【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】使用數(shù)字巖石物理成像由巖石樣品來(lái)評(píng)估巖石屬性的方法 和系統(tǒng) 本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C. § 119(e)要求2012年5月18日提交的在先美國(guó)臨時(shí)專利 申請(qǐng)61/649, 099的優(yōu)先權(quán),在此通過(guò)參考將其整體并入本文。
技術(shù)介紹
本專利技術(shù)通常涉及數(shù)字巖石物理學(xué)領(lǐng)域,并且尤其涉及使用適合應(yīng)用于小尺寸巖石 樣品如正常鉆井作業(yè)中返回地表的鉆屑或其它多孔介質(zhì)、以及通過(guò)3D體積分析也可能無(wú) 法最佳地滿足速度和體積的要求的應(yīng)用的數(shù)字巖石物理學(xué)技術(shù)來(lái)評(píng)估諸如絕對(duì)滲透率、相 對(duì)滲透率、地層因數(shù)(formation factor)、彈性和毛細(xì)管壓力值中的一種以上等的巖石屬 性值的方法。 對(duì)復(fù)合屬性如絕對(duì)滲透率的理解對(duì)于理解地表下巖石中的烴類的遷移性可以是 至關(guān)重要的。這牽涉到理解在地質(zhì)時(shí)期中油向暗色巖(traps)的歷史遷移,并且對(duì)鉆井設(shè) 計(jì)(well planning)、完井設(shè)計(jì)(completion design)和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)具有直接的商業(yè)意義。 傳統(tǒng)上,絕對(duì)滲透率例如已經(jīng)用滲透儀迫使流體穿過(guò)巖石樣品并且記錄得到的流 體通量和壓降來(lái)測(cè)定。然而,此類獲得信息的嘗試實(shí)質(zhì)受樣品的形狀和大小制約并且通常 不能良好地適于按照及時(shí)的方式提供有質(zhì)量的信息。 數(shù)字巖石物理學(xué)提供用于有效地表征巖石樣品的結(jié)構(gòu)和組成的一些最有效的機(jī) 會(huì)。天然巖石樣品(典型地,巖心)的數(shù)字圖像可以用X射線計(jì)算機(jī)斷層成像掃描(CT掃 描)、聚焦離子束掃描電子顯微鏡(FIB-SEM掃描)、磁共振成像、或者包括磁共振成像以及 顯微層析或顯微放射技術(shù)的其它應(yīng)用的通常能夠有用地進(jìn)行分辨和數(shù)字化的其它 ...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于根據(jù)2D數(shù)字巖石物理學(xué)的應(yīng)用來(lái)評(píng)估巖石樣品的目標(biāo)巖石屬性的方法,包括以下步驟:掃描巖石樣品以獲得所述巖石樣品的2D數(shù)字圖像;分解所述數(shù)字圖像以產(chǎn)生具有表征為孔隙的像素和表征為礦物基質(zhì)的像素并限定孔隙和礦物基質(zhì)的相交處的邊界的數(shù)字2D分解圖像;根據(jù)所述分解圖像得出作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的巖石屬性P1?Pi的值;以及采用為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系,來(lái)計(jì)算根據(jù)2D分解圖像得出的作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的所述目標(biāo)巖石屬性的評(píng)估值。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2012.05.18 US 61/649,0991. 一種用于根據(jù)2D數(shù)字巖石物理學(xué)的應(yīng)用來(lái)評(píng)估巖石樣品的目標(biāo)巖石屬性的方法, 包括以下步驟: 掃描巖石樣品以獲得所述巖石樣品的2D數(shù)字圖像; 分解所述數(shù)字圖像以產(chǎn)生具有表征為孔隙的像素和表征為礦物基質(zhì)的像素并限定孔 隙和礦物基質(zhì)的相交處的邊界的數(shù)字2D分解圖像; 根據(jù)所述分解圖像得出作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的巖石屬性P1-Pi的值;以及 采用為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系,來(lái)計(jì)算根據(jù)2D分解圖像得出的 作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的所述目標(biāo)巖石屬性的評(píng)估值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述目標(biāo)巖石屬性是絕對(duì)滲透率、相對(duì)滲透率、 地層因數(shù)、彈性、體積模量、剪切模量、縱波速度、剪切速度、電阻率或者毛細(xì)管壓力。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述目標(biāo)巖石屬性是絕對(duì)滲透率。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,通過(guò)得出完全為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的變 換來(lái)修正為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,進(jìn)一步包括設(shè)置步驟,其中在所述設(shè)置步驟中獲 得一個(gè)以上的復(fù)合屬性的值,所述值適合應(yīng)用于研究中的至少一類巖石,以及所述為了應(yīng) 用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系僅采用根據(jù)2D分解圖像所獲得的值作為簡(jiǎn)單孔隙 幾何形狀的函數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,所述目標(biāo)巖石屬性是絕對(duì)滲透率,其中所述為了 