一种基于数字岩心的岩石电性参数获取方法及装置制造方法及图纸

公开了一种基于数字岩心的岩石电性参数获取方法及装置。该方法包括以下步骤：1)对岩心样本进行CT扫描，获取所述岩心样本的灰度图像并构建三维数字岩心；2)基于所述三维数字岩心提取岩心孔隙半径分布；3)基于所述三维数字岩心计算X、Y、Z方向的连通孔隙度；4)基于岩心孔隙半径分布和连通孔隙度表征孔隙空间流体分布；5)基于连通孔隙空间流体分布计算岩石孔隙空间的迂曲度，包括饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度以及含油岩石孔隙空间迂曲度；6)计算完全饱和地层水时的地层因素值；7)计算不同含水饱和度下的电阻增大系数。本发明专利技术可以解决针对致密砂岩等岩心驱替困难的岩石驱替不动而难以获取岩石电性参数的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字岩心的岩石电性参数获取方法及装置
本专利技术涉及石油勘探开发中的测井
，更具体地，涉及一种基于数字岩心的岩石电性参数获取方法及装置。
技术介绍
以阿尔奇公式为基础、从岩石简化的等效模型(雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释[M].华东:石油大学出版社,2007)出发，国内外学者给出了相同的岩石电性参数相关定量计算公式：其中，F—岩石地层因素；R0—岩石完全饱和地层水时的电阻率；Rw—地层水电阻率；Lw—电流通过等效孔道的长度；L—岩样长度；φ—有效孔隙度；τ—饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度；RI—电阻增大系数；Sw—含水饱和度；Rt—含油岩石电阻率；L'w—含油气砂岩导电孔隙的等效体积长度；τ'—含油岩石孔隙空间迂曲度。国内外学者大都基于实验压汞资料、测井资料等方式获取地层因素F和电阻增大系数RI。当前以致密砂岩为代表的非常规储层成为油气勘探的接替领域，但由于致密砂岩岩心致密，孔隙结构差，岩心驱替困难导致现有的技术手段难以准确获取岩石电性参数。随着计算机技术的发展，可以根据岩石微观结构信心重建反映岩石真实孔隙空间的三维数字岩心，数字岩心的基本原理是基于二维扫描电镜图像或三维CT扫描图像，运用计算机图像处理技术，通过一定的算法完成数字岩心重构。三维数字岩心借助于数值算法可以进行岩石物理实验模拟可以弥补传统手段诸多的不足。国外学者(ClennellMB.Tortuosity:aguidethroughthemaze[J].GeologicalSocietyofLondonSpecialPublications,1997,122(1):299-344.NakashimaY,WatanabeY.EstimateoftransportpropertiesofporousmediabymicrofocusX-raycomputedtomographyandrandomwalksimulation[J].WaterResourcesResearch,2002,38(38):8-1.TobochnikJ,LaingD,WilsonG.Random-walkcalculationofconductivityincontinuumpercolation.[J].PhysicalReviewA,1990,41(6):3052-3058.)在数字岩心的基础上，采用随机有方法获取了岩石的岩电参数。对于致密砂岩一方面研究的量相对较少，另一方面研究的精度也不能满足要求。专利技术人发现，现有的岩电计算公式仅仅只考虑了迂曲度和电性参数之的影响，没有考虑孔喉半径。迂曲度相同，孔喉半径不同岩石的电性响应也不一样。因此，有必要开发一种综合考虑迂曲度及孔隙孔道半径等因素推导岩心岩石电性参数的方法。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
