碳酸鹽巖巖心孔隙空間的三維成像和特征描述，預測單相流和兩相流性質

作者：李巖（譯）

摘要：巖石儲存和流動流體的能力取決于孔隙體積、孔隙幾何形狀及孔隙連通性。許多沉積環境中的碳酸鹽巖本身是非均質的，并且經歷過明顯的成巖作用。這些碳酸鹽巖尤其難以描述，其原因是它的孔隙大小的變化可達幾個數量級，不同尺度的孔隙的連通性對流動性質有極大影響。例如，骨架孔隙系統中單獨的孔洞孔隙會使孔隙度變大，而不是滲透率，會因圈閉在單個孤立孔洞中的油氣導致殘余油飽和度大。接觸型孔洞網絡可對滲透率有極大影響，導致采收率更高。 在本文中，我們對采自露頭和儲集層的一組碳酸鹽巖巖心以微計算層析X射線成像（μCT）方式進行三維（3D）成像。不同巖心的孔隙空間的形態顯示了多種布局和連通性。分辨率低（樣品尺寸大）的圖像可降低不連通孔洞孔隙度的大小、形狀和空間分布。這組巖心中的某些巖心的分辨率高（分辨率小于2微米）的圖像可以探測3D粒間孔隙。通過微層析X射線成像的一種局部對比，實現消除具有亞微米孔隙的區域。對成像的巖心進行MICP實驗測量，其測量值與基于成像的MICP模擬值一致性好。這些結果指示了能探測幾種尺度數量級的孔洞／大孔隙／微孔隙空間分布的成像方法質量。 對求解的數字圖像數據進行單相流和溶解物運移的高分辨率數值模擬。研究出一種混合數值方案，它包含了微孔隙對總巖心滲透率的影響。這些結果表明：在許多情況下，有幾個流動通道對巖心滲透率有重要影響。用3D可視化、局部流速測量和溶解物運移結果圖示說明了流場中微孔隙的作用。 由圖像得到的孔隙網絡模型說明了在碳酸鹽巖樣品中所觀察到的孔隙布局和幾何形狀變化大。孔隙網絡的圖像和定量數據都說明了變化大。說明所得到的兩相自吸驅替殘余飽和度與孔隙網絡不同的布局性質和結?

關鍵詞：巖心滲透率孔隙空間碳酸鹽巖三維成像流動性質單相流特征描述孔隙網絡模型

分類號： TE311[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]