岩心管理系统

岩心管理系统（精选11篇）

岩心管理系统 篇1

摘要：油气勘探开发需要应用到多种实验技术, 对岩石的物理实验分析是其中一个重要的组成部分, 特别是在一些地质比较复杂的油气区, 物理实验分析结果具有重大的实际意义。数字岩心数据库在现代化技术的发展下得以创造, 它的应用使岩心资料的管理迎合了现代化标准要求的信息化。本文主要分析数字岩心数据库的主要特点的应用效果。

关键词：数字岩心,数据库,资料管理,应用

1 前言

现代化建设的不断发展, 对各个领域信息化、综合化的要求不断提高, 为了跟上时代的步伐, 各个行业都需要使用现代高新技术对自身进行武装。随着社会对石油资源需求的不断增加, 油田勘探开发工作得到不断发展壮大, 为了更好的管理勘探结果数据, 更好的进行数据的管理, 要求对勘探数据资源数据进行信息化的建设。除了信息化技术的不断普及给油田勘探数据资源的信息化提供了便利条件外, 油田信息化已经建设并逐渐趋向成熟的条件更是给油田资源数据信息化创造了更加便利的条件[1]。利用计算机数据库技术对勘探开采的数据资源进行统一管理, 使资源得到全球共享, 方便自身油田生产的同时更是使管理水平迈上一个新的台阶。

2 数据库系统分析

2.1 体系结构分析

数据库属于计算机技术, 因此其使用的系统均为计算机系统, 这些技术仅适用于计算机的Linux/Win-dows。该数字岩心数据库使用的系统为比较常见的Java编译器作为数据编辑基础、将运行库作为数据资源的开发和利用平台、利用Oracle10g系统当做该数据库的管理中心, 选择能够满足更多用户需要的WEB技术。该数据库向社会上提供免费资源, 实现资源的共享, 所有需要的用户只需要通过互联网就能够访问该数据库并从中采取一些有用的数据资源。

2.2 数据系统组成部分

该数据库系统主要有三部分组成:一、所有数据的开发、分析和逻辑处理层;二、数据显示的逻辑处理层;三、数据应用处理层。数据处理的开发和分析是主要的结构, 所有的数据在这个部分进行分析整合后集中放置在同种类型中, 客户需要时能够较快速度的找出需要的数据资源。数据显示逻辑的处理也可称之为用户的交互部分, 该部分如同常见IE浏览器的界面, 客户通过这个界面对数据进行浏览。数据应用处理层是该系统关键部分, 它的主要工作就像一个图书馆的管理人员, 将数据进行分析、筛选后统一分类摆放, 在与客户交互后完成数据传递工作。它主要是通过HTTP和ADO以及MVC来完成整个数据请求和交互的全过程[2]。其中, MVC (应用设计模式) 是一种专门进行数据和交互连接的系统, 这种模式由于能够将所有的数据层分开来处理, 因此不会出现数据交错混乱的现象。

2.3 数据库系统的主要结构类型和功能

油气勘探开采研究设置数字岩心数据库的主要目的是将岩心管理的所有使用到或涉及到的数据进行统一的管理, 集中掌握所有试验数据概况, 并通过数据库的分析顺利找出需要的数据最大值、最小值或相近值等。该系统有单独的一个数据分析工具对试验的测量数据进行专门且详细的分析;系统具有数据查询功能, 能够对系统中所有数据包括原始数据和成果数据进行查询;数据的显示方式是通过图形化或者报告的方式来显示;系统中还包含所有试验过程使用到的文档以及公式;系统中还包括与试验相关的数据信息和试验成形后的信息等;同时该系统还提供了三个客户端作为数据访问接口, 满足更多用户的需求。

2.4 该系统的主要技术特征分析

(1) 实现岩心描述的数字化。由于该系统使用的数据管理平台为oracle10g, 该系统能够对岩心的管理情况通过数据形式直观表现出来, 如图像或报表方式, 能够将岩心的所有物理实验特性在一个相对比较短的时间内重复呈现出来, 从而更加快速的且具体的对岩心进行模拟观察。通过这种方式, 使岩心资源从一个抽象物质转变成为数据, 最后再通过虚拟显示, 实现了数据的真正信息化。

(2) 对数字岩心以及新闻等动态信息进行管理, 能为新型岩心在运作过程中给予最新动态信息的能力, 从根本上将管理信息以及管理时间全面实验, 可以全方位的体现阶段性以及历程性不同方面的岩心。

(3) 通常情况下, 运用于数据库页面部分的均是adjax技术, 该技术的运用可以在不对数据库页面刷新的基础上将数据进行维护, 促进数据库页面能够更为优良的交互。在通信服务器以及异步方式的应用上, 对于用户正在操作时没有必要进行打断, 该技术有着优良的响应能力并且速度较快。

(4) 为岩心资料管理提供较为远程访问资料的链接以及处理业务系统的方式, 一旦用户客户端在远程通过JAX-WS软件形成与Web服务器互相符合服务链接时, 在数据响应的过程中则获得像将本地服务器调用的效果。

(5) 通过利用角色在控制访问过程中所遇到的权限制定控制访问的方法, 采取用户主体、操作动作以及用户客体等方法将控制访问权限进行一次与规则互相符合的描述。不同类型的用户端在进行操作以及访问时则要遵照各类权限, 确保在访问数据库系统的资源时能够具备一定的安全性。

3 数字岩心数据库应用于管理岩心资料中的成效

(1) 在管理岩心资料的数据时能够比较方便。现今, 随着信息技术的快速发展, 只要在数据库中将岩心的资料及时的录入, 不但能够给相关人员的统计、查看提供了一定的便利, 同时还在很大程度上防止了一旦丢失数据则需花费较大的财力、物力以及人力等进行重复工作的情况。从根本上摒弃了传统管理岩心资料的情况, 给管理岩心资料与数据带来了很大的方便, 同时获得了较为明显的经济效益。

(2) 数字岩心数据库应用于管理岩心资料中能够促进企业积极的进行生产, 随时服务企业的生产任务。数据则是将岩石中的多维信息分别通过各种方式以及各方面的侧面进行描述, 并且岩石有着比较健全的物理数据, 通过数字数据可将岩石之间的相互关系互相建立并且确认, 同时在具体的生产过程中可以通过了解实际的需要促进迅速提取制定物理量的实现, 降低了决策的时间, 并使开发勘探岩心的工作效率得到了提高[3]。

(3) 给科研的工作带来了比较准确的数据, 促进科研工作的进度有效提高。岩石的物理数据与物理资料在科研工作中是必不可少的, 管理岩心数据时构建数字数据库, 使科研人员在工作过程中不用再花费时间在搜索资料上, 采用web服务器仅仅需要很短的时间就能找到科研工作需要的岩心信息以及物理数据。

4 结语

随着我国信息技术以及开发勘探岩心工作的深入发展, 在进行管理岩心数据时建立数字岩心数据库是非常有必要的, 通过构建岩心数据库在管理岩心资料时能够体现标准化, 并且共享所有的数据、资源, 促进科研工作人员在进行开发勘探工作时可以快速、正确以及全方位的获得所需的信息, 给管理、生产以及科研工作带来了一定的便利。

参考文献

[1]吴成斌, 陈勉, 张广清, 等.岩石力学与地应力数据库系统的开发和应用[J].石油工业计算机应用, 2009, 18 (01) :178-179 [1]吴成斌, 陈勉, 张广清, 等.岩石力学与地应力数据库系统的开发和应用[J].石油工业计算机应用, 2009, 18 (01) :178-179

[2]孙建孟, 姜黎明, 刘学锋, 等.数字岩心技术测井应用与展望[J].测井技术, 2012, 19 (01) :190-191 [2]孙建孟, 姜黎明, 刘学锋, 等.数字岩心技术测井应用与展望[J].测井技术, 2012, 19 (01) :190-191

[3]张丽, 孙建孟, 孙志强.数字岩心建模方法应用[J].西安石油大学学报 (自然科学版) , 2012.17 (03) :188-189[3]张丽, 孙建孟, 孙志强.数字岩心建模方法应用[J].西安石油大学学报 (自然科学版) , 2012.17 (03) :188-189

岩心管理系统 篇2

复杂地层岩心钻探综合治理技术

复杂地层是影响钻探施工的.重要因素,对复杂地层治理需要设备、工艺的相互结合.分析了钻探设备、工艺、冲洗液在治理复杂地层方面的作用,重点介绍了三套管取心钻具的结构、功用特点,以及植物胶泥浆的作用和配制方法.

