微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法、装置及服务器与流程

本发明涉及碳酸盐岩分析技术领域，尤其是涉及一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法、装置及服务器。

背景技术：

微生物碳酸盐岩由底栖微生物(细菌、真菌、小型低等藻类，部分小型原生动物)的生长、新陈代谢等过程引发碳酸盐沉淀或者捕获粘结碎屑颗粒而形成；微生物碳酸盐岩不仅是重建古环境的重要载体，还是潜在的油气储集层。现有微生物碳酸盐岩的孔隙表征方式通常为通过相关技术人员进行肉眼观察后，根据实验仪器对样品的要求，进行采样测试，以得到孔隙参数数据，从而进行孔隙表征；然而该方式的精确性较低，难以全面、系统地实现微生物碳酸盐岩的孔隙表征。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法、装置及服务器，以提高对微生物碳酸盐岩的孔隙表征的精确性及全面性。

第一方面，本发明实施例提供了一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法，包括：获取用户对待分析的微生物碳酸盐岩的剖面精细观察描述；根据剖面精细观察描述，在微生物碳酸盐岩上确定全直径岩芯样品；对全直径岩芯样品进行孔隙表征及第一孔隙测试，确定厘米级孔隙的参数；根据厘米级孔隙的参数，确定全直径岩芯样品上的取样位置；根据取样位置，在全直径岩芯样品上取样，得到柱塞样品；对柱塞样品进行第二孔隙测试，确定毫米级孔隙的参数；根据毫米级孔隙的参数，确定柱塞样品上的取样位置；根据取样位置，在柱塞样品上取样，得到样品及扫描电镜样品；对薄片样品进行第三孔隙测试，确定微米级孔隙的参数；通过扫描电镜对扫描电镜样品进行第四孔隙测试，确定纳米级孔隙的参数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述对全直径岩芯样品进行孔隙表征和第一孔隙测试，确定厘米级孔隙的参数的步骤，包括：对全直径岩芯样品表面孔洞缝进行孔隙表征；对全直径岩芯样品进行核磁共振成像处理，得到核磁共振图像；从核磁共振图像及表面孔洞缝的孔隙表征中确定厘米级孔隙的参数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述对柱塞样品进行第二孔隙测试，确定毫米级孔隙的参数的步骤，包括：对柱塞样品进行ct(computedtomography，电子计算机断层扫描)扫描处理，得到扫描图像；从扫描图像中确定毫米级孔隙的参数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述对薄片样品进行第三孔隙测试，确定微米级孔隙的参数的步骤，包括：通过偏光显微镜对薄片样品进行扫描，得到显微镜孔隙图像；从显微镜孔隙图像中确定微米级孔隙的参数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：采用电子探针及阴极发光方式对薄片样品进行检测，得到微生物碳酸盐岩的沉积组构及成岩组构特征。

第二方面，本发明实施例提供了一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征装置，包括：剖面精细观察描述获取模块，用于获取用户对待分析的微生物碳酸盐岩的剖面精细观察描述；全直径岩芯样品确定模块，用于根据剖面精细观察描述，在微生物碳酸盐岩上确定全直径岩芯样品；厘米级孔隙测试模块，用于对全直径岩芯样品进行孔隙表征和第一孔隙测试，确定厘米级孔隙的参数；第一取样位置确定模块，用于根据厘米级孔隙的参数，确定全直径岩芯样品上的取样位置；第一取样模块，用于根据取样位置，在全直径岩芯样品上取样，得到柱塞样品；毫米级孔隙测试模块，用于对柱塞样品进行第二孔隙测试，确定毫米级孔隙的参数；第二取样位置确定模块，用于根据毫米级孔隙的参数，确定柱塞样品上的取样位置；第二取样模块，用于根据取样位置，在柱塞样品上取样，得到薄片样品；微米级孔隙测试模块，用于对薄片样品进行第三孔隙测试，确定微米至纳米级孔隙的参数；纳米级孔隙测试模块，用于通过扫描电镜对扫描电镜样品进行第四孔隙测试，确定纳米级孔隙的参数。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述厘米级孔隙测试模块还用于：对全直径岩芯样品表面孔洞缝进行孔隙表征；对全直径岩芯样品进行核磁共振成像处理，得到核磁共振图像；从核磁共振图像及表面孔洞缝的孔隙表征中确定厘米级孔隙的参数。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述毫米级孔隙测试模块还用于：对柱塞样品进行ct描处理，得到扫描图像；从扫描图像中确定毫米级孔隙的参数。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，上述微米级孔隙测试模块还用于：通过偏光显微镜对薄片样品进行扫描，得到显微镜孔隙图像；从显微镜孔隙图像中确定微米孔隙的参数。

