Медицинский томограф-рентгеновский
Цифровой керн
Одной из инновационных и активно развивающихся технологий в нефтегазовой отрасли является «Цифровой керн» (в англоязычной терминологии – «DigitalRock»). База данных, получаемых на её основе, определяется как «цифровое кернохранилище». В основе технологии лежит создание трёхмерной цифровой модели керна с помощью метода рентгеновской томографии (РТ). Полученная модель используется для определения набора петрофизических характеристик керна, а также для апробации методов воздействия на пласт путём математического моделирования.
Цифровая Петрофизика (DRP) исследует и вычисляет физические свойства горных пород и свойства потока жидкости в пористых породах. В этом подходе изображения пор горной породы и минеральных зерен получены с высокой разрешающей способностью, обработаны специальным образом и физические свойства образца оценены числовым моделированием в масштабе пор.
Цель- Получение комплекса петрофизических свойств образца горной породы методом математического моделирования на основе 3D микромодели
Его задачей является :
Определении пористости и морфологии порового пространства различного генезиса для прогноза фильтрационно емкостных свойств соответствующих отложений.
Изучение образцов керна для которых нет возможности изучить достоверно литологопетрофизические свойства, такие как образцы с дефектами делающими невозможным проведение обычных лабораторных исследований (сколы, трещины), шлам, образцы из боковых грунтоносов ).
|
|
|
Коллектора категории ТРИЗ, для которых проведение обычных лабораторных исследований невозможно (нет оборудования, большая изменчивость свойств образца в ходе тестов, Запредельные PVT свойства для экспериментов) или результаты исследований не позволяют достоверно изучить объект исследований (не учет процессов на уровне пор и микропор).
Роль цифрового керна является разработка- это моделирование процессов МУН по технологии Цифровой керн позволяет сократить время необходимое на выбор оптимального решения для проведения ОПР на месторождении, тем самым обеспечивается оптимальный процесс применения технологий увеличения добычи УВ сырья. А также 3D моделирование месторождения к которому относиться Комплексный анализ данных сейсморазведки, ГИС, лабораторных исследований керна и пластовых флюидов иТехнология «Цифровой керн» позволяющее повысить достоверность 3D модели месторождения
На основе цифрового образа полученного на микротомографе строится цифровая модель коллектора Путем математического моделирования рассчитываются физические свойства коллектора, проводится моделирование различных процессов происходящих в керне (фильтрация
|
|
|
Опытно промышленной разроботке
Цифровая лаборатория – последовательность действий
| Макро-томограф Цель: выявление плотностных неоднородностей Применение: полноразмерный керн Разрешение: 100-500 мкм Результат: выбор мест взятия образцов, контроль представительности образцов для потоковых экспериментов, оценка пустотности |
| Микро-томограф Цель: изучение микропористости образца Применение: стандартные образцы и миниобразцы Разрешение: 1-50 мкм Проницаемость: 0,1 мД и более Результат: создание цифровой модели |
| Нано-томограф, FIB-SEM при работе со сложным керном: Цель: изучение микропористости зерен и состава образца Применение: микрообразцы (баженовская, абалакская, тюменская свиты) Разрешение: 0,001-0,05 мкм Проницаемость: менее 0,1 мД Результат: создание цифровой модели |
| Лабораторные исследования Цель: изучение ФЕС, ОФП, процессов вытеснения Применение: стандартные образцы Проницаемость: 0,1100 мД Результат: ФЕС, ОФП, Квы |
| Цифровые исследования Цель: определение ФЕС нетрадиционных залежей, оптимизация и мониторинг различных процессов воздействия на пласт Результат: ФЕС, ОФП, Квыт, апскейлинг «образец-пласт», подбор и оценка эффективных МУН |
| Полномасштабное моделирование (комплексирование результатов) Цель: выработка запасов и повышение нефтеотдачи Применение: проектирование разработки объекта, месторождения Результат: выбор оптимального сценария разработки |
| Сопоставление и настройка цифровых исследований |
|
|
|
Оборудование
Характеристика неразрушающих методов изучения керна
Томограф предназначен для томографии керна, включая полноразмерный, в пластовых условиях. Характерной особенностью данного томографа является неподвижность объекта исследования. Излучатель и детектор могут поворачиваться на 360 градусов в плоскости, перпендикулярной центральной оси кернодержателя, а также перемещаться вдоль нее.