作 者：石立明 SHI Li-ming 作者单位：武警黄金指挥部,北京,100055刊 名：探矿工程-岩土钻掘工程 ISTIC英文刊名：EXPLORATION ENGINEERING(ROCK & SOIL DRILLING AND TUNNELING)年，卷(期)：35(2)分类号：P634.5关键词：复杂地层 岩心钻探 全液压动力头钻机 立轴钻机 孔底反循环 三套管取心钻具 植物胶泥浆

浅析岩心分析技术及应用前景展望 篇3

【关键词】岩土分析；核磁共振；扫描电镜；非晶态

一、常用岩土分析技术

1、X射线衍射分析技术

全岩矿物组分和粘土矿物可用X射线衍射（XRD）迅速而准确地测定。XRD分析借助于X射线衍射仪来实现，它主要由光源、测角仪、X射线检测和记录仪构成。

粘土矿物的XRD分析使用定向片。粒径大于2μm或5μm的部分则研磨至粒径<40μm的粉末，用压片法制片，上机分析。此外还可以直接进行薄片的XRD分析，它对于鉴定疑难矿物十分方便，并可与薄片中矿物的光性特征对照，进行综合分析。

2、扫描电镜分析技术

扫描电镜分析具有制样简单、分析快速的特点。分析前要将岩样抽提清洗干净，然后加工出新鲜面作为观察面，用导电胶固定在样品于桩上，自然晾干，最后在真空镀膜机上镀金（或碳），样品直径一般不超过1cm。

3、薄片分析技术

薄片技术是保护油气层的岩相学分析三大常规技术之一，也是最基础的一项分析。应用光学显微镜观察薄片，由铸体薄片获得的资料比较可靠。制作铸体薄片的样品最好是成形岩心，不推荐使用钻屑。薄片厚度为0.03mm，面积不小于15mm×15mm。未取心的情况除外，建议少用或不用钻屑薄片。

二、岩心分析新技术及其应用前景展望

尽管用于分析岩心的许多技术早已存在，但石油地质家及石油工程师从未向今天这样共同关心并应和岩心分析技术来深入揭示油气层的微观特性。一些传统技术因使用目的转变，而被赋与新的含义。扫描电镜等一些先进的分析技术，目前的应用与其所能揭示的大量信息相比，技术潜力还有待充分开发。同时，一些新技术正在不断涌现，及时地引入到石油工程领域，解决工程问题已成为地质家及石油工程师的共同使用。新技术的应用主要表现在以下几个方面。

1、傅里叶变换红外光谱分析

采用傅里叶变换红外光谱仪，测定矿物的基团、官能矿物的基团、官能团来识别和量化常见矿物，分析迅速，精度与XRD相似，能定量分析的矿物有石英、斜长石、钾长石、方解石、白云石、菱铁矿、黄铁矿、硬石膏、重晶石、绿泥石、高岭石、伊利石和蒙皂石总和，以及粘土总量，对非晶质物、间层粘土矿物的构造特性分析有独到之处。

2、CT扫描技术

将医学上应用的CT扫描技术引人到岩心分析中，主要原理是用X射线照射岩心，得到岩心断面上岩石颗粒密度的信息，经计算机处理转换成岩心剖面图，它可以在不改变岩石形态及内部结构的条件下观察岩石的裂缝和孔隙分布。目前这项技术主要用于高渗透疏松砂岩和裂缝性储层的损害研究中，如出砂机理、稠油蚯蚓孔道的形成、侵入裂缝的固相分布、岩心内泥饼的分布形态等。

3、核磁共振成象技术

简称NMRI，它能够观测孔隙或裂缝中流体分布与流动情况，因此对于流体与流体之间，流体与岩石之间的相互作用，以及润湿性和润湿反转问题的研究有特殊意义，是研究油气损害的最新手段之一。NMRI测井技术发展很快，主要用于剩余油的分布探测，已成为提高采收率的重要评价技术。

4、扫描电镜技术

扫描电镜技术在制样和配件方面发展较快，在SEM上配置能谱仪（EDS）可以对矿物提供半定量元素分析，对敏感性矿物的识别及损害机理研究有很大的帮助。此外，临界点冷冻干燥法，能够揭示粘土矿物在油气层条件下的真实形态。

5、非晶态矿物和纳米矿物学研究

油气层中非晶态矿物有蛋白石、水铝英石、伊毛缟石、硅铁石等，还有比粘土矿物微粒更小的纳米级矿物。它们或单独产出，或存在于粘土矿物晶体之间，起到连接微结构的作用，比表面更大，性质更活跃。油井完井技术中心对吐哈盆地丘陵三间房组砂岩高岭石进行电子探针分析，指出高岭石化学组成很少符合理论组成，SiO₂、Al₂O₃经常过量，这种硅、铝部分以非晶态存在，它们易于溶解并促使高岭石微结构失稳。

6、环境扫描电镜的应用

一般扫描电镜要求在真空条件下进行实验，而环境扫描电镜则可以在气体、液体介质环境下分析样品。国外已开始利用此项技术研究膨胀性粘土矿物与工作液作用的机理，分析粘土矿物间层比和遇水膨胀的关系、水化膨胀和脱水过程的差异等。因此，环境扫描电镜是损害机理研究和工作液评价的有力手段。目前，我国已引进了这种仪器。

三、总结

综上所述，岩心分析技术在认识油气层特征、研究油气层损害机理及保护油气层工程设计中具有广泛的应用。每种技术都有其优点及局限性，实际工作中要具体問题具体分析，并制定一套切实可行的技术路线。各项技术本身在石油工程中的应用还有更大的潜力尚待开发，同时工程实践中也不断提高许多新问题，需要创造性地应用先进技术来解决。

参考文献

[1] 张晟, 陈德友, 黎华继, 冉旭, 叶泰然. 新场气田须二段储层的分类与评价[J]. 石油天然气学报, 2011, (04)

[2] 文得进, 张占松. 利用Fisher判别分析技术识别火山岩油水层[J]. 石油天然气学报, 2010, (03)

[3] 王剑峰, 毕研斌, 李景发, 姜艳春. 基于瞬时进汞饱和度的毛细管压力曲线储层评价方法[J]. 大庆石油学院学报, 2010, (03)

[4] 张松扬. 煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势[J]. 测井技术, 2009, (01)

[5] 杨大超, 赵永刚, 李刚. 全波列声波测井资料在储层评价中的应用[J]. 海洋地质动态, 2007, (07)

[6] 杨欣超, 桑树勋, 方良才, 黄华州, 吴国代, 武杰. 灰色关联分析在煤层气储层评价中的应用[J]. 西安科技大学学报, 2010, (02)

地质岩心钻探泥浆专家系统的设计 篇4

关键词：地质,岩心钻探,专家系统

0 引言

随着社会经济的不断发展, 矿业资源需求也在逐渐的上升, 这样对于地质钻探的工作要求就不断的提高, 尤其是深部的钻探资源越来越多, 因此地层的复杂性就不断的被提升。这就对新技术的要求越来越严格, 同时在钻探工程中, 泥浆方案的设计十分的重要。但是目前我国的钻探泥浆技术相对比较受限, 而泥浆的设计以及处理都是需要工程专业人员进行处理, 为了将传统的设计方法进行改进, 计算信息中的专家系统技术的应用在泥浆设计中已经实现了应用, 这为钻探现场的技术人员提供的便利, 也减少了工程的设计程序以及设计时间。

1 岩心钻探泥浆专家系统的作用分析

在岩心钻探泥浆中根据不同的地层情况需要不同的设计方案, 同时需要专家的知识结构作为信息的支撑, 因此在泥浆材料配方设计的过程中一定要建立一个完整的专家系统帮助工程进行现场的资料调研。

其次是在岩心钻探泥浆材料的使用剂量、参数变化等计算工具中无法实现现场的计算以及性能参数, 一次在专家系统的协助下能够实现县城泥浆参数的计算, 这样能够有效的节约工程的推进, 同时实现计算系统的快速吻合。

