一种测定岩屑流体体积和饱和度的方法
阅读说明：本技术 一种测定岩屑流体体积和饱和度的方法 (Method for measuring volume and saturation of rock debris fluid ) 是由 公言杰 赵孟军 卓勤功 柳少波 万佳林 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种测定岩屑流体体积和饱和度的方法。该方法包括：对待测岩屑进行CT扫描得到待测岩屑的灰度值分布图像；提取待测岩屑中的流体,将提取出来的流体进行CT扫描得到流体的灰度值分布；根据流体的灰度值分布以及待测岩屑的灰度值分布图像,确定出待测岩屑中的流体体积。测定岩屑流体饱和度的方法包括：利用上述测定岩屑流体体积的方法确定待测岩屑中的流体体积；确定待测岩屑的孔隙体积；利用确定的待测岩屑中的流体体积以及待测岩屑的孔隙体积计算得到岩屑流体饱和度。该方法无需直接测量流体的体积,可有效避免因抽提过程中流体的污染和损失造成流体体积测量不准的问题。(The invention provides a method for measuring volume and saturation of rock debris fluid. The method comprises the following steps: carrying out CT scanning on the rock debris to be detected to obtain a gray value distribution image of the rock debris to be detected; extracting fluid in the rock debris to be detected, and carrying out CT scanning on the extracted fluid to obtain the gray value distribution of the fluid; and determining the volume of the fluid in the rock debris to be detected according to the gray value distribution of the fluid and the gray value distribution image of the rock debris to be detected. The method for determining the fluid saturation of the rock debris comprises the following steps: determining the volume of the fluid in the rock debris to be measured by using the method for determining the volume of the fluid in the rock debris; determining the pore volume of the rock debris to be detected; and calculating to obtain the fluid saturation of the rock debris by using the determined fluid volume in the rock debris to be detected and the pore volume of the rock debris to be detected. The method does not need to directly measure the volume of the fluid, and can effectively avoid the problem of inaccurate measurement of the volume of the fluid caused by pollution and loss of the fluid in the extraction process.)
技术领域
本发明属于石油、地质技术领域，具体涉及一种测定岩屑流体体积和饱和度的方法。
背景技术
在石油天然气勘探中，流体饱和度参数的测量是油气勘探与开发中的必要环节。掌握油层的流体饱和度是认识油层储油情况、估算储量、分析油田生产情况的基础。中国石油天然气行业标准SY/T5336-2006中已经明确给出了一些目前最为通用的测定技术如：(1)直接测量法，包括常压干馏法；蒸馏抽提法(全直径岩样)；蒸馏抽提法(柱塞岩样)；保压岩心分析法；溶剂冲洗法；海绵取心法；含石膏的岩心分析方法；煤样分析法等。但是上述方法主要针对规则岩心样品，对测试样品的大小要求高，无法测量岩屑的流体饱和度。(2)间接测量法，主要为测井解释(通过电阻率测井等曲线建立其与流体饱和度的关系)，但是电阻率测井往往影响因素非常多，测井响应值不仅仅受到流体饱和度的影响，还受其他因素的干扰，并且需要进行岩电实验校准相应参数，而岩电实验必须需要岩心，没有岩心岩电实验的测井计算流体饱和度并不准确。
