CN118150407A - 一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例中提供了一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，包括：制备待测砂岩样品；向待测砂岩样品施加围压，并对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至待测砂岩样品完全饱和；向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替；获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数；将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征。通过本申请的技术方案，可以测试不同流体尤其是气体对岩石润湿性的影响，制样简单且测试速度快、精度高。
Description
技术领域
本申请涉及地下能源存储技术领域，具体地，涉及一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法、装置、选择地下储集层的方法。
背景技术
砂岩层为地下流体重要储集层之一，其润湿性影响着流体的分布、置换与注采过程。常用的研究润湿性的方法包括润湿角直接测量法、自吸法、核磁共振法、相对渗透率曲线法、常规井测井信息法等，这些方法多是针对液体，测试结果有的较为宏观有的受到样品制备与流体浸润深度的影响而导致精确度相对较低，除了液体外，地下储集层还可能存在多种气体，如页岩气藏中的甲烷、碳封存过程中注入的二氧化碳、地下储氢库中的氢气及混杂的垫层气，目前常见的润湿性测试方法很难判断气体对岩石润湿性的影响。
地下储集层的选择除了考虑砂岩的润湿性之外，还需要综合考虑其他因素。
发明内容
本申请实施例中提供了一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法、装置、选择地下储集层的方法。
本申请实施例的第一个方面，提供了一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，制备待测砂岩样品；向待测砂岩样品施加围压，并对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至待测砂岩样品完全饱和；向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替；获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数；将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征。
根据本申请提供的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，首先制备待测砂岩样品。然后向待测砂岩样品施加围压，缓慢注入碘化钾溶液同时进行X射线连续扫描，直至样品完全饱和。向待测砂岩样品中注入第二种流体继续进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替。最后根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二种流体完全充注后的第二体积分数，将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征，从而可以测试不同流体尤其是气体对岩石润湿性的影响。并且不需要更换岩石，避免了非均质性的影响，制样简单且测试速度快、精度高，能够用于批量岩石测试，以对比不同沉积环境或地质背景下岩石的润湿性特征，为注采方案设计及地下储库选择提供重要依据。
在本申请一个可选的实施例中，所述向所述待测砂岩样品施加围压，并对所述待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述待测砂岩样品完全饱和，具体包括：
向所述待测砂岩样品施加围压；
对所述待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到三维数字岩心；
对所述三维数字岩心进行定量分割，直至所述待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化。
在本申请一个可选的实施例中，所述对所述三维数字岩心进行定量分割，直至所述待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化，具体包括：
对所述三维数字岩心进行定量分割，得到所述待测砂岩样品的饱和度数值；
判断所述饱和度数值是否变化；
若否，则所述待测砂岩样品完全饱和，停止注入所述碘化钾溶液。
在本申请一个可选的实施例中，所述向所述待测砂岩样品中注入第二流体，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述碘化钾溶液完全被驱替，具体包括：
向所述待测砂岩样品中注入第二流体，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到二维X光图像和三维数字岩心；
根据所述二维X光图像判断所述碘化钾溶液是否已完全排出所述待测砂岩样品；
若是，则通过所述三维数字岩心进行定量分割确认所述第二流体已完成驱替。
在本申请一个可选的实施例中，所述获取三维图像，根据所述三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，具体包括：
获取所述待测砂岩样品完全饱和后的第一三维图像，将所述第一三维图像进行滤波、位置对齐，得到第一图像灰度差异；
根据所述第一图像灰度差异得到原始孔隙度和充填碘化钾后的残余孔隙度；
根据所述原始孔隙度和所述残余孔隙度作差得到碘化钾饱和后的第一体积分数。
在本申请一个可选的实施例中，所述获取三维图像，根据所述三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，还包括：
获取所述碘化钾溶液完全被驱替后的第二三维图像，将所述第二三维图像进行滤波、位置对齐，得到第二图像灰度差异；
