砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法
【专利摘要】本发明提供一种砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法。该方法，包括：根据电子计算机断层扫描CT技术，获得观测试样的非水相孔喉CT图像；根据聚焦离子束扫描电镜FIB?SEM技术，获得所述观测试样的第一孔喉全集图像；根据所述第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，并将所述第二孔喉全集图像和所述非水相孔喉CT图像进行空间对准叠加处理，获得所述观测试样的第一非水相孔喉图像；将所述第二孔喉全集图像和所述第一非水相孔喉图像进行差值处理，得到所述观测试样的第一水相孔喉图像。本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，实现了对砂岩储层的微观孔喉及流体的三维分布的准确观测，提高了对砂岩储层评价的准确性。
【专利说明】
砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法
技术领域
[0001]本发明涉及石油开采技术，尤其涉及一种砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法。
【背景技术】
[0002]在油气田开发过程中，需要对油气储层的微观特征，例如孔隙度、孔隙结构、流体分布、原始含水饱和度等进行全面的研究和评价。微观孔喉及流体分布三维重构技术是储层微观特征及储层流体微观分布表征的一个重要发展方向，它可以为储层评价、油气水流体分布和合理开发技术政策的制定提供重要依据。
[0003]目前实现孔喉及流体分布的三维重构的主要技术有微纳米电子计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)技术或者聚焦离子束扫描电镜(Focused 1n beam-Scanning Electron Microscope，简称FIB-SEM)技术。但是现有条件下微纳米CT技术实际操作时的分辨率有限，即只可以分辨出微米级的孔隙，对于亚微米和纳米级孔喉的表征存在一定局限性，无法准确获得砂岩储层的微观孔喉，也无法依据该项单一技术实现储层流体的(比如原始地层水分布)表征刻画。而FIB-SEM技术需要先对样品进行二维切片观察，然后将二维切片组合起来形成三维图像，因此该技术对样品是有损坏的，在进行二维切片的过程中，会破坏砂岩储层中的流体分布，无法进行砂岩储层的微观流体分布的三维观测。
[0004]因此，如何准确获得砂岩储层的孔喉及流体的三维分布情况，成为技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，解决了现有技术单独使用CT技术或者单独使用FIB-SEM技术无法准确获得砂岩储层的微观孔喉及流体的三维分布的问题。
[0006]本发明提供一种砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，包括:
[0007]根据电子计算机断层扫描CT技术，获得观测试样的非水相孔喉CT图像；
[0008]根据聚焦离子束扫描电镜FIB-SEM技术，获得所述观测试样的第一孔喉全集图像；
[0009]根据所述第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，并将所述第二孔喉全集图像和所述非水相孔喉CT图像进行空间对准叠加处理，获得所述观测试样的第一非水相孔喉图像；
[0010]将所述第二孔喉全集图像和所述第一非水相孔喉图像进行差值处理，得到所述观测试样的第一水相孔喉图像。
[0011]其中，上述根据电子计算机断层扫描CT技术，获得观测试样的非水相孔喉CT图像，包括:
[0012]根据所述CT技术，获得被对比油浸没后的第一观测试样的第一扫描图像;所述第一扫描图像中亮度大于或等于预设亮度阈值的第一像素点为所述观测试样的岩石骨架和所述观测试样的非水相孔喉；
[0013]根据所述CT技术，获得流体清空后的第二观测试样的第二扫描图像;所述第二扫描图像中亮度大于或等于所述预设亮度阈值的第二像素点为所述观测试样的岩石骨架;所述第二观测试样为对所述第一观测试样进行流体清空后的试样；