尽管当前油气田钻井技术不断提高，但是钻井取芯成本是非常高的，大部分油田井位都不进行取芯，也就是没有岩心样品，仅有岩屑样品。此外，随着目前油气勘探向深层发展，深层复杂储层已经越来越受重视，深部储层物性非常复杂，同时钻井难度极大，成本极高，取芯成本更高，大部分深层井位也难以取到岩心，岩石资料主要为岩屑。
岩屑流体饱和度测定困难，主要是因为岩屑样品体积小，形状不规则。岩屑中流体含量为微量甚至痕量，采用常规手段很难测定。即使采用高精度流量计进行测量，由于其本身体量很小，也会存在很大误差。而且，将流体从岩屑中分离出来，目前最有效的办法就是抽提，这个过程中会造成流体的污染和散失，往往微量的流体在抽提结束难以剩余，就无法进行测定。除此之外，岩屑体积不规则也对岩屑孔隙体积的求取带来很大难度。
综上，在储层研究中，如何有效测定岩屑流体饱和度，最大限度发挥岩石资料作用，对于勘探准确性和经济性都至关重要，也十分紧迫。如何测量细小的岩屑的流体饱和度的问题，越来越受石油工作者的重视，但目前国内外还没有公认的好方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定岩屑中流体体积的方法，该方法无需直接测量流体的体积，可有效避免因抽提过程中流体的污染和损失造成流体体积测量不准的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种测定岩屑中流体体积的方法，其中，该方法包括：
对待测岩屑进行CT扫描得到待测岩屑的灰度值分布图像；
提取待测岩屑中的流体，将提取出来的流体进行CT扫描得到流体的灰度值分布；
根据得到的流体的灰度值分布以及得到的待测岩屑的灰度值分布图像，确定出待测岩屑中的流体体积。
在上述测定岩屑中流体体积的方法中，优选地，根据得到的流体的灰度值分布以及得到的待测岩屑的灰度值分布图像，确定出待测岩屑中的流体体积通过如下方式实现：根据得到的流体的灰度值分布确定出得到的待测岩屑的灰度值分布图像中属于流体的部分，进一步确定出待测岩屑的灰度值分布图像中属于流体的部分的像素个数即为待测岩屑的流体像素个数(可以利用CT图像处理软件确定出待测岩屑的灰度值分布图像中属于流体的部分的像素个数，例如使用Avizo软件进行)，将扫描像素体积乘以待测岩屑的流体像素个数即可得到待测岩屑的流体体积。
在上述测定岩屑中流体体积的方法中，优选地，提取待测岩屑中的流体采用将岩屑进行蒸馏抽提的方式实现；更优选地，利用加热使岩屑中的水蒸发，将水蒸汽冷凝下来进行收集，之后再利用溶剂把油抽提出来。
在上述测定岩屑中流体体积的方法中，优选地，在将提取出来的流体进行CT扫描过程中将提取出来的流体放置在玻璃容器中进行CT扫描；更优选地，所述玻璃容器为细长玻璃管，流体放置在细长玻璃管中液面高度不低于2cm；进一步优选地，液面高度为2cm-3cm。在一
具体实施方式
中，所述细长玻璃管的管内径为5mm。流体与玻璃差异明显，盛放在微细管径玻璃容器中的痕量流体在CT扫描下能够非常明显的区分，有助于提高确定的流体的灰度值分布的准确度，从而提高确定的待测岩屑中的流体体积的准确度。
在上述测定岩屑中流体体积的方法中，将待测岩屑从流体中提取出来采用常规方法即可，例如可采用常规抽提方法。
在上述测定岩屑中流体体积的方法中，CT扫描后得到的图像就是灰度值分布图像，通常情况下，高密度成分灰度值高呈亮白色，低密度成分灰度值低呈现灰黑色。
本发明还提供了一种测定岩屑流体饱和度的方法，其中，该方法包括：
A、利用上述测定岩屑流体体积的方法确定待测岩屑中的流体体积；
B、确定待测岩屑的孔隙体积；
C、利用步骤A确定的待测岩屑中的流体体积以及步骤B确定的待测岩屑的孔隙体积计算得到岩屑流体饱和度。
在上述测定岩屑流体饱和度的方法中，优选地，步骤B通过如下方式实现：
根据步骤A中确定待测岩屑中的流体体积过程中得到的待测岩屑的灰度值分布图像确定待测岩屑的总体积；
将待测岩屑处理至不含流体状态后进行CT扫描得到待测岩屑骨架的灰度值分布图像，根据待测岩屑骨架的灰度值分布图像确定待测岩屑骨架的体积；
根据确定的待测岩屑的总体积和确定的待测岩屑骨架的体积确定出待测岩屑孔隙体积。
更优选地，根据待测岩屑的灰度值分布图像确定待测岩屑的总体积通过下述方式实现：确定得到的待测岩屑的灰度值分布图像的像素个数即待测岩屑的总像素个数(可以利用CT图像处理软件确定得到的待测岩屑的灰度值分布图像的像素个数即待测岩屑的总像素个数，例如使用Avizo软件进行)，将扫描像素体积乘以待测岩屑的总像素个数即可得到待测岩屑的体积。
更优选地，根据待测岩屑骨架的灰度值分布图像确定待测岩屑骨架的体积通过下述方式实现：确定得到的待测岩屑骨架的灰度值分布图像的像素个数即待测岩屑骨架的像素个数(可以利用CT图像处理软件确定得到的待测岩屑骨架的灰度值分布图像的像素个数即待测岩屑骨架的像素个数，例如使用Avizo软件进行)，将扫描像素体积乘以待测岩屑骨架的像素个数即可得到待测岩屑骨架的体积。