根据所述第二图像灰度差异分割得到第二流体完全充注后的第二体积分数。
在本申请一个可选的实施例中，所述将所述第一体积分数和所述第二体积分数对比进行润湿性表征，具体包括：
根据所述第一体积分数和所述第二体积分数进行计算，得到润湿性指数。
在本申请一个可选的实施例中，当所述润湿性指数大于预设值时，代表亲水，当所述润湿性指数小于预设值时，代表疏水。
本申请实施例的第二个方面，提供了一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的***，包括：
制备模块（110），用于制备待测砂岩样品；
碘化钾注入模块（120），用于向所述待测砂岩样品施加围压，并对所述待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述待测砂岩样品完全饱和；
驱替模块（130），用于向所述待测砂岩样品中注入第二流体，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述碘化钾溶液完全被驱替；
获取模块（140），用于获取三维图像，根据所述三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数；
对比模块（150），用于将所述第一体积分数和所述第二体积分数对比进行润湿性表征。
本申请实施例的第三个方面，提供了一种用于选择地下储集层的方法，包括所述的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤，还包括：
制备岩石样品；
将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，并施加压力模拟地层围压进行初始岩石结构扫描；
将流体注入所述岩石样品中并进行连续X射线扫描，以获得三维灰度图像；
提取所述三维灰度图像中所述流体连续作用下岩石裂缝结构信息实现定量表征，其中，所述流体包括不同相态的流体；
根据砂岩润湿性和岩石裂缝结构选择地下储集层。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图2为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图3为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图4为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图5为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图6为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图7为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图8为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的***的结构示意框图；
图9为本申请一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤流程示意图；
图10为本申请一个实施例的待测砂岩样品在10MPa围压下的三维图像；
图11为本申请一个实施例的待测砂岩样品在饱和了碘化钾溶液后的三维图像；
图12为本申请一个实施例的待测砂岩样品在CO2完全充注后的三维图像。
其中，图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10：基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的***；110：制备模块；120：碘化钾注入模块；130：驱替模块；140：获取模块；150：对比模块。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图12描述本申请一些实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法、装置、选择地下储集层的方法。
如图1所示，本申请的实施例提供了一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，包括以下步骤：
步骤S102：制备待测砂岩样品；
步骤S104：向待测砂岩样品施加围压，并对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至待测砂岩样品完全饱和；
步骤S106：向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替；
步骤S108：获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数；
步骤S110：将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征。
根据本申请提供的表征砂岩润湿性的方法，首先制备待测砂岩样品。然后向待测砂岩样品施加围压，缓慢注入碘化钾溶液同时进行X射线连续扫描，直至样品完全饱和。向待测砂岩样品中注入第二种流体继续进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替。最后根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二种流体完全充注后的第二体积分数，将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征，从而可以测试不同流体尤其是气体对岩石润湿性的影响。并且不需要更换岩石，避免了非均质性的影响，制样简单且测试速度快、精度高，能够用于批量岩石测试，以对比不同沉积环境或地质背景下岩石的润湿性特征，为注采方案设计及地下储库选择提供重要依据。
如图2所示，根据本申请提出的一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，向待测砂岩样品施加围压，并对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至待测砂岩样品完全饱和，具体包括以下步骤：