В томографе применяется твердотельный рентгеновский детектор высокого разрешения и рентгеновская трубка с малым фокусным пятном. Применение данных компонентов позволяет добиться высокого разрешения томографии при сканировании полноразмерного керна.
Медицинский томограф-рентгеновский
Исследование горных пород традиционными методами в современных условиях повышения роли нетрадиционных коллекторов, представляющих собой сложнопо-строенные и неоднородные геологические тела, увеличения значимости трудноизвле-каемых запасов нефти и газа требуют усовершенствования подходов к изучению керна, повышающих точность оценки фильтрационно-емкостных свойств. Одним из сравнительно новых для нефтяной отрасли методов, дополняющих и расширяющих возможности традиционных, является рентгеновская томография.
|
|
|
Принципы работы
Рентгеновское излучение - это электромагнитные волны, энергия которых лежит на энергетической шкале квантов между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением. Наиболее широкое применение получили рентгеновские лучи с длиной волны 0,005-0,2 нм, которые используются для просвечивания образцов горных пород в целях изучения их строения, структуры и химического состава.
Рентгеновское излучение образуется в источнике, которым в лабораторных условиях является специальная рентгеновская трубка, представляющая вакуумную емкость с помещенными внутрь двумя электродами - отрицательным катодом, выполненным в виде вольфрамовой нити, и положительным анодом, выполненным в виде пластинки, расположенной под углом. При прохождении тока по катоду из раскаленной нити вылетают электроны и направляются к аноду. Рентгеновское излучение возникает при торможении этих электронов, оно фокусируется специальной мишенью и направляется к исследуемому образцу. На свойствах рентгеновского излучения основано несколько методов исследования: рентгенофазный анализ, рентгенос-пектральный анализ и метод рентгеновской компьютерной томографии.
Принцип действия метода рентгеновской томографии основан на получении серии рентгеновских изображений объекта, из которых с помощью программных методов получают объемное изображение. Для создания серии снимков образец помещают в держатель, который медленно вращается вокруг одной из осей, как правило вертикальной, на 360°. От скорости вращения зависит количество снимков и качество итоговой модели. Снимок формируется на цифровой кремниевой матрице, установленной напротив рентгеновской пушки, и представляет собой пиксельное изображение. Таким образом создается серия рентгеновских снимков, которая преобразуется в объемную модель. Снимок представляет собой полутоновые изображения, в которых яркость характеризует степень поглощения рентгеновского излучения в результате фотоэффекта и комптоновского рассеяния. Степень поглощения зависит от физических свойств горной породы, чаще всего плотности. Преобразование двухмерных снимков в трехмерное изображение происходит с помощью алгоритмов, разработанных на основании преобразования Радона. Применение математического алгоритма стало возможным благодаря тому, что экспоненциальный закон ослабления излучения в рентгеновском диапазоне выполняется с большой точностью. В настоящий момент существует множество программных решений, используемых для реконструкции трехмерных изображений из серии двухмерных
Недостатки: - Низкое контрастное разрешение - Низкое пространственное разрешение - Ограниченная дозовая нагрузка, ограничения на объект исследования - Отсутствие дополнительных калибровок для определения компонентного состава - Специальные требования к помещению и персоналу - Необходимость получения лицензии и регистрации томографа - Подвижный стол томографа накладывает ограничения на подводящие линии Преимущества: - Высока скорость сканирования - Унифицированный формат данных
Цифровая паспортизация керна
Возможности:
• Распределение плотности в объеме
• Трещиноватость, кавернозность
• Распределение включений минералов (пирит, барит, окислы железа и др.)
• Толщину прослоев, плотность прослоев, углы наклона прослоев
• Распределение трещин по наклону, удельную поверхность трещин
• Объем каверн/включений;
• Количество и распределение газовых гидратов в керне
• Цифровая паспортизация керна, привязка по глубине и углу
• Выбор керна для базовых и специальных исследований, повышение достоверности традиционных методов исследования
• Привязка к каротажу и т.д.
Рентгеновская томография: – Структурно-текстурные особенности строения горных пород, руд, минералов, твердых горючих ископаемых – Строения пустотного пространства нефтегазоносных пород – Фильтрационно-емкостные свойства пород – Методы увеличения нефтеотдачи (ПАВ, полимеры, кислотная обработка, ГРП, внутрипластовое горение и т.д.)
• Достоинства метода: – Неразрушающий контроль – Объект исследования не требует предварительной обработки – Качественные и количественные данные о процессах фильтрации
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 176; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!