Name: Porie-schaal beeldvorming en karakterisering van koolwaterstof Reservoir Rock bevochtigbaarheid op ondergrond voorwaarden met behulp van de Microtomography van de X-ray (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 18 s
Description: Leer porie-schaal beeldvorming van reservoir gesteente met röntgenmicrotomografie onder ondergrondse omstandigheden. Deze methode karakteriseert bevochtigbaarheid en meerfasenstroming voor oliewinning en milieutoepassingen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wij danken dankbaar Abu Dhabi National Oil Company (ADNOC) en ADNOC Onshore (voorheen bekend als Abu Dhabi bedrijf voor Onshore Petroleum operaties Ltd) voor de financiering van dit werk.

<ol><li>Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBlunt%2C+MJ+%22Multiphase+flow+in+permeable+media%3A+A+pore-scale+perspective%22">Multiphase flow in permeable media: A pore-scale perspective</a>. , Cambridge University Press. (2017).</li>
<li>Anderson, W. G. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-13933-PA">Wettability literature survey-part 2: Wettability measurement.</a> Journal of Petroleum Technology. 38 (11), 1246-1262 (1986).</li>
<li>Cuiec, L. E. Evaluation of reservoir wettability and its effect on oil recovery. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCuiec%2C+LE+%22Interfacial+Phenomena+in+Petroleum+Recovery%22">Interfacial Phenomena in Petroleum Recovery</a>. Morrow, N. R. , CRC Press. 319-375 (1990).</li>
<li>Morrow, N. R. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-21621-PA">Wettability and its effect on oil recovery.</a> Journal of Petroleum Technology. 42 (12), 1476-1484 (1990).</li>
<li>Anderson, W. G. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-16323-PA">Wettability literature survey - part 5: The effects of wettability on relative permeability.</a> Journal of Petroleum Technology. 39 (11), 1453-1468 (1987).</li>
<li>Anderson, W. G. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-16471-PA">Wettability literature survey - part 6: The effects of wettability on waterflooding.</a> Journal of Petroleum Technology. 39 (12), 1605-1622 (1987).</li>
<li>Amott, E. <a target="_blank" href="https://search.spe.org/i2kweb/SPE/doc/onepetro:5D7D62E1/">Observations relating to the wettability of porous rock.</a> Petroleum Transactions, AIME. 216, 156-162 (1959).</li>
<li>Donaldson, E. C., Thomas, R. D., Lorenz, P. B. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-2338-PA">Wettability determination and its effect on recovery efficiency.</a> Society of Petroleum Engineers Journal. 9 (1), 13-20 (1969).</li>
<li>Wagner, O. R., Leach, R. O. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-1101-G">Improving oil displacement efficiency by wettability adjustment.</a> Transactions of the AIME. 216 (1), 65-72 (1959).</li>
<li>McCaffery, F. G. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/PETSOC-72-03-03">Measurement of interfacial tensions and contact angles at high temperature and pressure.</a> Journal of Canadian Petroleum Technology. 11 (3), 26-32 (1972).</li>
<li>Buckley, J. S. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029401000838">Effective wettability of minerals exposed to crude oil.</a> Current Opinion in Colloid & Interface Science. 6 (3), 191-196 (2001).</li>
<li>Wildenschild, D., Sheppard, A. P. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0309170812002060">X-ray imaging and analysis techniques for quantifying pore-scale structure and processes in subsurface porous medium systems.</a> Advances in Water Resources. 51, 217-246 (2013).</li>
<li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/grl.50771">Pore-scale imaging of geological carbon dioxide storage at in situ conditions.</a> Geophysical Research Letters. 40 (15), 3915-3918 (2013).</li>
<li>Blunt, M. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0309170812000528">Pore-scale imaging and modelling.</a> Advances in Water Resources. 51, 197-216 (2013).</li>
<li>Berg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+3D+imaging+of+Haines+jumps+in+porous+media+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Real-time 3D imaging of Haines jumps in porous media flow.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (10), 3755-3759 (2013).</li>
<li>Schlüter, S., Sheppard, A., Brown, K., Wildenschild, D. <a target="_blank" href="https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2014WR015256">Image processing of multiphase images obtained via X-ray microtomography: a review.</a> Water Resources Research. 50 (4), 3615-3639 (2014).</li>
<li>Reynolds, C. A., Menke, H., Andrew, M., Blunt, M. J., Krevor, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+fluid+connectivity+during+steady-state+multiphase+flow+in+a+sandstone%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Dynamic fluid connectivity during steady-state multiphase flow in a sandstone.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (31), 8187-8192 (2017).</li>
<li>Singh, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+snap-off+and+pore-filling+events+during+two-phase+fluid+flow+in+permeable+media%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Dynamics of snap-off and pore-filling events during two-phase fluid flow in permeable media.</a> Scientific Reports. 7 (1), 5192(2017).</li>