当前以致密砂岩为代表的非常规储层成为油气勘探的接替领域，但由于致密砂岩岩心致密，孔隙结构差，岩心驱替困难给传统的技术手段获取岩石电性参数带来了巨大挑战。岩石电性参数不仅取决于孔隙空间的迂曲度还与孔隙孔道半径密切相关。基于X射线CT扫描的三维数字岩心提供了一种获取岩石电性参数的新思路，能够克服现有方法的缺点和不足。根据本专利技术的一方面，提出一种岩石电性参数获取方法。该方法可以包括以下步骤：1)对岩心样本进行CT扫描，获取所述岩心样本的灰度图像并构建三维数字岩心；2)基于所述三维数字岩心提取岩心孔隙半径分布；3)基于所述三维数字岩心计算X、Y、Z方向的连通孔隙度；4)基于岩心孔隙半径分布和连通孔隙度表征孔隙空间流体分布；5)基于连通孔隙空间流体分布计算岩石孔隙空间的迂曲度，包括饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度以及含油岩石孔隙空间迂曲度；6)计算完全饱和地层水时的地层因素值；7)计算不同含水饱和度下的电阻增大系数。步骤3)中基于所述三维数字岩心计算X方向的连通孔隙度包括以下子步骤：3.1)对三维数字岩心数据体中的每一个像素进行26邻域扫描，将所扫描到的与该像素相同的像素归为一类直到搜索至X平面的两个边界为止，同一类的像素组成的路径形成一个连通区域，依次将每一个独立的连通区域行标记，按次序设置标记符1,2,3…n，n表示所述数据体中所具有的连通区域数目；3.2)判断三维数字岩心X方向上的两个边界面是否有相同的标记符，假如存在相同的标记符i,j…m(1≤i,j…m≤n)，则此数字岩心在X方向具有连通区域i,j…m；3.3)连通区域i,j…m内的所有孔隙像素之和与三维数字岩心数据体大小的比值即为X方向的连通孔隙度，采用与X方向相同的连通孔隙度计算方法计算Y、Z方向的连通孔隙度。优选地，通过对岩石的连通孔隙空间做开运算来表征连通孔隙空间流体分布。优选地，通过统计在连通孔隙空间中做布朗运动的粒子在不同时刻的平均自由程来计算连通孔隙空间的迂曲度。优选地，通过如下公式计算饱和地层水时的地层因素值F：其中，Ro表示饱和地层水时的电阻率，Rw表示地层水电阻率，τ表示饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度，r表示平均岩心孔隙半径，φ表示连通孔隙度。优选地，通过如下公式计算不同含水饱和度下的电阻增大系数：其中，Rt表示含油岩石电阻率，Ro表示饱和地层水时的电阻率，τ'表示含油岩石孔隙空间迂曲度，τ表示饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度，Sw表示含水饱和度,φ表示连通孔隙度，φ'表示等效含水体积。根据本专利技术的另一方面，提出一种岩石电性参数获取装置。该装置包括存储器、处理器以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以下步骤：1)对岩心样本进行CT扫描，获取所述岩心样本的灰度图像并构建三维数字岩心；2)基于所述三维数字岩心提取岩心孔隙半径分布；3)基于所述三维数字岩心计算X、Y、Z方向的连通孔隙度；4)基于岩心孔隙半径分布和连通孔隙度表征孔隙空间流体分布；5)基于连通孔隙空间流体分布计算岩石孔隙空间的迂曲度，包括饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度以及含油岩石孔隙空间迂曲度；6)计算完全饱和地层水时的地层因素值；7)计算不同含水饱和度下的电阻增大系数。优选地，步骤3)中基于所述三维数字岩心计算X方向的连通孔隙度包括以下子步骤：3.1)对三维数字岩心数据体中的每一个像素进行26邻域扫描，将所扫描到的与该像素相同的像素归为一类直到搜索至X平面的两个边界为止，同一类的像素组成的路径形成一个连通区域，依次将每一个独立的连通区域行标记，按次序设置标记符1,2,3…n，n表示所述数据体中所具有的连通区域数目；3.2)判断三维数字岩心X方向上的两个边界面是否有相同的标记符，假如存在相同的标记符i,j…m(1≤i,j…m≤n)，则此数字岩心在X方向具有连通区域i,j…m；3.3)连通区域i,j…m内的所有孔隙像素之和与三维数字岩心数据体大小的比值即为X方向的连通孔隙度，采用与X方向相同的连通孔隙度计算方法计算Y、Z方向的连通孔隙度。