在一具体实施方式中，上述测定岩屑流体饱和度的方法包括：
对待测岩屑进行CT扫描得到待测岩屑的灰度值分布图像，利用上述测定岩屑流体体积的方法确定待测岩屑中的流体体积；
将待测岩屑中的流体进行蒸馏抽提，将抽提出来的流体放入细长玻璃管中进行CT扫描得到流体的灰度值分布；其中，所述抽提为利用加热使岩屑中的水蒸发，将水蒸汽冷凝下来进行收集，之后再利用溶剂把油抽提出来；细长玻璃管能够实现提取出来的流体放置其中后高度不低于2cm(优选2-3cm)；
根据得到的流体的灰度值分布以及得到的待测岩屑的灰度值分布图像，确定出待测岩屑中的流体体积；
将待测岩屑处理至不含流体状态后进行CT扫描得到待测岩屑骨架的灰度值分布图像，根据待测岩屑骨架的灰度值分布图像确定待测岩屑骨架的体积；
根据确定的待测岩屑的总体积和步骤4)确定的待测岩屑骨架的体积确定出待测岩屑孔隙体积；
利用确定的待测岩屑中的流体体积以及确定的待测岩屑的孔隙体积计算得到岩屑流体饱和度。
将岩屑处理至不含流体状态可以采用常规方式实现，例如可以采用将流体抽提后的岩屑进行烘干的方式实现。
本发明利用CT可以无损对样品及其内部流体进行扫描处理的特征，对含流体的岩屑进行CT扫描，之后再提取得到流体并进行CT扫描，通过流体灰度值分布以及含流体的岩屑进行CT扫描图像确定岩屑流体的体积。基于单独对流体进行CT扫描确定流体的灰度值分布范围对流体含量非常宽松，而本发明提供的技术方案对流体并进行CT扫描也只需要得到流体灰度值分布范围即可，不担心流体提取过程中由于散失等引起的体积计量误差，用流体的灰度值分布范围处理岩屑最开始的CT扫描数据，即可得到流体体积。进一步地，本发明还提供了一种岩屑流体饱和度的测定方法，利用本发明提供的测定岩屑中流体体积的方法测定出岩屑的流体体积，从而确定出岩屑中的流体饱和度。与现有技术相比，本发明提供的技术方案具备以下优势：
1、本发明提供的岩屑流体饱和度的测定方法大大节约了岩石物理研究的成本，岩屑可以直接进行流体饱和度测定，不需要再进行岩芯取样，对样品大小无要求，适用于各类岩屑测量。
2、本发明提供的技术方案先进行岩屑中流体信息获取，再进行流体提取处理，避免了流体提取过程中流体被试剂污染或者散失再进行测量造成的不准确。
3、本发明提供的技术方案能够简单便捷的获取岩屑流体体积和饱和度，能够有效利用国内外油田样品和数据，易于大范围推广使用。
4、本发明提供的技术方案首次提出将流体提取出来进行单独的CT扫描获取流体灰度分布范围，保证了结果的准确性。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种测定岩屑中流体体积的方法，其中，该方法包括：
1)对待测岩屑进行CT扫描得到待测岩屑的灰度值分布图像，灰度值分布范围为1-12360；
2)采用蒸馏抽提的方式将岩屑中的流体(油和水)提取出来(参照行业标准SY-T5336-2006进行)，具体地，利用加热使岩屑中的水蒸发，将水蒸汽冷凝下来进行收集，之后再利用溶剂四氯化碳把油抽提出来；将提取出来的油和水放置在细长玻璃管(玻璃管内径为5mm)中(提取出来的流体放置在细长玻璃管中高度在2cm-3cm)进行CT扫描，得到油和水的灰度值分布范围为1-4640；
3)根据步骤2)得到的流体的灰度值分布确定出步骤1)得到的待测岩屑的灰度值分布图像中属于流体的部分；进一步利用CT图像处理软件Avizo确定出待测岩屑的灰度值分布图像中属于流体的部分的像素个数即为待测岩屑的流体像素个数(约0.445×108个)，将扫描像素体积(2μm3)乘以待测岩屑的流体像素个数即可得到待测岩屑的流体体积，流体体积为0.089×109μm3。
实施例2
本实施例提供了一种测定岩屑流体饱和度的方法，其中，该方法包括：
A、利用实施例1提供的测定岩屑流体体积的方法确定待测岩屑中的流体体积；
B、确定待测岩屑的孔隙体积，具体地：B1利用CT图像处理软件Avizo确定步骤A中得到的待测岩屑的灰度值分布图像的像素个数即待测岩屑的总像素个数(约2.22×109个)，将扫描像素体积(2μm3)乘以待测岩屑的总像素个数得到待测岩屑的体积确定待测岩屑的总体积，岩屑的总体积为4.44×109μm3；B2将步骤A中流体提取后的岩屑放在烘箱里烘干后进行CT扫描得到待测岩屑骨架的灰度值分布图像，灰度值分布范围为大于4640小于等于12360，利用CT图像处理软件Avizo确定得到的待测岩屑骨架的灰度值分布图像的像素个数即待测岩屑骨架的像素个数(约2.11×109个)，将扫描像素体积(2μm3)乘以待测岩屑骨架的像素个数即可得到待测岩屑骨架的体积根据待测岩屑骨架的灰度值分布图像确定待测岩屑骨架的体积，岩屑骨架的总体积为4.22×109μm3；B3步骤B1确定的待测岩屑的总体积减去步骤B2确定的待测岩屑骨架的体积确定待测岩屑孔隙体积，测岩屑孔隙体积为2.2×108μm3；
C、利用步骤A确定的待测岩屑中的流体体积以及步骤B确定的待测岩屑的孔隙体积计算得到岩屑流体饱和度，岩屑流体饱和度为40.45％。