步骤S202：向待测砂岩样品施加围压；
步骤S204：对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到三维数字岩心；
步骤S206：对三维数字岩心进行定量分割，直至待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化。
在该实施例中，向待测砂岩样品施加围压，并对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至待测砂岩样品完全饱和，具体为首先向待测砂岩样品施加围压。然后对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到三维数字岩心。对三维数字岩心进行定量分割，直至待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化。通过三维数字岩心进行定量分割，能够从三维角度理解流体在砂岩中的动态润湿特性，对研究油气及地下储气库气体的储集和开采具有重要意义。
如图3所示，根据本申请提出的一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，对三维数字岩心进行定量分割，直至待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化，具体包括以下步骤：
步骤S302：对三维数字岩心进行定量分割，得到待测砂岩样品的饱和度数值；
步骤S304：判断饱和度数值是否变化；
步骤S306：若否，则待测砂岩样品完全饱和，停止注入碘化钾溶液。
在该实施例中，对三维数字岩心进行定量分割，直至待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化，具体为对三维数字岩心进行定量分割，得到待测砂岩样品的饱和度数值。判断饱和度数值是否变化。若饱和度数值不变化，则待测砂岩样品完全饱和，停止注入碘化钾溶液。可以理解，判断样品是否完全饱和碘化钾溶液的方法为对不同碘化钾注入阶段下的三维数字岩心进行定量分割，直至得到的饱和度数值基本不发生变化则可判断样品已完全饱和。
如图4所示，根据本申请提出的一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替，具体包括以下步骤：
步骤S402：向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到二维X光图像和三维数字岩心；
步骤S404：根据二维X光图像判断碘化钾溶液是否已完全排出待测砂岩样品；
步骤S406：若是，则通过三维数字岩心进行定量分割确认第二流体已完成驱替。
在该实施例中，向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替，具体为首先向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到二维X光图像和三维数字岩心。然后根据二维X光图像判断碘化钾溶液是否已完全排出待测砂岩样品。若是，则通过三维数字岩心进行定量分割确认第二流体已完成驱替。可以理解，判断样品是否完全饱和第二种流体的方法通过二维X光图像初步判断碘化钾溶液是否已完全排出样品，再通过三维数字岩心进行定量分割确认第二种流体已完成驱替。
如图5所示，根据本申请提出的一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，具体包括以下步骤：
步骤S502：获取待测砂岩样品完全饱和后的第一三维图像，将第一三维图像进行滤波、位置对齐，得到第一图像灰度差异；
步骤S504：根据第一图像灰度差异得到原始孔隙度和充填碘化钾后的残余孔隙度；
步骤S506：根据原始孔隙度和残余孔隙度作差得到碘化钾饱和后的第一体积分数。
在该实施例中，获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，具体为首先获取第一三维图像，将第一三维图像进行滤波、位置对齐，根据图像灰度差异得到原始孔隙度和充填碘化钾后的残余孔隙度。然后根据原始孔隙度和残余孔隙度，作差得到碘化钾饱和后的第一体积分数。
如图6所示，根据本申请提出的一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，还包括以下步骤：
步骤S602：获取碘化钾溶液完全被驱替后的第二三维图像，将第二三维图像进行滤波、位置对齐，得到第二图像灰度差异；
步骤S604：根据第二图像灰度差异分割得到第二流体完全充注后的第二体积分数。
在该实施例中，获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，还包括获取第二三维图像，将第二三维图像进行滤波、位置对齐，根据图像灰度差异分割得到第二流体完全充注后的第二体积分数。通过对第一体积分数、第二体积分数进行对比能够进行润湿性表征。
如图7所示，根据本申请提出的一个实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，通将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征，具体包括以下步骤：
步骤S702：根据第一体积分数和第二体积分数进行计算，得到润湿性指数。
在该实施例中，将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征，具体为根据第一体积分数和第二体积分数进行计算，得到润湿性指数。通过润湿性指数能够判断砂岩亲水还是疏水。
在上述实施例中，当润湿性指数大于预设值时，代表亲水，当润湿性指数小于预设值时，代表疏水。预设值的范围为0.9-1.1。其中，预设值可以是1。
在一些实施例中，润湿性表征的公式为：
；
其中，为润湿性指数，/>为原始孔隙度，/>为充填碘化钾后的残余孔隙度，/>为第二流体完全充注后的第二体积分数。通过原始孔隙度、充填碘化钾后的残余孔隙度和第二流体完全充注后的第二体积分数能够计算出润湿性指数。
在一些实施例中，待测砂岩样品包括圆柱体砂岩样品。圆柱体砂岩样品的直径可以为3mm。圆柱体砂岩样品的高度可以为1.5mm。
