本发明专利技术公开了一种分析岩石样品的方法，所述方法包括：执行岩石样品的多个物理面的扫描电子显微镜(SEM)成像以生成所述物理面的二维(2D)SEM图像；将互相关函数应用于第一2D SEM图像和第二2D SEM图像，以基于所述第一和第二2D SEM图像生成三维(3D)数字模型体积；并且基于所述第一和第二2D SEM图像的每一个中的像素的图像强度值，确定所述3D数字模型体积的孔径的概率分布。径的概率分布。径的概率分布。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SEM图像生成三维(3D)数字模型体积，并基于所述第一和第二2D SEM图像的每一个中的像素的图像强度值，确定所述3D数字模型体积的孔径的概率分布。
[0009]本文中描述的实施方案包含旨在解决与某些现有装置、系统和方法相关联的各种缺点的特征和特性的组合。前述内容已经相当广泛地概述了所公开实施方案的特征和技术特性，以便可以更好地理解下面的详细描述。通过阅读如下详细描述并参考附图，本领域技术人员将容易地理解上述各种特性和特征等。应当理解，所公开的概念和具体实施方案可以容易地用作修改或设计用于进行与所公开实施方案相同目的的其他结构的基础。还应该意识到，这些等效结构并不背离本文中所公开的原理的精神和范围。
[0010]附图简述
[0011]对于示例性实施方案的详细描述，现在将参考可能未按比例绘制的附图，其中：
[0012]图1a是示出根据本文中公开的原理构建和操作的测试系统的岩石样品源的示例的示意性水平图；
[0013]图1b示出了根据本文中公开的原理对岩石样品进行分析的测试系统的框图；
[0014]图1c示出了根据本文中公开的原理的适合用于分析岩石样品的测试系统中的计算装置的框图；
[0015]图2示出了根据本文中公开的原理对岩石样品进行分析的方法的流程图；
[0016]图3a和图3b示出了适合与本文中公开的各种实施方案一起使用的岩石样品的三维(3D)图像的二维(2D)切片图像；
[0017]图4示出了根据本文中公开的各种实施方案在准备机械加工时包含多个岩石组构的岩石样品；
[0018]图5a
‑
图5c示出了根据本文中公开的各种实施方案的不同尺度的机械加工的岩石表面的扫描电子显微镜(SEM)图像；
[0019]图5d示出了根据本文中公开的各种实施方案的图5a
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图5c的方法的替代性示例；
[0020]图6a和图6b展示了根据本文中公开的各种实施方案对SEM图像进行分割操作；
[0021]图7a和图7b展示了根据本文中公开的各种实施方案从一组分割的SEM图像生成一组统计上相似的3D模型；
[0022]图8示出了根据本文中公开的各种实施方案对源自图7b的3D模型中的一个进行的数字数值模拟的视觉表现；
[0023]图9示出了根据本文中公开的原理对岩石样品进行分析的另一种方法的流程图；
[0024]图10示出了根据本文中公开的原理在灰度格子玻尔兹曼(GSLB)模型中使用的分数反弹参数(FBP)确定的示例；
[0025]图11a
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图11d示出了根据本文中公开的原理将岩石样品的材料性质的值、FBP值和不同网格尺寸相关联的列线图(nomograms)集合；
[0026]图12示出了使用从图11中的列线图集合中选择的列线图的网格尺寸来分割图像体积的示例；
[0027]图13示出了根据本文中公开的原理的原始数字图像和模拟流场(flow field)的比较；并且
[0028]图14示出了根据本文中描述的原理对岩石样品进行分析的另一种方法的图示流程图。
[0029]符号和命名法
[0030]在如下讨论和权利要求中，术语“包括”和“包含”以开放末端的方式使用，由此应解释为是指“包括但不限于
……”
。任何形式的术语“连接”、“参与”、“耦合”、“附着”或描述元素之间相互作用的任何其他术语的任何使用并不意味着将相互作用限制为元素之间的直接相互作用，并且还可以包括所描述元素之间的间接相互作用。术语“软件”包括能够在处理器上运行的任何可执行代码，而与用于储存软件的介质无关。由此，储存在存储器(例如非易失性存储器)中并且有时称为“嵌入式固件”的代码被包括在软件的定义中。引用“基于”旨在是指“至少部分基于”。因此，如果X基于Y，则X可能基于Y和任何数量的其他因素。
具体实施方式
[0031]在随后的附图和描述中，相似的部件通常在整个说明书和附图中用相同的附图标记来标记。附图不一定按比例绘制。实施方案的某些特征可以按比例放大或以某种示意性的形式示出，并且出于清楚和简洁的目的，可以不示出常规元件的一些细节。本专利技术易受不同形式的实施方案的影响。具体实施方案被详细描述并示出在附图中，应当理解，本专利技术被认为是
技术实现思路
的原理的例示，并且并非意在将本专利技术限制为本文中图示和描述的内容。应当充分认识到，下面讨论的实施方案的不同教导和组件可以单独使用或以任何合适的组合使用以产生期望的结果。
[0032]非常规页岩储层本质上是非均质的，由此在尝试模拟此类页岩储层的行为时会出现复杂情况。更好地理解纳米微米级组构如何控制页岩储层中的流体流动将有利于优化或改善碳氢化合物的生产。实现这样的理解是困难的。对源自页岩储层的岩石样品进行成像以表征其纳米微米级组构，就其对全部碳氢化合物的体积和流体流动的影响而言，需要高分辨率。目前，聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB
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SEM)可以提供这种分辨率的3D信息。然而，岩石样品的FIB
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SEM成像非常耗费时间和资源，由此无法经济高效地进行，并且不能在表征岩石样品的纳米微米级组构所需的尺度下有效地进行。此外，利用FIB