专家系统中对于泥浆材料的说明十分的详细, 同时存在一定的准确性。因为在现场中技术人员要根据地层的实际情况, 进行现场的采购以及资源的选择, 只有建立的完整的专家系统才能够保证泥浆材料的筛选以及采购。当然对于系统中的资源的丰富程度以及权威性, 需要根据实际的设计来决定, 但是在岩心钻探泥浆专家系统设计的过程中一定要注意设计的实用性以及合理性。

2 岩心钻探泥浆专家系统结构设计

2.1 结构设计的原理

岩心钻探泥浆工程是矿业资源开发的重要组成以及协调的工作, 在整个过程中泥浆的安装要保证施工以及地层两部分在建筑的过程中与开发工程之间的技术协调, 避免因为泥浆的安装给装修工程造成地层空鼓、岩心钻探泥浆还有一些精装的细节问题, 因此在整个岩心钻探泥浆专家系统设计过程要在技术上实现协调发展。在施工过程中对放线、放样的核对必需以现场的实际情况为依据, 并要及时的对泥浆地层和现场之间的“差异”进行调整、修改或优化。套用实际地层图纸进行理论泥浆放样布置;然而在实际的施工现场, 难免不会产生施工误差, 因而需要施工管理单位根据实际的现场施工状况, 进行放样核对, 将现场中与系统部分不相符的地方及时提交到相关的设计单位进行调整与优化。

结构系统设计的原理需要遵循的就是泥浆信息材料的生产、商家的信息、采购使用情况等等, 要保证系统使用的价值性, 同时要在岩心钻探泥浆专家系统中对每一次的现场查询进行总结保存, 在不同的地层情况下会有不同的信息系统, 整个专家系统的建立是需要数据资源的保存, 实现资源数据的共享。

2.2 结构设计流程分析

在地质岩心钻探泥浆专家系统的设计流程中有四个不同的流程, 每一个流程的设计存在一定的差异性, 四个流程分别包括:泥浆配方推导、泥浆配置计算、泥浆参数计算、数据管理。根据工程实例的数据保存实现资源的共享以及管理。在泥浆配置计算中的专家系统设计主要是针对泥浆稀释、泥浆加重、泥浆配置的实际情况进行计算, 要保证系统设计资源的合理化以及有效化。在泥浆参数计算的系统中要实现泥浆空返、泥浆流变参数、泥浆循环时间三者的计算设计, 要保证计算数据的吻合以及准确度, 在需要参数计算的过程中要实现对参数的计算合理性。在数据管理设计中包括了对泥浆材料信息数据的管理、工程实例数据的管理、地层信息数据的管理在面对不同的数据共享的过程中, 一定要在数据管理的结构设计中实现可升级数据库实例的合理性, 同时要保证可用性。

3 系统结构设计软件应用分析

其中对于泥浆专家系统性能好坏的确定, 还需要在其生产出来之后, 在实际工作中对其进行详细的检验。对于即将下井工作的掘进机设备做好相对应的工作能力测评工作, 这么做的目的是:降低掘进机在工作过程中, 在额定工作状态下对机械本身的损耗比例。当前我们很多的矿业开发掘进机设备的功率都很低, 所以对于专家系统应用一体化已经相对非常发达的矿业资源来说, 想要确保掘进机在工作的时候设备能够平稳匀速的就需要避免设备在进行运输工作的时候, 不要出现时快时慢的情况。一般的工作情况来讲, 掘进机设备的功率是不会发生变化的, 那么在这种工作环境下, 工作电流的大小也就直接决定了供电电压的大小。如果说低电压供电线路略显过长, 那么就会增加整个线路的阻抗, 电能在阻抗的作用下就会产生大量的电能损失。

在对网络信息服务进行深层次开发的基础上, 统筹兼顾, 对各种信息技术、知识元数据库进行系统性的分析整合, 对这些资源进行组织、分类, 把各类新技术融入到视频流用户评价的管理工作中, 实现移动数据模式下用户互动, 体验网络时代的新颖资源利用方式。下图1为泥浆专家系统流程运行图。

把用户放在第一位, 提高泥浆专家系统为用户服务的质量, 解决用户在使用移动设备进行在线泥浆材料信息服务和检索过程中因为操作不当引导各种问题。采用计算机技术, 实现对信息服务、搜索引擎内部所有机器、设备运行的智能化控制和管理, 进一步构建网络管理的智能化系统。保证互联网络的畅通, 从而避免出现在用户体验过程中出现移动终端终端、而影响到网络环境的改善。对于不同界面系统的运行, 应该存在一定的差异性, 因为只有在不同的泥浆信息资源访问的过程中才能实现资源信息的共享以及数据管理, 因此在设计应用的过程中一定要实现系统的监管。

适当的根据工程的特点采取支护措施, 一般的我们采取混凝土灌注桩联合锚杆支护措施。实际施工中, 施工人员应及时和设计人员做出协商, 并按照施工顺序有序进行。地下水检测中一定要固定周期, 安装好控制装置后应立即着手检测。施工现场还应派出专门的负责人员对于施工状况做出检查, 加大现场管理力度。同时巡检也应设定整齐并做好相应的记录。经常把工程建筑总面积土层锚杆叫做土锚杆, 一般是在地下室墙面或地面、未开挖的基坑立壁土层上进行掏孔或者钻孔, 当孔深和设计要求的深度相符合后, 对其端部进行扩大, 改变泥浆孔的形状, 大量实践证明将孔的形状变成柱状是较为合适的, 然后向孔内填充一些诸如钢绞线与钢丝束之类的抗拉材料, 也可以用钢管、钢筋, 或者其它相关抗拉材料。接着化学浆液或者水泥注入其中, 以达到和土层有效的结合的目的, 大大增强锚杆的抗拉性能。混凝土灌注桩, 施工人员在开钻前, 应对轴线的定位点与水准点以及放线定桩位等做出检查, 观察是否准确。桩机就位后, 注意埋设孔口护筒, 以便定位、储存泥浆以及护孔。然后开始钻孔。钻孔时需要对地质变化随时观察, 观测可以根据钻进速度和钻机来实现, 钻孔的孔深达到设计要求后, 开始进行清孔。进行泥浆浇筑时, 一定要对连接施工现场具体位置进行特别注意, 避免倾斜与移位现象的发生, 如果发现偏差一定要及时纠正。此外, 还要将轴线标高置于柱基上。对模板进行检查合格后方可拆模。

Web Services技术是先进的动态集成方案, 能够增加系统的灵活性和伸缩性, 基于传统的集成技术, 但是又克服了其缺陷, 极大程度的满足了松散耦合。该技术提供了一系列的服务接口, 可保证泥浆信息工程中的信息在异构平台中没有障碍的传输, 同时方便分析和使用。在工控计算机上接有GPRS无线通信路由器或者无线MONDEN, 通过GPRS无线通信路由器或者无线MONDEN, 将矿车的重量、节数、称重时间、称重时的监控录像等信息传输到煤矿产量远程监控系统中心服务器, 当期出现异常时, 还可以以短信的形式将报警信息传送到相关人员的手机上, 方便对故障和出现的异常进行及时的处理。

泥浆专家系统中间层是整个系统的核心层, 是系统中最重要的业务逻辑部分。中间层通过对应用层具体要求的接收, 然后判断出其要求类型对于技术人员的信息支撑需要通过其具体的运行进行数据的保存管理。

4 结束语

地质岩心钻探泥浆专家系统的设计需要的是专业的技术支撑, 当然对于工程实例信息的管理也是十分重要的, 因为在信息技术监管的过程中一定要实现对资源的有效管理, 保证泥浆资料厂家的信息透明化, 保证现场技术人员的材料筛选以及采购, 保证矿业资源开发技术的不断提升。

参考文献

[1]彭旭东.地质岩心钻探泥浆专家系统研究与设计[J].成都理工大学, 2013 (5) :47-49.

[2]张金昌.2000m地质岩心钻探成套装备研制工作进展[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2010 (7) :29-31.

[3]杨剑英.地质岩心钻探技术及在资源勘探中的应用[J].科技创新与应用, 2012 (7) :34-38.

[4]陈礼仪.地质岩心钻探现场泥浆专家系统设计[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2013 (3) :66-68.

