Применение методов микротомографии и петрографии для характеристики пористости синтетических минералов карбонатных пород до и после процессов подкисления

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 17026 (2022) Цитировать эту статью

804 Доступа

1 Цитаты

Подробности о метриках

Целью данной работы является физическое описание и анализ синтетических карбонатных пород с помощью методов микротомографии и петрографии, уделяя особое внимание сравнительному анализу до и после разложения химически активным флюидом. Для этого исследования был проведен анализ физических характеристик с помощью компьютерной микротомографии и петрографии образцов до и после процедуры подкисления. Петрографический анализ подтвердил увеличение как межзеренной, так и внутризеренной пористости после растворения. Микротомографический анализ количественно выявил максимальное увеличение пористости: от 11,8 до 41,3% при двумерном анализе и 31,6–52% при трехмерном анализе пористых структур. Кроме того, поры были количественно оценены в соответствии с их площадью и были получены данные об ориентации пор, что позволило понять предпочтительные пути течения жидкости. Было также замечено, что метод микротомографии является эффективным инструментом для характеристики трещин в образцах до и после растворения. Такие анализы имеют решающее значение для добычи и закачки флюидов на большие глубины из-за механических и физических рисков, возникающих в результате растворения минералов, а также изменений давления, температуры и насыщенности, которые влияют на напряженное состояние породы-коллектора. .

Энергетические ресурсы, такие как вода, газ и нефть, заполняют пустые пространства, содержащиеся в горных породах. Знание особенностей пор имеет важное значение при исследовании коллекторов. Пористость горных пород является важной темой изучения из-за нескольких генетических последствий. Поскольку экспериментальные методы анализа пористости допускают количественную аппроксимацию, но не дают визуализации пористого каркаса, петрофизический анализ мотивировал поиск новых аналитических методов исследования пор. Петрографический анализ с помощью оптической микроскопии позволяет визуализировать и количественно оценить межзеренные поры; однако он ограничен двумерным (2D) пространством, при этом количественная оценка менее репрезентативна. Количественные данные, связанные с пористостью и распределением пор по размерам в горных породах, определяют непосредственно в петрографической пластинке и косвенно с помощью газовых или ртутных инъекций в пикнометрах1,2,3.

Еще одним методом детальной визуализации микроструктур горных пород является микротомография. Рентгеновская компьютерная микротомография (мкКТ) была разработана на основе традиционной процедуры томографии, но с упором на анализ небольших образцов. Это метод неразрушающего анализа, заключающийся в получении нескольких микрографических срезов и внутреннем трехмерном (3D) построении образцов, что позволяет определить площадь и объем. Этот метод был разработан для облегчения анализа внутри образцов ненарушенных почв и горных пород, главным образом путем оценки распределения пор и минералов. Кроме того, он демонстрирует пространственную конфигурацию и природу образцов, а также то, как они могут влиять на поведение почвы и горных пород, а также на процессы переноса жидкости.

С помощью микротомографии можно получить качественные и количественные 3D-данные, связанные с формой, размером, распределением, объемом, площадью и пространственным распределением минералов, а также пор и трещин в микромасштабе4,5,6,7,8,9. . Пространственная пористость и распределение минералов геологического материала существенно влияют на процессы переноса флюидов. Эти процессы имеют решающее значение в проектах, направленных на добычу и закачку флюидов на большие глубины, из-за увеличения механических и физических рисков, возникающих в результате растворения минералов и изменений давления, температуры и насыщенности10. Эти явления могут повредить горные породы и, как следствие, помешать устойчивой эксплуатации природных ресурсов11,12,13,14,15.