<li>Armstrong, R. T., Porter, M. L., Wildenschild, D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0309170812001443">Linking pore-scale interfacial curvature to column-scale capillary pressure.</a> Advances in Water Resources. 46, 55-62 (2012).</li>
<li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2014WR015970">Pore-by-pore capillary pressure measurements using X-ray microtomography at reservoir conditions: Curvature, snap-off, and remobilization of residual CO2.</a> Water Resources Research. 50 (11), 8760-8774 (2014).</li>
<li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1750583613004519">Pore-scale imaging of trapped supercritical carbon dioxide in sandstones and carbonates.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 22, 1-14 (2014).</li>
<li>Herring, A. L., Middleton, J., Walsh, R., Kingston, A., Sheppard, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0309170816307011">Flow rate impacts on capillary pressure and interface curvature of connected and disconnected fluid phases during multiphase flow in sandstone.</a> Advances in Water Resources. 107, 460-469 (2017).</li>
<li>Herring, A. L., Andersson, L., Wildenschild, D. <a target="_blank" href="https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2016GL070304">Enhancing residual trapping of supercritical CO2 via cyclic injections.</a> Geophysical Research Letters. 43 (18), 9677-9685 (2016).</li>
<li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0309170814000372">Pore-scale contact angle measurements at reservoir conditions using X-ray microtomography.</a> Advances in Water Resources. 68, 24-31 (2014).</li>
<li>Scanziani, A., Singh, K., Blunt, M. J., Guadagnini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+method+for+estimation+of+in+situ.+effective+contact+angle+from+X-ray+micro+tomography+images+of+two-phase+flow+in+porous+media%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+colloid+and+interface+science%22%5BJournal%5D)">Automatic method for estimation of in situ. effective contact angle from X-ray micro tomography images of two-phase flow in porous media.</a> Journal of colloid and interface science. 496, 51-59 (2017).</li>
<li>Klise, K. A., Moriarty, D., Yoon, H., Karpyn, Z. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0309170815002651">Automated contact angle estimation for three-dimensional X-ray microtomography data.</a> Advances in Water Resources. 95, 152-160 (2016).</li>
<li>AlRatrout, A., Raeini, A. Q., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0309170817303342">Automatic measurement of contact angle in pore-space images.</a> Advances in Water Resources. 109, 158-169 (2017).</li>
<li>Salathiel, R. A. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-4104-PA">Oil recovery by surface film drainage in mixed-wettability rocks.</a> Journal of Petroleum Technology. 25 (10), 1216-1224 (1973).</li>
<li>Kovscek, A. R., Wong, H., Radke, C. J. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/aic.690390616">A pore-level scenario for the development of mixed wettability in oil reservoirs.</a> AIChE Journal. 39 (6), 1072-1085 (1993).</li>
<li>Buckley, J. S., Liu, Y., Monsterleet, S. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-37230-PA">Mechanisms of wetting alteration by crude oils.</a> Society of Petroleum Engineers Journal. 3 (1), 54-61 (1998).</li>
<li>Alhammadi, A. M., AlRatrout, A., Singh, K., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+characterization+of+mixed-wettability+in+a+reservoir+rock+at+subsurface+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">In situ characterization of mixed-wettability in a reservoir rock at subsurface conditions.</a> Scientific Reports. 7 (1), 10753(2017).</li>
<li>Arganda-Carreras, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trainable+weka+segmentation%3A+a+machine+learning+tool+for+microscopy+pixel+classification%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Trainable weka segmentation: a machine learning tool for microscopy pixel classification.</a> Bioinformatics. 33 (15), 2424-2426 (2017).</li>
<li>Wang, Y., Lin, C. L., Miller, J. D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0892687515300777">Improved 3D image segmentation for X-ray tomographic analysis of packed particle beds.</a> Minerals Engineering. 83, 185-191 (2015).</li>
<li>Zhang, G., Parwani, R., Stone, C. A., Barber, A. H., Botto, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-ray+imaging+of+transplanar+liquid+transport+mechanisms+in+single+layer+textiles%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">X-ray imaging of transplanar liquid transport mechanisms in single layer textiles.</a> Langmuir. 33 (43), 12072-12079 (2017).</li>
<li>Su, Y., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264817217304488">Pore type and pore size distribution of tight reservoirs in the Permian Lucaogou Formation of the Jimsar Sag, Junggar Basin, NW China.</a> Marine and Petroleum Geology. 89, 761-774 (2018).</li>
<li>Ozcelikkale, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+response+to+doxorubicin+in+breast+cancer+subtypes+simulated+by+a+microfluidic+tumor+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Differential response to doxorubicin in breast cancer subtypes simulated by a microfluidic tumor model.</a> Journal of Controlled Release. 266, 129-139 (2017).</li>
