礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法

2023-07-20 05:25:06 2

專利名稱：礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法
技術領域：
本發明涉及石油天然氣勘探與開發領域，特別是一種礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法。
背景技術：
碎屑巖結構是指碎屑巖內各結構組分的特點和相互關係，包括顆粒結構、雜基和膠結物結構、孔隙結構、碎屑顆粒與雜基和膠結物之間關係。碎屑巖顆粒結構包括粒度、圓度、球度、形狀、分選性以及顆粒表面結構。碎屑巖顆粒結構中粒度特徵(大小、分布)是碎屑巖分類命名的依據，也是碎屑巖顆粒結構中分選性求取的基礎。碎屑巖顆粒結構中粒度特徵及分選性是分析碎屑巖沉積時自然地理環境以及水動力條件的重要標誌。同時，碎屑巖顆粒結構中粒度特徵及分選性對碎屑巖埋藏演化過程中儲集物性演化也具有重要的控制作用。因此，碎屑巖顆粒結構的粒度分析是油氣勘探開發領域中的重要研究內容之一。目前，碎屑巖粒度分析方法主要有直接測量法、篩析法、沉降法、雷射粒度分析法及圖像分析法。直接測量法是利用直尺或測規直接測量鬆散沉積物中直徑大於2mm的礫石的直徑，並分析其特徵的粒度分析方法。篩析法是分析細礫級和砂級鬆散沉積物粒度特徵的主要方法，通常是取50g以上樣品，在震篩機上篩約lOmin，然後分級稱重。沉降法的基本原理是利用顆粒沉降速度來劃分粒度較細的粉砂和粘土的粒級分布。雷射粒度分析法是根據雷射照射到顆粒後，顆粒能使雷射產生衍射或散射的現象來測試粒徑範圍在
0.02-2mm的粒度分布。圖像分析法包括薄片圖像分析和巖心掃描圖像分析，薄片圖像分析是指將顯微鏡下的圖像採集到計算機中，在計算機上對顆粒的二維圖像進行測量統計處理，分析碎屑巖中粒度直徑小於2_的粒度分布特徵；巖心掃描圖像分析是通過選取一定長度(10-50cm)的巖心樣品，運用巖心剖切、拋光和圖像掃描技術，形成高解析度的巖心彩色掃描圖像，利用先進的圖像分析方法提取圖像中的礫石(直徑大於2_)，獲取單個礫石的粒徑、形態、磨圓等數據，統計礫石的分選、分布、定向等參數。碌巖是指直徑大於2mm的碎屑顆粒含量大於50%的碎屑巖。碌巖儲層是石油、天然氣重要的儲層之一。但是，目前已有的碎屑巖粒度分析方法不能夠準確表徵礫巖的粒度特徵。直接測量法和篩析法僅適用於鬆散沉積物，而對於已固結成巖的礫巖，若採用機械破碎，容易使顆粒發生破碎或破碎不完全，導致分析結果不準確；若採用化學試劑溶解填隙物的方法，會使顆粒同時發生溶解，導致分析結果不準確；雷射粒度分析法、薄片圖像分析法僅適用於直徑小於2mm的顆粒；巖心掃描圖像分析法僅適用於分析礫巖中直徑大於2mm的礫石。因此，為了準確的表徵礫巖顆粒結構中粒度的特徵，用以分析碎屑巖沉積時自然地理環境以及水動力條件，以及控制碎屑巖埋藏演化過程中儲集物性演化，需要建立適用於礫巖顆粒結構中粒度的分析方法。

發明內容
