一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法及系统转让专利

申请号 : CN202011261788.3

文献号 : CN112461728B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 王兴建廖万平李卿武王崇名范彩伟高喜龙

申请人 : 成都理工大学

摘要 :

本发明公开了一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法及系统,其技术方案为:对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量,采用反距离加权插值法在剖面内和剖面间插值,得到岩心的插值三维体;计算各点对应的岩心孔喉半径,并根据统计结果得到岩心孔喉半径分布;同时,根据渗透率值的统计结果能够计算出全岩心渗透率值。本发明操作简单、人为因素影响小、安全,节约成本,提高了效率。

权利要求 :

1.一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法,其特征在于,对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量,采用反距离加权插值法在剖面内和剖面间插值,得到岩心的插值三维体;计算各点对应的岩心孔喉半径,并根据统计结果得到岩心孔喉半径分布;同时,根据渗透率值的统计结果能够计算出全岩心渗透率值;包括以下步骤:

选取已知全岩心孔隙度的待测量岩心,将其沿纵向等间距切割成多个岩心剖面,以获得相应个数的切面;以中间岩心剖面的一个顶角作为坐标原点建立三维坐标系,沿岩心剖面长度方向为x轴、宽度方向为y轴,以垂直于岩心剖面方向为z轴;

将相邻两个切面上同一位置测得的岩心渗透率值求均值后即为岩心剖面对应的渗透率值;

以中间剖面建立岩心剖面坐标系,计算单层剖面纵向插值和层间剖面横向插值;所述单层剖面纵向插值计算方法为:首先计算渗透率测量点到渗透率插值点的距离,之后利用任意相邻四个点进行反距离加权插值法计算插值点的渗透率值;所述层间剖面横向插值计算方法为:首先计算渗透率测量点到渗透率插值点的距离,之后利用相邻两剖面的八个点进行反距离加权插值法计算插值点的渗透率值;

对所测得的渗透率和插值得到的渗透率值进行异常剔除,按照孔喉半径计算公式计算出各点对应的岩心孔喉半径值,然后对正常范围内的数据值和个数进行统计得到岩心孔喉半径的分布;对正常范围内渗透率的数据值和个数进行统计,然后利用加权平均求出其全岩心渗透率值;

对正常范围内的数据进行处理,得到岩心孔喉半径分布及全岩心渗透率值。

2.根据权利要求1所述的一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法,其特征在于,将待测量岩心沿纵向等间距切割成三个岩心剖面;利用岩石扫描系统测量切面的渗透率。

3.一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定系统,其特征在于,包括:剖面渗透率测量模块,被配置为对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量;

插值三维体获取模块,被配置为采用反距离加权插值法在剖面内和剖面间插值,得到岩心的插值三维体;

岩心孔喉半径分布获取模块,被配置为计算各点对应的岩心孔喉半径,并根据统计结果得到岩心孔喉半径分布;

全岩心渗透率值计算模块,被配置为根据渗透率值的统计结果计算全岩心渗透率值;

包括以下步骤:

选取已知全岩心孔隙度的待测量岩心,将其沿纵向等间距切割成多个岩心剖面,以获得相应个数的切面;以中间岩心剖面的一个顶角作为坐标原点建立三维坐标系,沿岩心剖面长度方向为x轴、宽度方向为y轴,以垂直于岩心剖面方向为z轴;

将相邻两个切面上同一位置测得的岩心渗透率值求均值后即为岩心剖面对应的渗透率值;

以中间剖面建立岩心剖面坐标系,计算单层剖面纵向插值和层间剖面横向插值;所述单层剖面纵向插值计算方法为:首先计算渗透率测量点到渗透率插值点的距离,之后利用任意相邻四个点进行反距离加权插值法计算插值点的渗透率值;所述层间剖面横向插值计算方法为:首先计算渗透率测量点到渗透率插值点的距离,之后利用相邻两剖面的八个点进行反距离加权插值法计算插值点的渗透率值;