第三方面，本发明实施例提供了一种服务器，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现上述的微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法、装置及服务器；在获取用户对待分析的微生物碳酸盐岩的剖面精细观察描述后，在微生物碳酸盐岩上确定全直径岩芯样品；通过对全直径岩芯样品进行孔隙表征和第一孔隙测试，确定厘米级孔隙的参数；根据该参数，确定在全直径岩芯样品上的取样位置后，在全直径岩芯样品上取样，得到柱塞样品；通过对柱塞样品进行第二孔隙测试，确定毫米级孔隙的参数；再根据毫米级孔隙的参数，确定柱塞样品上的取样位置后，在柱塞样品上取样，得到薄片样品及扫描电镜的样品；通过对薄片样品进行第三孔隙测试，确定微米级孔隙的参数；通过扫描电镜对扫描电镜样品进行第四孔隙测试，确定纳米级孔隙的参数。该方式提高了对微生物碳酸盐岩的孔隙表征的精确性及全面性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种微生物岩中多尺度孔隙的系统表征方法实例示意图；

图3为本发明实施例提供的一种岩石是否具有储集油气能力的判断流程图；

图4为本发明实施例提供的一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前，现有的微生物碳酸盐岩的孔隙表征方式通常采用肉眼观察和扫描成像进行观察表征，得到的表征结果较为粗糙，不够全面，基于此，本发明实施例提供了一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法、装置及服务器，可以应用于微生物碳酸盐岩的孔隙分析及其他岩石的孔隙分析。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法，其流程图如图1所示；该方法包括以下步骤：

步骤s100，获取用户对待分析的微生物碳酸盐岩的剖面精细观察描述。

上述剖面精细观察描述通常可以为相关技术人员根据该领域的知识储备对待分析的微生物碳酸盐岩进行观察后，描述该岩石的碳酸盐岩一些特征；上述剖面精细观察描述可以包括岩石中不同组分的类型、含量、分布等，孔隙的类型、孔径大小、形态、内部充填物的性质及特征、面孔率(孔隙占岩石的面积比率)与其他组分的空间分布特征等。

步骤s102，根据剖面精细观察描述，在微生物碳酸盐岩上确定全直径岩芯样品。

可以根据剖面精细观察描述中的孔隙的类型、孔径大小、形态及面孔率等，在待分析的微生物碳酸盐岩上选取全直径岩芯样品；为了更全面地对为生物碳酸盐岩的孔隙特征进行分析，通常会选取肉眼可看到的宏观的厘米级、毫米级等孔隙发育的部位，以及其周边无宏观孔隙的较致密部位均包括的部位作为全直径岩芯样品，以进行后续分析处理。

步骤s104，对全直径岩芯样品进行孔隙表征和第一孔隙测试，确定厘米级孔隙的参数。

上述参数可以包括孔隙类型、孔隙形态、孔径、面孔率及孔隙分布等。对孔隙进行定性及定量表征的技术手段一般包括ct扫描、核磁共振、铸体薄片、扫描电镜及图像分析等；根据不同孔隙级别可以选取不同的技术手段，上述步骤s104可以通过以下方式实现：

(1)对全直径岩芯样品的表面孔洞缝进行孔隙表征。

(2)对全直径岩芯样品进行核磁共振成像处理，得到核磁共振图像。

(3)从核磁共振图像及表面孔洞缝的孔隙表征中确定厘米级孔隙的参数；通过核磁共振得到图像的同时，可以得到厘米级孔隙参数数据；对该数据进行整合统计，便得到了厘米级孔隙的参数。

步骤s106，根据厘米级孔隙的参数，确定全直径岩芯样品上的取样位置。

在对厘米级孔隙进行测试的过程中，可以得到毫米级孔隙的相关参数；该相关参数不够精确，因此需要进一步取样，进行毫米级孔隙的测试；可以选取毫米级孔隙的数量及分布达到设定阈值的部位作为取样位置。