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SEM成像来模拟页岩储层行为的现有尝试并未描述所确定的材料性质的不确定性，而这在为油井生产计划制定风险概况时很重要。例如，FIB
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SEM成像在这方面是不够的，因为给定FIB
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SEM图像的视野是有限的。此外，对纹理族(textural family)中的大量表现形式进行物理采样非常耗时。此外，即使二维SEM图像的特定区域旨在获取具有统计上代表性的3D FIB
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SEM样品，最初可用的2D表面信息也不能很好地指示可以从底层3D体积中获取的信息。
[0033]图1a以高水平示出了根据本文中公开的原理的岩石样品的采集和岩石样品的分析。本专利技术的实施方案在分析源自在石油和天然气生产中重要的地下地层的岩石样品方面可能特别有益。因此，图1a示出了根据各种实施方式的环境100，从所述环境100能够获得利用测试系统102所要分析的岩石样品104。在这些图示的示例中，岩石样品104能够从陆地钻井系统106或得自海洋(洋、海、湖等)钻井系统108获得，将两种系统中的任何一种用于提取资源如碳氢化合物(石油、天然气等)、水等。作为本领域的基础，优化石油和天然气生产操作在很大程度上受陆地钻井系统106或海洋钻井系统108正在钻进或过去已经钻进的岩层的结构和材料性质的影响。
[0034]获得岩石样品104的方式以及这些样品的物理形式能够广泛地变化。与本文中公开的实施方案结合使用的岩石样品104的示例包括全岩心样品、侧壁岩心样品、露头
(outcrop)样品、钻屑和实验室生成的合成岩石样品如砂填充物和胶结填充物。
[0035]如图1a所图示，环境100包含测试系统102，所述测试系统102被配置为分析岩石样品104的图像128本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种分析岩石样品的方法，包括：执行岩石样品的多个物理面的扫描电子显微镜(SEM)成像以生成所述物理面的二维(2D)SEM图像；将互相关函数应用于第一2D SEM图像和第二2D SEM图像，以基于所述第一2D SEM图像和所述第二2D SEM图像生成三维(3D)数字模型体积；以及基于所述第一2D SEM图像和所述第二2D SEM图像的每一个中的像素的图像强度值，确定所述3D数字模型体积的孔径的概率分布。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述3D数字模型体积的分辨率比所述数字图像体积的分辨率更精细。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一SEM图像的轴向取向不同于所述第二2D SEM图像的轴向取向。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述岩石样品是源自第一地理区域的第一岩石样品，所述方法还包括：执行源自第二地理区域的第二岩石样品的多个物理面的SEM成像；将所述互相关函数应用于所述第一2D SEM图像和第三2D SEM图像以生成第二3D数字模型体积，其中所述第三2D SEM图像是所述第二岩石样品的；其中，由所述3D数字模型体积表示的岩石组构的类型存在于所述第一2D SEM图像和所述第三2D SEM图像的每一个中。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述互相关函数应用于多个所述2D SEM图像，以针对所述多个岩石组构中的每一个生成多个3D数字模型体积；以及使用所述多个3D数字模型体积作为用于所述岩石组构中的一个的建模网格来执行直接数值模拟，以确定用于所述岩石组构中的所述一个的所述孔径的概率分布。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：针对所述岩石组构中的一个聚集所述多个3D数字模型体积，以产生聚集的结果；以及响应于所述聚集的结果，为所述岩石组构中的所述一个更新所述孔径的概率分布的确定。7.一种用于分析岩石样品的系统，包含：扫描电子显微镜(SEM)，所述扫描电子显微镜(SEM)被配置为生成岩石样品的物理面的二维(2D)SEM图像；和计算装置，所述计算装置耦合的所述SEM并且包括：处理器；和存储器，所述存储器耦合到所述处理器并被配置为储存指令，所述指令当由所述处理器执行时，配置所述计算装置以：将互相关函数应用于第一2D SEM图像和第二2D SEM图像，以基于所述第一2D SEM图像和所述第二2D SEM图像生成三维(3D)数字模型体积；并且基于所述第一2D SEM图像和所述第二2D SEM图像的每一个中的像素的图像强度值，确定所述3D数字模型体积的孔径的概率分布。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述3D数字模型体积的分辨率比所述数字图像体
积的分辨率更精细。9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一SEM图像的轴向取向不同于所述第二2D SEM图像的轴向取向。10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述岩石样品是源自第一地理区域的第一岩石样品，并且其中所述指令当由所述处理器执行时配置所述计算装置以：接收源自第二地理区域的第二岩石样品的多个物理面的SEM成像；将所述互相关函数应用于所述第一2D SEM图像和第三2D...
【专利技术属性】
技术研发人员：格伦，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：
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