(8)式所示关系表示(假设ctgas=0):

ctoil+water+gas=ctdry+φswctwater+φsoctoil(8)

如(9)式所示,(8)式中的油相饱和度so可由岩心中总含油量(mtotoil)减去驱替实验中采出的油相质量(mprodoil)获得(式中ρoil为油相密度):

将(9)式代入(8)式即可获得岩心试样中的水相饱和度sw:

进而,由式(11)可求得岩心试样中的气相饱和度sg:

sg=1.0-sw-soil(11)

基于以上方法,即可利用微ct测试获得的岩心灰度数值求出多孔介质内的三相饱和度数据。

各个符号的物理意义及单位列表如下:

v——岩样中空隙的总体积,ml

φ——岩样的孔隙度,%

ctrock——岩样骨架的灰度值

ctdry——干岩样的灰度值

ctwet——饱水岩样的灰度值

ctoil+water——饱油岩样的灰度值

ctoil+water+gas——气体驱替完成时岩样的灰度值

ctgas——气相的灰度值

ctwater——水相的灰度值

ctoil——油相的灰度值

sw——水相饱和度,%

sg——气相的饱和度,%

so——油相的饱和度,%

mwet——饱水完成后,岩样的质量,g

moil+water——饱油完成后,岩样的质量,g

ρwater——水的密度,g/ml

ρoil——油的密度,g/ml

mtotoil——饱油结束后岩心中总油相质量,g

mprodoil——气体驱采出的油相质量,g

具体实施方式

在co2流体三相驱替过程中,我们对岩心试样,顺序采取抽真空、饱水、饱油、co2驱替的步骤来模拟真实地下储油岩层的开采方式,在每个步骤结束之后进行扫描一次,并测得每个过程岩心的灰度值数据。

本计算方法的中心思想是:针对同一个岩心试样,在实验的不同阶段分别获得气相、水相与油相的灰度值数据,这样可以避免由于试样不同带来的灰度值测试误差,进而可以精确获得岩心驱替过程中水、气、油三相的饱和度数据。

以上实施方案仅用于说明而非限制本发明专利的技术方案。不脱离本发明专利精神的任何修改或局部替换,均应涵盖在本发明专利的权利要求范围当中。

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