[发明专利]用于确定岩样中流体流动性的系统和方法有效

专利信息
申请号: 201280011784.7 申请日: 2012-03-05
公开(公告)号: CN103492874A 公开(公告)日: 2014-01-01
发明(设计)人: 马克·马奥斯 申请(专利权)人: 兰德马克绘图国际公司
主分类号: G01N33/24 分类号: G01N33/24;G01N23/04
代理公司: 隆天国际知识产权代理有限公司 72003 代理人: 金鹏
地址: 美国得*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 用于 确定 岩样中 流体 流动性 系统 方法
【说明书】:

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年3月4日提交的美国专利申请号为13/040,396的优先权,其内容以参考的方式合并于此。

有关联邦调查的赞助

不适用

技术领域

本发明涉及用于确定岩样中流体流动性的系统和方法。更具体地,本发明涉及采用延时正电子发射粒子追踪(pasitron emission particle tracking,“PEPT”)确定岩样中流体流动性的系统和方法。

背景技术

确定岩样中流体流动性的最大挑战之一是一些岩样(如页岩)中非常细微的微结构。页岩(shale)在颗粒(grain)尺寸方面显著地不同于所有其它地层岩石,其对应非常低值的孔隙度(porosity)(Φ)和渗透率(permeability)(k)。

用于确定岩样中流体流动性的传统技术包括:

·核磁共振(NMR);

·3D CT扫描,其能够勾勒出密度差,也就是扫描图像中的对比度;

·X射线衍射,以及;

·岩样的扫描电镜(SEM)评估。

主要缺点之一是这样的传统技术仅能够操作和处理非常小的被称为岩心栓(core plug)的岩样,这不能代表整个样品—远小于储层(reservoir)。换句话说,通过这样的传统技术确定的流体流动性不能代表原位的流体的流动性,因此必须被调整为更准确的表示。可以通过从岩心栓尺寸级别类推岩石物理学特性以确定仿真网格(simulation-grid)尺寸级别的“升级(upscaling)”,改善通过任一前述传统技术对流体流动性的确定。很多升级技术是已知并且可用的,例如诸如幂定律平均、重正化(renormalization)、压力求解装置(pressure solver)、张量和虚拟函数技术。简言之,升级以一个等效的粗略的同质栅格块替代多个异质的细微的栅格块。传统升级的本质需要求平均值和类推,这因此导致信息的损失并且产生模糊了空间连续的极端情况(例如诸如页岩障碍物和开口裂缝)的常见问题。油气采收率(recovery)主要依赖于极端的(极低)渗透率值的空间连接性,尤其是小尺寸的页岩孔隙的特性。因此优选不用升级技术确定岩样中的流体流动性。

用于确定岩样中流体流动性的其它传统技术包括:i)研磨岩样;ii)从岩样中去除所有的含水量;以及iii)将He或Hg注入到岩样中。但是这些技术不是最优的,这是因为它们在确定流体流动性之前偏移(skew)了岩样的原始的地质力学特性并且对非常小的岩样(岩心栓)仍然需要升级技术。

结果是,使用正电子发射断层显像(Positron Emission Tomography,PET),正电子发射探测的应用从更多的传统医学成像应用中崭露头角。在标准的PET成像中,在以二维(2D)或三维(3D)形式获取的数据以正弦图存储,该正弦图由分别表示角形采样和径向采样的行和列组成。原始数据通过硬件被预先读出为(pre-binned)正弦图格式。由于预先读出(pre-binning)的操作,使得以正弦图格式的数据从原始格式数据获得时会导致较低的分辨率,这导致关于扫描对象的有价值信息的丢失。在正弦图格式中,所获取的每行的数据沿着对象的深度被压缩(求和),并且须沿该方向被解压以提供信息。在由Hawkesworth等人发表在《Nuclear Instrument and Methods in Physics Research》1999年第A310期第423-434页(A310,1991,pp.423-434)上的“Nonmedical Applications of Positron Camera”中,例如,PET被用于每10分钟一次产生图像以追踪岩样中流体的流动。但是该技术受到限制,因为所获取的数据以正弦图被存储,这相比于以列表模式被存储的原始格式数据而言需要更多时间去处理。结果是,图像速度是慢的(每10分钟1个),这降低了图像分辨率。

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