[發明專利]一種基于CT掃描的巖心自吸實驗方法

在審

• 申請號: 201810650089.4
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108827986A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 朱健;董虎;王晨晨;柴衛朝;趙天鵬;蘇苗苗
• 申請（專利權）人: 數巖科技（廈門）股份有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種基于CT掃描的巖心自吸實驗方法，包括如下步驟：S100、獲取巖心樣品，并通過CT掃描獲取巖心樣品在自吸水未侵入狀態下的圖像；S200、在巖心樣品自吸水實驗過程中通過CT掃描定角度投影捕獲自吸水侵入狀態下不同時間點的圖像；S300、獲取停止自吸水實驗過程后的巖心樣品的CT掃描投影圖像；S400、通過圖像差值法獲取自吸水侵入前后自吸水在巖石孔隙中的三維空間分布，該方法通過利用CT掃描，不需要將巖心從自吸水中取出就可以進行測量，可以避免測量誤差，同時，能夠得到自吸水在巖心孔隙中的滲吸速率，以及自吸水在巖心中的具體分布位置，使得測量結果更準確、全面。

技術領域

本發明涉及地質勘查領域，具體為一種基于CT掃描的巖心自吸實驗方法。

背景技術

巖心是根據地質勘查工作或工程的需要，使用環狀巖心鉆頭及其他取心工具，從孔內取出的圓柱狀巖石樣品，從固體礦產的礦體或礦層中取出的含礦巖石或礦石，則稱礦心，巖心是研究和了解地下地質和礦產情況的重要實物地質資料。

自發滲吸被定義為在多孔介質中，由于毛管力的作用而產生的濕相對非濕相的驅替。巖石毛細管自吸的本質是巖石流體系統能量的不平衡，巖石流體系統總是表現為向系統自由能減小的趨勢,當巖石-油氣界面自由能超過巖石-水界面自由能時,水自吸進入巖石孔喉驅替出油氣。對于水驅油氣藏及裂縫性油氣藏開采來說,毛細管自吸是一種重要的開采機理。低滲透氣藏開發過程中，當工作液與儲層接觸時，由于氣藏常具有親水性，水會因為毛細管自吸作用而進入地層。地層自吸水能力與孔喉半徑、孔隙的幾何形狀、分布特征、侵入流體的表面張力、巖石潤濕性、流體粘度以及驅替壓差等影響因素。對于低滲透儲層，由于毛管半徑較小，自吸作用增加，侵入深度較深，而且自吸水更不容易被反排出來，使水的堵塞難以解除。

微CT掃描是近年來用于石油實驗的一種重要手段,X射線微米級CT是利用錐形X射線穿透物體，通過不同倍數的物鏡放大圖像，由360度旋轉所得到的大量X射線衰減圖像重構出三維的立體模型。利用微米級CT進行巖心掃描的特點在于，在不破壞樣品的條件下，能夠通過大量的圖像數據對很小的特征面進行全面展示。由于CT圖像反映的是X射線在穿透物體過程中能量衰減的信息，因此三維CT圖像能夠真實的反映出巖心內部的孔隙結構與相對密度大小。

目前常規研究自吸水實驗的方法大都依賴于巖心稱重法,即將實驗巖心干燥后稱重,用氦孔測得孔隙度，將實驗巖心浸入水溶液中,每隔一段時間取出,稱取巖心質量,實驗過程直至巖心質量不發生變化為止，這樣利用不同時間點所獲取的巖心質量減去實驗前巖心質量就可得到巖心自吸水質量與時間的對應關，將自吸水質量轉化為體積就可得到自吸水飽和度與時間的對應關系，這種方法比較簡易容易實現。

但是，現有的巖心自吸實驗方法存在以下缺陷：

(1)現有的巖心自吸實驗方法對巖心進行自吸實驗時，需要將巖心從自吸水中取出，巖心的表面會附著一層水分，在將這些水分拭去時，會帶走巖心內吸收的部分水分，使得測量的結果出現偏差；

(2)現有的巖心自吸實驗方法對巖心進行自吸實驗時，雖然能夠得到自吸水質量與時間的關系，卻無法得到自吸水在巖心孔隙中的滲吸速率；

(3)現有的巖心自吸實驗方法對巖心進行自吸實驗時，無法確定自吸水在巖心中的具體分布，使得測量結果不全面。

發明內容

為了克服現有技術方案的不足，本發明提供一種基于CT掃描的巖心自吸實驗方法，該方法通過利用CT掃描，不需要將巖心從自吸水中取出就可以進行測量，可以避免測量誤差，同時，能夠得到自吸水在巖心孔隙中的滲吸速率，以及自吸水在巖心中的具體分布位置，使得測量結果更準確、全面，能有效的解決背景技術提出的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于CT掃描的巖心自吸實驗方法，包括如下步驟