[發明專利]用于CO2水巖反應的巖石三維孔隙結構測定方法

有效

• 申請號: 201810978740.0
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109100279B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 吳松濤;翟秀芬;白魯山
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

本發明提供了一種用于CO₂水巖反應的巖石三維孔隙結構測定方法，該方法包括：將采集的巖石柱狀樣品切分為第一巖石樣品及第二巖石樣品；確定第一巖石樣品實驗前孔隙度，獲取第二巖石樣品的多個微鉆樣品，確定各微鉆樣品的體積比例；確定第二巖石樣品實驗前孔隙度；將各微鉆樣品重新安置于第二巖石樣品的對應位置上，將第一巖石樣品及第二巖石樣品進行組合及包裹；對包裹后的樣品進行CO₂水巖反應實驗；確定第一巖石樣品實驗后孔隙度，確定第二巖石樣品實驗后孔隙度；確定第一巖石樣品的孔隙變化特征，確定第二巖石樣品的孔隙變化特征；根據第二巖石樣品的孔隙變化特征，以第一巖石樣品的孔隙變化特征為約束，確定巖石柱狀樣品的孔隙結構演化特征。

技術領域

本發明涉及巖石孔隙結構測定領域，尤指一種用于CO₂水巖反應的巖石三維孔隙結構測定方法。

背景技術

在全球經濟大發展的今天，以CO₂為代表的溫室氣體對環境的影響已引起全球關注，如何有效進行CO₂減排、已排放的CO₂如何進行有效埋存與利用已成為政府關注的重要問題。將CO₂注入低孔滲的油層中，一方面減小CO₂對大氣的影響，另一方面提高石油采收率，因此成為許多國家與地區重點關注的埋存方式，超臨界CO₂對巖石孔隙結構的影響成為研究和關注的熱點。超臨界CO₂進入儲層后，形成碳酸性流體并對孔隙結構進行改造，進而改變了儲層物性。在孔隙結構方面，隨著溶蝕作用的增強，將溶蝕作用分為面溶蝕(Facedisslution)、蟲洞溶蝕(Wormhole formation) 和均一溶蝕(Uniform dissolution)。Elkhoury等研究佩克萊特數(注：佩克萊數是一個無量綱數，表示對流與擴散的相對比例。隨著佩克萊數的增大，輸運量中擴散輸運的比例減少，對流輸運的比例增大)與溶蝕強度的對應關系，指出低佩克萊數形成面溶蝕，中佩克萊特數形成大尺度溶蝕通道，高佩克萊特數形成均一溶蝕；隨后， Garcia-Rios等通過實驗觀察并證實了這一認識，Dávila等研究也證實伴隨佩克萊特數的增大，巖石中溶蝕作用的強度具有變大的趨勢，但與此同時，Dávila等也指出，研究過程中需注意巖石非均質性的影響，局部的非均質性可能會對整體溶蝕趨勢產生根本性影響。

然而，前人在對CO₂水巖反應前后巖石三維孔隙結構進行研究時，采用的CT掃描精度無法滿足研究需求。在實驗室進行CO₂水巖反應時，考慮到高溫高壓環境，因此選用的樣品尺寸一般較大，以直徑為2.54cm的樣品為主，而CT設備分辨率與掃描樣品尺寸直接相關，因此目前發表的資料中顯示CT掃描的分辨率僅為幾十微米，難以對巖石孔隙結構進行高分辨率的掃描。

發明內容

為了解決在現有巖石孔隙結構研究中存在的樣品尺寸大、掃描分辨率低等問題，本發明實施例提供一種用于CO₂水巖反應的巖石三維孔隙結構測定方法，所述方法包括：

將采集的巖石柱狀樣品切分為第一巖石樣品及第二巖石樣品；

確定所述第一巖石樣品的實驗前孔隙度，并獲取所述第二巖石樣品的多個微鉆樣品，確定各所述微鉆樣品的體積比例；

根據預設的掃描參數及掃描位置，對多個所述微鉆樣品進行高分辨率掃描，并利用各所述微鉆樣品的體積比例確定所述第二巖石樣品的實驗前孔隙度；

將各所述微鉆樣品重新安置于所述第二巖石樣品的對應位置上，并將所述第一巖石樣品及所述第二巖石樣品進行組合及包裹；

根據預設的實驗條件，對包裹后的所述第一巖石樣品及所述第二巖石樣品進行CO₂水巖反應實驗；

確定所述第一巖石樣品的實驗后孔隙度，并根據所述掃描參數及掃描位置，對多個所述微鉆樣品進行高分辨率掃描，并利用各所述微鉆樣品的體積比例確定所述第二巖石樣品的實驗后孔隙度；