[发明专利]应用计算机断层成像技术测定岩心孔隙参数的方法和装置

说明书

技术领域

本发明实施例涉及一种测定岩心孔隙分布的方法，具体涉及一种应用计算机断层成像技术(CT，Computed Tomography)测试岩心孔隙参数的方法和装置。

背景技术

储集层的孔隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系，即储集层孔隙与喉道发育总貌。砂岩储集性能的好坏，主要取决于孔隙结构，也就是孔隙类型、分布、大小及喉道的连通性等。流体沿着储集层孔隙系统流动时，要经历一系列交替的孔隙和喉道。喉道的大小和分布以及它们的几何形状是影响储集层的储集能力和渗透特征的主要因素，故确定喉道大小分布是研究储集层孔隙结构的核心问题。储层岩石的孔隙结构不仅对油气储量、孔隙流体的渗流规律，而且对油气井的产能和最终采收率都有重要影响。

目前研究岩石孔隙结构主要是用测定毛管压力曲线方法，主要有半渗透隔板法、离心法和压汞法。压汞法研究岩石孔隙结构是石油行业研究岩石物性的一种重要手段之一，但这种方法存在以下缺点：汞对环境的污染，测试的岩心样品因残留汞而无法再利用，只能得到测试岩心宏观的孔隙分布性质，无法精细研究孔隙分布特征。其它方法如χ射线衍射、薄片鉴定、扫描电镜等分析技术，虽然都能较清楚地识别岩心的孔隙结构特征，但测试过程中通常破坏了岩心结构，无法对岩心孔隙度分布特征进行有效表征。

计算机断层成像技术(Computed Tomography)，简称CT，是1972年由英国Hounsfield最早提出，并设计出第一台医用CT，可产生极其精确的人体断面图像，给医学放射诊断带来了革命性的进展。到了70年代后期，CT技术开始扩展到土壤物理、机械工程、建筑工程、考古学、核科学、金属分析等许多领域，成为应用日益广泛的一种无损伤探测技术。在石油研究领域中，发达国家早在20世纪80年代工业CT技术就被应用于油气藏研究，并发展成为研究储层多孔介质特性的重要工具。

图1是现有的CT扫描成像系统的结构示意图。CT应用χ射线束对物体一定厚度的断面进行扫描，由探测器接收透过该断面的χ线，转变为可见光后，由光电转换器转变为电信号，数据采集系统对探测器单元取样，同时放大并量化已有电流，然后将生成的数据传送到图像生成器。再经模拟/数字转换器（Analog/digital converter）转为数字，数据采集系统（DAS）完成的每个完整取样称为一个视图，重建系统将所有视图转换为矩阵图像。显示处理器获取数字矩阵数据的副本，将其转换为电视灰阶图像在CRT监视器显示。生成的图像以DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）文件格式存储，经网络传输给数据处理计算机，应用图像处理软件进行图像后处理。

应用CT研究岩心孔隙度分布特征是在以下基本假设的基础上：

①应用CT扫描确定岩心孔隙参数是建立在射线线性衰减的基础上，对于单能量χ射线符合Beer定律；

②岩石骨架和孔隙均为刚性体，抽真空饱和地层水后孔隙完全被地层水饱和，孔隙结构与骨架颗粒形状不发生变化；

③水驱油过程中，忽略岩心孔隙流体压力变化产生的应力敏感特性，岩心的孔隙结构不发生变化，只是孔隙内含油饱和度发生变化。

可应用CT扫描成像技术获得岩心孔隙度Φ数值。具体方法是进行干岩心扫描，得到的干岩心CT值等于岩石的骨架CT值和孔隙中的空气CT值之和，见公式（1）。对饱和地层水后饱和岩心进行扫描，得到饱和地层水岩心CT值等于岩石的骨架和孔隙中饱和的地层水CT值之和，见公式（2）。

CTa,r=(1-φ)CTgrain+φCTair---(1)]]>