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技术

本发明专利技术公开一种基于微CT测试图像灰度数据计算多孔介质内三相饱和度的方法，在实验室研究中，对多孔介质试样进行抽真空、饱水、饱油处理后，利用CO2流体开展三相驱替实验。利用微CT设备对每个实验步骤后的多孔介质试样进行扫描，获得实验各个步骤后的多孔介质试样的微CT图像，通过对微CT测试图像灰度值的数据处理并结合相关实验测试数据，可以计算出多孔介质内油、气、水三相饱和度数值。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术专利涉及利用微CT测试图像灰度数据计算多孔介质内三项饱和度的方法，针对CO2在油/水共存多孔介质中的驱替实验过程，利用微CT测试图像灰度值及相关实验数据计算多孔介质内油/气/水三相饱和度分布的新方法，所属微CT测试图像数据处理领域。
技术介绍
在利用CO2强化原油采收率的实验室研究中，能够准确获取CO2在油/水共存多孔介质驱替过程中油、气、水的三相饱和度参数非常重要。在实验室研究中，对多孔介质试样进行抽真空、饱水、饱油处理后，利用CO2流体开展三相驱替实验。利用微CT设备对每个实验步骤后的多孔介质试样进行扫描，获得实验各个步骤后的多孔介质试样的微CT图像，通过对微CT测试图像灰度值的数据处理并结合相关实验测试数据，可以计算出多孔介质内油、气、水三相饱和度数值。
技术实现思路
本方法解决技术问题所采用的技术方案是：在采用CO2驱油实验过程中，我们需要对岩样进行抽真空、饱水、饱油后进行CO2流体驱替操作。对每个实验过程后的岩心进行CT扫描，获得各个实验过程后岩心的灰度值。再根据实验过程中获得的出水量、出油量，以及岩心本身的一些物理特性，就可以计算出三相饱和度。由于利用CTrock、CTgas、CTwater和CTrock分别代表岩石、岩心内气相、水相和油相的灰度值，岩心内三相饱和度分布的计算过程如下：(由于气相密度很小，假设CTgas＝0)。抽真空结束时的灰度值CTdry为：CTdry＝(1-φ)CTrock+φCTgas(1)在干扫时岩样中由非孔隙岩石组分和空隙内的气体组分组成。其中φ为岩心的孔隙度，为已知量。饱水结束的灰度值CTwet为：CTwet＝(1-φ)CTrock+φCTwater(2)在岩心饱水之后，岩样中的灰度值由非空隙岩石和空隙内的去离子水组成。联立(1)、(2)可得水相的灰度值：饱油结束后CT测试获得的油、水两相共存岩心的灰度值CToil+water可由(4)式表示(其中Sw、Soil分别代表水相与油相饱和度)：CToil+water＝CTdry+φSwCTwater+φSoCToil(4)上式中Soil,Sw可以根据实验前后对岩心重量变化的实验测试数据获得，其计算公式为(式中mwet为饱水后岩心重量，moil+water为饱油后岩心重量,ρwater为水相密度，ρoil为油相密度，V为岩心的孔隙体积)：而水相饱和度则可由(6)式计算：Sw＝1-So(6)联立(1)(2)(3)(4)(5)(6)，可由(7)式可计算出油相的灰度值CToil：开展CO2流体驱替实验，实验结束后的岩心试样为水、气、油三相共存的多孔介质，此时利用微CT设备对岩心试样进行扫描，获得其灰度值CToil+water+gas。其值可由(8)式所示关系表示(假设CTgas＝0):CToil+water+gas＝CTdry+φSwCTwater+φSoCToil(8)如(9)式所示，(8)式中的油相饱和度So可由岩心中总含油量(mtotoil)减去驱替实验中采出的油相质量(mprodoil)获得(式中ρoil为油相密度):将(9)式代入(8)式即可获得岩心试样中的水相饱和度Sw:进而，由式(11)可求得岩心试样中的气相饱和度Sg：Sg＝1.0-Sw-Soil(11)基于以上方法，即可利用微CT测试获得的岩心灰度数值求出多孔介质内的三相饱和度数据。各个符号的物理意义及单位列表如下：V——岩样中空隙的总体积，mlφ——岩样的孔隙度，％CTrock——岩样骨架的灰度值CTdry——干岩样的灰度值CTwet——饱水岩样的灰度值CToil+water——饱油岩样的灰度值CToil+water+gas——气体驱替完成时岩样的灰度值CTgas——气相的灰度值CTwater——水相的灰度值CToil——油相的灰度值Sw——水相饱和度，％Sg——气相的饱和度，％So——油相的饱和度，％mwet——饱水完成后，岩样的质量，gmoil+water——饱油完成后，岩样的质量，gρwater——水的密度，g/mlρoil——油的密度，g/mlmtotoil——饱油结束后岩心中总油相质量，gmprodoil——气体驱采出的油相质量，g具体实施方式在CO2流体三相驱替过程中，我们对岩心试样，顺序采取抽真空、饱水、饱油、CO2驱替的步骤来模拟真实地下储油岩层的开采方式，在每个步骤结束之后进行扫描一次，并测得每个过程岩心的灰度值数据。本计算方法的中心思想是：针对同一个岩心试样，在实验的不同阶段分别获得气相、水相与油相的灰度值数据，这样可以避免由于试样不同带来的灰度值测试误差，进而可以精确获得岩心驱替过程中水、气、油三相的饱和度数据。以上实施方案仅用于说明而非限制本专利技术专利的技术方案。不脱离本专利技术专利精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本专利技术专利的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.所述的一种基于微CT测试图像灰度数据计算多孔介质内三相饱和度的方法，条件为对岩样进行抽真空、饱水、饱油后进行CO2流体驱替操作；对每个实验过程后的岩心进行CT扫描，获得各个实验过程后岩心的灰度值；再根据实验过程中获得的出水量、出油量，以及岩心本身的一些物理特性，就可以计算出三相饱和度。

【技术特征摘要】
1.所述的一种基于微CT测试图像灰度数据计算多孔介质内三相饱和度的方法，条件为对岩样进行抽真空、饱水、饱油后进行CO2流体驱替操作；对每个实验过程后的岩心进行CT扫描，获得各个实验过程后岩心的灰度值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜东兴，孙国龙，沈崟杰，李莺歌，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37