本發(fā)明涉及油氣實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法。

背景技術(shù)：

1、巖石儲(chǔ)層的孔隙連通性控制著油氣的運(yùn)移和生產(chǎn)行為，在油氣勘探和開(kāi)發(fā)中具有重要的意義，它決定了油氣在儲(chǔ)層內(nèi)的流動(dòng)能力，評(píng)估儲(chǔ)層的有效儲(chǔ)量和產(chǎn)能，指導(dǎo)水驅(qū)和壓裂等增產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，并影響油藏開(kāi)發(fā)方式的選擇。了解孔隙連通性有助于優(yōu)化開(kāi)發(fā)方案，提高采收率。同時(shí)，它還指導(dǎo)孔隙修復(fù)技術(shù)的選擇，恢復(fù)或改善儲(chǔ)層產(chǎn)能。因此，儲(chǔ)層孔隙連通性的研究對(duì)勘探和開(kāi)發(fā)的成功至關(guān)重要，為決策提供重要依據(jù)，提高油氣產(chǎn)能，最大程度地利用儲(chǔ)層潛力。頁(yè)巖與致密砂巖儲(chǔ)層較強(qiáng)的非均質(zhì)性與大量發(fā)育的納米級(jí)孔喉使得儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的連通性表征十分困難。

2、目前用于孔隙結(jié)構(gòu)連通性表征的實(shí)驗(yàn)手段包括滲透性實(shí)驗(yàn)、氣體吸附實(shí)驗(yàn)和核磁共振實(shí)驗(yàn)。然而，這些方法存在一些主要缺陷。首先，這些實(shí)驗(yàn)手段無(wú)法提供直觀的可視化結(jié)果，僅能提供數(shù)值數(shù)據(jù)，難以直觀地理解孔隙連通性的情況。其次，實(shí)驗(yàn)條件與真實(shí)儲(chǔ)層環(huán)境可能存在差異，因此所得數(shù)據(jù)的可靠性和適用性可能受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有的孔隙結(jié)構(gòu)連通性實(shí)驗(yàn)方法無(wú)法直觀的表達(dá)孔隙連通性、實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的可靠性受實(shí)驗(yàn)條件影響的不足，本發(fā)明提供一種掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，該掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法模擬真實(shí)地層情況下流體運(yùn)移情況，實(shí)現(xiàn)巖石樣品孔隙連通性可視化，進(jìn)而確定孔隙連通率，從而可以更加準(zhǔn)確的評(píng)估真實(shí)地層條件下的巖石孔隙連通性。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，包括：

3、s1、制備巖石樣品，并對(duì)巖石樣品進(jìn)行烘干處理；

4、s2、將巖石樣品和固態(tài)合金一同置于高溫高壓容器中，使合金熔化成液態(tài)并進(jìn)入巖石樣品中，得到注入合金的巖石樣品；

5、s3、將注入合金后的巖石樣品切開(kāi)拋光，并通過(guò)掃描電鏡觀察，對(duì)同一位置分別拍攝背散射和二次電子兩種模式的電鏡照片；

6、s4、提取背散射電鏡照片中合金占總面積比二次電子電鏡照片中總孔隙占總面積比巖石樣品連通孔隙率

7、進(jìn)一步，所述步驟s3中，對(duì)巖石樣品不同部位分別連續(xù)拍攝若干張背散射和二次電子電鏡照片，將全部背散射電鏡照片拼接后形成大尺度背散射電鏡照片，將全部二次電子電鏡照片拼接后形成大尺度二次電子電鏡照片。