[0014]对所述第一像素点和所述第二像素点进行差值处理，得到所述观测试样的非水相孔喉CT图像。
[0015]进一步地，上述方法还包括:
[0016]根据所述CT技术，获取所述观测试样的孔喉全集CT图像。
[0017]其中，根据所述CT技术，获取所述观测试样的孔喉全集CT图像，具体包括:
[0018]根据所述CT技术，获得被对比油浸没后的第三观测试样处于饱和状态时的第三扫描图像;所述第三观测试样为对所述第二观测试样重新进行对比油浸没处理后的试样;所述第三扫描图像中亮度大于或等于预设亮度阈值的第三像素点为所述观测试样的岩石骨架和所述观测试样的孔喉全集；
[0019]将所述第三像素点和所述第二像素点进行差值处理，得到所述观测试样的孔喉全集CT图像。
[0020]进一步地，上述方法还包括:
[0021]将所述孔喉全集CT图像和所述非水相孔喉CT图像进行差值处理，得到所述观测试样的水相孔喉CT图像。
[0022]可选地，根据所述第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，具体包括:
[0023]将所述孔喉全集CT图像和所述第一孔喉全集图像进行空间对准叠加处理，获得所述第二孔喉全集图像。
[0024]其中，上述根据聚焦离子束扫描电镜FIB-SEM技术，获得所述观测试样的第一孔喉全集图像，具体包括:
[0025]获取注入氦气的第四观测试样的氦气孔隙度;其中，所述第四观测试样为对第二观测试样注入氦气后的试样；
[0026]根据FIB-SEM技术获得所述观测试样的三维图像；
[0027]根据所述氦气孔隙度和预设的误差阈值，获得所述三维图像的目标灰度阈值范围；
[0028]根据所述目标灰度阈值范围，从所述三维图像中获取所述第一孔喉全集图像。
[0029]其中，本发明所述的观测试样为在液氮环境下所获取的观测试样。
[0030]可选地，上述对比油为二碘甲烷。
[0031 ]本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，首先根据CT技术获得观测试样的非水相孔喉CT图像，接着根据FIB-SEM技术，获得观测试样的第一孔喉全集图像，然后根据该第一孔喉全集图像确定观测试样的第二孔喉全集图像，并将第二孔喉全集图像和低精度的非水相孔喉CT图像进行空间对准叠加等处理，获得观测试样的第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像。本实施例的技术方案将CT技术与FIB-SEM技术相结合，即使用CT技术获得观测试样的低精度的非水相孔喉CT图像，使用FIB-SEM技术获得观测试样的高精度的第一孔喉全集图像，再根据上述低精度的非水相孔喉CT图像和高精度的第一孔喉全集图像，获得观测试样的高精度的第二孔喉全集图、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像，使得工作人员根据该高精度的第二孔喉全集图、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像，来准确获得砂岩储层的微观孔喉及流体的三维分布，进而提高了对砂岩储层评价的准确性，从而提高了油气田开采的可靠性和效率。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，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。
[0033]图1为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例一的流程示意图；
[0034]图2为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例二的流程示意图；
[0035]图2a为观测试样的第一扫描图像；
[0036]图2b为观测试样的第二扫描图像；
[0037]图2c为观测试样的非水相孔喉CT图像；
[0038]图3为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例三的流程示意图；
[0039]图3a为观测试样的第三扫描图像；
[0040]图3b为观测试样的孔喉全集CT图像；
[0041]图3c为观测试样的水相孔喉CT图像；
[0042]图4为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例四的流程示意图；