應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系進(jìn)一步包括Kozeny-Carman方程并且該修正進(jìn) 一步包括將迂曲度的復(fù)合屬性轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的一個(gè)以上的函數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中,將迂曲度的復(fù)合屬性轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀 的一個(gè)以上的函數(shù)的步驟進(jìn)一步包括: 獲得將迂曲度的上界限定為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的關(guān)系; 獲得將迂曲度的下界限定為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的關(guān)系;以及 在設(shè)置步驟中對(duì)限定迂曲度的上界和下界的關(guān)系進(jìn)行校正。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中, 校正之后限定迂曲度的上界的關(guān)系包括:τ= 0· 4476Φ<2,以及 校正之后限定迂曲度的下界的關(guān)系包括:τ=0· 4038(1+Φ-1)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其中,所采用的Kozeny-Carman方程包括:其中,根據(jù)分解圖像得出作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的巖石屬性P1-Pi的值的步驟 包括獲得孔隙率和比表面積值的評(píng)估值;以及 采用修正的變換關(guān)系的步驟進(jìn)一步包括:求出迂曲度的上界和下界,并將所計(jì)算出的 值代入Kozeny-Carman方程以限定k+和k_的評(píng)估值。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其中,采用為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換 關(guān)系的步驟進(jìn)一步包括:將限定迂曲度的上界和下界的關(guān)系代入Kozeny-Carman關(guān)系,使 得絕對(duì)滲透率的界限包括:11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中, 所述為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系進(jìn)一步包括Kozeny-Carman方 程,并且該修正進(jìn)一步包括將迂曲度的復(fù)合屬性轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的一個(gè)以上的函 數(shù); 根據(jù)分解圖像得出作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的巖石屬性P1-Pi的值的步驟包括獲 得孔隙率和比表面積的評(píng)估值;以及 在設(shè)置步驟中獲得一個(gè)以上的復(fù)合屬性的值的步驟包括針對(duì)一組樣品在設(shè)置中獲得 滲透孔隙率Φρ的值,所述獲得的方法包括從包含以下操作的一個(gè)以上的組中進(jìn)行選擇:通 過(guò)將擴(kuò)大/侵蝕算法應(yīng)用于2D分解圖像的計(jì)算,計(jì)算代表該組的樣品的3D數(shù)字體積的不 相連孔隙的區(qū)域的孔隙率,另外分析數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集;以及分析在絕對(duì)滲透率變成零時(shí)針對(duì)所 述孔隙率的相關(guān)物理數(shù)據(jù)集。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,迂曲度是復(fù)合屬性,并且將迂曲度的復(fù)合屬性 轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的一個(gè)以上的函數(shù)的步驟進(jìn)一步包括: 獲得并校正限定迂曲度的上界作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的關(guān)系,該關(guān)系包括: τ=0· 4476(Φ_ΦρΓ12 獲得并校正限定迂曲度的下界作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的關(guān)系,該關(guān)系包括: τ= 0. 4038(1+(φ-φρ)_1). 〇13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中, 根據(jù)2D分解圖像得出作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的巖石屬性P1-Pi的值的步驟包括 獲得孔隙率和比表面積的評(píng)估值;以及 采用修正的變換關(guān)系的步驟進(jìn)一步包括:求出迂曲度的上界和下界,并將所計(jì)算出的 值代入Kozeny-Carman方程以限定k+和k_的評(píng)估值。14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,采用為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變 換關(guān)系的步驟進(jìn)一步包括將限定迂曲度的上界和下界的關(guān)系代入Kozeny-Carman關(guān)系,使 得絕對(duì)滲透率的界限包括:15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,所采用的Kozeny-Carman方程包括:其中,根據(jù)分解圖像得出作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的巖石屬性P1-Pi的值的步驟 包括獲得孔隙率、比表面積和粒度的評(píng)估值。