对所测得的渗透率和插值得到的渗透率值进行异常剔除,按照孔喉半径计算公式计算出各点对应的岩心孔喉半径值,然后对正常范围内的数据值和个数进行统计得到岩心孔喉半径的分布;对正常范围内渗透率的数据值和个数进行统计,然后利用加权平均求出其全岩心渗透率值;

对正常范围内的数据进行处理,得到岩心孔喉半径分布及全岩心渗透率值。

4.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑2任一项所述的全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法。

5.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑2任一项所述的全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法。

说明书 :

一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及石油开发技术领域,尤其涉及一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法及系统。

背景技术

[0002] 现在常有确定岩心孔喉半径分布的方法有两种,即CT扫描法和压汞法。CT扫描法又叫层析成像法,是发射X射线对岩心作旋转扫描,在每个位置可采集到一组一维的投影数
据,再结合旋转运动,就可得到许多方向上的投影数据;综合这些投影数据,经过迭代运算
就可以得到X射线衰减系数断面分布图,最后能得到岩心孔喉结构分布。
[0003] 水银注入到被抽真空的岩心内需要克服岩石孔隙对其的毛管阻力,因此注入水银的每一点压力就代表一个相应孔隙大小的毛管压力,在这个压力下进入孔隙系统的水银量
就代表这个相应的孔喉大小在这个系统中所联通的孔隙体积,然后根据压力、水银注入量
绘制曲线即得到岩石毛管压力曲线。
[0004] 发明人发现,上述两种方法均存在一定的缺陷,其中,CT扫描法的测量方法复杂,且费用较高;压汞法测量需要有毒的汞做介质,具有一定风险性,测量周期长,且对岩样具
有永久破坏性。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法及系统,操作简单、人为因素影响小、安全,节约成本,提高了效率。
[0006] 为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
[0007] 第一方面,本发明的实施例提供了一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法,对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量,采用反距离加权插值法在剖面
内和剖面间插值,得到岩心的插值三维体;计算各点对应的岩心孔喉半径,并根据统计结果
得到岩心孔喉半径分布;同时,根据渗透率值的统计结果能够计算出全岩心渗透率值。
[0008] 作为进一步的实现方式,包括以下步骤:
[0009] 选取已知全岩心孔隙度的待测量岩心,将其沿纵向等间距切割成多个岩心剖面,以获得相应个数的切面;
[0010] 将相邻两个切面上同一位置测得的岩心渗透率值求均值后即为岩心剖面对应的渗透率值;
[0011] 以中间剖面建立岩心剖面坐标系,计算单层剖面纵向插值和层间剖面横向插值;
[0012] 对所测得的渗透率和插值得到的渗透率值进行异常剔除,计算各点对应的岩心孔喉半径值;
[0013] 对正常范围内的数据进行处理,得到岩心孔喉半径分布及全岩心渗透率值。
[0014] 作为进一步的实现方式,将待测量岩心沿纵向等间距切割成三个岩心剖面;利用岩石扫描系统测量切面的渗透率。
[0015] 作为进一步的实现方式,以中间岩心剖面的一个顶角作为坐标原点建立三维坐标系,沿岩心剖面长度方向为x轴、宽度方向为y轴,以垂直于岩心剖面方向为z轴。
[0016] 作为进一步的实现方式,单层剖面纵向插值计算方法为:首先计算渗透率测量点到渗透率插值点的距离,之后利用任意相邻四个点进行反距离加权插值法计算插值点的渗
透率值。
[0017] 作为进一步的实现方式,层间剖面横向插值计算方法为:首先计算渗透率测量点到渗透率插值点的距离,之后利用相邻两剖面的八个点进行反距离加权插值法计算插值点
的渗透率值。
[0018] 作为进一步的实现方式,按照孔喉半径计算公式计算出各点对应的岩心孔喉半径值,然后对正常范围内的数据值和个数进行统计得到岩心孔喉半径的分布;对正常范围内
渗透率的数据值和个数进行统计,然后利用加权平均求出其全岩心渗透率值。
[0019] 第二方面,本发明实施例还提供了全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定系统,包括:
[0020] 剖面渗透率测量模块,被配置为对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量;
[0021] 插值三维体获取模块,被配置为采用反距离加权插值法在剖面内和剖面间插值,得到岩心的插值三维体;
[0022] 岩心孔喉半径分布获取模块,被配置为计算各点对应的岩心孔喉半径,并根据统计结果得到岩心孔喉半径分布;
[0023] 全岩心渗透率值计算模块,被配置为根据渗透率值的统计结果计算全岩心渗透率值。
[0024] 第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现所述的全岩心
渗透率及孔喉半径分布的确定方法。
[0025] 第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现所述的全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法。
[0026] 上述本发明的实施例的有益效果如下:
[0027] 本发明的一个或多个实施方式对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量,采用反距离加权插值法在剖面内和剖面间插值,得到一个岩心的插值三维体,然后根
据公式计算出各点对应的岩心孔喉半径,根据统计结果得到岩心孔喉半径分布;根据渗透
率值的统计和个数还可计算出全岩心渗透率值;
[0028] 相比于压汞法,解决了测量过程采用有毒汞做介质、时间周期长等问题,避免了产生安全风险;相比于CT扫描法,该方法操作简单,人为因素小,不仅节约了成本还提高了效
率。