优选地，通过对岩石的连通孔隙空间做开运算来表征连通孔隙空间流体分布。优选地，通过统计在连通孔隙空间中做布朗运动的粒子在不同时刻的平均自由程来计算连通孔隙空间的迂曲度。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字岩心的岩石电性参数获取方法，其特征在于，所述岩石电性参数获取方法包括以下步骤：1)对岩心样本进行CT扫描，获取所述岩心样本的灰度图像并构建三维数字岩心；2)基于所述三维数字岩心提取岩心孔隙半径分布；3)基于所述三维数字岩心计算X、Y、Z方向的连通孔隙度；4)基于岩心孔隙半径分布和连通孔隙度表征孔隙空间流体分布；5)基于连通孔隙空间流体分布计算岩石孔隙空间的迂曲度，包括饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度以及含油岩石孔隙空间迂曲度；6)计算完全饱和地层水时的地层因素值；7)计算不同含水饱和度下的电阻增大系数。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字岩心的岩石电性参数获取方法，其特征在于，所述岩石电性参数获取方法包括以下步骤：1)对岩心样本进行CT扫描，获取所述岩心样本的灰度图像并构建三维数字岩心；2)基于所述三维数字岩心提取岩心孔隙半径分布；3)基于所述三维数字岩心计算X、Y、Z方向的连通孔隙度；4)基于岩心孔隙半径分布和连通孔隙度表征孔隙空间流体分布；5)基于连通孔隙空间流体分布计算岩石孔隙空间的迂曲度，包括饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度以及含油岩石孔隙空间迂曲度；6)计算完全饱和地层水时的地层因素值；7)计算不同含水饱和度下的电阻增大系数。2.根据权利要求1所述的基于数字岩心的岩石电性参数获取方法，其特征在于，步骤3)中基于所述三维数字岩心计算X方向的连通孔隙度包括以下子步骤：3.1)对三维数字岩心数据体中的每一个像素进行26邻域扫描，将所扫描到的与该像素相同的像素归为一类直到搜索至X平面的两个边界为止，同一类的像素组成的路径形成一个连通区域，依次将每一个独立的连通区域行标记，按次序设置标记符1,2,3…n，n表示所述数据体中所具有的连通区域数目；3.2)判断三维数字岩心X方向上的两个边界面是否有相同的标记符，假如存在相同的标记符i,j…m(1≤i,j…m≤n)，则此数字岩心在X方向具有连通区域i,j…m；3.3)连通区域i,j…m内的所有孔隙像素之和与三维数字岩心数据体大小的比值即为X方向的连通孔隙度，采用与X方向相同的连通孔隙度计算方法计算Y、Z方向的连通孔隙度。3.根据权利要求1所述的基于数字岩心的岩石电性参数获取方法，其特征在于，通过对岩石的连通孔隙空间做开运算来表征连通孔隙空间流体分布。4.根据权利要求1所述的基于数字岩心的岩石电性参数获取方法，其特征在于，通过统计在连通孔隙空间中做布朗运动的粒子在不同时刻的平均自由程来计算连通孔隙空间的迂曲度。5.根据权利要求1所述的基于数字岩心的岩石电性参数获取方法，其特征在于，通过如下公式计算饱和地层水时的地层因素值F：其中，Ro表示饱和地层水时的电阻率，Rw表示地层水电阻率，τ表示饱和地层水岩石孔隙空间迂曲度，r表示平均岩心孔隙半径，φ表示连通孔隙度。6.根据权利要求1所述的基于数字岩心的岩石电性参数获取方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔强夫，胡松，胡瑶，路菁，李军，王晓畅，于文芹，刘志远，张爱芹，金武军，南泽宇，武清钊，苏俊磊，张军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11