[0043 ]图4a为FIB-SEM技术获得的观测试样的三维图像；
[0044]图4b为QEMSCAN技术获得的观测试样的矿物质成分图像；
[0045]图4c为观测试样的第一孔喉全集图像。
【具体实施方式】
[0046]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
[0047]首先对本发明所涉及的技术做以下介绍:
[0048]电子计算机断层扫描(ComputedTomography，简称CT)技术的物理学基础是物体对X射线的吸收存在差异。X射线是一种电磁波，其波长为0.01?1nm，能量为120eV?120KeV，具有很好的穿透性，CT技术能在对检测物体无损条件下，以三维立体图像的形式，准确、直观地展示被检测样品内部的结构、组成、材质及缺损状况，但CT技术的分辨率有限，无法准确获得砂岩储层的微观孔喉。
[0049]聚焦离子束扫描电镜技术(Focused1n beam-Scanning Electron Microscope,简称FIB-SEM)技术是聚焦离子束技术和扫描电子显微镜成像技术的结合，其利用离子束作为照射源，聚焦离子束轰击样品表面，激发出二次电子、中性原子、二次离子和光子等，收集这些信号，经处理显示样品的表面形貌，由于聚焦离子束技术集形貌观测、定位制样、成分分析、研磨刻蚀于一身，既可以对岩样进行三维的表面下观察和分析，也可以对样品材料进行切割研磨，并进行纳米级扫描成像。但FIB-SEM技术需要先对样品进行二维切片观察，然后将二维切片组合起来形成三维图像，因此该技术对样品是有损坏的，在进行二维切片的过程中，会破坏砂岩储层中的流体分布，无法进行砂岩储层的微观流体分布的三维观测。
[0050]本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法将CT技术和FIB-SEM技术相结合，即使用CT技术获得观测试样的低精度的非水相孔喉CT图像，使用FIB-SEM技术获得观测试样的高精度的第一孔喉全集图像，再根据低精度的非水相孔喉CT图像和高精度的第一孔喉全集图像，获得观测试样的高精度的第二孔喉全集图、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像，使得工作人员根据该高精度的第二孔喉全集图、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像，来准确获得砂岩储层的微观孔喉及流体的三维分布，进而为砂岩储层的评价提供精确的依据和基础，从而提高了油气田开采的可靠性和效率。
[0051]下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程在某些实施例中不再赘述。
[0052]图1为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例一的流程示意图，本实施例涉及的是将CT技术和FIB-SEM技术相结合，获得观测试样的第二孔喉全集图像、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像的具体过程，其中，第二孔喉全集图像、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像的精度高于单独采用CT技术的得到的图像精度，或者高于单独采用FIB-SEM技术获得的图像精度。如图1所示，本实施例的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，可以包括:
[0053]S101、根据电子计算机断层扫描CT技术，获得观测试样的非水相孔喉CT图像。
[0054]需要说明的是，本实施例的观测试样是岩心中组织性能最完好的一部分，并且保存了砂岩储层的原始内部流体状态，下面对观测试样的获取过程进行简单陈述:
[0055]为了使岩心中的流体(特别是水相)保持地层的原始状态，则需要在油基泥浆(油水比>4:1)条件下密封取出岩心，并立即清洗岩心的表面，然后利用保鲜膜、桑皮纸、保鲜膜、桑皮纸、锡箔纸以及牛皮纸依次六层包裹密封，然后将包裹好的岩心样品保持密封，例如，可以对包裹好的岩心样品进行封蜡处理，并放置于低温环境下保存，以确保岩心样品的原始流体状态。接着，在液氮条件下从保存完好的岩心中钻取一定直径的标准柱塞样(例如直径为2.5cm的标准柱塞样)。由于在液氮条件下钻取试样，可以减小对岩心的扰动，进而可以保证岩心内部流体的保存状态，因此本实施例中所有的钻取和切割工作都是在液氮条件下完成的。然后，利用CT技术对上述标准柱塞样进行扫描，获得标准柱塞样的CT扫描图像，通过观测该标准柱塞样的CT扫描图像，可以获得该标准柱塞样的内部组织结构。最后，从上述标准柱塞样中选取内部组织最均匀、裂缝较少的位置为钻取点，在液氮条件下钻取一定直径和长度的观测试样(例如直径为6mm长为1mm的观测试样)，该观测试样保存了砂岩储层的原始内部流体状态，其中该观测试样形状可以为圆柱体。
[0056]具体地，利用CT技术对上述观测试样进行扫描，获得该观测试样的非水相孔喉CT图像。可选地，本实施例可以是对观测试样进行一次CT扫描，获得观测试样的一个CT扫描图像，然后根据现有的相关计算方法对上述CT扫描图像进行处理，获得观测试样的非水相孔喉CT图像。可选地，本实施例还可以是利用CT技术获得观测试样在不同状态下的多个CT扫描图像，再将该多个CT扫描图像进行相应的图像处理，获得观测试样的非水相孔喉CT图像，即本实施例对如何根据CT技术获得观测试样的非水相孔喉CT图像的具体方法不做限制。
[0057]S102、根据聚焦离子束扫描电镜FIB-SEM技术，获得所述观测试样的第一孔喉全集图像。
[0058]具体地，利用FIB-SEM技术对观测试样进行二维切片成像，获得每个切片的二维图像，再将所有二维图像进行叠加等相关处理，获得观测试样的三维图像，再将该三维图像进行相应的图像和计算处理，获得观测试样的第一孔喉全集图像，本实施例对如何根据FIB-SEM技术获得观测试样的第一孔喉全集图像的具体实现方式不做限制，只要是根据FIB-SEM技术获得观测试样的第一孔喉全集图像即可。由于FIB-SEM技术可以进行纳米级扫描成像，其扫描精度高，因此利用FIB-SEM技术获得的观测试样的第一孔喉全集图像的精度也较高。
[0059]S103、根据所述第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，并将所述第二孔喉全集图像和所述非水相孔喉CT图像进行空间对准叠加处理，获得所述观测试样的第一非水相孔喉图像。
[0060]具体地，根据上述第一孔喉全集图像来确定观测试样的第二孔喉全集图像，由于利用FIB-SEM技术获得的观测试样的第一孔喉全集图像的精度较高，可以满足实际的分析计算要求，即可以直接将第一孔喉全集图像作为观测试样的第二孔喉全集图像。可选地，本实施例还可以是将第一孔喉全集图像进行相应的图像处理，获得精度更高的第二孔喉全集图像。其中，本实施例对根据第一孔喉全集图像获得第二孔喉全集图像的具体实现方式不做限制。
[0061]接着，将高精度的第二孔喉全集图像与低精度的非水相孔喉CT图像进行三维空间对准叠加处理(例如可以将第二孔喉全集图像中代表孔喉的高精度像素点与对应的非水相孔喉CT图像中代表孔喉的较低精度像素点进行几何相交处理)，获得观测试样的高精度的第一非水相孔喉图像，使得工作人员可以根据该高精度的第一非水相孔喉图像来准确分析砂岩储层中的非水相孔喉和油气的分布。
[0062]S104、将所述第二孔喉全集图像和所述第一非水相孔喉图像进行差值处理，得到所述观测试样的第一水相孔喉图像。
[0063]具体地，由于上述第二孔喉全集图像包括了观测试样中的全部非水相孔喉和水相孔喉，因此，将第二孔喉全集图像与第一非水相孔喉图像进行三维空间对准，从高精度的第二孔喉全集图像中减去高精度的第一非水相孔喉图像，即可得到观测试样的高精度的第一水相孔喉图像，从而使得工作人员可以根据该高精度的第一水相孔喉图像来准确分析砂岩储层中的水相孔喉和水体的具体分布，为油气田的开采和分析提供可靠的参考，进而提高了对油气田开采的可靠性和效率。
[0064]本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，首先根据CT技术获得观测试样的非水相孔喉CT图像，接着根据FIB-SEM技术，获得观测试样的第一孔喉全集图像，然后根据第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，并将第二孔喉全集图像和非水相孔喉CT图像进行空间对准叠加等处理，获得观测试样的第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像。本实施例将CT技术与FIB-SEM技术相结合，使得工作人员可以获得高精度的第二孔喉全集图、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像，进而根据该高精度的第二孔喉全集图、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像，来准确获得砂岩储层的微观孔喉及流体的三维分布，进而为砂岩储层的评价提供精确的依据和基础，从而提高了油气田开采的可靠性和效率。
