[發(fā)明專利]利用多相流表征單元體積確定的數(shù)字巖石分析系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380031517.0
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN104641259B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 朱塞佩·德普里斯科;喬納斯·托克
• 申請（專利權(quán)）人: 英格染股份有限公司
• 主分類號: G01V1/40
• 分類號: G01V1/40
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 郭紅梅,曲鵬

技術領域

本申請案主張Guiseppe De Prisco與Jonas Toelke在2012年6月15日申請、發(fā)明名稱為“利用多相流表征單元體積確定的數(shù)字巖石分析系統(tǒng)與方法”的美國第13/524,758號非臨時申請案的優(yōu)先權(quán)。

背景技術

電子顯微鏡提供了科學家與工程師獲得其工作的材料的更佳了解的一種方式。在高度放大下，可明白許多材料(包含巖石與骨骼)都具有允許流體流動的多孔微結(jié)構(gòu)。此種流體流動通常例如在地下油氣層(hydrocarbon reservoirs)中受到高度關注。就孔度、滲透性與飽和度方面，特征化材料的可行性是已知的，但是在材料是過度各向異性及/或不均勻性而無法被特征化為均質(zhì)介質(zhì)的程度時，這種特征化方式必將失去作用。

自然地，會有興趣想要知道何種尺寸的材料樣本可代表整體。通過其可進行產(chǎn)生代表較大體積的數(shù)值的最小體積稱為表征單元體積(Representative Elementary Volume，REV)。需注意REV取決于所選擇的測量。

有許多文獻都著重在確定REV，但都有一個或多個缺點，包括：主觀性、誤差、過度估計、過于廣泛的搜尋區(qū)域、過于受限的子體積定位、無法解決樣本不均勻性、以及無法對REV預期用途(例如多相流體流模擬)應用所選擇的測量。

發(fā)明內(nèi)容

無

附圖說明

因此，在本文中公開了利用多相流表征單元體積(REV)確定的數(shù)字巖石分析系統(tǒng)與方法。在附圖中：

圖1顯示了示例性高分辨率聚焦離子束與掃描式電子顯微鏡。

圖2顯示了示例性高性能計算網(wǎng)絡。

圖3顯示了示例性的樣本體積表征。

圖4顯示用于執(zhí)行樣本分析的示例坐標系統(tǒng)。

圖5A與圖5B顯示示例性的樣本參數(shù)分布。

圖6A至圖6D顯示孔度的相基礎區(qū)分。

圖7為示例分析方法的流程圖。

圖8A與圖8B顯示在第一示例樣本中相基礎區(qū)分的孔度的參數(shù)分布根據(jù)飽和度而變化。

圖9A與圖9B顯示第二示例樣本相基礎區(qū)分孔度的參數(shù)分布根據(jù)飽和度而變化。

然而，應該要理解，在附圖與下述詳細說明中給出的特定具體實施方式并不限制公開內(nèi)容。相反的，其為本領域技術人員提供基礎，以辨別出在所附權(quán)利要求范圍涵蓋的替代形式、等效物與其他修飾。

具體實施方式

上下文中，圖1提供了高分辨率聚焦離子束與掃描式電子顯微鏡100的說明，高分辨率聚焦離子束與掃描式電子顯微鏡100具有觀察室102，在觀察室102中置有材料樣本。計算機104與觀察室設施耦接以控制測量過程。計算機104上的軟件通過用戶接口而與用戶交互，用戶接口具有一個或多個輸入設備106(例如，鍵盤、鼠標、游戲桿、光筆、觸摸板、或觸控屏幕)以及一個或多個輸出裝置108(例如，顯示器或打印機)。

對于高分辨率成像，觀察室102一般是排除了空氣與其他氣體。電子束或離子束可于樣本表面間掃描，以得到高分辨率圖像。此外，可增加離子束能量以磨除樣本的薄層，從而得到多個深度的樣本圖像。在堆棧時，這些圖像提供了待獲取樣本的三維圖像。作為一個可行的示例實例，有些系統(tǒng)可在10納米分辨率下得到40×40×40微米立方體的這類成像。

上述系統(tǒng)僅為可用于使樣本成像的技術的一個實例。無論是如何獲取這些圖像，下述公開內(nèi)容都可應用，只要分辨率足以顯現(xiàn)樣本的孔度結(jié)構(gòu)即可。

圖2是較大系統(tǒng)200的實例，可在所述系統(tǒng)200中使用掃描式電子顯微鏡100。在所述較大系統(tǒng)200中，個人工作站202是通過局域網(wǎng)(LAN)以耦接至掃描式電子顯微鏡100。LAN 204還能使掃描式電子顯微鏡100、個人工作站202、一個或多個高性能計算平臺206、以及一個或多個共享存儲裝置208(例如，RAID、NAS、SAN等)之間互相通信。高性能計算平臺206一般是使用多個處理器212，每一個處理器212耦接至區(qū)域內(nèi)存214。內(nèi)部總線216提供了多個處理器(通過區(qū)域內(nèi)存)與網(wǎng)絡接口220之間的高帶寬通信。駐留在內(nèi)存214中的并行處理軟件能使多個處理器以加速方式共同地中斷及執(zhí)行待執(zhí)行的任務、依需要存取共享的儲存裝置208以傳送結(jié)果及/或取得輸入數(shù)據(jù)與中間結(jié)果。