基于岩石CT扫描的断溶体表征方法、装置及系统与流程

基于岩石ct扫描的断溶体表征方法、装置及系统
技术领域
1.本发明属于石油地质勘探领域，具体地，涉及碳酸盐岩岩心尺度的一种基于岩石ct扫描的断溶体表征方法、表征装置及表征系统。


背景技术：

2.断溶体是地下碳酸盐岩层系一类特殊的油气赋存空间。目前对断溶体的刻画与表征主要通过地震资料进行各类属性分析，实现断裂与储集空间的刻画。由于地震资料品质及其分辨率的限制，依据地震资料进行断溶体的刻画与实际地质体之间存在差异，断溶体的外部形态描述、内部结构差异、矿物充填序列与储集空间特征具有不确定性。代表性的钻孔岩心样品为实现岩心尺度断溶体的精细表征提供了条件，但是目前缺乏相关研究。
3.现有的断溶体的刻画方法有很多，例如：(1)碳酸盐岩断溶体的刻画方法(cn107367757a)，(2)碳酸盐岩断溶体内部结构的表征方法(cn107390264a)，(3)一种基于断溶体相控的反演方法(cn110794476a)，(4)碳酸盐岩断溶体轮廓检测方法(cn107272065a)，(5)断溶体油气藏储层特性评价方法和装置(cn109752761a)，(6)火成岩复杂区碳酸盐岩断溶体地震数据成像方法及设备(cn109709605a)，(7)一种断溶体储层连通性的地震识别方法及装置(cn110007344a)。(1)-(7)都是基于三维地震数据体开展宏观尺度断溶体轮廓、内部结构、连通性等分析。
4.(8)碳酸盐岩断溶体的刻画方法及装置(cn110471107a)，(9)三维断溶体模型的制作方法(cn110488385a)。(8)-(9)都是基于正演模拟思路开展三维断溶体的结构特征数值模拟。
5.(10)断溶体应力模拟分析方法及应力分析模型(cn109635447a)，(11)断溶体油藏垂直断裂带剖面物理模型及其驱替实验装置(cn209457925u)，(12)含走滑段的断溶体沿断裂带剖面模型及其驱替实验装置(cn209439179u)。(10)-(12)都是通过物理模型开展断溶体模型的应力场、油藏驱替的实验研究。
6.(13)碳酸盐岩断溶体油藏洞穴测井综合评价方法(cn109061763a)，基于测井综合评价系统分析断溶体油藏洞穴类型、充填物类型与充填程度评价；(14)一种断溶体型油藏定量表征方法(cn110308487a)，以断溶体发育模式为指导结合地震预测成果建立油藏三维地质模型；(15)深层海相碳酸盐岩断溶体油气藏勘探方法(cn108646315a)，提出基于地震与地质综合分析开展断溶体油气藏勘探的思路方法。(16)一种断溶体油气藏洞穴型储层储量计算方法及装置(cn110007345a)，提供了一种计算断溶体油藏储量的计算方法；(17)用于碳酸盐岩断溶体油藏的立体开发方法(cn107083939a)，(18)用于碳酸盐岩断溶体油藏的注采井网构建方法(cn107191175a)。(17)-(18)都是与断溶体油藏开采的相关技术方法。
7.可见，针对“断溶体”这类特殊的地下地质体目前主要采用地震数据体进行宏观表征，但实际断溶体的面貌、充填特征等信息并无法获取。本发明，针对具有断溶体特征的岩心样品提供一种基于岩石ct扫描的断溶体表征技术为断溶体油气藏的勘探与开发提供重要参考。


