一种基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法与流程

1.本发明涉及油田进行水驱油微观物理模拟实验技术领域，具体涉及一种基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法。


背景技术：

2.油气田开发过程中采用微观模型进行水驱、化学驱、微生物驱油等不同驱替方式和不同驱替条件下的微观驱油实验后，需要对剩余油饱和度情况进行分析，确定不同位置驱油效率的大小，进而明确驱油效果和驱替特征，为三次采油优化挖潜技术提供决策依据。目前，驱油效率(场)获取和分析方法存在的问题是：(1)基于微观模型的剩余油饱和度分析只能获取整个微观模型中原油被驱替后的剩余油饱和度，而没有实现对模型中局部不同位置处的饱和度进行定量评价，无法形成驱油效率的分布场；(2)基于多孔介质式样的微ct测试图像计算的含油饱和度分布方法，微ct进行流体识别的精度取决于流体间的密度差是否显著及样品的尺寸大小，对于尺寸稍大或流体密度差别不大的情形，流体识别精度低，无法准确进行剩余油饱和度分布分析，无法生成驱油效率场；(3)基于室内三维物理模拟实验的剩余油饱和度分布分析，该方法需要对实验驱替后的模型进行分层划分网格后进行油砂取样，然后进行分点测量含油饱和度，进而生成含油饱和度场，方法操作复杂，误差大且需要修正，也无法实现微小区域内的剩余油饱和度检测，不能形成驱油效率分布场。
3.中国发明专利cn104121017b公开了一种三维模拟油藏剩余油饱和度的测量方法及装置，该发明对实验驱替后的三维油藏模型分层划分网格并在相应位置处取油砂样，然后采用发明专利涉及的装置进行干馏法测定所有油砂样的含油和含水饱和度，采用饱和度场生成软件生成三维的含油饱和度场。
4.中国专利申请cn 109916934 a公开了一种基于微ct测试图像灰度数据计算多孔介质内三相饱和度的方法，对驱替过程后岩心ct扫描，获得驱替后岩心的灰度值，根据实验的出水量、出油量以及岩心本身的物理特性，计算三相饱和度。分别测试抽真空、饱和水和饱和油时岩心的灰度值，获得水、油、岩石的灰度值，整个岩心灰度值有水、油和岩石灰度值及含量决定，通过计算得到岩心中的各个组成的含量，从而得到含油和含水饱和度。
5.中国发明专利cn 104675394 b公开了一种非均质底水油气藏三维物理模拟实验装置及饱和度确定方法。通过对非均质多层平板边底水模型分层布入电极，实验过程中测试不同驱替倍数时，不同部位电极的电阻率数据，利用阿尔奇公式计算含水饱和度，间接得到含油饱和度的分布。
6.中国专利申请cn 111192317 a公开了一种微米尺度平面孔隙网络内气液驱替图像的饱和度获取方法。包括以下步骤：1)获取平面孔隙网络模型图像的黑白二值图像；2)裁剪黑白二值图中入口和出口区域，统计图像中白色区域像素数，获得白色区域总面积；3)将平面孔隙网络气相驱替形态图像通过阈值分割生成黑白二值图并裁剪掉入口和出口区域；4)统计黑白二值待测图像中白色区域像素数获得白色区域总面积，对比校验图像与黑白二
值待测图像，获得气液两相流动区域翔太图像从而计算气相饱和度和液相饱和度以及驱替流量。
7.目前，仍需要一种步骤简单、准确性高且可视化的基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法。