[0065]图2为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例二的流程示意图，在上述实施的基础上，本实施例涉及的上述SlOl的具体过程，如图2所述，上述SlOl具体可以包括:
[0066]S201、根据所述CT技术，获得被对比油浸没后的第一观测试样的第一扫描图像;所述第一扫描图像中亮度大于或等于预设亮度阈值的第一像素点为所述观测试样的岩石骨架和所述观测试样的非水相孔喉。
[0067]具体的，将上述处于原始状态的观测试样侵没在对比油(例如二碘甲烷)中，通过长时间的自发式吸入和加压，使对比油在观测试样的非水相孔喉中处于饱和状态，例如可以将观测试样浸没在约50ml的对比油中三天，使其自发地吸入对比油，再放在50Mpa的压力容器中一个星期左右，使对比油在观测试样的非水相孔喉中处于饱和状态，将此时的观测试样作为第一观测试样。然后，利用CT技术对上述第一观测试样进行扫描，获得如图2a所示的第一观测试样的第一扫描图像。由于对比油(例如二碘甲烷CH2I2)对X射线的衰减能力很强，并且其与水相基本不会融合，即对比油和岩石骨架在CT技术扫描下是高亮的，因此图2a中亮度大于或等于预设亮度阈值(此处的亮度即为灰度)的第一像素点(即白色的点)为该观测试样的岩石骨架和被对比油填充的非水相孔喉。
[0068]S202、根据所述CT技术，获得流体清空后的第二观测试样的第二扫描图像;所述第二扫描图像中亮度大于或等于所述预设亮度阈值的第二像素点为所述观测试样的岩石骨架;所述第二观测试样为对所述第一观测试样进行流体清空后的试样。
[0069]具体的，用清洗液(例如庚烷和甲醇)对上述第一观测试样进行长时间的浸泡和冲洗，清空第一观测试样中的所有流体，并进行烘干处理，获得清空状态的第二观测试样。本实施例中，可以采用庚烷来清洗第一观测试样中的对比油，采用甲醇来清洗第一观测试样中的原始流体。例如，将第一观测试样在庚烷中浸泡6天，然后再在甲醇中浸泡4天，完成两个循环后即可实现对第一观测试样的清洗，然后对清洗后的观测试样进行加热(例如可以加热至40°C)烘干，得到内部流体被清空的第二观测试样。然后使用CT技术对第二观测试样进行CT扫描，得到如图2b所示的第二观测试样的第二扫描图像，由于岩石骨架在CT技术扫描下是高亮的，因此图2b中亮度大于或等于预设亮度阈值的第二像素点(即白色的点)为观测试样中的岩石骨架。
[0070]S203、对所述第一像素点和所述第二像素点进行差值处理，得到所述观测试样的非水相孔喉CT图像。
[0071]具体的，根据上述方法获得的观测试样的第一扫描图像和第二扫描图像的灰度值相同，即在第一扫描图像和第二扫描图像中相同的岩石骨架(即矿物质颗粒)的灰度是相同。接着利用相关的图像处理软件(例如Avizo Fire软件)将第一扫描图像和第二扫描图像进行空间对准，再进行差值运算，即用第一扫描图像中代表岩石骨架和非水相孔喉的第一像素点减去第二扫描图像中代表岩石骨架的第二像素点，可以得到如图2c所示的观测试样的非水相孔喉CT图像，图2c中黑色表示观测试样的非水相孔喉。由于对比油和岩石骨架在CT技术扫描下是高亮的，因此，本实施例将第一扫描图像中可以清楚表示岩石骨架和含有对比油的非水相孔喉的第一像素点与第二扫描图中清楚表示岩石骨架的第二像素点进行差值运算，可以获得精度较高的非水相孔喉CT图像，即本实施例得到的非水相孔喉CT图像的精度比现有技术直接根据CT技术获得的观测试样的非水相孔喉图像的精度要高。
[0072]本发明提供砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，将观测试样放置到对比油中，获得对比油在观测试样的非水相孔喉中处于饱和状态的第一观测试样，利用CT技术扫描第一观测试样，获得第一扫描图像;然后清空第一观测试样中的全部流体，获得第二观测试样，利用CT技术对第二观测试样进行扫描，获得第二扫描图像，再将第一扫描图像和第二扫描图像进行空间对准并进行差值运算，获得观测试样的非水相孔隙CT图形，由于CT技术可以较清楚精确地扫描出观测试样中的岩石骨架和含有对比油的非水相孔喉，因此，将第一扫描图像中可以清楚表示岩石骨架和含有对比油的非水相孔喉的第一像素点与第二扫描图中清楚表示岩石骨架的第二像素点进行差值运算，可以获得精度较高的非水相孔喉CT图像，提高了对砂岩储层的评价准确性。