在上述实施例中，施加围压大小为10MPa，所述X射线为同步辐射X射线。
在一些实施例中，第二种流体为实际地质条件下对砂岩润湿性有影响的流体，可以为液体或气体。其中，第二流体可以是二氧化碳。
如图8所示，本申请的实施例提供了一种表征砂岩润湿性的***10，包括：制备模块110，用于制备待测砂岩样品；碘化钾注入模块120，用于向待测砂岩样品施加围压，并对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至待测砂岩样品完全饱和；驱替模块130，用于向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替；获取模块140，用于获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数；对比模块150，用于将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征。
根据本实施例提供的表征砂岩润湿性的***10，包括制备模块110、碘化钾注入模块120、驱替模块130、获取模块140和对比模块150。其中，制备模块110用于制备待测砂岩样品。碘化钾注入模块120用于向待测砂岩样品施加围压，并对待测砂岩样品缓慢注入碘化钾溶液，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至待测砂岩样品完全饱和。驱替模块130用于向待测砂岩样品中注入第二流体，同时对待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替。获取模块140用于获取三维图像，根据三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数。对比模块150用于将第一体积分数和第二体积分数对比进行润湿性表征。通过本申请的表征砂岩润湿性的***10，可以测试不同流体尤其是气体对岩石润湿性的影响。并且不需要更换岩石，避免了非均质性的影响，制样简单且测试速度快、精度高，能够用于批量岩石测试，以对比不同沉积环境或地质背景下岩石的润湿性特征，为注采方案设计及地下储库选择提供重要依据。
如图9、图10、图11、图12所示，根据本申请提供的一个具体实施例的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，包括以下步骤：
S1：制备待测砂岩样品。
S2：向待测砂岩施加围压，缓慢注入碘化钾溶液同时进行X射线连续扫描，直至样品完全饱和。
S3：向待测砂岩中注入第二种流体继续进行X射线连续扫描，直至碘化钾溶液完全被驱替。
S4：根据三维图像获得碘化钾饱和后的体积分数和第二种流体完全充注后的体积分数。
S5：将碘化钾体积分数与第二种流体体积分数进行对比进行润湿性表征。
在该实施例中，将待测砂岩样品制备为直径3mm高1.5mm的圆柱体。施加围压大小为10MPa，同步辐射X射线进行扫描，岩石原始三维图像如图2所示。判断样品是否完全饱和碘化钾（碘化钾）溶液的方法为对不同碘化钾注入阶段下的三维数字岩心进行定量分割，直至得到的饱和度数值基本发生变化则可判断样品已完全饱和，饱和碘化钾后的岩石如图3所示。第二种流体为CO2气体。判断样品是否完全饱和CO2的方法通过二维X光图像初步判断岩石内部由黑灰色转为通透，再通过三维数字岩心进行定量分割确认CO2分布基本没有变化，CO2充注完成后的岩石如图4 所示。对三维图像采用非局部均值滤波并进行平移旋转进行位置对齐，根据图像灰度差异进行分割得到原始孔隙度为1.95%，残余孔隙度为0.34%，CO2完全充注后的所占的体积分数为1.01%。
在上述基础上进一步依据公式：
式中指原始孔隙度，/>指充填碘化钾后的残余孔隙度，/>指CO2所占体积分数。当I大于1时代表亲水，I小于1则代表疏水，本实施例砂岩润湿性指数为1.59，表明该砂岩具有亲水性。
从以上的描述中，可以看出，本实施例有如下技术效果：实现了在有地层围压存在情况下的岩石润湿性表征，能够排除因为制样问题或自发渗吸时样品表面不易完全浸湿造成的误差，且能够实现液相和气相作用下对岩石润湿性的刻画。本实施例还适用于研究砂岩储层中流体动态润湿过程，如果砂岩孔隙的表面张力很高，油或气就很难从砂岩中流出，而如果表面张力较低，则这些流体就更容易被释放出来。因此，本实施例提出的方法能够从三维角度理解流体在砂岩中的动态润湿特性，对研究油气及地下储气库气体的储集和开采具有重要意义。
根据本申请提供的用于选择地下储集层的方法，包括所述的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤，还包括：
制备岩石样品；
将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，并施加压力模拟地层围压进行初始岩石结构扫描；
将流体注入所述岩石样品中并进行连续X射线扫描，以获得三维灰度图像；
提取所述三维灰度图像中所述流体连续作用下岩石裂缝结构信息实现定量表征，其中，所述流体包括不同相态的流体；
根据砂岩润湿性和岩石裂缝结构选择地下储集层，即在岩石润湿性为亲水的多个待选地下储集层中，选择岩石的裂缝结构在待储集气体的气体相态改变时岩石裂缝结构的长度、宽度和体积变化最小的待选地下储集层。
在本申请的实施例中，所述将流体注入所述岩石样品中并进行连续X射线扫描，以获得三维灰度图像的步骤之前包括：配置符合所述流体相态转化的环境条件，以使所述流体能够在不同相态之间进行转化，所述流体包括不同相态的CO2。所述环境条件包括符合流体相态转化的温度条件和压力条件。所述提取所述三维灰度图像中所述流体连续作用下岩石裂缝结构信息实现定量表征的步骤包括：将所述三维灰度图像导入成像数据分析装置；提取同一岩石裂缝在不同相态流体作用下的岩石裂缝结构；将不同相态流体作用下的岩石裂缝结构进行定量表征。所述制备岩石样品的步骤，具体包括：将所述岩石样品制备成符合预设扫描分辨率且满足所述岩心夹持器尺寸要求的岩石样品。制备出的所述岩石样品包括以下至少之一：圆柱体岩石样品、长方体岩石样品、正方体岩石样品。所述将流体注入所述岩石样品中并进行连续X射线扫描，以获得三维灰度图像的步骤包括：所述将流体注入所述岩石样品中并进行连续同步辐射X射线扫描，以获得三维灰度图像。所述将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，并施加压力模拟地层围压进行初始岩石结构扫描的步骤包括：将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，向所述岩心夹持器中连续注入水直至所述岩心夹持器产生的压力达到预设地层围压；基于所述岩心夹持器产生的压力达到所述预设地层围压，进行初始岩石结构扫描。所述向所述岩心夹持器中连续注入水直至所述岩心夹持器产生的压力达到预设地层围压的步骤包括：通过柱塞泵向所述岩心夹持器中连续注入水直至所述岩心夹持器产生的压力达到所述预设地层围压。所述将流体注入所述岩石样品中并进行连续X射线扫描的步骤之前还包括：采用卤水对所述岩石样品进行饱和处理。