岩心管理系统 篇5

米全液压岩心钻机桅杆结构有限元分析

该钻机钻进能力较大,NQ钻杆钻孔深度要求在2000m,因此对桅杆结构稳定性及材料强度提出很高的要求,依托国家863项目<2000米地质岩心钻探关键技术与装备>,特对桅杆结构稳定性展开研究,本文是基于ANSYS对桅杆结构进行有限元分析,并提出桅杆危险断面及优化建议.

作 者：李文东 冉恒谦 Li Wendon Ran Hengqian  作者单位：中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊,065000 刊 名：地质装备 英文刊名：EQUIPMENT FOR GEOTECHNICAL ENGINEERING 年，卷(期)： 10(2) 分类号：P634 关键词：钻机   桅杆   全液压   有限元   钻孔  

岩心管理系统 篇6

【摘要】我国在油气油田开采与评价过程中逐渐积累了比较多的经验，其中采用岩心刻度的方法对建立一个测井解释模型方面取得了比较成功的突破，对提高测井解释精度有着十分重要的意义。本文首先针对岩心的相关资料进行了预处理，在此基础上结合相关的测井资料建立了一个测井解释模型，并且结合山东胜利油田的实际地质条件，全方位的建立了一个关于孔隙度、泥质含量和渗透率的解释模型，旨在为实际的测量工作提供科学、可行的理论参考。

【关键词】岩心刻度测井；测井解释模型；应用

引言

在我国的油田发展过程当中，其中胜利油田不仅自身得到了有效发展，同时还推动了我国国民经济的发展。油田获得巨大的发展离不开各项技术的不断更新与完善，特别是针对钻井取心与岩心分析技术的不断进步，通过将岩心资料与测井资料结合，在不断的摸索当中逐渐形成了一套岩心刻度测井的方式，通过这项技术能够更好的了解胜利油田的地质情况。

1.关于岩心资料的处理

（1）在胜利油田当中对系统取心、油田地质、测井系列和岩心进行分析，在其中选择了三口以上的油井作为测井解释模型的对象。需要注意的是：首先选择的油井需要在整个胜利油田当中具有比较明显的代表意义；其次，还需要收集到充分的关于岩心分析、测试与测井资料、数据；接着，需要保证具有比较系统的取心资料提供研究，并且取心收获率需要>90%；最后，构造位置一定要处于关键部位，同时还需要有控制作用。

（2）考虑到钻井取心深度与实际的测井深度会有所差异，因此在这种情况之下就需要对岩心的深度进行归位处理，所谓的归位处理就是将钻井取心的深度进行校正，将其与测井深度保持一致，只有这样才能够保证在建立解释模型时两者的数据具有对应性。关于岩心分析数据，其与测井数据的等间距数据不同，其是不等间距的离散型数据[1]。因此如果想要将两组数据进行结合起来分析，就需要将测井数据与岩心数据进行间距对等处理，具体的操作方法是采用插值的方式，借助插值的方式最后得到插值点函数值即密度。

（3）考虑从到岩心数据与测井数据的纵向分辨率也不相同，因此为了能够保证不影响解释模型的建立，采用汉明函数的平滑公式对岩心数据进行平滑滤波，最终保证两组数据的纵向分辨率一致。之所以采用平滑滤波的方式是因为其不仅可以解决岩心数据与测井数据的匹配问题，同时还可以有效消除随机误差[2]。

（4）为了能够获得岩心数据的深度校正量，采用相关对比法的方式。所谓的相关对比法就是利用数理统计的方式对两条曲线的相似性进行分析。借助这种方式能够在两条不同的曲线上找出一段相似的曲线，这样一来利用两个相似层段就能够得到其深度的具体位置。

2.关于测井资料的处理

（1）在进行测量时，由于井内存在各种不确定性，可能造成测井曲线出现跳动、缺失等异常情况，应该借助计算机人机交互操作的方式进行编辑与拼接。在对曲线完成了编辑之后，还需要对井眼周边的环境进行校正，这是因为井眼周围的情况会对自然伽马曲线划分储集层与致密层的能力有影响，因此通过环境校正程度进行校正，有效提高其分辨率。

（2）对深度进行校正的具体方法是借助电阻率系列中的自然伽马曲线标定的深度作为标准，对其余的每一条曲线进行校正，保证每个系列之间的深度误差不会大于0.2m。

3.建立测井解释模型

（1）建立孔隙度解释模型。所謂的孔隙度测井就是补偿中子、声波速度与密度测井，在油田的泥质砂岩底层中其会因为孔隙度与泥质含量的变化而发生变化。在建立解释模型时，因为泥质含量一般很低因此并不将泥质的影响考虑在内。再加上孔隙度测井指挥随着孔隙度的变化而变化，这种变化与线性变化存在一定的类似，因此可以对线性变化进行分析从而建立一个孔隙度解释模型。

（2）建立泥质含量解释模型。考虑到泥质中含有较多的放射性物质，通过利用自然伽马与自然伽马能谱曲线将岩心分析泥质含量数据结合建立一个回归关系最终得到泥质含量。

（3）建立渗透率解释模型。实验结果可以发现，能够影响渗透率的因素比较多，又加上各种影响因素会造成相互影响更是造成了渗透率的难以获得，又无法通过建立函数得到相互之间的关系，因此在实际中只能够借助以往的资料进行统计。从物理的角度分析，对渗透率影响最大的就是地层孔隙度和岩石孔隙结构[3]。而泥质含量对孔隙结构也存在着直接的影响关系，通过对胜利有点某具体研究区的井资料对渗透率、孔隙度和泥质含量值，将渗透率作为参数坐标的对数坐标进行单相关分析。最终试验结果显示其与渗透率确实存在着较好的相关性。

（4）建立饱和度解释模型。考虑到在胜利油田的砂岩储集层中，可以忽略泥质含量的影响利用阿尔奇公式进行模型的建立[4]。但是首先需要得到岩电分析资料、水分析资料、测井数据与岩心分析数据，只有得到了以上数据才能够利用阿尔奇公式计算饱和度。

4.最终结果分析

在建立了孔隙度解释模型、泥质含量解释模型、渗透率解释模型、饱和度解释模型的基础上，得到了以下数据。

5.结语

总而言之，想要建立一个正确的测井解释模型，第一步需要做的就是对测井曲线标准化处理以及对岩心数据进行归纳，只有这样才能够进行后续的模型建立工作。

参考文献

[1]欧阳健，章成广，毛志强等.石油测井解释──地球物理测井学中一支应用型学科（续）[J].测井技术，2012，19（06）：196.

[2]阎媛子，孟凡美.苏里格地区东南部下石盒子组盒8段储层物性特征及其测井解释模型建立[J].地下水，2013，11（02）：163.

[3]谢润成，朱涛，张万茂等.川东北元坝气田须家河组主力储层参数测井精细解释[J].四川文理学院学报，2014，19（05）：206.

岩心管理系统 篇7

关键词：岩心图文信息系统,SQL SERVER,信息检索,三维重建

岩心是在钻探过程中用特殊的取心钻具从地下取出的岩石样品。在石油地质部门,重要的地质参数都来自于钻井开采出来的岩心,岩心的管理就显得尤其重要。在岩心扫描技术发展的初始阶段,岩心相关软件只能应用于单机或局域网范围内。通常条件下,岩心采集入库和岩心综合应用处于不同的地域,研究人员必须等待扫描采集人员将岩心图文资料带回实验室才能进行图文分析工作。近年来,随着Internet的广泛普及,石油地质部门迫切需要基于广域网的应用软件系统,对岩心信息实现数字化管理,提高工作效率。本系统采用B/S模式,基于ASP.NET+SQL SERVER把Web开发技术应用到岩心图文综合信息系统的设计和开发,实现岩心管理的网络化,将有效的解决上述问题,使信息能够更加迅速地对外发布更新,提高岩心管理的工作效率。

1 系统设计

1.1 系统设计目标

该系统的主要目标是实现岩心信息扫描入库后,能够及时地把岩心相关的图片,数据信息都发布在Web上,满足供远程的岩心研究人员和浏览人员查看,下载,分析和编辑岩心数据和图片的需求,并达到操作过程的直观,方便,实用,安全等要求。