附图说明

[0029] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
[0030] 图1是本发明根据一个或多个实施方式的流程图;
[0031] 图2是本发明根据一个或多个实施方式的全岩心剖面切割方式示意图;
[0032] 图3是本发明根据一个或多个实施方式的岩心剖面渗透率测量点分布图;
[0033] 图4是本发明根据一个或多个实施方式的岩心三维坐标系建立示意图;
[0034] 图5是本发明根据一个或多个实施方式的单层剖面四点插值示意图;
[0035] 图6是本发明根据一个或多个实施方式的层间剖面八点插值示意图。

具体实施方式

[0036] 应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常
理解的相同含义。
[0037] 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申请的示例性实施方式。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、器件、组件和/或它们的组合;
[0038] 为了方便叙述,本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描
述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,
因此不能理解为对本申请的限制。
[0039] 岩心孔喉半径分布:沟通孔隙之间狭窄通道的大小在岩石上的分布;
[0040] 渗透率:渗透率是指在一定压差下,岩石允许流体通过的能力。
[0041] 实施例一:
[0042] 本发明的实施例提供了一种全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法,如图1所示,对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量,采用反距离加权插值法在剖面
内和剖面间插值,得到岩心的插值三维体;计算各点对应的岩心孔喉半径,并根据统计结果
得到岩心孔喉半径分布;同时,根据渗透率值的统计结果能够计算出全岩心渗透率值。
[0043] 具体的,包括以下步骤:
[0044] 步骤一:岩心剖面制取:
[0045] 选取已知全岩心孔隙度的待测量岩心,如图2所示,将其沿纵向等间距切割成三个岩心剖面。
[0046] 步骤二:岩心剖面测量:
[0047] 本实施例采用美国AUTOSCAN‑Ⅱ型岩石扫描系统进行渗透率测量,其定位精度1mm,渗透率测定范围0.1mD—3000mD。
[0048] 如图3所示,待测量岩心切割后会有六个切面,将相邻两个切面上同一位置测得的岩心渗透率值求均值后即为剖面上对应的渗透率值,得到三个渗透率剖面。
[0049] 步骤三:建立岩心剖面坐标系:
[0050] 在本实施例中,切割形成矩形的岩心剖面,以中间岩心剖面左后方(以图4所示方向为参考)的顶角为坐标原点建立三维坐标系,沿岩心剖面长度方向为x轴,沿岩心剖面宽
度方向为y轴,三个剖面左后方顶角在沿z轴分布。
[0051] 步骤四:反距离加权插值:
[0052] (1)单层剖面纵向插值如图5所示:
[0053] 设岩心剖面上有n个点,岩心剖面数为a=1,2,3,坐标为 渗透率测点值为 其中i=1,2,3…,n,待插值点坐标Q(xQ,yQ,zQ),插值点渗透率值HQ。
[0054] 渗透率测量点 到渗透率插值点Q(xQ,yQ,zQ)的距离:
[0055]
[0056] 式(1)中, 表示剖面a上第i个点渗透率测量点横坐标; 表示剖面a上第i个点渗透率测量点纵坐标;xQ表示渗透率插值点横坐标;yQ表示渗透率插值点二维纵坐标;zQ表
示渗透率插值点三维纵坐标;diQ表示渗透率插值点到已知点的距离。
[0057] 利用相邻四个点进行反距离加权插值法计算插值点Q(xQ,yQ,zQ)的渗透率值:
[0058]
[0059] 式(2)中, 表示渗透率测量值,mD;diQ表示测量点到插值点之间的距离,m;HQ表示插值的透率值,mD。
[0060] 根据插值点Q横纵坐标的变化可多次计算插值点渗透率的值。