根据本申请提供的用于选择地下储集层的方法，还包括：
制备岩石样品；
对所述岩石样品进行X射线扫描，以获得所述岩石样品的初始三维结构图像；
对所述岩石样品施加不同的围压，并进行连续原位X射线扫描，以获得所述岩石样品在不同时间、不同形变状态下的三维结构图像；
将所述初始三维结构图像和所述岩石样品在不同时间、不同形变状态下的三维结构图像进行后处理，以获得用于应变计算的灰度图像；
基于所述灰度图像确定出在不同围压下所述岩石样品的应变及分布模式，以实现岩石连续应变的表征，以根据砂岩润湿性、岩石裂缝结构和岩石连续应变选择地下储集层。
在本申请的实施例中，所述基于所述灰度图像确定出在不同围压下所述岩石样品的应变及分布模式的步骤，具体包括：基于所述灰度图像计算出受力发生形变的所述岩石样品相对于前一时刻的应变场，以确定出在不同围压下所述岩石样品的应变及分布模式。所述基于所述灰度图像计算出受力发生形变的所述岩石样品相对于前一时刻的应变场的步骤，具体包括：基于所述灰度图像采用数字体相关方法计算出受力发生形变的所述岩石样品相对于前一时刻的应变场。所述基于所述灰度图像采用数字体相关方法计算出受力发生形变的所述岩石样品相对于前一时刻的应变场的步骤，具体包括：将所述灰度图像导入成像数据分析装置；将不同围压下变形的岩石样品的三维结构图像和前一时刻的岩石样品的三维结构图像划分为多个子体积；将多个所述子体积通过相关性进行匹配，每个所述子体积的中心用于估算和映射位移场；通过中心有限差分将所述位移场转换为所述应变场。所述对所述岩石样品施加不同的围压，并进行连续原位X射线扫描的步骤，具体包括：将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，并施加不同的围压进行连续原位X射线扫描。所述将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，并施加不同的围压进行连续原位X射线扫描的步骤，具体包括：将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，向所述岩心夹持器中连续注入水并进行连续原位X射线扫描。所述将所述初始三维结构图像和所述岩石样品在不同时间、不同形变状态下的三维结构图像进行后处理的步骤，具体包括：将所述初始三维结构图像和所述岩石样品在不同时间、不同形变状态下的三维结构图像进行图像配准和噪音去除处理。在将所述初始三维结构图像和所述岩石样品在不同时间、不同形变状态下的三维结构图像进行图像配准和噪音去除处理的步骤之前，还包括：将所述初始三维结构图像和所述岩石样品在不同时间、不同形变状态下的三维结构图像通过对齐中心或对齐主坐标轴进行预配准。所述噪音去除包括非局部均值滤波、高斯滤波和中值滤波。制备出的所述岩石样品包括以下至少之一：圆柱体岩石样品、长方体岩石样品以及正方体岩石样品。所述对所述岩石样品进行X射线扫描的步骤之前包括：将所述岩石样品置于X射线扫描视域的范围内。所述对所述岩石样品进行X射线扫描，以获得所述岩石样品的初始三维结构图像的步骤，具体包括：对所述岩石样品进行连续同步辐射X射线扫描，以获得所述岩石样品的高分辨率初始三维结构图像。所述对所述岩石样品进行X射线扫描，以获得所述岩石样品的初始三维结构图像的步骤之前包括：将流体注入进所述岩石样品中。所述流体包括不同相态的流体。
根据本申请提供的用于选择地下储集层的方法，还包括：
对岩石样品进行扫描，得到岩石结构图像；
根据所述岩石结构图像，构建岩石孔隙网络模型；
根据所述岩石孔隙网络模型，构建岩石的气体互驱模型，用于确定岩石的气体互驱特性，以根据砂岩润湿性、岩石裂缝结构、岩石连续应变和岩石的气体互驱特性选择地下储集层。
在本申请的实施例中，所述根据所述岩石结构图像，构建孔隙网络模型包括：对所述岩石结构图像进行分割处理，得到岩石孔隙分布图像；根据所述岩石孔隙分布图像，构建所述岩石孔隙网络模型。所述根据所述岩石孔隙分布图像，构建所述岩石孔隙网络模型包括：对所述岩石孔隙分布图像进行分离处理，得到岩石孔隙相模型；根据所述岩石孔隙相模型，构建所述岩石孔隙网络模型。所述对所述岩石孔隙分布图像进行分离处理，得到岩石孔隙相模型包括：根据像素值对所述岩石孔隙分布图像进行分离处理，得到所述岩石孔隙相模型。所述根据所述岩石孔隙网络模型，构建气体互驱模型包括：对所述岩石孔隙网络模型进行优化处理，得到岩石网格结构模型；根据所述岩石网格结构模型，构建岩石气体互驱模型。所述对所述岩石孔隙网络模型进行优化处理，得到岩石网格结构模型包括：将所述岩石孔隙网络模型转换为岩石三维结构模型；对所述岩石三维结构模型进行优化处理，得到岩石网格结构模型。所述对所述岩石三维结构模型进行优化处理，得到岩石网格结构模型包括：根据第一网格密度，将所述岩石三维结构模型转换为第一网格模型；对所述第一网格模型进行优化处理，得到所述岩石网格结构模型。所述优化处理至少包括去除重叠网格处理、充填网格孔洞处理和异形网格调整处理。所述根据所述岩石网格结构模型，构建岩石气体互驱模型包括：根据样本数据集对所述岩石网格结构模型进行训练，以得到所述岩石气体互驱模型。所述样本数据集至少包括训练数据集和测试数据集。所述对岩石进行扫描，得到岩石结构图像包括：对所述岩石进行X射线扫描，得到所述岩石结构图像。所述岩石结构图像为预设存储容量的灰度图像。
根据本申请提供的用于选择地下储集层的方法，还包括：
制备岩石样品，确定所述岩石样品上待测有机质对应的标志物；
通过纳米红外光谱仪和所述标志物，确定所述待测有机质的第一位置信息；
通过所述纳米红外光谱仪的原子力探针和所述第一位置信息，确定所述待测有机质的第二位置信息；