本發明的目的在於解決現有碎屑巖粒度分析方法不能夠準確表徵礫巖的粒度特徵等上述問題，提供了一種礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法。該方法能夠準確的表徵礫巖顆粒結構中粒度的特徵，用於分析碎屑巖沉積時的自然地理環境及水動力條件，同時對碎屑巖埋藏演化過程中儲集物性演化具有重要的控制作用。本發明的技術方案為:一種礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法，具體步驟如下:(I)對於礫巖巖心中直徑大於2_的礫石顆粒，藉助透明紙，採用人工素描的方法對巖心1:1精描，然後利用繪圖軟體進行清繪，獲取礫級顆粒圖像，再通過圖像分析軟體求取每個礫石的面積SAi及其等面積圓直徑D1、巖心總面積S，將每個礫石的面積求和得礫石的總面積SA ；(2)對於碌巖中直徑0.03-2mm的顆粒,從巖心中選擇代表性區域鑽取樣品，磨製巖石薄片，利用顯微鏡及攝像系統獲取0.03-2mm的顆粒圖像，然後通過圖像分析軟體求取薄片中每個顆粒的面積Sbi及其等面積圓直徑d1、薄片總面積Sc，將每個顆粒的面積求和得薄片中顆粒的總面積Sb。然後，計算礫巖巖心中每個直徑-等面積圓直徑為0.03-2mm的顆粒所對應的面積SBi及巖心中0.03-2mm顆粒的總面積SB ；(3)將礫巖巖心宏觀精描圖像分析與典型區域微觀薄片圖像分析的分析結果相結合，計算礫巖巖心中顆粒總面積Sg以及每個等面積圓直徑對應顆粒面積佔顆粒總面積的百分含量；(4)利用礫巖巖心中每個等面積圓直徑對應顆粒面積佔顆粒總面積的百分含量數據，通過繪圖軟體繪製礫巖巖心粒度概率累積曲線圖，求取礫巖顆粒的結構參數。優選的是，步驟(I)中，繪圖軟體採用CorelDRAW X4SP2軟體，圖像分析軟體採用Motic Image Advanced 圖像分析軟體。優選的是，步驟(2)中，顯微鏡採用蔡司AxioscopeAlAPOL.數字透反偏光顯微鏡，圖像分析軟體採用Axio Vision Software Rel.圖像分析軟體。優選的是，步驟(4)中，繪圖軟體採用Grapher繪圖軟體。本發明的有益效果為:本發明採用礫巖巖心宏觀精描圖像分析與典型區域微觀薄片圖像分析相結合的方法，準確獲取了礫巖顆粒結構中粒度的特徵，用於分析礫巖沉積時的自然地理環境及水動力條件，並用於研究礫巖儲層的原始儲集物性以及埋藏過程中儲集物性的演化規律，進而用於指導油氣勘探開發。


圖1為本發明的流程框圖。圖2為利用巖心掃描圖像分析法獲得的礫巖粒度概率累積曲線。圖3為薄片圖像分析法獲取的礫巖粒度概率累積曲線。圖4為利用本發明獲取的礫巖粒度概率累積曲線。圖5為勝利油田某地區某礫巖巖心礫石顆粒1:1精描圖像。圖6為勝利油田某地區某礫巖巖心中薄片圖像。圖7為勝利油田某地區某礫巖巖心粒度概率累積曲線。
具體實施方式
以勝利油田某地區礫巖顆粒結構求取方法來說明該發明的具體技術方案。—種礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法，具體步驟如下:(I)對於礫巖巖心中直徑大於2_的礫石顆粒，藉助透明紙，採用人工素描的方法對巖心1:1精描，然後利用CorelDRAW X4SP2繪圖軟體進行清繪，獲取礫級顆粒圖像(如圖5所示)，再通過CorelDRAWX4SP2圖像分析軟體求取每個礫石的面積SAi及其等面積圓直徑D1、巖心總面積S,將每個碌石的面積求和得碌石的總面積SA。表I所不為某碌巖巖心碌石顆粒1:1精描分析粒度數據表。礫石的總面積計算公式為:
權利要求