技术实现要素：

8.本发明提供了一种岩心尺度的断溶体表征方法，通过该方法可分析断溶体的三维结构特征、断溶体内部的矿物充填序列与残余孔洞空间的关系、计算断溶体形成初期空间与胶结残余的孔洞空间体积分数，通过岩石ct扫描为断溶体地质模型建立提供直观影像，为断溶体油气藏的勘探与开发提供重要参考。
9.根据本发明的一个方面，提供一种基于岩石ct扫描的断溶体表征方法，包括：
10.采用工业ct对岩心样品进行全直径x射线扫描，获得三维灰度图像数据体，计算岩心样品的总体积v
bulk
；
11.基于断层面特征矿物与围岩的灰度差异，计算断面层矿物所限定的三维空间的体积v1；
12.基于残余孔洞空间与矿物之间的灰度差异，计算孔洞三维空间的体积v2；
13.计算断溶体的形成初期空间占比φ1、现今断溶体储油空间占比φ2和次生胶结物充填的空间占比φ3，完成岩心样品的断溶体表征。
14.进一步地，该方法还包括选择断裂带附近的具有断溶体特征的全直径岩心样品进行ct扫描。
15.进一步地，该方法还包括基于所述三维灰度图像数据体，建立断溶体内部的矿物充填序列。
16.进一步地，可以通过分析所述三维灰度图像数据体的二维灰度切片，利用灰度阀值识别断层面特征矿物、断溶体内部的次生胶结物与残余孔洞空间、断溶体外侧围岩，建立所述断溶体内部的矿物充填序列。
17.进一步地，所述初期空间占比为φ1(％)＝v1*100/v
bulk
，所述现今断溶体储油空间占比为φ2(％)＝v2*100/v
bulk
，次生胶结物充填的空间占比为φ3(％)＝(v1-v2)*100/v
bulk
。
18.进一步地，基于断层面特征矿物与围岩的灰度差异，提取断层面矿物的三维分布特征并可视化，作为断溶体发育的结构特征，用于计算断面层矿物所限定的三维空间的体积v1。
19.进一步地，基于残余孔洞空间与矿物之间的灰度差异，提取孔洞的三维分布特征并可视化，作为现今断溶体的储油空间，用于计算孔洞三维空间的体积v2。
20.根据本发明的另一方面，提供一种基于岩石ct扫描的断溶体表征装置，所述断溶体表征装置包括：
21.三维数据获取模块，用于获得岩心样品的三维灰度图像数据体；
22.总体积v
bulk
计算模块，用于计算岩心样品的总体积v
bulk
；
23.体积v1计算模块，基于断层面特征矿物与围岩的灰度差异，计算断面层矿物所限定的三维空间的体积v1；
24.体积v2计算模块，基于残余孔洞空间与矿物之间的灰度差异，计算孔洞三维空间的体积v2；
25.空间占比计算模块，计算断溶体的形成初期空间占比φ1、现今断溶体储油空间占比φ2和次生胶结物充填的空间占比φ3，完成岩心样品的断溶体表征。
26.根据本发明的另一方面，提供一种基于岩石ct扫描的断溶体表征装置，所述表征
装置包括：
27.存储器，存储有可执行指令；
28.处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的基于岩石ct扫描的断溶体表征方法。
29.根据本发明的另一方面，提供一种基于岩石ct扫描的断溶体表征系统，包括：
30.基于岩石ct扫描的断溶体表征装置；
31.工业ct装置，用于扫描岩心样品，并将扫描获得的三维灰度图像数据体发送至所述的断溶体表征装置。
32.本发明基于岩石ct扫描开展岩心尺度断溶体表征，有效实现岩心尺度断溶体的初始结构特征三维成像，并可分别计算初始空间占比、现今储油空间占比与次生胶结物空间占比，并为断溶体地质模型建立提供直观影像，为深入开展断溶体油气藏的勘探与开发提供了重要依据。
附图说明
33.通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
34.图1为根据本发明的基于岩石ct扫描的断溶体表征方法的流程图。
35.图2为根据本发明实施例的断溶体表征方法的流程图。
36.图3为根据本发明实施例的断溶体表征装置的示意图。
37.图4为根据本发明实施例的断溶体表征系统的示意图。
具体实施方式
38.下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
39.为有效表征岩心尺度断溶体，本发明提供一种基于岩石ct扫描的表征方法，为断溶体油藏的勘探与开发提供重要依据。
40.如图1所示，本发明的一种基于岩石ct扫描的断溶体表征方法，包括：
41.采用工业ct对岩心样品进行全直径x射线扫描，获得三维灰度图像数据体，计算岩心样品的总体积v
bulk
；
42.基于断层面特征矿物与围岩的灰度差异，计算断面层矿物所限定的三维空间的体积v1；
43.基于残余孔洞空间与矿物之间的灰度差异，计算孔洞三维空间的体积v2；
44.计算断溶体的形成初期空间占比φ1、现今断溶体储油空间占比φ2和次生胶结物充填的空间占比φ3，完成岩心样品的断溶体表征。
45.对断裂带附近钻井开展详细的岩心观察，在岩心尺度依据断裂特征、断层面矿物与次生胶结物识别具有断溶体属性的样品，进一步优选其中的代表性全直径岩心样品。
46.基于所述三维灰度图像数据体，建立断溶体内部的矿物充填序列。具体地，通过分析所述三维灰度图像数据体的二维灰度切片，利用灰度阀值识别断层面特征矿物、断溶体内部的次生胶结物与残余孔洞空间、断溶体外侧围岩，建立所述断溶体内部的矿物充填序列。
47.具体地，基于断层面特征矿物与围岩的灰度差异，提取断层面矿物的三维分布特征并可视化，以此作为断溶体发育的结构特征，计算断面层矿物所限定的三维空间的体积v1(cm3)；基于残余孔洞空间与矿物之间的灰度差异，提取孔洞的三维分布特征并可视化，以此作为现今断溶体的储油空间，计算孔洞三维空间的体积v2(cm3)。
