数字岩心

数字岩心2012-11-081.概念及应用领域•概念：根据岩石微观结构信息重建反映岩石真实孔隙空间的三维数字岩心（孙建孟等，2012）。•应用领域：研究微观渗流机理,模拟岩心驱替实验,预测岩心宏观传导性,评价驱油剂效果,模拟油藏生产动态和确定油气田开发技术政策界限，等（姚军等，2005）。2.建立数字岩心的方法•切片组合法：大量时间制作岩心切片，且破坏样品，极少使用；•X射线立体成像法（最准确）：借助X射线微观成像仪,仪器价格十分昂贵,也较少被采用；•基于图像的数值重建法（最经济）：需要极少量岩石切片的X光扫描图像（或铸体薄片），经济方便，使用较多。3.与传统岩石物理实验方法相比优点：•①样品易得，速度快，费用低；•②定量研究储层微观参数对岩石宏观物理属性的影响；•③模拟常规实验难以测量的物理量，如三相相对渗透率；•④研究多种微观参数之间的关系；•⑤对于裂缝性碳酸盐岩、页岩、油砂等取心困难的岩石，可计算各种岩石物理属性。4.数字岩心模拟步骤(1):准备样品（岩心，岩屑等）7.5mm*7.5mm*3cmA.Ghousetal.,20054.数字岩心模拟步骤(2)：获取切片图像(P.E.Øren,S.Bakke,andH.G.Rueslåtten,2006)数字重建：•随机法：建立的数字岩心不具有大范围内的传导性（高斯场法，模拟退火法等，多点统计法，马尔科夫随机重建法等），但可应用于碳酸盐岩等形成过程较复杂岩石的模拟•过程法：较好的重现真实岩石的几何性质和传导性质，但无法对复杂的沉积体系进行模拟4.数字岩心模拟步骤（3）：右图：过程法重建而得，黑色为孔隙，深灰色为粘土，灰色为石英，灰白色为长石，白色为碳酸盐胶结物，分辨率为3.31μm.(P.E.Øren,S.Bakke,andH.G.Rueslåtten,2006)4.数字岩心模拟步骤（4）：岩石物理属性模拟•电学特性模拟（电阻率-测井）•声学特性模拟（声阻抗-地震）•核磁共振特性模拟（T2弛豫时间-测井）•渗流特性模拟（绝对和相对渗透率）•……4.数字岩心模拟步骤（5）：评价：•图像分辨率不够会导致渗透率估计偏低；•由图像得到的电学性质有限，尤其是巨孔隙对岩石电学性质影响的认识有限，导致对导电路径估计偏低。•……A.Ghousetal.,2005（1）以岩石为基础以下资料来源于：5.应用Mineralogy,GrainSize,ShapeandDistributionCalibrationofmineralogyfromQEMSCAN®toSEMto3DimagedataPorosity•Video_pore_carbonate3DVisualizationofanOomoldicreservoircarbonate;yellowshowsthedrypores.Thesampleundergoescentrifugaldrainagetoaporesizeof~3microns;giveninredisthedrainedporesPorosityDifferentprositytypes,fromnanometertoplugscale,includingidentificationofconnected,producible,capillarybound,andtotalporosity.Porosity•Video_DryWetCarbonate3Dimageregistrationofadryandwet(waterflooded)reservoircarbonatesample.Thedarkerregionsinthewetimageshowwheretheresidualnon-wettingfluidlies.Usingimageregistration,weareabletoobserve,andultimatelyenumeratefor,regionsofremainingoil/gassaturationattheporescaleCharacterisationofPoreSpaceTopologyofporenetworksfrom3DimagedataCharacterisationofPoreSpace•Video_PoreSpaceIllustratingtheregistered2Dslicewithinthe3Dvolumeandsuperimposing2D&3Dinformation.Porosity-PermeabilityRelativePermeabilityWaterrelativepermeabilitiesderivedfromasetof3DimagesStreamlinesderivedfromflowsimulationsin3DimageCapillaryPressureCalibrationandmatchofcapillarypressuredatato3DDigitalcoreanalysisImagingofresidualoilwithinaclasticResidualSaturationResidualSaturationImagingofresidualoilwithinacarbonateFormationResistivityFactorandIndexFormationFactormeasuredonadigitalimageofasimpleclasticUnconventionals•Video_shaleLeft:High-resolutionmicro-CTvolume.Grainsofpyrite(white)andcalcite(lightgrey)areimbeddedinamatrix(darkgrey)ofveryfinegrainsofcalcite,quartzandclay.Darkerfeaturesrepresenteitheropenpore,kerogen,oracombinationofboth.Right:Structureoftheopenporeandkerogenshowingpreferentialalignmentinonedirection.(CarlSisketal.,2010)•Left:Renderedvolumeofashaleatthehighestnano-resolution.•Right:Kerogen(green),disconnectedpores(red)andconnectedporosity(blue).Thescaleis500nanometers.(CarlSisketal.,2010)Unconventionals•Video_coal•（2）以测井为基础（核磁共振测井为例）5.应用万金彬，等，2012•核磁共振T2谱能够反映岩石孔隙结构变化特征万金彬，等，2012万金彬，等，2012利用核磁共振测井资料和数字岩心m、n求解模型，计算m、n值，实现了m、n值随地层岩性及物性的变化而动态改变，克服了阿尔奇含水饱和度模型中m、n值为定值的不足，采用数字岩心计算的地层汗水饱和度更加符合真实情况。（万金彬，等，2012）万金彬，等，20125.应用•（3）与地震数据之间的联系（？）P.E.Øren,S.Bakke,andH.G.Rueslåtten,2006谢谢