[0073]图3为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例三的流程示意图，在上述实施例的基础上，本发明所述的方法还包括，根据所述CT技术，获取所述观测试样的孔喉全集CT图像。如图3所述，上述根据所述CT技术，获取所述观测试样的孔喉全集CT图像，具体可以包括:
[0074]S301、根据所述CT技术，获得被对比油浸没后的第三观测试样处于饱和状态时的第三扫描图像;所述第三观测试样为对所述第二观测试样重新进行对比油浸没处理后的试样;所述第三扫描图像中亮度大于或等于预设亮度阈值的第三像素点为所述观测试样的岩石骨架和所述观测试样的孔喉全集。
[0075]具体的，将上述第二观测试样(即清空状态的观测试样)再次浸没在对比油中(例如二碘甲烷CH2I2)进行饱和，使得对比油占据清空状态的观测试样的全部孔喉空间，这样可以获得第三观测试样。接着使用CT技术对第三观测试样进行扫描，获得如图3a所示的观测试样的第三扫描图像。如图3a所示，对比油和岩石骨架在CT技术扫描下是高亮的，即第三扫描图像中亮度大于或等于预设亮度阈值的第三像素点为观测试样中的岩石骨架和全部孔喉。
[0076]S302、将所述第三像素点和所述第二像素点进行差值处理，得到所述观测试样的孔喉全集CT图像。
[0077]具体的，上述第二扫描图像中的第二像素点表示的是观测试样中岩石骨架，第三扫描图像中的第三像素点表示的是观测试样中的岩石骨架和全部孔喉(即观测试样中的非水相孔喉和水相孔喉之和)。即，利用相关的图像处理软件(例如Avizo Fire软件)将第二扫描图像和第三扫描图像进行空间对准，用第三扫描图像中的第三像素点减去第二扫描图像中的第二像素点，得到如图3b所示的观测试样的孔喉全集CT图像。本实施例根据第三扫描图像中的第三像素点和第二扫描图像中的第二像素点进行空间对准并相减，而获得的孔喉全集CT图像的精度比现有技术直接根据CT技术获得的观测试样的孔喉全集CT图像的精度要高。
[0078]进一步地，本发明的方法还包括:
[0079]S303、将所述孔喉全集CT图像和所述非水相孔喉CT图像进行差值处理，得到所述观测试样的水相孔喉CT图像。
[0080]具体的，上述观测试样的孔喉全集CT图像包括了观测试样的全部非水相孔喉和全部水相孔喉，因此利用相关的图像处理软件(例如Avizo Fire软件)将观测试样的孔喉全集CT图像与上述S203得到的观测试样的非水相孔喉CT图像(图2c)进行空间对准，并进行差值运算处理，即可以得到如图3c所示的观测试样的水相孔喉CT图像。
[0081]本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，通过CT技术获得观测试样在不同状态下的扫描图像，然后将观测试样在不同状态下的各扫描图像进行相应的空间对准差值运算，获得观测试样的孔喉全集CT图像、非水相孔喉CT图像和水相孔喉CT图像，由于对比油和岩石骨架在CT扫描下是高亮的，因此根据上述不同状态下的不同扫描图像之间的相关运算，可以获得精度较高的非水相孔喉CT图像、孔喉全集CT图像和水相孔喉CT图像。
[0082]可选地，本发明实施例三还提供一种砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，在上述实施例的基础上，上述S103中根据所述第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，还可以是将所述孔喉全集CT图像(图3b)和上述S102得到的所述第一孔喉全集图像进行空间对准叠加处理，获得所述第二孔喉全集图像。
[0083]具体地，将根据CT技术获得的观测试样的孔喉全集CT图像和根据FIB-SEM技术获得观测试样的第一孔喉全集图像进行空间对准并叠加，获得精度更高的第二孔喉全集图像，使得工作人员可以根据高精度的第二孔喉全集图像来对观测试样内部孔喉和流体的进行准确分析，从而进一步提高了油气田开采的可靠性和效率。
