储层碳酸盐岩孔隙的数字图像表征研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:otto0127
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碳酸盐岩中的孔隙是碳酸盐岩油气储层评价中的重要因素。对于塔中地区,有四种常见的重要储集层类型,即孔隙型、裂缝型、裂缝-孔隙型及裂缝-孔洞型,其中裂缝-孔洞型和裂缝-孔隙型储集层尤为重要。所以,对其孔隙表征的研究相当重要。   本文通过用数字图像分析的方法对碳酸盐岩样品的数字图像进行研究,获取孔隙数字表征,并用获取的数字参数对碳酸盐岩储层性能进行评价。此方法较传统方法具有快速、准确和定量的优势;为快速、高效地评价塔中地区碳酸盐岩储存性能提供有效的方法。本文的主要研究区域位于塔里木盆地中部,研究对象为寒武-奥陶纪的碳酸盐岩储集层。   研究首先对新疆塔里木盆地奥陶系和寒武系地层中各组的典型碳酸盐岩样品进行系统取样;包括在新疆、四川接近一个月的野外踏勘采样,共采样品42+57=99个。室内,挑选各层具有代表性的岩石样品20个送到无锡所用实验法测量孔隙度,渗透率。   另外,将岩样切成直径2.5cm,高为0.5-1.0cm的圆柱体,按照中华人民共和国石油天然气行业标准(SY/T5913-2004)中铸体薄片的制作要求,高压下注入染色环氧树脂,合理地选取相互垂直三个方向进行切片,共制得铸体薄片54张。然后,在单偏光镜下对54张薄片拍摄数字图像,分别取50,100,200,500倍图像,共54*4=216张。在环境扫描电镜下,对同一放大倍数下随机选择一个有代表性视域进行取低真空模式下电子背散射数字图像,共有40,100,400,800,1500,3000倍数级,共取图像6*54=324张,尺寸为1024*884。   然后,运用MATLAB图像处理工具包和强大的语言开发功能,在GUI平台上开发出专门的碳酸盐岩孔隙分析软件。软件主要包括图像读取、图像二值化处理、孔隙提取、孔隙剔除、孔隙数字参数分析、分维数分析等功能模块。共编写代码1500余行。   最后,运用已开发好的程序对数字图像进行处理,获取相应的数字表征参数。对参数进行统计分析,得到以下认识:   本次研究采用的微观、宏观孔隙分析法比传统方法在微孔隙研究中占明显优势,实测方法难以反映样品其微孔隙特征。微孔隙特征可以反映岩石样品的其它参数特征。   对于粒间孔隙,玫瑰图可以反映孔隙的发育程度,指示孔隙的联通性能;对于鲕粒孔隙,角度图只能用来反应其孔隙的形态特征;对于裂隙,角度图可以指示渗透性大小。   孔隙的形状对于孔隙特征指示起着重要的作用:具有较高孔隙度并且孔隙形状较为复杂的样品,孔隙发育较为成熟,易形成联通的体系,从而表现出较高的渗透率;但是如果孔隙度较大,孔隙形态较为规则,多近于圆形发育,则不易形成联通的体系,其渗透率则较小;如果样品孔隙度较小,并且形状较为简单,样品往往表现为较低的渗透率。孔隙的形态因子面积图与孔隙玫瑰图都能反映孔隙形状特征,并且可以相互印证。   盒子维对孔隙度、渗透率具有一定的指示作用。较大的盒子维数说明孔隙分布较为复杂,指示较大的孔隙度或渗透率。反之则对应较小的孔隙度或渗透率。   多重分形谱也是反应孔隙图像的复杂程度,往往跨度越小,表明孔隙结构体系越简单,越接近简单分形,对应较小的物性参数,反之亦然。多重分形谱模式接近则说明样品对应较为接近的物性参数。   通过对新疆地区样品进行研究分析发现:一间房组生物礁灰岩和蓬莱第180层丘里塔格下亚群白云岩具有较大的微孔隙度、具有各向均匀延伸的角度图、具有变化范围较广的形态因子面积图、具有较大的盒子维数和跨度较大的多重分形谱图,综合参数表明,此两个层位可能是该区较好的储层。
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