技术实现要素：

8.本发明主要目的在于提供一种基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法，本发明针对大尺寸平面孔隙网络微观模型行进行水驱油物理模拟实验过程中的可视化图像，采用图像分析技术进行油相识别、图像分割、图像分区块油相像素定量分析方法，利用驱替平衡时不同区块剩余的油相的像素数量与该块初始图像对应的饱和油相的像素数量的比值，统计数据计算各区块驱油效率，进而生成驱油效率场。克服了传统剩余油饱和度分析借助于微ct、电极或取样等复杂方法对剩余油饱和度的间接测定且无法对模型不同部位局部剩余油饱和度进行准确分析的局限性，直接对可视化的孔隙网络级的微观驱油图像进行划分网格，分区块对统计初始图像和分析图像对应区块的油相的像素数量，分别计算每个区块的驱油效率，进而生成驱油效率场，具有直观可靠和实施性强的优势。
9.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
10.本发明提供一种基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法，其包括以下步骤：对大尺寸微观模型饱和油后进行原始图像、大尺寸微观模型水驱油平衡时刻驱油效果的微观图像进行预处理，分别得初始图像和分析图像；对所得初始图像和分析图像按照相同的规则进行网格划分；初始图像和分析图像对应网格区块中油相像素数量获取；计算每个网格区块驱油效率；统计每个网格中心坐标和区块驱油效率值，绘制大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场图。
11.进一步地，图像预处理包括图像裁剪、图像质量改善、图像特征提高、图像阈值分割和图像二值化。
12.更进一步地，采用图像裁剪方法截取微观模型中有效孔隙网络部分，作为图像预处理的roi区域。
13.更进一步地，图像质量改善包括对图像roi区域采用高斯滤波的方法去除图像噪点；图像特征提高包括采用高通滤波的方式增强边缘高频信息，增强图像的对比度和清晰度。
14.进一步地，大尺寸微观模型水驱油平衡时刻驱油效果的微观图像中，所述水驱油平衡时刻为微观模型内剩余油的分布稳定且模型出口端不再出油的时刻。
15.进一步地，进行网格划分时要求初始图像和分析图像划分网格的大小和数量一致且网格的坐标一一对应。
16.进一步地，每个网格区块驱油效率为每个网格中分析图像中油相像素数量与初始图像中对应的油相像素数量的比值。
17.进一步地，通过图像阈值分割提取初始图像和分析图像中对应的每个网格内油相像素数量。
18.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
19.本发明利用图像分析技术对比分析饱和油时的原始驱油图像和驱油平衡时的微
观图像，通过对初始图像和分析图像进行分区块驱油效率定量评价，获得了不同驱替部位驱油效率的分布，实验分析结果可视化，对驱油效果和驱油特征的评价更可靠直观，为三次采油优化挖潜技术提供了决策依据。
20.本发明方法无需借助于ct和电阻率测试等间接测试的装置，方法操作简单，所得结果可靠性和精度较高。
附图说明
21.图1为本发明实施例1所述大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法流程示意图；
22.图2为大尺寸微观模型饱和油示意图；
23.图3为经过图像预处理的初始图像；
24.图4为驱油平衡时图像；
25.图5为驱油平衡图经过图像预处理的分析图像；
26.图6为初始图像和分析图像进行网格划分后示意图；
27.图7为驱油平衡时分析图像的驱油效率场图。
具体实施方式
28.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
29.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
30.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
31.实施例1
32.如图1所示，所述基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法，包括以下步骤：
33.步骤一：对大尺寸微观模型(10cm
×
10cm)饱和油后用工业相机拍摄原始图像(如图2所示)，对原始图像进行预处理。
34.获取大尺寸微观模型水驱油平衡时刻驱油效果的微观图像(如图4所示)，所述水驱油平衡时刻为微观模型内剩余油的分布稳定且模型出口端不再出油的时刻。
35.对原始图像进行预处理具体过程为：(1)图像裁剪，采用图像裁剪方法截取微观模型中有效孔隙网络部分，作为图像预处理的roi区域(region of interest)；(2)图像质量改善，对图像roi区域采用高斯滤波的方法去除图像噪点；(3)图像特征提高，通过高通滤波的方式增强图像边缘高频信息，增强图像的对比度和清晰度；(4)图像阈值分割及二值化，采用阈值分割方法识别出图像中的油相，生成roi区域的黑白二值图，对roi区域利用油相与水相和岩石骨架颜色的差异进行边缘检测和边缘分割，最终形成roi区域的黑白二值图，
油相为黑色，其余区域为白色，作为初始图像(如图3所示)。
36.对水驱油平衡时刻图像进行预处理过程同对原始图像进行预处理的步骤，经过图像裁剪、图像质量改善、图像特征提高、图像阈值分割及二值化后，获得水驱油平衡时roi区域的黑白二值图，油相为黑色，其余区域为白色，作为分析图像，如图5所示。
37.步骤二：分别对初始图像和分析图像按照相同规则进行网格划分，计算每个网格处对应的驱油效率。进行网格划分时要求初始图像和分析图像划分网格的大小和数量一致且网格的坐标一一对应。
38.如图6所示，通过阈值分割进行每个网格中油相进行识别，初始图像某网格中像素数量为n(x,y)，分析图像中对应网格像素数量为n’(x，y),其中(x，y)为用像素表示的网格中心的坐标，坐标原点为左下角。
39.初始图像和分析图像对应网格的驱油效率e(x，y)＝n(x，y)/n’(x,y)。
40.步骤三：在步骤二基础上，统计分析大尺寸微观模型有效渗流区域内每个网格区块对应的驱油效率，利用统计数据制成驱油效率场图，采用克里金插值法对网格中间区域进行插值绘图，所得结果如图7所示。
41.本发明实施例的一种基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法，针对大尺寸微观模型水驱油实验过程中的饱和油原始图像和水驱油平衡时的图像进行图像处理和分析，无需借助于ct和电阻率测试等间接测试的装置，方法操作简单且可视化，使得可靠性和精度较高。通过对初始图象和分析图像进行网格划分，借助图像处理分析技术实现了大尺寸模型有效渗流区域内局部不同部位驱油效率的定量计算，从而形成了大尺寸微观模型水驱油平衡时的驱油效率场。鉴于上所述，该方法是一种实现了基于大尺寸微观模型水驱油实验的驱油效率场的分析方法。以上所述的具体实施例，对于本发明的目的、技术方案进行了进一步详细说明。经过多次验证，该基于大尺寸微观模型的水驱油实验的驱油效率场分析方法，可以用于油田开发过程中采用微观模型进行水驱、化学驱、微生物驱油等不同驱替方式和不同驱替条件下的微观驱油实验后，需要对剩余油饱和度情况进行分析，确定不同位置驱油效率大小，进而明确驱油效果和驱替特征，为三次采油优化挖潜技术提供决策依据。
42.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。