1.2 系统框架

本系统采用的是基于B/S模式的三层标准体系结构,基于ASP.NET和XML技术做为开发环境,基于SQL SERVER实现数据的动态,实时发布检索等功能,改变了传统的岩心信息发布的模式。系统主要分成以下3个层次:1)数据层:该层主要负责数据的存储方式和对数据库的访问;2)业务逻辑层:是整个系统的核心,该部分由Web表单,XML Web服务和组件服务组成。其中Web表单是ASP.NET应用程序的核心所在,它是向客户呈现数据很信息的基础,也是响应和处理客户与显示的Web表单交出生成的信息和数据的基础;3)表示层:负责使用者和整个系统的交互,接收使用者的输入并将服务器传来的数据呈现给使用者。

根据以上的设计结构,本文所设计实现的岩心图文信息系统的基本框架如图1所示。

2.3 系统功能模块

根据对地质数据的研究,对石油地质人员的需求进行分析的结果,系统设计了十二个功能模块,分别对应于普通用户和管理员用户,模块的功能结构图如图2所示。

注:普通用户的图像浏览模块和图像查询模块与管理员的图像浏览模块和图像查询模块实现一样的功能。

1)留言浏览模块:主要实现普通用户获得标题形成的留言,每条留言标题被做成一个超连接,点击它们就可以进入留言浏览模块对具体留言进行浏览,并可以实现留言的功能,实现用户和管理员的互动,及时把用户的需求反映。

2)新闻浏览模块:主要实现普通用户获得标题形成的新闻,每条新闻标题被做成一个超连接,点击它们就可以进入留言浏览模块对具体新闻进行浏览。

3)个人信息管理模块:用户可以通过该模块修改自己的信息。

4)留言管理模块:管理员可以进行留言的添加,删除,修改等操作,及时更新信息。

5)新闻管理模块:管理员可以对新闻进行分类发布,修改,删除,及时更新信息。

6)用户管理模块:管理员可以对用户的权限进行修改,可以删除非法用户。

7)井浏览模块:提供浏览每口井的具体数据信息,提供接口供用户浏览井的具体内容。

8)回次浏览模块:提供每口井包括所有回次的信息浏览,包括深度信息,层位信息,图像信息。

9)单幅浏览模块:提供每幅图像的信息浏览,可以查看每幅平扫图像,滚扫图像,荧光图像,特殊图像,构造素描图的井号,回次,深度,岩性,岩心描述的信息。

10)岩心相册模块:用户可以一次查看每个具体回次的所有图像信息,以相册的信息展现出来。

11)三维重建:提供在线三维重建处理,用户可以对图像查看图像的三维还原图像,可以实现360°的滚动。

12)图像查询:实现图像的多条件的查询功能。

2.4 数据库设计

数据库采用SQL SERVER 2005,根据需要实现的功能,建立CISS-USERS表进行用户管理;建立CISS-MESSAGES进行留言发布管理;建立CISS-NEWS进行新闻发布管理;根据岩心的相关的地质参数进行建表,因为地质信息复杂多样,建表的时候采用从粗到细,从大到小的方法建表,在CISS-MAIN表中建立一个MainID主键,在其它四个表中通过一个外键关联起来,便于唯一的信息查询。CISS-MAIN(井号信息表),CISS-BPTX(白光平扫表),CISS-BGTX(白光滚扫表),CISS-YGTX(荧光平扫表),CISS-YXMS(岩性描述表),CISS-YXLX(岩心描述表)是岩心信息相关的数据表,通过CISS-MAIN表来查找相应的井号回次信息,然后在CISS-BPTX,CISS-BGTX,CISS-YGTX表中找到相应的图片和深度信息,再在CISS-YXMS,CISS-YXLX表中找到相应的岩性描述和岩心描述,各个表之间的查询关系如图3所示。

3 系统实现

本系统采用ASP.NET+SQLSERVER2005的服务平台,并结合ACTIVEX控件实现网页动态的三维重建,满足图片的在线处理功能。作为系统的难点,这里着重介绍XML数据模板,信息检索的原理和实现以及三维重建的原理。

3.1 信息检索实现

3.1.1 信息检索的原理

信息检索是指从文档集合中返回用户需求的相关信息的过程。作为一门学科,是研究信息的获取,表示,存储,组织和访问的一门学科。

信息检索模型是一个四元组{D,Q,F,R(q1,dj)},其中

1)D是文件集中一组文件逻辑视图(表示),称为文件表示。

2)Q是一组用户需求的逻辑视图(表示),称为查询。

3)F是一种机制,用于构建文献表示,查询以及它们之间的关系的模型。

4)R(q1,dj)是排序函数,该函数输出一个与查询q1∈Q和文献表示dj∈D有关的实数,给查询q1和文档dj进行评分。

信息检索的模型如图4所示。

3.1.2 信息检索的实现

在岩心图文信息系统中,提供了对岩心信息的检索功能,用户选择了相应的信息,系统就会根据选择的字段,调用数据库查询语句从数据库检索出满足条件的相应,并将信息按照一定的方式进行排序,在用户界面显示出查询结果。如图5所示。

3.2 三维重建

3.2.1 网络三维重建过程

在线三维重建是利用数字图像处理方法和人的视觉差异来进行三维重建的,实现原理如图6所示。将实现图像三维重建做成ActiveX控件,嵌套在网页上。用户在其它页面查看的图像,通过HTTP下载到本地内存中,ActiveX控件对图像进行及时的三维重建,以及在线的旋转和移动等图像处理功能。

3.2.2 三维重建原理

白光滚扫图象和岩心三维重建正面投影如图7所示,A为图像的起点,B为图像长度的中点,岩心外表面图像的周长C,直径为D。进行三维重建的部分始终使用C/2宽度的像素列,经过像素列的抽取,映射到宽度为直径D的正面投影图上。

岩心实物的横截面如图8所示的圆,点A对应岩心外表面图像的第A列像素,点S对应岩心外表面一列像素,该点在投影面AB上的投影为S’(设为i列投影像素),夹角为m,根据几何三角关系求出夹角m的弧度,建立映射像素数组模型:

根据这种像素映射关系,就将图7原图所示AB之间的像素列经过抽取投影到图7所示AB投影面上,实现了岩心形状复原。要实现以任意像素列为起始的图像形状复原,映射像素数组Array3D[i](i∈[0,2r))加一个偏移量M:

M为起始像素列A向右偏移的距离,以A.为基准选择C/2宽度的像素列进行形状复原;若M不超过C/2,Array3D[i](i∈[0,2r))的映射区域在岩心外表面图像的内部,可进行形状复原;若M大于C/2,Array3D[i](i∈[0,2r))的映射区域就有一部分超出岩心外表面图像的宽度,超出区域需拼接处理,由岩心外表面图像左侧的像素列进行补充。映射像素数组模型通过偏移量M的参数调整实现了岩心外表面图像以任一像素列为起始的形状复原。

3.3 安全问题

开发基于Web的程序,安全问题是一个必须考虑的问题:

在登陆页面,使用不低于六位的密码和用户权限限制,只有完全符合,用户才可以浏览网页,防止不合法用户进入系统。

对于登陆系统后的每一个ASP.NET页面,都传递一个Session进行识别,以防止用户恶意跳过登陆页面进入系统。

对于用户查看进行查看权限的设置,管理员把用户响应的查看井的权限添加到数据库相应的表中,每次用户进入,先读取用户的权限,限制查看范围。

操作数据库的SQL语句全部封装到存储过程中,防止SQL注入式攻击。

对于涉及用户名密码的关键数据采用MD5加密算法进行加密,防止被盗。

4 结束语

本系统是从石油地质部门的实际需求出发,设计的基于Internet的网络岩心图文信息系统。在系统的开发中采用三层B/S架构,构建的网络平台基本满足了结构化,可扩展性,安全性以及稳定性等特点。

本系统已成功应用在四川石油管理局、西南录井公司等石油地质部门,具有重要的应用价值。

参考文献

[1]Solid Quality Learning.SQL SERVER 2005从入门到精通(应用技术基础)[M].王为,译.北京:清华大学出版社,2006.

[2]程潇.基于Web Service岩心图像分析管理系统的研究开发[J]].微计算机信息,2008,24(6-3).

[3]顾彬.岩心图像采集入库与网络传输应用系统的设计与实现[D].四川大学,2008.

[4]梁丹然.基于XML的新闻系统设计与实现[J].软件导刊,2009,8(3).

[5]微软公司.ASP.NET安全应用程序开发[M].詹文军,王新程,译.北京:清华大学出版社,2003.