[0084]图4为本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法实施例四的流程示意图，在上述实施例的基础上，本实施例涉及的上述S102根据FIB-SEM技术，获得所述观测试样的第一孔喉全集图像的具体过程，上述S102可以包括:
[0085]S401、获取注入氦气的第四观测试样的氦气孔隙度;其中，所述第四观测试样为对第二观测试样注入氦气后的试样。
[0086]具体地，首先按照上述清洗方式对第三观测试样进行清洗和烘干，获得清空的第二观测试样，然后利用现有的孔隙度测定仪器向第二观测试样中注入氦气，获得第四观测试样，并使用孔隙度测定仪器测定第四观测试样的氦气孔隙度。
[0087]S402、根据FIB-SEM技术获得所述观测试样的三维图像。
[0088]S403、根据所述氦气孔隙度和预设的误差阈值，获得所述三维图像的目标灰度阈值范围。
[0089]具体地，利用FIB-SEM技术对观测试样(此时该观测试样处于清空状态)进行离子束切割和电子束成像，获得如图4a所示的观测试样的三维图像，该高精度的三维图像可以较清晰地反映出观测试样的微观孔喉和矿物组分的分布。可选地，本实施例还可以使用扫描电镜矿物定量评价(Quantitative Evaluat1n of Minerals by SCANning electronmicroscopy，简称QEMSCAN)技术获得如图仙所示的观测试样的矿物质成分图像(图4b为QEMSCAN技术获得的观测试样的矿物质成分图像)，该矿物质成分图像可以清晰地反映出观测试样中的矿物质组分(即岩石骨架)。
[0090]接着，在图像处理软件(例如软件AvizoFire软件)中设置上述三维图像中表示孔喉点的初始灰度阈值范围(其中初始灰度阈值范围为根据实际情况设定的)，并从上述三维图像中获得该初始灰度阈值范围对应的孔喉全集图像。可选地，将该孔喉全集图像与使用QEMSCAN技术获得的观测试样的矿物质成分图像进行对比，从该孔喉全集图像中剔除掉矿物等非孔喉基质对应的像素点，获得观测试样的高精度的孔喉全集图像。再对该高精度的孔喉全集图像进行孔隙度计算(其中孔隙度的计算方法为现有技术，在此不在赘述)，并将该高精度的孔喉全集图像所对应的孔隙度与观测试样的氦气孔隙度进行比较，获得满足预设的误差阈值的目标灰度阈值范围。具体的，用高精度的孔喉全集图像对应的孔隙度与观测试样的氦气孔隙度的差值绝对值除以观测试样的氦气孔隙度，获得一计算误差值，并将该计算误差值与预设的误差阈值进行比较，当该计算误差值大于预设的误差阈值时，说明根据当前的灰度阈值范围获得的观测试样的孔喉全集图像无法满足预设要求，则对当前灰度阈值范围值进行调整。继续上述步骤，直到计算出的误差值小于或者等于预设的误差阈值时，将此时的灰度阈值范围记为三维图像的目标灰度阈值范围。
[0091]S404、根据所述目标灰度阈值范围，从所述三维图像中获取所述第一孔喉全集图像。
[0092]具体地，从上述三维图像中获得上述目标灰度阈值范围对应的如图4c所示的观测试样的第一孔喉全集图像，该第一孔喉全集图像可以比较精确地表征观测试样中的微观孔喉的具体分布。
[0093]可选地，将根据上述方法获得的高精度的第一孔喉全集图像与上述孔喉全集CT图像进行空间对准叠加处理，获得精度更高的第二孔喉全集图像，将该高精度的二孔喉全集图像与精度较低的非水相孔喉CT图像进行空间对准叠加处理获得高精度的第一非水相孔喉图像，再从上述高精度的第二孔喉全集图像中减去上述高精度的第一非水相孔喉图像，获得高精度的第一水相孔喉图像，使得工作人员可以通过上述高精度的第二孔喉全集图像、第一非水相孔喉图像和第一水相孔喉图像来实现对砂岩储层的孔喉结构、原始含水饱和度、微观流体赋存状态及渗流场数值模拟等相关储层评价工作的准确进行，从而进一步地提高了油气田的开采效率和可靠性。
[0094]本发明提供的砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，通过向第二观测试样中注入氦气，得到观测试样的氦气孔隙度，通过FIB-SEM技术获得观测试样的三维图像，根据上述氦气孔隙度和预设误差阈值，并结合QEMSCAN技术获得的矿物质成分图像，更新三维图像中代表孔喉的灰度阈值范围，得到满足预设误差阈值的目标灰度阈值范围，将该目标灰度阈值范围对应的第一孔喉全集图像，该第一孔喉全集图像可以比较精确地表征观测试样中的微观孔喉的具体分布，使得工作人员可以根据上述高精度的第一孔喉全集图像实现对砂岩储层的准确评价工作，进而进一步地提高了油气田的开采的效率和可靠性。
