多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，該方法包括采集剩余油分布圖像；將該剩余油分布圖像進行預處理及分割；將該分割后的剩余油分布圖像進行三維重建；統(tǒng)計剩余油信息；以及計算剩余油特征參數(shù)。該多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法實現(xiàn)了不同驅替時刻多孔介質中剩余油微觀分布圖像的采集及定量表征，在此基礎上可對巖心中剩余油的微觀分布狀態(tài)進行定量化描述，為進一步提高采收率研究提供了有效的工具。
【專利說明】多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術領域】，特別是涉及到一種多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法。

【背景技術】
[0002]由于孔隙結構、巖石潤濕性、注入方式等條件的差異，油田開發(fā)過程中有相當一部分原油滯留在儲集層孔隙中及顆粒表面而形成剩余油。剩余油的微觀分布狀態(tài)的研究對與進一步挖潛剩余油、提高采收率具有重要意義。
[0003]目前常用的多孔介質中剩余油微觀分布規(guī)律的研究方法包括玻璃刻蝕模型(GMM)、巖心微觀模型(SMM)和核磁共振成像技術(NMR)等。
[0004]玻璃刻蝕模型能夠較為真實反映巖石的微觀孔隙結構，而且通過顯微鏡可以直接對剩余油的微觀分布狀態(tài)進觀察和描述，但該模型的巖石表面性質和孔隙幾何特征等同真實巖心仍有較大差距；巖心微觀模型利用實際的巖心薄片制作誠微觀可視化模型，該模型的成像清晰度較差；以上兩種方法都是基于二維微觀模型對某一滲流截面的剩余油進行研究，不能反映剩余油在三維空間的真實分布狀態(tài)。核磁共振成像作為一種成熟的無損檢測技術，可以在三維空間上對油氣儲集層內(nèi)的流體空間分布狀況進行定量描述。其關鍵是對觀察到的圖像進行采集，并通過圖像識別技術確定剩余油形態(tài)，進行定量表征。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于層析掃描技術的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，用于認識剩余油在不同驅替時刻下的微觀分布規(guī)律。
[0006]本發(fā)明的目的可通過如下技術措施來實現(xiàn):多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，該方法包括:步驟1，采集剩余油分布圖像；步驟2，將該剩余油分布圖像進行預處理及分割；步驟3，將該分割后的剩余油分布圖像進行三維重建；步驟4，統(tǒng)計剩余油信息；以及步驟5，計算剩余油特征參數(shù)。
[0007]本發(fā)明的目的還可通過如下技術措施來實現(xiàn):
[0008]在步驟I中，基于層析掃描技術獲得不同驅替時刻多孔介質中剩余油分布圖像。
[0009]步驟I包括:
[0010](I)將巖心模型抽真空飽和水并用模擬油驅替水，至巖心處于束縛水狀態(tài)時進行掃描并記錄出水量；
[0011](2)以恒定的注入流速向飽和油的該巖心模型中注入模擬水，分別在水驅至不同注入倍數(shù)時刻對該巖心模型進行掃描并記錄出油量；
[0012](3)每個驅替時刻等間距地選取幾個位置對巖心進行掃描；以及
[0013](4)利用X射線探測器獲取X射線衰減信號，將該信號轉換為圖像信息，對圖像進行壓縮存儲，得到該剩余油微觀分布的層析掃描圖像。
[0014]在步驟2中，截取該剩余油微觀分布的層析掃描圖像中間的矩形區(qū)域進行處理分析，對該截取圖像進行亮度、對比度調整及銳化處理，使掃描圖像更為清晰；選定合適的閾值，利用指示克里金法對預處理后的該剩余油微觀分布的層析掃描圖像進行分割，得到剩余油在孔隙空間中的分布圖像。
[0015]在步驟3中，將二維的該分割后的剩余油在孔隙中的分布圖像沿驅替方向疊加得到儲存剩余油信息的三維數(shù)據(jù)體，在此基礎上利用移動立方體算法實現(xiàn)孔隙結構和剩余油的三維可視化。
[0016]在步驟4中，根據(jù)三維空間內(nèi)體素的相互連通關系將研究區(qū)域內(nèi)所有的剩余油劃分為單塊連通的剩余油并編號，統(tǒng)計每個驅替時刻剩余油的塊數(shù)、單塊剩余油的體積、剩余油的表面積及與巖石的接觸面積信息。