[6]Hoffman K,Kruger L.C#.NET核心技术内幕[M].董梁,高猛,译.北京:清华大学出版社,2006.

[7]马利克.ADO.NET2.0高级程序设计[M].汤涛,邰晓翠,译.北京:人民邮电出版社,2007.

[8]杨志姝,李光海.SQL应用与开发标准教程[M].北京:清华大学出版社,2006.

岩心管理系统 篇8

1 岩心库数据系统的作用

岩心库实现网络数字化之后, 比传统的数据库内容更丰富, 智能化效果大大增加, 共享后的岩心库具有完善地在线服务功能, 可以为用户提供基本的岩心资料, 而且有助于对不同岩心进行综合性的分析和对比, 为研究工作的开展提供高效的信息工具。

岩心的网络数字化系统, 并非是将与岩心有关的资料进行简单的数字化存储, 而且在岩心资料进行科学化、高效化的管理, 这一系统的主要作用表现在:

1.1 提供岩心的网络资料

通过对网络资料的数据共享, 用户可以在任何一个授权的开放网络上方便地观测岩心资料。岩心图像的分辨率基本满足了科研人员对图像的要求, 计算机图像处理技术可以把岩心的外展开面进行三维立体化处理, 形成逼真的立体柱状图后展示给用户, 用户可以自行根据需要来旋转、移动和调整角度来进行观察。在处理图像时还需要进行纵向的剖切, 去除掉因泥浆浸染而造成的图像失真, 这样科研人员可以清晰地观察到岩心的真实外形, 从而准确地把握岩层的地质特征。注册用户只要登陆系统网页, 就可以进入到网络数字化岩心库系统, 从数据库中查询里面存储的任何一口井的岩心图样及相关的文字、数据信息, 可以得到每块岩心的原始图像, 而且可以展开查看三维图像。网络数字化岩心库系统可以提高给用户多方面的信息如岩心所在钻井的基本数据、地质录井数据、岩心取样数据、检测数据等等。所有这些都为开展更全面、更复杂的地质研究提供了条件。

1.2 提供高效的图像绘制工具

面对共享后的岩心图像, 用户可以做的不仅仅是观察, 还可以对图像进行任意选择和组合, 尝试绘制自己所需要的个性化的岩心数据图像和地质资料图像, 网络数字化岩心资料库的最大优点是它能够把它强大的数据功能和油田勘探开发所需要的所有数据库进行无缝对接, 省掉了用户手工录入庞杂数据的麻烦, 之间调取数据库里面的参数就可以快速成图, 是一种高效的综合数据处理系统和画图工具。

1.3 为多井对比研究提供支持

岩心数据库系统中存有庞大的油井综合信息, 为相邻油井和相同地质条件的油井进行对比分析提供了数字支持, 而对比分析和研究是对油田地质进行研究的一种最高效的方法, 在网络数字化平台上, 用户可以同时查阅两口或多口油井的图像信息, 在同一个界面中进行比对, 同时可以控制参数的变化, 从对比中找出不同, 从参数变化中找到不同地质条件下岩心的特征。这要比实地考查不同地质条件中的油井节省大量的时间和经历, 大大提高了科研的效率。

2 建立网络数字化岩心库的方法

2.1 发达的网络技术系统

网络数字化岩心系统是一个网络综合体系, 它的建立需要有计算机技术、数据库软件技术、互联网技术等多项数字核心技术的支持, 而系统的不断完善和维护需要进行大量的设计、编程、网络调试、数据图像的采集录入等基础工作。

首先, 要根据油田情况的需要, 来研发网络数字化岩心系统。系统的完整性是系统功能最大化发挥的关键, 这需要有广泛地数据源做支持, 内容主要包括扫描岩心图像、岩心地质数据资料的搜集整理。系统的设计要遵循准确化、快捷化、安全化和低成本的原则, 面对用户要真正做到信息共享。

2.2 编程和网络维护

在设计工作和数据采集工作完成后, 要根据设计需要来编制程序, 这个工作需要有编程人员、油田科研人员即相关工作人员的协作来共同完成。数字化岩心库的相关程序编制完成后, 需要进行网上试运行, 在网络共享的环境中实现基础资料的数字化、自动化和网络化。油田局域网是岩心库系统生存的网络环境, 网内的注册用户在授权的任何一台电脑上都可以进行该系统。网页的设计要符合科研人员的需要, 库内的岩心图像经过了拼接处理组成了主界面。各项数据资料要包括岩心的图像、岩心的特征描述, 在顶端的菜单中可以方便地找到油井的各项数据。图像要和化验资料相链接, 保证用户点击任意深度的岩心图像, 都能找到该深度的岩心基本情况, 如粒度、物理特性、油水的特点、地层的特点等, 这些基本情况要数字化为图表的形式, 让用户能够直观、快速地得到数据资料。

网络数字化岩心系统的维护和完善是一个长期的工程, 需要不断更新岩心的图像、数据等各项资料, 所以图像扫描和数据录入是一个时刻不会终断的任务, 它为这个系统不断注入着新鲜地血液。

2.3 岩心图像的录入和处理

岩心图像进入数据库的第一关是扫描, 整理归位、校对大小、清洗处理等基础工作要做得仔细认真, 确保图像的质量。单次最长完成1米的图像扫描。扫描完成后, 需要对图像进行拼接。因为不经过拼接, 对于浏览图像来说, 和观察单幅照片区别不大, 难以保证科研工作的完成。拼接后的图像能够让用户看到岩心的宏观整体图像, 从而能够从整体上把握岩心的特征, 能够对岩心特点进行精确地描述。拼接最大可以完成20米长的图像连接, 可以对不同深度岩心的沉积构造、孔缝发育进行有效的对比。扫描完成后, 要依据图像对岩心进行准确描述, 把不同深度、不同岩心特点的文字资料粘贴到拼接图像的相应位置, 使图像和数据有效结合, 方便用户查阅。

3 结论

数字岩心库的建立实现了对岩心研究的系统化和数字化, 将极大提高油田的科研水平, 对于岩心原始图像的永久保存避免了人为因素对岩心图像的影响, 保证了图像的真实有效性。油田的生产活动表明, 依靠网络技术建立的数字岩心库极大地方便了工作人员, 确保了他们能得到详实的岩心数据资料, 提高了工作效率。

参考文献

[1]凤成, 路洁, 于淑杰.技术经济分析法在大庆油田岩心管理工作中的应用[J].国土资源科技管理.1998年06期[1]凤成, 路洁, 于淑杰.技术经济分析法在大庆油田岩心管理工作中的应用[J].国土资源科技管理.1998年06期

[2]刘锋, 张红梅, 秦恩鹏.吐哈油田网络数字化岩心库建设[J].新疆石油地质.2005年02期[2]刘锋, 张红梅, 秦恩鹏.吐哈油田网络数字化岩心库建设[J].新疆石油地质.2005年02期

数字岩心EDS彩色图像分割 篇9

随着我国对油气资源的需求量不断增加, 非常规油气的勘探与开发越来越备受关注。岩石物理研究在油气藏评价中占据着重要地位。针对页岩、致密砂岩、碳酸盐岩等非常规油气复杂储层, 传统的岩石物理实验遇到了诸多困难[1]。数字岩石物理的出现很好地解决了这一难题。数字岩石物理通过建立三维数字岩心并借助数值算法对岩石的声学特性、电性、核磁共振特性及渗流特性等进行数值模拟实验。数字岩石物理实验与传统的岩石物理实验相比有很多优点[1]。三维数字岩心重建方法包括物理方法和数值重建方法两大类。物理方法借助CT、SEM、FIB、EDS等仪器获取岩心的多幅二维图像直接重建三维数字岩心。数值重建方法则借助少量的岩心二维图像, 通过图像分析提取建模信息, 采用各种重建算法[2]建立三维数字岩心。页岩的矿物成分及孔隙分布相当复杂, 通过EDS图像可以有效地分析页岩的各种矿物及孔隙分布。本文通过对Eagle Ford页岩EDS彩色图像进行分割, 得到了各种矿物及孔隙的二值图像, 为后期的三维数字岩心重建及岩石物理数值模拟奠定了数据基础。

1 X 射线能谱仪 (EDS)

1.1 基本原理[3]