步骤s108，根据取样位置，在全直径岩芯样品上取样，得到柱塞样品。

柱塞样品指被测样品被加工成小直径的圆柱体；确定了取样位置后，可以在全直径岩芯样品上钻取柱塞样品；当取样位置不止一个时，钻取与取样位置对应的多个柱塞样品。

步骤s110，对柱塞样品进行第二孔隙测试，确定毫米级孔隙的参数。

在进行毫米级孔隙的测试时，可以选取ct扫描或核磁共振成像进行操作；当选取ct扫描技术时，上述步骤s110具体通过以下方式实现：

(1)对柱塞样品进行ct(computedtomography，电子计算机断层扫描)扫描处理，得到扫描图像。

(2)从扫描图像中确定毫米级孔隙的参数；通过ct扫描得到图像的同时，可以得到毫米级孔隙参数数据；对该数据进行整合统计，便得到了毫米级孔隙的参数。

步骤s112，根据毫米级孔隙的参数，确定柱塞样品上的取样位置。

微米至纳米级孔隙是肉眼无法察觉的，ct扫描及核磁共振得到的数据通常也无法对该尺度的孔隙进行表征；因此可以选取毫米级孔隙的数据中孔隙直径或分布小于设定阈值的部分，作为取样位置。

步骤s114，根据取样位置，在柱塞样品上取样，得到薄片样品及扫描电镜样品；在已测试柱塞样品的取样位置，可以采用切割、磨制的方法取样，得到铸体薄片及扫描电镜样品；铸体薄片样品的厚度及直径可以根据实验经验确定；扫描电镜样品的大小则须符合仪器测试要求。

步骤s116，对薄片样品进行第三孔隙测试，确定微米级孔隙的参数。

在进行微米至纳米级孔隙的测试时，需要考虑采用技术的分辨率；在实际操作中可以采用显微镜观察的手段；上述步骤s116可以通过以下方式实现：

(1)通过偏光显微镜对所述薄片样品进行扫描，得到显微镜孔隙图像。

(2)从所述显微镜孔隙图像中确定微米级孔隙的参数。

步骤s118，通过扫描电镜对扫描电镜样品进行第四孔隙测试，确定纳米级孔隙的参数；具体地，通过电镜扫描得到图像的同时，可以得到纳米级孔隙参数数据；对该数据进行整合统计，便得到了纳米级孔隙的参数。

此外，当需要对该微生物碳酸盐岩的沉积组构等进行分析时，还可以采用电子探针及阴极发光方式对薄片样品进行检测，得到微生物碳酸盐岩的沉积组构及成岩组构特征。

本发明实施例提供了一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法；在获取用户对待分析的微生物碳酸盐岩的剖面精细观察描述后，在微生物碳酸盐岩上确定全直径岩芯样品；通过对全直径岩芯样品进行孔隙表征和第一孔隙测试，确定厘米级孔隙的参数；根据该参数，确定在全直径岩芯样品上的取样位置后，在全直径岩芯样品上取样，得到柱塞样品；通过对柱塞样品进行第二孔隙测试，确定毫米级孔隙的参数；再根据毫米级孔隙的参数，确定柱塞样品上的取样位置后，在柱塞样品上取样，得到薄片样品及扫描电镜的样品；通过对薄片样品进行第三孔隙测试，确定微米级孔隙的参数；通过扫描电镜对扫描电镜样品进行第四孔隙测试，确定纳米级孔隙的参数。该方法提高了对微生物碳酸盐岩的孔隙表征的精确性及全面性。

本发明实施例还提供了一种微生物岩中多尺度孔隙的系统表征方法，该方法在图1所示的方法基础上实现；具体包括以下步骤：

(1)进行野外剖面精细观察描述。

(2)根据该描述选取典型的微生物碳酸盐岩全直径岩芯作核磁共振成像及孔径分布测试，获取宏观孔隙的参数及分布位置；对应于图2所示的微生物岩中多尺度孔隙的系统表征方法实例示意图中的步骤①及②。

(3)结合沉积组构，钻取柱塞样品(对应于图2中步骤④所示)进行ct扫描(对应于图2中步骤⑦)或核磁共振测试(对应于图2中的步骤⑤)，获取中-微孔孔径分布及空间分布等数据。

