致密砂岩主流喉道超分辨率micro-CT图像表征及其对微观驱油控制机理研究

The mainstream throats in tight sandstones govern permeability and connect different pores, therefore their three dimensional properties are critical to the oil-displacement mechanism. Micro-CT is an effective tool for the reservoir characterization, however, still lack enough resolution for the mainstream throats in tight sandstones. Micro-CT images and high resolution SEM (MAPS and EDS-SEM) images are integrated for the super-resolution reconstruction of micro-CT images and automatic image segmentation based on the deep learning methods. The reconstructed images are then used for the dominant throats characterization and when combined with the oil drainage experiments (water flooding, gas drive and imbibition) and fluid distribution recorded by the micro-CT, the effects of the mainstream throats on the drainage path and drainage efficiency can be understood. This project’s successful implementation contributes to the reservoir characterization of tight sandstones and the understanding of oil-displacement mechanisms. In addition, it will lead to better reservoir evaluation parameters and production strategies, which will contribute to the increase of final oil recovery of the tight sandstone reservoirs.

主流喉道是致密砂岩中决定储层渗透率、沟通不同类型孔喉的桥梁，因此其三维结构表征对于理解油藏微观驱油机理有重要意义。micro-CT图像作为储层表征的重要手段，受限于分辨率，表征致密砂岩主流喉道难度大。本研究以micro-CT以及高精度扫描电镜成像为基础，以深度学习技术为主要工具，开展micro-CT图像超分辨率重建和高精度图像自动分割，实现致密砂岩主流喉道的三维表征。结合水驱油、气驱油、渗吸实验后的micro-CT三维流体分布成像，阐明主流喉道结构特征对不同驱油方式下驱油路径、驱油效率的影响。项目的成功实施，对于提高致密砂岩储层表征精度，揭示其微观驱油机理，优化其评价指标以及开发技术政策，并最终提高油藏采收率有重要意义。

致密油储层提高采收率技术是实现其高效勘探开发的关键，主流动喉道是控制致密砂岩储层微观驱油过程的关键要素。本项目以鄂尔多斯盆地西南部长8和长9油层为主要研究对象，综合利用岩心观察描述、薄片鉴定、高压压汞、相对渗透率测试、MAPS大视域扫描电镜分析技术、micro-CT原位多次扫描、小尺寸岩心微观驱油技术、测井分析技术以及深度学习技术，开展了致密砂岩储层主流动喉道的精细表征，探讨了主流动喉道相关参数对微观驱油的控制作用，确定了主流动喉道连通孔喉的主控地质因素，建立了主流动喉道连通孔喉体积的测井解释模型，提出了不同主流动喉道特征储层的生产动态响应特征。主要的成果认识包括：（1）利用深度卷积神经网络开展了micro-CT图像滤波以及提高分辨率研究，对小微孔隙的识别效果增强，但识别主流动喉道仍存在较大挑战；（2）对比不同孔隙结构参数、润湿性以及可动流体饱和度等参数，提出了主流动喉道连通孔喉体积是控制致密砂岩油藏水驱采收率的关键参数；（3）提出两类高主流动喉道连通孔喉体积的地质模式，第一类为强溶蚀、强压实、高含油饱和度型，其主流动喉道大小中等，第二类为高泥质含量、强压实、低含油饱和度型。（4）可流动喉道连通孔喉体积与电性参数缺少好的线性关系，本研究基于支持向量机回归法建立了高精度的主流动喉道连通孔喉体积测井预测模型。（5）高主流动喉道连通孔喉体积储层一般具有较高的水驱采收率、稳产时间更长。

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