16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,采用修正的變換關(guān)系的步驟進(jìn)一步包括:求出 迂曲度的上界和下界,并將所計(jì)算出的值代入Kozeny-Carman方程以限定k+和k_的評(píng)估 值。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,根據(jù)具有轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函數(shù)的至 少一個(gè)復(fù)合屬性的原始表達(dá)來(lái)修正為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,采用為了應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換 關(guān)系的步驟進(jìn)一步包括:使用將束縛水飽和度的復(fù)合參數(shù)處理作為簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的函 數(shù)的Timur's方程的修正。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中,處理束縛水飽和度的步驟包括: 使用束縛水飽和度與從包括晶粒直徑、比表面積或者毛細(xì)管直徑的一個(gè)以上的組中所 選擇的簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的屬性的關(guān)系。20. -種使用目標(biāo)巖石屬性的評(píng)估值有效地表征鉆探烴類儲(chǔ)層形成的井眼時(shí)所穿過(guò)的 巖石的方法,包括以下步驟: 獲得具有與井眼的特定區(qū)域相關(guān)的采集起源的巖石樣品; 掃描巖石樣品以獲得所述巖石樣品的2D數(shù)字圖像; 分解所述數(shù)字圖像以產(chǎn)生具有表征為孔隙的像素和表征為礦物基質(zhì)的像素并限定孔 隙和礦物基質(zhì)的相交處的邊界的2D分解圖像; 采用為了直接應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系,來(lái)計(jì)算目標(biāo)巖石屬性的評(píng) 估值;以及 使用根據(jù)2D分解圖像直接得出的目標(biāo)巖石屬性的評(píng)估值來(lái)表征井眼區(qū)域的巖石。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,所述目標(biāo)巖石屬性是絕對(duì)滲透率、相對(duì)滲透 率、地層因數(shù)、彈性或者毛細(xì)管壓力。22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中: 所述目標(biāo)巖石屬性是絕對(duì)滲透率,以及 采用為了直接應(yīng)用于2D分解圖像環(huán)境而修正的變換關(guān)系來(lái)計(jì)算絕對(duì)滲透率的評(píng)估值 的步驟進(jìn)一步包括:采用修正為被限于根據(jù)2D分解圖像直接計(jì)算絕對(duì)滲透率的評(píng)估值的 簡(jiǎn)單孔隙幾何形狀的變量的Kozeny-Carman方程。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中,掃描巖石樣品以獲得2D數(shù)字圖像的步驟包括: 使用從包括聚焦離子束掃描電子顯微鏡、X射線斷層成像法、同步加速器、顯微斷層成像法 和顯微放射學(xué)的組中所選擇的一種以上的掃描系統(tǒng)。24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中,采用修正的Kozeny-Carman方程的步驟進(jìn)一步 包括: 基于以下關(guān)系來(lái)評(píng)估絕對(duì)滲透率的最小值k_:k_= 2. 4957(Φ5Vs2) 其中,將孔隙率Φ評(píng)估為2D分解圖像中的孔隙像素?cái)?shù)除以像素的總數(shù);以及 將比表面積s評(píng)估為孔隙和固體基質(zhì)的相交處的邊界的長(zhǎng)度除以2D分解圖像的面積。25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法,其中,采用修正的Kozeny-Carman方程的步驟進(jìn)一步 包括: 將絕對(duì)滲透率k的評(píng)估值限制在評(píng)估的最小值1和評(píng)估的最大值k+之間;以及 基于以下關(guān)系來(lái)評(píng)估絕對(duì)滲透率的最大值k+: k+= 3· 0665 [Φ5/s2 (1+Φ)2];以及 將絕對(duì)滲透率k的評(píng)估值限制在評(píng)估的最小值1和評(píng)估的最大值k+之間。26. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,使用所計(jì)算出的根據(jù)2D分解圖像直接得出 的目標(biāo)巖石屬性的評(píng)估值來(lái)表征巖石的步驟包括:在遍及所關(guān)注地帶的多個(gè)位置處進(jìn)行采 樣,以在對(duì)于鉆探程序而言有用的時(shí)間范圍中產(chǎn)生對(duì)于限定所關(guān)注地帶的邊界而言有用的 具有連續(xù)性的評(píng)估值。27. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,使用根據(jù)2D分解圖像直接得出的目標(biāo)巖石屬 性的評(píng)估值來(lái)表征巖石的步驟包括...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:杰克·德沃爾金,瑙姆·德?tīng)柤?/a>,
申請(qǐng)(專利權(quán))人:領(lǐng)英股份有限公司,
類型:發(fā)明
國(guó)別省市:美國(guó);US
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。