(4)对已测试柱塞样品和岩心上其他典型部位，磨制铸体薄片，间隔不超过5cm，通过鉴定及图像分析获取孔隙类型、形态、孔径、面孔率等；对应于图2中的步骤⑥。

(5)通过典型样品的阴极发光、电子探针、原位微区微量元素测试等测试，判识微生物相关的沉积、成岩组构特征及相关参数；对应于图2中的步骤③。

(6)对典型样品进行扫描电镜观察(对应于图2中步骤⑧)，分析微组构、微米甚至是纳米级微孔隙特征。

此外，基于野外露头的精细描述，可以进行更为全面的空间配置合理的宏微观样品的分析测试，能将一整块取样的岩石做全方面的观察，能够得到各个尺度孔隙分布的特征；上述方法可以用于判断岩石是否具有储集油气能力过程中多尺度孔隙精细表征；对岩石是否具有储集油气能力的判断流程如图3所示，该过程主要分为三个分支；其一为通过成岩作用特征得到成岩序列，进而获取孔隙演化；其二为通过微生物碳酸盐岩微相分析得到沉积微相序列；其三为通过多尺度孔隙精细表征确定多尺度孔隙耦合关系及垂向演变；再结合微生物碳酸盐岩微相分析及孔隙演化横向对比岩性、成岩序列差异的成孔机制；结合沉积微相序列和多尺度孔隙耦合关系及垂向演变纵向对比沉积结构、成岩强度变化的成孔机制；再综合得到不同沉积-成岩时空模式中的关键成孔因素，最终确定微生物碳酸盐岩孔隙保存机制；通过本流程观测能将一整块取样的岩石做全方面的观察，能够得到各个尺度孔隙分布的特征，对研究岩石中孔隙的形成以及在石油开采前判断该类岩石是否具有油气储集能力起到重要的参考作用。

对应于上述实施例，本发明实施例提供了一种微生物碳酸盐岩的孔隙表征装置，其结构示意图如图4所示；该装置包括：剖面精细观察描述获取模块400，用于获取用户对待分析的微生物碳酸盐岩的剖面精细观察描述；全直径岩芯样品确定模块402，用于根据剖面精细观察描述，在微生物碳酸盐岩上确定全直径岩芯样品；厘米级孔隙测试模块404，用于对全直径岩芯样品进行孔隙表征及第一孔隙测试，确定厘米级孔隙的参数；第一取样位置确定模块406，用于根据厘米级孔隙的参数，确定全直径岩芯样品上的取样位置；第一取样模块408，用于根据取样位置，在全直径岩芯样品上取样，得到柱塞样品；毫米级孔隙测试模块410，用于对柱塞样品进行第二孔隙测试，确定毫米级孔隙的参数；第二取样位置确定模块412，用于根据毫米级孔隙的参数，确定柱塞样品上的取样位置；第二取样模块414，用于根据取样位置，在柱塞样品上取样，得到铸体薄片及扫描电镜的样品；微米级孔隙测试模块416，用于对铸体薄片及扫描电镜的样品进行第三孔隙测试，确定微米至纳米级孔隙的参数；纳米级孔隙测试模块418，用于通过扫描电镜对扫描电镜样品进行第四孔隙测试，确定纳米级孔隙的参数。

在具体实施过程中，可以采用核磁共振成像对厘米级的孔隙进行成像处理，从而得到厘米级孔隙的参数；因此，上述厘米级孔隙测试模块还用于：对全直径岩芯样品表面孔洞缝进行孔隙表征；对全直径岩芯样品进行核磁共振成像处理，得到核磁共振图像；从所述核磁共振图像及表面孔洞缝的孔隙表征中确定厘米级孔隙的参数。

在具体实施过程中，可以采用ct扫描的方式对毫米级的孔隙进行成像处理，从而得到毫米级孔隙的参数；因此，上述毫米级孔隙测试模块还用于：对柱塞样品进行ct(computedtomography，电子计算机断层扫描)扫描处理，得到扫描图像；从扫描图像中确定毫米级孔隙的参数。

在具体实施过程中，可以采用偏光显微镜对微米级的孔隙进行扫描，从而得到微米级孔隙的参数；因此，上述微米级孔隙测试模块还用于：通过偏光显微镜对铸体薄片进行鉴定分析，得到孔隙图像；从显微镜孔隙图像中确定微米孔隙的参数。

进一步地，当需要对该微生物碳酸盐岩的沉积组构等进行分析时，上述装置还可以包括组构检测模块，用于采用电子探针及阴极发光方式对薄片样品进行检测，得到微生物碳酸盐岩的沉积组构及成岩组构特征。

本发明实施例提供的微生物碳酸盐岩的孔隙表征装置，与上述实施例提供的微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例还提供了一种服务器，参见图5所示，该服务器包括处理器130和存储器131，该存储器131存储有能够被处理器130执行的机器可执行指令，该处理器130执行机器可执行指令以实现上述微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法。

进一步地，图5所示的服务器还包括总线132和通信接口133，处理器130、通信接口133和存储器131通过总线132连接。

其中，存储器131可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口133(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线132可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器130中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器131，处理器130读取存储器131中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，该机器可执行指令促使处理器实现上述微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的微生物碳酸盐岩的孔隙表征方法、装置及服务器的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、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：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。