48.接下来，计算断溶体的形成初期空间占比φ1(％)＝v1*100/v
bulk
，现今断溶体储油空间占比φ2(％)＝v2*100/v
bulk
，次生胶结物充填的空间占比φ3(％)＝(v1-v2)*100/v
bulk
。至此，完成一个岩心样品的断溶体表征。
49.本发明利用上述方法能有效地表征断溶体的三维空间结构特征、断溶体演化过程的体积消减参数，为断溶体油藏的勘探与开发提供重要参考。
50.为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
51.实施例1
52.如图2所示，本实施例采用以下技术方案：
53.(1)对断裂带附近钻井开展详细的岩心观察，在岩心尺度依据断裂特征、断层面矿物与次生胶结物识别具有断溶体属性的样品，进一步优选其中的代表性全直径岩心样品；
54.(2)采用工业ct对样品进行全直径x射线扫描，采集获得的三维数据体并形成灰度图像数据体，计算全直径岩心的总体积v
bulk
(cm3)；
55.(3)分析灰度图像数据体的二维灰度切片，利用灰度阀值识别断层面特征矿物、断溶体内部次生胶结物与残余孔洞空间、断溶体外侧围岩，建立断溶体内部的矿物充填序列；
56.(4)基于断层面特征矿物与围岩的灰度差异，提取断层面矿物的三维分布特征并可视化，以此作为断溶体发育的结构特征，计算断面层矿物所限定的三维空间的体积v1(cm3)；
57.(5)基于残余孔洞空间与矿物之间的灰度差异，提取孔洞的三维分布特征并可视化，以此作为现今断溶体的储油空间，计算孔洞三维空间的体积v2(cm3)；
58.(6)断溶体的形成初期空间占比φ1(％)＝v1*100/v
bulk
，现今断溶体储油空间占比φ2(％)＝v2*100/v
bulk
，次生胶结物充填的空间占比φ3(％)＝(v1-v2)*100/v
bulk
。
59.至此，完成一个岩心样品的断溶体表征。
60.实施例2
61.2019年6月，本实施例的方法开始在中石化无锡石油地质研究所开始使用，利用该方法对塔里木盆地顺北油气田奥陶系碳酸盐岩层系的断溶体样品进行了分析，效果良好。
62.基于岩石ct扫描开展岩心尺度断溶体的表征方法，依次包括以下步骤：选择代表性的具有断溶体特征的岩心样品，采用工业ct开展全直径岩石ct扫描获取三维灰度图像数据体并计算岩心样品总体积v
bulk
，利用灰度阀值识别断层面特征矿物并提取其三维分布特征，以此限定为断溶体形成初期的空间v1，利用灰度阀值提取残余孔洞空间三维分布特征
并限定为现今储油空间v2，据此计算断溶体的初始空间占比φ1(％)＝v1*100/v
bulk
，现今断溶体储油空间占比φ2(％)＝v2*100/v
bulk
，次生胶结物充填的空间占比φ3(％)＝(v1-v2)*100/v
bulk
。
63.实施例3
64.如图3所示，本公开实施例提供一种基于岩石ct扫描的断溶体表征装置，所述断溶体表征装置包括：
65.三维数据获取模块，用于获得岩心样品的三维灰度图像数据体；
66.总体积v
bulk
计算模块，用于计算岩心样品的总体积v
bulk
；
67.体积v1计算模块，基于断层面特征矿物与围岩的灰度差异，计算断面层矿物所限定的三维空间的体积v1；
68.体积v2计算模块，基于残余孔洞空间与矿物之间的灰度差异，计算孔洞三维空间的体积v2；
69.空间占比计算模块，计算断溶体的形成初期空间占比φ1、现今断溶体储油空间占比φ2和次生胶结物充填的空间占比φ3，完成岩心样品的断溶体表征。
70.三维数据获取模块获得的三维灰度图像数据体分别发送至总体积v
bulk
计算模块、体积v1计算模块和体积v2计算模块，分别用于计算岩心样品的总体积v
bulk
、断面层矿物所限定的三维空间的体积v1和孔洞三维空间的体积v2。空间占比计算模块利用岩心样品的总体积v
bulk
、断面层矿物所限定的三维空间的体积v1和孔洞三维空间的体积v2数据，分别计算断溶体的形成初期空间占比φ1(％)＝v1*100/v
bulk
，现今断溶体储油空间占比φ2(％)＝v2*100/v
bulk
，次生胶结物充填的空间占比φ3(％)＝(v1-v2)*100/v
bulk
，完成岩心样品的断溶体表征。
71.实施例4
72.如图4所示，本实施例提供一种基于岩石ct扫描的断溶体表征系统，包括：
73.基于岩石ct扫描的断溶体表征装置；
74.工业ct装置，用于扫描岩心样品，并将扫描获得的三维灰度图像数据体发送至所述的断溶体表征装置。
75.采用所述工业ct装置对岩心样品进行全直径x射线扫描，获得三维灰度图像数据体，并将结果发送至断溶体表征装置或者电子设备。
76.断溶体表征装置或者电子设备基于三维灰度图像数据体，分别用于计算岩心样品的总体积v
bulk
、断面层矿物所限定的三维空间的体积v1和孔洞三维空间的体积v2。并利用岩心样品的总体积v
bulk
、断面层矿物所限定的三维空间的体积v1和孔洞三维空间的体积v2数据分别计算断溶体的形成初期空间占比φ1(％)＝v1*100/v
bulk
，现今断溶体储油空间占比φ2(％)＝v2*100/v
bulk
，次生胶结物充填的空间占比φ3(％)＝(v1-v2)*100/v
bulk
，完成岩心样品的断溶体表征。
77.本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
78.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。