[0017]在步驟5中，計算剩余油平均體積、剩余油大小頻度分布、剩余油接觸面積比和剩余油形狀因子，輸出統(tǒng)計圖表。
[0018]該剩余油平均體積為

【權利要求】
1.多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，該方法包括: 步驟I，采集剩余油分布圖像； 步驟2，將該剩余油分布圖像進行預處理及分割； 步驟3，將該分割后的剩余油分布圖像進行三維重建； 步驟4，統(tǒng)計剩余油信息；以及 步驟5，計算剩余油特征參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，在步驟I中，基于層析掃描技術獲得不同驅替時刻多孔介質中剩余油微觀分布的層析掃描圖像。
3.根據(jù)權利要求2所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，步驟I包括: (1)將巖心模型抽真空飽和水并用模擬油驅替水，至巖心處于束縛水狀態(tài)時進行掃描并記錄出水量； (2)以恒定的注入流速向飽和油的該巖心模型中注入模擬水，分別在水驅至不同注入倍數(shù)時刻對該巖心模型進行掃描并記錄出油量； (3)每個驅替時刻等間距地選取幾個位置對巖心進行掃描；以及 (4)利用X射線探測器獲取X射線衰減信號，將該信號轉換為圖像信息，對圖像進行壓縮存儲，得到該剩余油微觀分布的層析掃描圖像。
4.根據(jù)權利要求2所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，在步驟2中，截取該剩余油微觀分布的層析掃描圖像中間的矩形區(qū)域進行處理分析，對該截取圖像進行亮度、對比度調整及銳化處理，使掃描圖像更為清晰；選定合適的閾值，利用指示克里金法對預處理后的該剩余油微觀分布的層析掃描圖像進行分割，得到剩余油在孔隙空間中的分布圖像。
5.根據(jù)權利要求4所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，在步驟3中，將二維的該分割后的剩余油在孔隙中的分布圖像沿驅替方向疊加得到儲存剩余油信息的三維數(shù)據(jù)體，在此基礎上利用移動立方體算法實現(xiàn)孔隙結構和剩余油的三維可視化。
6.根據(jù)權利要求1所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，在步驟4中，根據(jù)三維空間內(nèi)體素的相互連通關系將研究區(qū)域內(nèi)所有的剩余油劃分為單塊連通的剩余油并編號，統(tǒng)計每個驅替時刻剩余油的塊數(shù)、單塊剩余油的體積、剩余油的表面積及與巖石的接觸面積信息。
7.根據(jù)權利要求6所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，在步驟5中，計算剩余油平均體積、剩余油體積大小頻度分布、剩余油接觸面積比和剩余油形狀因子，輸出統(tǒng)計圖表。
8.根據(jù)權利要求7所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，該剩余油平均體積為
式中，為剩余油體積，單位為Mm3 ;N為研究區(qū)域內(nèi)剩余油的塊數(shù)；下標i代表第i塊剩余油。
9.根據(jù)權利要求7所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，該剩余油接觸面積為
式中，為剩余油與巖石的接觸面積，單位為Mm2 ;為剩余油的表面積，單位為Mm2。
10.根據(jù)權利要求7所述的多孔介質中剩余油微觀分布圖像采集與定量表征方法，其特征在于，該剩余油形狀因子為
式中，為剩余油體積，單位為Mm3 ;為剩余油的表面積，單位為Mm2。
【文檔編號】G01N23/00GK104076046SQ201310105117
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權日:2013年3月28日
【發(fā)明者】王軍, 侯健, 曲巖濤, 宮法明, 李奮, 邱茂鑫, 孟小海, 張言輝, 陳霆, 杜慶軍, 劉麗, 于波, 李桂梅, 周康 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院, 中國石油大學(華東)