[0095]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各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:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种砂岩储层的孔喉及流体分布的重构方法，其特征在于，包括: 根据电子计算机断层扫描CT技术，获得观测试样的非水相孔喉CT图像； 根据聚焦离子束扫描电镜FIB-SEM技术，获得所述观测试样的第一孔喉全集图像； 根据所述第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，并将所述第二孔喉全集图像和所述非水相孔喉CT图像进行空间对准叠加处理，获得所述观测试样的第一非水相孔喉图像；将所述第二孔喉全集图像和所述第一非水相孔喉图像进行差值处理，得到所述观测试样的第一水相孔喉图像。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据电子计算机断层扫描CT技术，获得观测试样的非水相孔喉CT图像，包括: 根据所述CT技术，获得被对比油浸没后的第一观测试样的第一扫描图像;所述第一扫描图像中亮度大于或等于预设亮度阈值的第一像素点为所述观测试样的岩石骨架和所述观测试样的非水相孔喉； 根据所述CT技术，获得流体清空后的第二观测试样的第二扫描图像;所述第二扫描图像中亮度大于或等于所述预设亮度阈值的第二像素点为所述观测试样的岩石骨架;所述第二观测试样为对所述第一观测试样进行流体清空后的试样； 对所述第一像素点和所述第二像素点进行差值处理，得到所述观测试样的非水相孔喉CT图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 根据所述CT技术，获取所述观测试样的孔喉全集CT图像。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述CT技术，获取所述观测试样的孔喉全集CT图像，具体包括: 根据所述CT技术，获得被对比油浸没后的第三观测试样处于饱和状态时的第三扫描图像;所述第三观测试样为对所述第二观测试样重新进行对比油浸没处理后的试样;所述第三扫描图像中亮度大于或等于预设亮度阈值的第三像素点为所述观测试样的岩石骨架和所述观测试样的孔喉全集； 将所述第三像素点和所述第二像素点进行差值处理，得到所述观测试样的孔喉全集CT图像。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将所述孔喉全集CT图像和所述非水相孔喉CT图像进行差值处理，得到所述观测试样的水相孔喉CT图像。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一孔喉全集图像确定第二孔喉全集图像，具体包括: 将所述孔喉全集CT图像和所述第一孔喉全集图像进行空间对准叠加处理，获得所述第二孔喉全集图像。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据聚焦离子束扫描电镜FIB-SEM技术，获得所述观测试样的第一孔喉全集图像，具体包括: 获取注入氦气的第四观测试样的氦气孔隙度;其中，所述第四观测试样为对第二观测试样注入氦气后的试样； 根据FIB-SEM技术获得所述观测试样的三维图像； 根据所述氦气孔隙度和预设的误差阈值，获得所述三维图像的目标灰度阈值范围； 根据所述目标灰度阈值范围，从所述三维图像中获取所述第一孔喉全集图像。8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述观测试样为在液氮环境下所获取的观测试样。9.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于，所述对比油为二碘甲烷。
【文档编号】G01N33/24GK105954496SQ201610412629
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】赵力彬, 张同辉, 杨学君, 齐春艳, 王旭, 孙雄伟, 肖香姣
【申请人】中国石油天然气股份有限公司