[0061] (2)层间剖面横向插值如图6所示:
[0062] 渗透率测量点 到渗透率插值点Q(xQ,yQ,zQ)的距离:
[0063]
[0064] 式(3)中, 表示剖面a上第i个点渗透率测量点横坐标; 表示剖面a上第i个点渗透率测量点纵坐标; 表示剖面a上第i个点渗透率测量点纵坐标;xQ表示渗透率插值点
横坐标;yQ表示渗透率插值点纵坐标;zQ表示渗透率插值点横坐标;d′iQ表示渗透率插值点
到剖面已知点的距离。
[0065] 利用相邻两剖面的八个点进行反距离加权插值法计算插值点Q(xQ,yQ,zQ)的渗透率值HQ:
[0066]
[0067] 其中,(i≠3n)同时a≤2根据插值点Q横纵坐标的变化可多次计算插值点渗透率的值。
[0068] 式(4)中, 表示渗透率测量值,mD;d′iQ表示剖面一测量点到插值点之间的距离,m;d″iQ表示剖面二测量点到插值点之间的距离,m;HQ表示插值的透率值,mD。
[0069] 上述只对剖面一二进行插值,剖面二三之间原理相同,此处不再赘述。
[0070] 步骤五:孔喉半径分布统计与全岩心渗透率值计算:
[0071] 对所测得的渗透率和插值得到的渗透率值进行正常保留异常剔除,按照孔喉半径计算公式计算出各点对应的岩心孔喉半径值,然后对正常范围内的数据值和个数进行统计
得到岩心孔喉半径的分布:
[0072]
[0073] 式(5)中,r表示孔喉平均半径,μm;K表示渗透率值;Ψ表示已知全岩心孔隙度,%。
[0074] 对正常范围内渗透率的数据值和个数进行统计,然后利用加权平均求出其全岩心渗透率值:
[0075]
[0076] 式(6)中,表示全岩心渗透率值,mD;kn表示渗透率值,mD;jn表示各渗透率值个数。
[0077] 本实施例利用剖面渗透率插值方法研究孔喉半径分布,不仅操作简单、人为因素影响小、安全、还节约了成本,提高了效率。
[0078] 实施例二:
[0079] 本发明实施例还提供了全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定系统,包括:
[0080] 剖面渗透率测量模块,被配置为对已知全岩心孔隙度的待测岩心进行剖面渗透率测量;
[0081] 插值三维体获取模块,被配置为采用反距离加权插值法在剖面内和剖面间插值,得到岩心的插值三维体;
[0082] 岩心孔喉半径分布获取模块,被配置为计算各点对应的岩心孔喉半径,并根据统计结果得到岩心孔喉半径分布;
[0083] 全岩心渗透率值计算模块,被配置为根据渗透率值的统计结果计算全岩心渗透率值。
[0084] 实施例三:
[0085] 本实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现实施例一所述的全岩心渗透
率及孔喉半径分布的确定方法。
[0086] 实施例四:
[0087] 本实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现实施例一所述的全岩心渗透率及孔喉半径分布的确定方法。
[0088] 以上实施例二‑四中涉及的各步骤与方法实施例一相对应,具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集
的单个介质或多个介质;还应当被理解为包括任何介质,所述任何介质能够存储、编码或承
载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
[0089] 本领域技术人员应该明白,上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储
在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们
中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和
软件的结合。
[0090] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修
改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。