基于所述第二位置信息，通过所述纳米红外光谱仪采集所述待测有机质的红外光谱；
根据所述红外光谱，确定所述待测有机质的气体吸附能力，作为岩石对气体的吸附能力，以根据砂岩润湿性、岩石裂缝结构、岩石连续应变、岩石的气体互驱特性和岩石对气体的吸附能力选择地下储集层。
在本申请的实施例中，所述通过纳米红外光谱仪和所述标志物，确定所述待测有机质的第一位置信息，具体包括：通过所述纳米红外光谱仪中的光学显微镜，观察所述标志物，确定所述待测有机质的所述第一位置信息。所述通过所述纳米红外光谱仪的原子力探针和所述第一位置信息，确定所述待测有机质的第二位置信息，具体包括：根据所述第一位置信息，控制所述原子力探针靠近所述待测有机质，确定所述原子力探针的第三位置信息；根据所述第三位置信息，确定所述待测有机质的所述第二位置信息。所述根据所述第一位置信息，控制所述原子力探针靠近所述待测有机质，确定所述原子力探针的第三位置信息，具体包括：基于所述第一位置信息，设置所述岩石样品的表面与所述原子力探针的测试距离；根据所述测试距离，使所述原子力探针接近所述待测有机质，确实所述第三位置信息。所述基于所述第二位置信息，通过所述纳米红外光谱仪采集所述待测有机质的红外光谱，具体包括：根据所述第二位置信息，确定所述纳米红外光谱仪的激光位置，其中，所述激光位置使光斑在样品表面接触区最大化；根据所述激光位置，采集所述待测有机质的所述红外光谱。所述根据所述第二位置信息，确定所述纳米红外光谱仪的激光位置，具体包括：根据所述第二位置信息，确定所述纳米红外光谱仪发出的激光的多个目标波数；根据所述多个目标波数，对所述纳米红外光谱仪发出的激光进行位置校准，以得到所述激光位置。所述根据所述激光位置，采集所述待测有机质的所述红外光谱，具体包括：根据所述激光位置，确定所述纳米红外光谱仪对应的多个目标波段；基于所述多个目标波段，对所述待测有机质进行光谱采集，以得到所述红外光谱。所述根据所述红外光谱，确定所述待测有机质的气体吸附能力，具体包括：根据所述红外光谱，确实所述待测有机质的原始吸附能力和湿度影响系数；根据所述原始吸附能力和所述湿度影响系数，确定所述气体吸附能力。所述根据所述红外光谱，确实所述待测有机质的原始吸附能力，具体包括：根据所述红外光谱，确定所述待测有机质对应的多个吸收强度；根据所述多个吸收强度，确定所述原始吸附能力。所述根据所述红外光谱，确实所述待测有机质的湿度影响系数，具体包括：根据所述红外光谱，确定所述待测有机质对应的多个吸收强度；根据所述多个吸收强度，确定所述湿度影响系数。所述根据所述原始吸附能力和所述湿度影响系数，确定所述气体吸附能力，具体包括：根据所述湿度影响系数，对所述原始吸附能力进行数值校正，以得到所述气体吸附能力。所述确定所述岩石样品上待测有机质对应的标志物，具体包括：通过光学仪器，观察所述岩石样品上的所述待测有机质，确定所述待测有机质对应的所述标志物。所述标志物为所述岩石样品上的矿物颗粒。所述标志物为雕刻在所述岩石样品上的记号。所述确定所述待测有机质的第一位置信息之后，还包括：收集所述纳米红外光谱仪的多个光谱背景值；通过所述多个光谱背景值，去除所述纳米红外光谱仪的测量误差。气体吸附能力为所述待测有机质中羟基、芳环、羧基和羰基等官能团对气体物质的吸附能力。
根据本申请提供的用于选择地下储集层的方法，还包括：
获取待测岩石样品；其中，所述待测岩石样品取自富有机质页岩；
利用第一扫描仪器，得到所述待测岩石样品中干酪根的分布位置；
基于所述待测岩石样品中干酪根的分布位置，利用第二扫描仪器，得到所述待测岩石样品中各个干酪根的表面形貌特征；其中，所述表面形貌特征至少包括：表面起伏度与粗糙度；
基于所述待测岩石样品中干酪根的分布位置，利用光谱测试仪器，对所述待测岩石样品中各个干酪根进行光谱测试，得到所述待测岩石样品中各个干酪根的表面分子结构特征；
根据所述待测岩石样品中各个干酪根的表面形貌特征和表面分子结构特征，确定所述待测岩石样品中各个干酪根对目标气体的储存能力，以根据砂岩润湿性、岩石裂缝结构、岩石连续应变、岩石的气体互驱特性、岩石对气体的吸附能力和岩石样品中各个干酪根对目标气体的储存能力选择地下储集层。
在本申请的实施例中，所述获取待测岩石样品，包括：从富有机质页岩中，获取岩石样品；将所述岩石样品制备成预设尺寸、预设形状的待抛光岩石样品；对所述待抛光岩石样品进行抛光处理，得到所述待测岩石样品。所述第一扫描仪器为扫描电镜，所述利用第一扫描仪器，得到所述待测岩石样品中干酪根的分布位置，包括：利用所述扫描电镜，在预设条件下，对所述待测岩石样品进行扫描，得到所述待测岩石样品中干酪根的分布位置；其中，所述预设条件至少包括低真空条件。所述第二扫描仪器为原子力显微镜，所述基于所述待测岩石样品中干酪根的分布位置，利用第二扫描仪器，得到所述待测岩石样品中各个干酪根的表面形貌特征，包括：基于所述待测岩石样品中干酪根的分布位置，利用所述原子力显微镜，对所述待测岩石样品中各个干酪根进行扫描，得到所述待测岩石样品中各个干酪根的扫描图像；根据所述待测岩石样品中各个干酪根的扫描图像，确定所述待测岩石样品中各个干酪根的表面形貌特征。所述根据所述待测岩石样品中各个干酪根的扫描图像，确定所述待测岩石样品中各个干酪根的表面形貌特征，包括：根据所述待测岩石样品中各个干酪根的扫描图像，确定所述待测岩石样品中各个干酪根的表面最高点和表面最低点；根据所述待测岩石样品中各个干酪根的表面最高点和表面最低点之间的距离，得到所述待测岩石样品中各个干酪根的表面起伏度。所述根据所述待测岩石样品中各个干酪根的扫描图像，确定所述待测岩石样品中各个干酪根的表面形貌特征，包括：利用以下公式，计算得到所述待测岩石样品中各个干酪根的粗糙度： ；其中，R a 为干酪根的平均粗糙度；N x 和N y 分别表示在X坐标轴和Y坐标轴方向上扫描的数据点的个数，Z（i，j）表示扫描的数据点的高度； Zmean表示扫描的数据点的基线的平均高度。所述干酪根的表面分子结构特征包括干酪根表面的特征官能团对预设波段的红外光的相对吸收强度，所述基于所述待测岩石样品中干酪根的分布位置，利用光谱测试仪器，对所述待测岩石样品中各个干酪根进行光谱测试，得到所述待测岩石样品中各个干酪根的表面分子结构特征，包括：基于所述待测岩石样品中干酪根的分布位置，利用光谱测试仪器，对所述待测岩石样品中各个干酪根进行基于原子力的纳米红外光谱测试，得到所述待测岩石样品中各个干酪根表面的多种特征官能团对所述预设波段的红外光的相对吸收强度；其中，所述特征官能团对所述预设波段的红外光的吸收强度与所述特征官能团对目标气体的吸附能力相关。所述根据所述待测岩石样品中各个干酪根的表面形貌特征和表面分子结构特征，确定所述待测岩石样品中各个干酪根对目标气体的储存能力，包括：针对所述待测岩石样品中的每一个干酪根，执行如下步骤：根据所述干酪根的表面起伏度与粗糙度，确定所述干酪根的可用于吸附气体的表面积的大小；根据所述干酪根表面的多种特征官能团对所述预设波段的红外光的相对吸收强度，确定所述干酪根对所述目标气体的吸附能力的大小；根据所述干酪根的可用于吸附气体的表面积的大小和所述干酪根对所述目标气体的吸附能力的大小，确定所述干酪根对所述目标气体的储存能力。