X射线能谱仪 (EDS) 是依据电子与物质的相互作用。当一束高能的入射电子轰击物质表面时, 被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子, 以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。原则上讲, 利用电子和物质的相互作用, 可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息, 如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。EDS根据上述不同信息产生的机理, 对二次电子、背散射电子的采集, 可得到有关物质微观形貌的信息, 对x射线的采集, 可得到物质化学成分的信息。

1.2 分析技术

EDS分析包括X射线的测 量、空间分 辨率、峰/背比 (P/B) 、定性分析、定量分析、元素的面分布分析方法。 电子束只打到试样上一点, 得到这一点的X射线谱的分析方法是点分析方法。与此不同的是, 用扫描像观察装置, 使电子束在试样上做二维扫描, 测量特征X射线的强度, 使与这个强度对应的亮度变化与扫描信号同步在阴极射线管CRT上显示出来, 就得到特征X射线强度的二维分布的像。这种观察方法称为元素的面分布分析方法, 它是一种测量元素二维分布的非常方便的方法。利用特定的方法可以将元素二维分布图像转化为矿物及孔隙分布图像。

2 EDS 图像分割

2.1 分割方法

图1是Eagle Ford页岩气储层某块页岩岩心的EDS彩色图像[4], 图中各种颜色对应的矿物名称以及相应的RGB值如表1所示。本文是基于RGB色彩空间对EDS图像进行分割。EDS彩色图像中每个像素对应一个RGB值。首先利用Matlab中的imtool函数得到每种矿物对应颜色的RGB值;然后利用三维欧式距离空间对每个像素的RGB值进行聚类, 得到聚类后的EDS彩色图像 (图2) ;最后根据聚类后的EDS彩色图像进行二值分割。

2.2 分割结果

图3 (a) - (g) 分别是对不同矿物以及孔隙进行二值分割后得到的二值图像。由图可知, 基于RGB色彩空间的欧式距离空间聚类并进行二值分割的方法, 除了有机质, 其它矿物及孔隙的二值分割效果很好。有机质的二值分割主要是由于不同颜色矿物接触边界的影响。

2.3 源程序

参考http://user.qzone.qq.com/1057206671/2。

3 结论

本文提出的基于RGB色彩空间的欧式距离空间聚类并进行二值分割的方法能够有效地对数字岩心EDS彩色图像进行分割, 从而得到各种矿物及孔隙的二值分割图像, 为三维数字岩心重建提供数据基础。但是该方法存在的缺陷在于不能对不同颜色矿物接触边界处存在的过渡色进行准确的聚类, 从而会影响最终的图像分割结果。建议可以从HSV、L*a*b* 等其它色彩空间对数字岩心EDS彩色图像进行二值分割。

摘要：在非常规油气的勘探与开发中, 很难通过岩石物理实验对页岩、致密砂岩、碳酸盐岩等复杂储层进行属性研究。数字岩石物理, 一种基于数字岩心的岩石物理数值模拟, 能够从微观、多尺度层面上对这些复杂储层进行无损岩心测试。数字岩心建模方法包括物理实验方法和数值重建方法两大类。数值重建方法的一项重要步骤就是对岩心二维图像进行图像分割, 从而提取建模信息进行三维重建。X射线能谱仪 (EDS) , 作为微区成分分析的重要手段之一, 能够得到岩石各种矿物和孔隙分布的彩色图像。本文通过对Eagle Ford页岩EDS彩色图像进行分割, 得到各种矿物及孔隙的二值图像。

关键词：数字岩石物理,数字岩心,X射线能谱仪,彩色图像分割

参考文献

[1]孙建孟, 姜黎明, 等.数字岩心技术测井应用与展望[J].测井技术, 2012, 36 (1) :1-7.

[2]刘学锋, 张伟伟, 等.三维数字岩心建模方法综述[J].地球物理学进展, 2013, 28 (6) :3066-3067.

[3]http://www.mttlab.com/g/testing/morphology/sem_eds/index.html[OL].

特殊人造岩心的类型及应用 篇10

人造岩心通常有石英砂环氧树脂胶结、石英砂填砂管,石英砂磷酸铝胶结三种,石英砂环氧树脂胶结模型是目前应用最广泛的。

相似原理是物理模型制作中必须考虑的,涉及到很多参数,实际制作中必须先确定在物理模拟过程中,哪些相似参数是主要的,应该优先满足,而哪些是次要的,可以相对放松,以实现尽量接近油藏原型的部分相似模拟。控制孔隙结构的相似性、添加黏土矿物、控制润湿性、在模型的制作过程中的温度、湿度及人为操作因素的影响如何降低,这些是人造岩心制备必须面对的问题。

1石英砂环氧树脂胶结人造岩心优点[1]

(1)模拟砂岩油藏;(2)渗透率、孔隙度模拟度高;(3)良好的实验重复性;(4)外观形状的任意性;(5)可满足开发、钻井领域模拟要求。

2石英砂环氧树脂胶结技术关键[2,3,4,5,6]

(1)通过粒度调节控制渗透率、孔喉比;(2)通过调节胶结物含量和压力控制孔隙度;(3)通过加黏土矿物和加入天然岩心碎屑使得人造物理模型更接近天然岩心;(4)建立温度湿度影响关系曲线;(5)通过化学剂改变岩心的润湿性;(6)通过纵向/平面非均质性超越天然岩心的代表性。

3特殊人造岩心的类型

特殊人造岩心的类型包括添加黏土等天然矿物,特低渗人造岩心、带裂缝人造岩心、加长人造岩心、不同井网平面岩心以及可视化岩心等。

4特殊类型人造岩心的应用

为了满足成分相似和使得人造岩心物性和天然岩心更接近,岩心常需加入黏土或砾岩颗粒,这种岩心尤其在敏感性上确实优于单纯石英砂树脂胶结的人造岩心,实物如图1至图3、图2与图3中岩心添加的是砾岩颗粒而不是砾岩粉末主要是考虑保留原始胶结特点,使其更接近天然岩心,这几种岩心均需放在夹持器中使用。

目前油气田开发领域已经不断向低渗透或特低渗透方向纵深,根据室内实验的经验,单纯柱状人造或天然岩心往往满足不了需要,就是说在长度上需要考虑,尤其是压力传递方面,所以方形低渗透或特低渗透光板岩心的使用变得极其普遍,目前可以制备的岩心气测渗透率已经可以达到1 md,水测渗透率则更低,这种岩心实物如图4.岩心需放在夹持器中使用,可以做高压实验。

渗透率低的油藏开发常常要考虑压裂措施等,在室内模拟裂缝时,可以制作规则或不规则裂缝,或者控制裂缝方向和裂缝长度,图5是制备的通透的带规则裂缝的方形岩心实物图。

室内模拟实验实际上是希望在满足相似的前提下,制备的模型越大越长越好,也就出现了加长的方形岩心[7],图6是带测压点的方形岩心,可以监控沿程的压力变化,能够克服较短岩心压降变化不明显的问题,有一定的应用价值。

室内模拟实验常常需要进行开发方案的优选,井网部署与比较,布井是物理模拟必须考虑的问题,图7是典型的平面五点法井网,图8是可以进行井网加密物理模型,都可以是均质或非均质的。

平面非均质模型也是实验中经常会涉及到的,如图9,在不同位置布井,可以通过调整注采关系研究开发规律,评价开采效果。

物理模拟的驱替等实验中如果能够观测和记录实验过程,就可以更好地分析和总结实验规律,图10是石英砂环氧树脂胶结的可视化模型,图11是填砂模型,实际岩心厚度均低于2 mm,实验中可以加入有色试剂进行驱替,进行观察实验,同时记录实验数据,总结实验规律。

5结论与认识

(1)石英砂环氧树脂胶结人造岩心物理模型技术很成熟,制备过程必须充分考虑相似准则,成分相似也是应该考虑的一个重要因素。

(2)特殊类型的人造岩心实际上也是有针对性的体现主要相似准则的物理模型,在实际应用中有着很好的参考价值。

摘要：介绍了石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术及优点以及特殊人造岩心的类型和应用,包括含黏土或砾岩颗粒人造岩心、特低渗岩心和带裂缝岩心以及加长的方形岩心和平面岩心的不同井网部署,平面可视胶结和填砂模型。石英砂环氧树脂胶结制备的人造岩心可以模拟砂岩油藏,在非均质性、渗透率、孔隙度方面模拟度高。实验的可对比性好,外观形状具备任意性。

