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原文传递一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法

专利名称：	一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法
摘要：	本发明涉及一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量计算方法，包括：获取裂缝性岩心小柱样的孔隙度扫描小柱样获取岩心的三维灰度图像数据体，与进行对比，调整与实测孔隙度一致；对校正后的数字岩心进行标签分析，分离裂缝和基质孔隙；分离后的数字岩心，沿平行于裂缝方向选取一个包含裂缝的体积V1，求取沿平行于裂缝方向的裂缝渗透率kf，体积V1旁侧选取一个不包含裂缝的基质体积V2，取沿垂直于裂缝方向的基质岩块渗透率km。利用窜流系数的定义计算岩心的窜流系数。该方法直接根据窜流系数的定义来计算窜流系数，比试井拟合的方法更直观，避免了试井解释的多解性问题，可进行反复多次的计算模拟。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南石油大学
发明人：	方全堂;李政澜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910326493.0
公开号：	CN109975336A
代理机构：	成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	曹少华
分类号：	G01N23/046(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	610500 四川省成都市新都区新都大道8号
主权项：	1.一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)制备满足分辨率要求的裂缝性岩心小柱样，对岩样开展孔隙度测量实验，获取样品的孔隙度 (2)利用MicroCT-400扫描上述裂缝性岩心的小柱样，获取岩心的三维灰度图像数据体； (3)根据步骤(2)得到的三维灰度图像数据体建立对应的数字岩心，计算空隙空间占扫描区域岩心总体积的体积百分比与实测的孔隙度进行对比，通过改变分割阈值的大小来不断调整的大小，使之与实测孔隙度一致；由此，得到经孔隙度校正后满足实际空隙分割的数字岩心； (4)对步骤(3)得到的所述满足分割要求的数字岩心进行标签分析，分离裂缝和基质孔隙，并分别给予不同的标签； (5)对步骤(4)所述的分离后的数字岩心，沿平行于裂缝方向选取一个包含裂缝的体积V1，根据Navier-Stokes方程式对体积V1求取沿平行于裂缝方向的裂缝渗透率kf； (6)在步骤(5)中所述的体积V1旁侧选取一个不包含裂缝的基质体积V2，根据Navier-Stokes方程对体积V2求取沿垂直于裂缝方向的基质岩块渗透率km； (7)利用窜流系数的定义式(1)可计算得到岩心的窜流系数；式中，λ—窜流系数，无因次；α—形状因子，m-2；km—基质岩块渗透率，μm2；kf—裂缝渗透率，μm2；A—基质岩块与裂缝岩块接触的截面积，m2。 2.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，所述步骤(1)中的裂缝性岩心小柱样直径为5～15mm，长度为8～20mm。 3.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，所述步骤(2)中扫描所用镜头为4X镜。 4.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将所述三维灰度图像数据体转化为对应的数字岩心的方法包括：去掉所述三维灰度图像数据体中的背景和载物台部分，然后进行滤波处理和图像增强，接着选取不同的阈值范围计算骨架和空隙对应的梯度背景值，再利用分水岭算法对图像进行骨架和空隙分割；所述空隙包括基质孔隙和裂缝。 5.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述的标签分析采用长宽比作为分析参数，完成标签分析后获得空隙标签的长宽比频数分布直方图，将长宽比频数变化最大的值作为裂缝与孔隙分割的分界值，由此对裂缝和基质孔隙进行分离。 6.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，所述步骤(5)中所述的体积V1是包括完整裂缝的最小岩石体积；所述的根据Navier-Stokes方程式求解渗透率的方法包括： (a)对所选体积进行网格划分并确定网格编号； (b)利用有限体积法求解Navier-Stokes方程组得到压力分布； (c)应用达西定律计算出该方向的裂缝渗透率kf；式中，Q为通过多孔介质的整体流量，m3·s-1；S为流体经过体积V1的截面积，m2；k为绝对渗透率，m2；μ为流动流体的动力粘度，Pa·s；ΔP为试样周围施加的压差，Pa；L为试样沿流动方向上的长度，m。 7.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，所述步骤(6)中所述的体积V2与步骤(4)中所述的体积V1具有相同的接触面积A；所述的根据Navier-Stokes方程式求解渗透率的方法与步骤(5)相同，仅流动方向上相互垂直。 8.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的裂缝性岩心窜流系数测量方法，其特征在于，所述步骤(7)中所述形状因子α由式(2)计算或查表得到；式中，n—裂缝组数，整数；L—岩石特征长度，m。
所属类别：	发明专利