根据本申请提供的用于选择地下储集层的方法，还包括：
制备待测岩石样品；
对待测岩石样品进行X射线扫描获得三维结构图像；
根据三维结构图像确定用于流动模拟的网格化图像；
对所述网格化图像进行流体流动模拟；
对比不同岩石样品流体流动特征，用于评价岩石微观孔隙结构，以根据砂岩润湿性、岩石裂缝结构、岩石连续应变、岩石的气体互驱特性、岩石对气体的吸附能力、岩石样品中各个干酪根对目标气体的储存能力和岩石微观孔隙结构选择地下储集层。
在本申请的实施例中，根据三维结构图像确定用于流动模拟的网格化图像，具体包括：将三维结构图像除噪音；将去噪后的图像按灰度值进行孔隙分割；提取分割后的孔隙通过边翻转、边折叠、顶点平移生成四面体网格，作为用于流动模拟的网格化图像。对所述网格化图像进行流体流动模拟，具体包括：将网格化图像的孔隙导入多相流模型；在多相流模型中按照同一温压条件下同样的流速向网格化图像的孔隙注入同一流体。所述评价岩石微观孔隙结构，具体包括：选取孔隙中流速最高点作为关键节点，根据关键节点计算流速的平均压差，用于判断微观孔喉的复杂性。
根据本申请提供的用于选择地下储集层的方法，还包括：
制备待测岩石样品，所述岩石为泥页岩；
识别待测岩石样品中的目标有机质；
获取所述目标有机质的表面形貌、弹性模量特征和表面组分；
所述目标有机质的表面形貌、弹性模量特征和表面组分确定目标有机质的微观结构，以根据砂岩润湿性、岩石裂缝结构、岩石连续应变、岩石的气体互驱特性、岩石对气体的吸附能力、岩石样品中各个干酪根对目标气体的储存能力、岩石微观孔隙结构和岩石中有机质的微观结构选择地下储集层。
在本申请的实施例中，所述目标有机质通过光学显微镜和扫描电镜观察待测岩石
样品来识别，其中，光学显微镜采用反射光观察，扫描电镜观察采用低真空条件。所述获取
所述目标有机质的表面形貌和弹性模量，包括：通过原子力显微电镜测试目标有机质的均
方根粗糙度，作为所述目标有机质的表面形貌；通过原子力显微镜的Derjaguin–Muller–
Toporov模型测试目标有机质的弹性模量，其中，Derjaguin–Muller–Toporov模型是一种用
于描述样品和探针之间相互作用的模型。所述获取所述目标有机质的表面组分，包括：基于
光热诱导的纳米红外技术，利用原子力红外联用***，测试所述目标有机质的表面组分。在
测试所述目标有机质的表面组分之前，所述方法还包括：对原子力红外联用***在1450-
1460、1600-1620和2920-2930波数进行激光校准。所述根据所述目标有
机质的表面形貌、弹性模量和表面组分确定有机质的微观结构，作为有机质特征，包括：根
据所述目标有机质的表面组分确定脂肪链减少程度，其中，脂肪链减少程度为红外光谱图
中甲基与亚甲基含量的比值；对比第一待测岩石样品与第二待测岩石样品的均方根粗糙
度、弹性模量和脂肪链减少程度；在第一待测岩石样品的均方根粗糙度大于第二待测岩石
样品、第一待测岩石样品的弹性模量大于第二待测岩石样品、且第一待测岩石样品的脂肪
链减少程度小于第二待测岩石样品的情况下，第一待测岩石样品的生排烃潜力大于第二待
测岩石样品。
在本申请的实施例中，选择地下储集层包括两种应用场景：第一，根据待储集气体从多个地下储集层选择目标地下储集层，第二，根据地下储集层中岩石的特性从多种储集气体中选择适应于地下储集层的储集气体，其中，岩石的特性包括但不限于岩石的裂缝结构、岩石的应变、岩石中气体互驱特性、岩石对气体的吸附能力、岩石润湿性、岩石中干酪根的气体储集能力、岩石微观孔隙结构、岩石有机质的微观结构，在选择地下储集层中，可以结合岩石的裂缝结构、岩石的应变、岩石中气体互驱特性、岩石对气体的吸附能力、岩石润湿性、岩石中干酪根的气体储集能力、岩石微观孔隙结构、岩石有机质的微观结构中的至少2种岩石的特性进行选择，储集气体包括但不限于二氧化碳、氢气、天然气。
在本申请的实施例中，在选择地下储集层中，岩石的裂缝结构在待储集气体的气体相态改变时岩石裂缝结构的长度、宽度和体积变化越小越好，以避免待储集气体在储集过程中的泄露风险。
在本申请的实施例中，在选择地下储集层中，该地下储集层岩石在待储集气体的气体相态改变时是否发生明显膨胀应变，若岩石膨胀应变较小，则选择该地下储集层，若膨胀应变较大，则易造成岩石孔缝显著闭合，降低储气能力。
在本申请的实施例中，在待储集气体为二氧化碳且地下储集层中岩石中存在甲烷的情况下，在选择地下储集层中，根据二氧化碳与甲烷之间的互驱特征，即二氧化碳和甲烷的体积流量在孔隙结构中的变化情况，确定二氧化碳对甲烷的驱替效果，二氧化碳对甲烷的驱替效果越好，选择当前地下储集层的概率越大。
在本申请的实施例中，在待储集气体为二氧化碳的情况下，在选择地下储集层中，岩石对气体的吸附能力为岩石中羧酸等含氧官能团含量，含氧官能团含量越多，越能够进一步增强干酪根对二氧化碳气体的吸附能力，选择当前地下储集层的概率越大。
在本申请的实施例中，在待储集气体为二氧化碳的情况下，在选择地下储集层中，岩石润湿性为疏水时，降低岩石的封闭能力，岩石润湿性为亲水时，选择当前地下储集层。
在本申请的实施例中，在待储集气体为二氧化碳的情况下，在选择地下储集层中，岩石中干酪根的气体储集能力通过干酪根的可用于吸附气体的表面积的大小和所述干酪根对二氧化碳气体的吸附能力的大小确定，干酪根的可用于吸附气体的表面积越大且所述干酪根对二氧化碳气体的吸附能力越大，选择当前地下储集层的概率越大。
在本申请的实施例中，在选择地下储集层中，地下储集层岩石微观孔隙结构越复杂，对流体流动易产生的阻力越大，因此，该地下储集层岩石微观孔孔隙结构越简单，选择当前地下储集层的概率越大。