1.一種礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法，其特徵在於:具體步驟如下: 1)對於碌對於碌巖巖心中直徑大於2_的碌石顆粒，藉助透明紙，米用人工素描的方法對巖心1:1精描，然後利用繪圖軟體進行清繪，獲取礫級顆粒圖像，再通過圖像分析軟體求取每個礫石的面積SAi及其等面積圓直徑D1、巖心總面積S，將每個礫石的面積求和得礫石的總面積SA ;礫石的總面積計算公式為: YjSA/SA= >=i⑴ 式(I)中，SA1-指巖心中每個礫石顆粒的面積；n-指巖心中礫石顆粒的個數； 2)對於礫巖中直徑0.03-2mm的顆粒，從巖心中選擇代表性區域鑽取樣品，磨製巖石薄片，利用顯微鏡及攝像系統獲取0.03-2mm的顆粒圖像，然後通過圖像分析軟體求取薄片中每個顆粒的面積Sbi及其等面積圓直徑d1、薄片總面積Sc，將每個顆粒的面積求和得薄片中顆粒的總面積Sb ;然後，計算礫巖巖心中每個直徑-等面積圓直徑為0.03-2mm的顆粒所對應的面積SBi及巖心中0.03-2mm顆粒的總面積SB ； 巖心中0.03-2mm顆粒的總面積SB計算公式為: YSd/Sb=^(2) 式(2)中，Sb1-指薄片中每個0.03-2mm顆粒的面積；n_指薄片中砂級顆粒的個數； SBi=Sbi/ScX (S-SA)，i=l，2，3......n (3) 式(3)中，SB1-礫巖巖心 中每個等面積圓直徑為0.03-2mm的顆粒所對應的面積； mSB=!=!(4) 式(4)中，n-指巖心中0.03-2mm顆粒的個數； 3)將礫巖巖心宏觀精描圖像分析與典型區域微觀薄片圖像分析的分析結果相結合，計算礫巖巖心中顆粒總面積Sg以及每個等面積圓直徑對應顆粒面積佔顆粒總面積的百分含量; 計算公式如下: 礫巖巖心中顆粒總面積:Sg=SA+SB ； 礫巖巖心中每個等面積圓直徑的礫石佔顆粒總面積的百分含量:PAi=SAi/SgX100% ； 礫巖巖心中每個等面積圓直徑2-0.03mm的顆粒佔顆粒總面積的百分含量:PBi=SBi/Sg X100% ； 4)利用礫巖巖心中每個等面積圓直徑對應顆粒面積佔顆粒總面積的百分含量數據，通過繪圖軟體繪製礫巖巖心粒度概率累積曲線圖，求取礫巖顆粒的結構參數。
2.如權利要求1所述的礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法，其特徵在於:步驟I)中，繪圖軟體採用CorelDRAW X4SP2軟體，圖像分析軟體採用Motic Image Advanced圖像分析軟體。
3.如權利要求1所述的礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法，其特徵在於:步驟2)中，顯微鏡採用蔡司Axioscope A1AP0L.數字透反偏光顯微鏡，圖像分析軟體採用Axio VisionSoftware Re 1.圖像分析軟體。
4.如權利要求1所述的礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法，其特徵在於:步驟4)中，繪圖軟體採用Graph er繪圖軟體。
全文摘要
本發明涉及石油天然氣勘探與開發領域，提供了一種礫巖巖心顆粒結構中粒度的分析方法，採用礫巖巖心宏觀精描圖像分析與典型區域微觀薄片圖像分析相結合的方法，準確獲取了礫巖顆粒結構中粒度的特徵，用於分析礫巖沉積時的自然地理環境及水動力條件，並用於研究礫巖儲層的原始儲集物性以及埋藏過程中儲集物性的演化規律，進而用於指導油氣勘探開發。
文檔編號G01N15/02GK103149130SQ20131003390
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者操應長, 王豔忠, 馬奔奔, 葸克來, 劉海寧, 齊明明, 楊田 申請人:中國石油大學(華東)