关键词：人造岩心,物理模型,特殊类型,应用

参考文献

[1]皮彦夫.石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术与应用.科学技术与工程,2010;10(28):6998—7000

[2]梁万林.人造岩心制备技术研究.石油仪器,2008;(4):72—76

[3]尹遵素.人造砂岩的制备(一种环氧树脂方法)及其物理性质.江汉石油译丛,1990;(1)

[4]唐仁骐,岳陆.人造平面物理模型的制作和研究.石油钻采工艺,1985;7(6):79—85

[5]唐仁骐,曾玉华.GM人造岩样的研究和制作.复式油气田,1994;5(3):50—53

[6]万金彬,李新,杜环虹.一种含黏土人工岩心的制作方法.2008

岩心中有机酸的测定研究 篇11

有机酸对油气储集岩中矿物组分的溶蚀、自生矿物的产生及次生孔隙的形成具有重要作用。干酪根在演化形成油气的过程中会产生数量可观的有机酸,有机酸会改变地层水性质,有利于次生孔隙的产生。产生有机酸的地温范围跨度大,且依干酪根类型不同存在较大差异。有机酸含量还与地层水盐度、淡水混合后的烃类生物降解等因素有关。因此,通过测定油田水或岩心中有机酸的总量,可以预测油气的富集情况,以推测可能的地球化学演化过程。这不仅对次生孔隙的预测有重要意义,而且能够为避免油层损害和结垢而采取的工艺措施提供地球化学依据[1]。

有机酸测定的常见方法有:直接滴定法(测定石油产品的酸值效果较好,但将其用于测定岩心中的有机酸时则有萃取率低、终点不易观察、结果重复性差、误差较大等缺点)。返滴定法(测定部分岩心中的总有机酸含量具有萃取率高、终点易观察、结果重复性好、误差小等优点。由于岩心中的有机酸含量相当小,因此该实验测定选用返滴定法[2])。高效液相色谱法(对于高矿化度的油田水,均受到高浓度的Cl-等无机离子的严重的干扰,必须经过繁琐而费时的预处理,且因进样少而使用有机酸总量误差较大[3])、气相色谱法(有机物质含量较多时,萃取时激烈振荡,会产生严重的乳化现象,影响预处理操作,而使所测有机酸含量误差较大[4])。

本文用返滴定法测定某石油管理局提供的部分岩心中的总有机酸和水溶性有机酸的含量,并分析了地层中有机酸的含量分布情况。

1 实验内容

1.1 实验试剂及仪器

1.1.1 实验试剂

1.1.2 主要实验仪器

pHS—3C型精密pH计,上海精密科学仪器有限公司

电子自动天平(1/10 000精度),沈阳龙腾电子称量仪器有限公司

78—1型磁力加热搅拌器,江苏省江堰市分析仪器厂

1.2 实验内容

1.2.1 实验方案

采用直接滴定法测定石油产品的酸值效果较好,但将其用于测定岩心中的有机酸时则有萃取率低、终点不易观察、结果重复性差等缺点。所以用返滴定法测定岩心中的有机酸。

1.2.2 实验步骤

①岩心中总有机酸含量的测定

将岩心研碎,筛取一定粒径(400目)的岩心,准确称取1 g左右试样置于干燥的锥形烧瓶中,在另一只清洁无水的锥形烧瓶中,加入一定体积(60 mL左右)的萃取溶液,装上回流冷凝管,将溶剂煮沸一定时间,除去溶解于溶剂内的二氧化碳,停止加热,在溶剂中加入0.5 mL的甲酚红指示剂,趁热用氢氧化钾—乙醇溶液中和,直至溶液由黄色变成紫红色为止,将中和过的溶剂注入装有已称好岩心试样的锥形烧瓶中,再注入过量的氢氧化钾—乙醇溶液,将溶液煮沸回流一定时间(5 min),停止加热[5]。

将溶液倒入一洁净干燥的烧杯中,在电磁搅拌器上用0.005 mol·L-1的乙酸-乙醇溶液滴定,采用pHS—3C型pH计电位滴定法测定溶液电位变化。H1井(深度2 670 m)电位滴定数据的微分图形如图1所示。

由图1可知,滴定的酸碱中和终点时消耗乙酸的体积为3.50 mL。故而得到H1井(深度2 670 m)岩心的总有机酸含量为0.173 6 mmol·g-1。

②水溶性有机酸含量测定

将岩心研碎,筛取一定粒径(400目)的岩心,在一洁净的锥形烧瓶中加入一定量的去离子水并煮沸,以消除去离子水中的二氧化碳。然后加入1 g左右的已准备好的岩心,煮沸7 min左右,停止加热。然后抽滤,将抽滤后的岩心放入烘箱烘干。准确称取1 g左右试样置于干燥的锥形烧瓶中,在另一只清洁无水的锥形烧瓶中,加入一定体积(60 mL左右)的萃取溶液,装上回流冷凝管,将溶剂煮沸一定时间,除去溶解于溶剂内的二氧化碳,停止加热,在溶剂中加入0.5 mL的甲酚红指示剂,趁热用氢氧化钾—乙醇溶液中和,直至溶液由黄色变成紫红色为止,将中和过的溶剂注入装有已称好岩心试样的锥形烧瓶中,再注入过量的氢氧化钾—乙醇溶液,将溶液煮沸回流一定时间(5 min),停止加热。将溶液倒入一洁净干燥的烧杯中,在电磁搅拌器上用0.005 mol·L-1的乙酸—乙醇溶液滴定,采用pHS—3C型pH计电位滴定法测定溶液电位变化。H1井(深度2 670 m)水溶性电位滴定数据的微分图形如图2所示。

由图2可知,滴定的酸碱中和点为4.51 mL,经计算得水萃取后岩心H1井(深2 670 m)的有机酸含量为:0.158 11 mmol·g-1;水溶性有机酸含量=总有机酸含量-水萃取后的有机酸含量,所以水溶性有机酸含量为0.173 6-0.158 1=0.015 5 mmol·g-1。

1.3 实验结果

通过实验测得某石油管理局提供的十二口井五十个岩心中的总有机酸和水溶性有机酸的含量结果见表2。

2 结果与讨论

2.1 岩心中有机酸含量影响因素

2.1.1 深度对岩心有机酸含量的影响

从表2中可以看出,D1井、E1井、F1井、G1井、G2井、I1井、I2井、K1井中岩心的总有机酸和水溶性有机酸含量随着地层深度的增加而增大;I3井、J5井、A1井、A2井中岩心的总有机酸和水溶性有机酸含量则随着地层深度先减小后增大;L1井、B1井、C1井中岩心的总有机酸和水溶性有机酸含量则随着地层深度的增加而减小。

2.1.2 层位对岩心有机酸含量的影响

考察岩心层位对岩心有机酸含量的影响,如表2、表3所示。

由表3可以看出,岩心Es4s层位中的总有机酸含量较大,岩心Es3z层位的总有机酸含量较小。岩心Es1～2层位中的水溶性有机酸含量较大,岩心Es3x层位中的水溶性有机酸含量较小。

而从表2可以看出,在不同地区相同Es4s层位的岩心中,A2井、G1井的总有机酸含量较高,A2井、C1井的水溶性有机酸含量较低。

3 结论

用返滴定法测定某石油管理局提供的十二口井五十个岩心样品中的总有机酸和水溶性有机酸的含量,结果表明同一油井内不同深度的有机酸含量相差不大,同一深度的不同油井内岩心的有机酸含量相差比较大。其总有机酸含量范围为0.119 1～0.212 5 mmol·g-1,岩心中水溶性有机酸含量范围为0.002 1～0.056 3 mmol·g-1。

返滴定法测定部分岩心中的有机酸含量,具有萃取率高,终点易观察,结果重复性好,误差小等优点。

参考文献

[1]蔡春芳.塔里木盆地流体—岩石相互作用研究.北京:地质出版社,1997:57—61

[2] GB/T 264—83,石油产品酸值测定法

[3]蒲祖伦,何忠华.气相色谱法测定石油甲苯及其杂质含量.火炸药学报,1999;(2):69—71

[4]向明菊,史继扬,周友平,等.不同类型沉积物中脂肪酸的分布、演化和生烃意义.沉积学报,1997;15(2):84—87