8、進(jìn)一步，所述步驟s4中，巖石樣品連通孔隙率為若干張照片分別得到的巖石樣品連通孔隙率的平均值。

9、進(jìn)一步，所述步驟s1中，巖石樣品的制備、烘干方法為：

10、s11、稱取巖心柱，沿巖心柱垂直于層理方向切取0.5～2cm3的立方體，形成巖石樣品；

11、s12、將巖石樣品置于真空干燥箱中，60～100℃下烘干24～48h。

12、進(jìn)一步，所述步驟s2包括：

13、s21、將巖石樣品和合金放入容器中后，對(duì)容器進(jìn)行抽真空；

14、s22、對(duì)容器升溫，使合金熔化成液態(tài)合金；

15、s23、對(duì)容器加壓至目標(biāo)壓力，使液態(tài)合金注入巖石樣品中；

16、s23、降溫至液態(tài)合金凝固，將容器內(nèi)的氣壓降至大氣壓。

17、進(jìn)一步，所述步驟s2中的合金熔點(diǎn)為40～80℃。

18、進(jìn)一步，所述合金由錫、鉍、鉛組成。

19、進(jìn)一步，所述步驟s2中容器升溫后的溫度為0～200℃。

20、進(jìn)一步，所述步驟s2中的目標(biāo)壓力為0～200mpa。

21、進(jìn)一步，所述步驟s3中，將注入合金的巖石樣品沿垂直于層理面的方向切開(kāi)，并對(duì)注入合金后的巖石樣品的剖切面進(jìn)行氬離子拋光處理。

22、本發(fā)明具有如下有益效果：由于采取上述方案，采用原位高溫高壓低熔點(diǎn)合金注入系統(tǒng)，模擬了真實(shí)地層情況下的流體運(yùn)移情況，并使合金冷卻凝固使其在便于拍攝掃描電鏡照片，從而更直觀地觀察和計(jì)算孔隙結(jié)構(gòu)的連通性。通過(guò)多張電鏡照片拼接形成大尺度掃描電鏡圖片，可以對(duì)極大視域的樣品進(jìn)行圖像處理，用以獲得樣品整體情況，避免了樣品的非均質(zhì)性。同時(shí)，掃描電鏡的背散射模式主要用于觀察樣品表面成分，可以清晰的分辨出低熔點(diǎn)合金，二次電子模式用于觀察樣品表面形態(tài)，可以清晰的分辨樣品孔隙裂縫。結(jié)合掃描電鏡圖像和數(shù)據(jù)提取，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與可視化結(jié)果相結(jié)合，可以更直觀的表達(dá)孔隙連通性，提高對(duì)孔隙連通性的全面認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)確評(píng)估。

技術(shù)特征：

1.一種掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s3中，對(duì)巖石樣品不同部位分別連續(xù)拍攝若干張背散射和二次電子電鏡照片，將全部背散射電鏡照片拼接后形成大尺度背散射電鏡照片，將全部二次電子電鏡照片拼接后形成大尺度二次電子電鏡照片。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s4中，巖石樣品連通孔隙率為若干張照片分別得到的巖石樣品連通孔隙率的平均值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s1中，巖石樣品的制備、烘干方法為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s2包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s2中的合金熔點(diǎn)為40～80℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述合金由錫、鉍、鉛組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s2中容器升溫后的溫度為0～200℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s2中的目標(biāo)壓力為0～200mpa。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法，其特征在于：所述步驟s3中，將注入合金的巖石樣品沿垂直于層理面的方向切開(kāi)，并對(duì)注入合金后的巖石樣品的剖切面進(jìn)行氬離子拋光處理。

技術(shù)總結(jié)
一種掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法。主要解決現(xiàn)有雙滾筒絞車(chē)采用分動(dòng)控制而使絞車(chē)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易操作的問(wèn)題。其特征在于：制備巖石樣品，將巖石樣品和固態(tài)合金一同置于高溫高壓容器中，使合金熔化成液態(tài)并進(jìn)入巖石樣品中，得到注入合金的巖石樣品；將注入合金后的巖石樣品切開(kāi)拋光，并通過(guò)掃描電鏡觀察，對(duì)同一位置分別拍攝背散射和二次電子兩種模式的電鏡照片；提取背散射電鏡照片中合金占總面積比φ<subgt;1</subgt;，二次電子電鏡照片中總孔隙占總面積比φ<subgt;2</subgt;，巖石樣品連通孔隙率η＝φ<subgt;1</subgt;/φ<subgt;2</subgt;。該掃描電鏡圖像定量表征巖石樣品原位孔隙連通性方法的鋼絲絞盤(pán)和電纜絞盤(pán)采用一套控制系統(tǒng)，根據(jù)需要切換工作，縮小了體積，操作方便。

技術(shù)研發(fā)人員：白雪峰,王顯東,田小彬,王志國(guó),鞠林波,師江波,譚萬(wàn)倉(cāng),汪海燕,宮寶,曾宏斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大慶油田有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19