在本申请的实施例中，在选择地下储集层中，岩石有机质的微观结构为岩石有机质的粗糙度和弹性模量，地下储集层岩石有机质的粗糙度越大，越有利于气体富集，弹性模量越大，越能够增强页岩整体刚度，因此，地下储集层岩石有机质的粗糙度和弹性模量越大，选择当前地下储集层的概率越大。
在本申请中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或模块必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法，其特征在于，包括：
制备待测砂岩样品；
向所述待测砂岩样品施加围压，并对所述待测砂岩样品注入碘化钾溶液，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述待测砂岩样品完全饱和；
向所述待测砂岩样品中注入第二流体，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述碘化钾溶液完全被驱替；
获取三维图像，根据所述三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数；
将所述第一体积分数和所述第二体积分数对比进行润湿性表征。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述待测砂岩样品施加围压，并对所述待测砂岩样品注入碘化钾溶液，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述待测砂岩样品完全饱和，具体包括：
向所述待测砂岩样品施加围压；
对所述待测砂岩样品注入碘化钾溶液，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到三维数字岩心；
对所述三维数字岩心进行定量分割，直至所述待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述三维数字岩心进行定量分割，直至所述待测砂岩样品的饱和度数值不发生变化，具体包括：
对所述三维数字岩心进行定量分割，得到所述待测砂岩样品的饱和度数值；
判断所述饱和度数值是否变化；
若否，则所述待测砂岩样品完全饱和，停止注入所述碘化钾溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述待测砂岩样品中注入第二流体，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述碘化钾溶液完全被驱替，具体包括：
向所述待测砂岩样品中注入第二流体，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，得到二维X光图像和三维数字岩心；
根据所述二维X光图像判断所述碘化钾溶液是否已完全排出所述待测砂岩样品；
若是，则通过所述三维数字岩心进行定量分割确认所述第二流体已完成驱替。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取三维图像，根据所述三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，具体包括：
获取所述待测砂岩样品完全饱和后的第一三维图像，将所述第一三维图像进行滤波、位置对齐，得到第一图像灰度差异；
根据所述第一图像灰度差异得到原始孔隙度和充填碘化钾后的残余孔隙度；
根据所述原始孔隙度和所述残余孔隙度作差得到碘化钾饱和后的第一体积分数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取三维图像，根据所述三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数，还包括：
获取所述碘化钾溶液完全被驱替后的第二三维图像，将所述第二三维图像进行滤波、位置对齐，得到第二图像灰度差异；
根据所述第二图像灰度差异分割得到第二流体完全充注后的第二体积分数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一体积分数和所述第二体积分数对比进行润湿性表征，具体包括：
根据所述第一体积分数和所述第二体积分数进行计算，得到润湿性指数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
当所述润湿性指数大于预设值时，代表亲水，当所述润湿性指数小于预设值时，代表疏水。
9.一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的***，其特征在于，包括：
制备模块，用于制备待测砂岩样品；
碘化钾注入模块，用于向所述待测砂岩样品施加围压，并对所述待测砂岩样品注入碘化钾溶液，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述待测砂岩样品完全饱和；
驱替模块，用于向所述待测砂岩样品中注入第二流体，同时对所述待测砂岩样品进行X射线连续扫描，直至所述碘化钾溶液完全被驱替；
获取模块，用于获取三维图像，根据所述三维图像获得碘化钾饱和后的第一体积分数和第二流体完全充注后的第二体积分数；
对比模块，用于将所述第一体积分数和所述第二体积分数对比进行润湿性表征。
10.一种用于选择地下储集层的方法，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法的步骤，还包括：
制备岩石样品；
将所述岩石样品置于能够透过X射线的岩心夹持器中，并施加压力模拟地层围压进行初始岩石结构扫描；
将流体注入所述岩石样品中并进行连续X射线扫描，以获得三维灰度图像；
提取所述三维灰度图像中所述流体连续作用下岩石裂缝结构信息实现定量表征，其中，所述流体包括不同相态的流体；
根据砂岩润湿性和岩石裂缝结构选择地下储集层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410584912.1A CN118150407A (zh) | 2024-05-11 | 2024-05-11 | 一种基于三维数字岩心定量表征砂岩润湿性的方法 |
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