<li>Zeller-Plumhoff, B., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/maco.201709514">Quantitative characterization of degradation processes in situ. by means of a bioreactor coupled flow chamber under physiological conditions using time-lapse SRµCT.</a> Materials and Corrosion. 69 (3), 298-306 (2017).</li>
<li>Daly, K. R., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452219817300927">Modelling water dynamics in the rhizosphere.</a> Rhizosphere. 4, 139-151 (2017).</li>
<li>Borgmann, K., Ghorpade, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methamphetamine+Augments+Concurrent+Astrocyte+Mitochondrial+Stress%2C+Oxidative+Burden%2C+and+Antioxidant+Capacity%3A+Tipping+the+Balance+in+HIV-Associated+Neurodegeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicity+Research%22%5BJournal%5D)">Methamphetamine Augments Concurrent Astrocyte Mitochondrial Stress, Oxidative Burden, and Antioxidant Capacity: Tipping the Balance in HIV-Associated Neurodegeneration.</a> Neurotoxicity Research. 33 (2), 433-447 (2018).</li>
<li>Wollatz, L., Johnston, S. J., Lackie, P. M., Cox, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+histopathology-a+lung+tissue+segmentation+workflow+for+microfocus+X-ray-computed+tomography+scans%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Digital+Imaging%22%5BJournal%5D)">3D histopathology-a lung tissue segmentation workflow for microfocus X-ray-computed tomography scans.</a> Journal of Digital Imaging. 30 (6), 772-781 (2017).</li>
<li>Method and apparatus for permeability measurements. U.S.A. Patent. , 2,345,935 (1944).</li>
<li>McCaffery, F. G. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/PETSOC-72-03-03">Measurement of interfacial tensions and contact angles at high temperature and pressure.</a> Journal of Canadian Petroleum Technology. 11 (03), 26-32 (1972).</li>
<li>Hjelmeland, O. S., Larrondo, L. E. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-12124-PA">Experimental investigation of the effects of temperature, pressure, and crude oil Composition on interfacial properties.</a> SPE Reservoir Engineering. 1 (04), 321-328 (1986).</li>
<li>Buckley, J. S., Takamura, K., Morrow, N. R. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-16964-PA">Influence of electrical surface charges on the wetting properties of crude oils.</a> SPE Reservoir Engineering. 4 (03), 332-340 (1989).</li>
<li>Fernø, M. A., Torsvik, M., Haugland, S., Graue, A. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef1001716">Dynamic laboratory wettability alteration.</a> Energy & Fuels. 24 (07), 3950-3958 (2010).</li>
<li>Al-Menhali, A. S., Krevor, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capillary+trapping+of+CO2+in+oil+reservoirs%3A+Observations+in+a+mixed-wet+carbonate+rock%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Capillary trapping of CO2 in oil reservoirs: Observations in a mixed-wet carbonate rock.</a> Environmental Science & Technology. 50 (05), 2727-2734 (2016).</li>
<li>Wang, J., Buckley, J. S. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef030030y">Asphaltene stability in crude oil and aromatic solvents-the inﬂuence of oil composition.</a> Energy & Fuels. 17 (06), 1445-1451 (2003).</li>
<li>Wang, J. X., Buckley, J. S. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef010012l">A two-component solubility model of the onset of asphaltene flocculation in crude oils.</a> Energy & Fuels. 15 (05), 1004-1012 (2001).</li>
<li>Buades, A., Coll, B., Morel, J. M. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/1467423/">A non-local algorithm for image denoising.</a> Proceedings / CVPR, IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. 2 (7), 60-65 (2005).</li>
<li>Buades, A., Coll, B., Morel, J. M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11263-007-0052-1">Nonlocal image and movie denoising.</a> International Journal of Computer Vision. 76 (2), 123-139 (2008).</li>
<li>Jadhunandan, P. P., Morrow, N. R. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-22597-PA">Effect of wettability on waterflooding recovery for crude oil/brine/rock systems.</a> SPE Reservoir Engineering. 10 (1), 40-46 (1995).</li>
<li>Singh, K., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/2015WR018072">Imaging of oil layers, curvature and contact angle in a mixed-wet and a water-wet carbonate rock.</a> Water Resources Research. 52 (3), 1716-1728 (2016).</li>
<li>Iglauer, S., Fernø, M. A., Shearing, P., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+residual+oil+cluster+size+distribution%2C+morphology+and+saturation+in+oil-wet+and+water-wet+sandstone%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Comparison of residual oil cluster size distribution, morphology and saturation in oil-wet and water-wet sandstone.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 375 (1), 187-192 (2012).</li>
<li>Al-Raoush, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+wettability+on+pore-scale+characteristics+of+residual+nonaqueous+phase+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Impact of wettability on pore-scale characteristics of residual nonaqueous phase liquids.</a> Environmental Science & Technology. 43 (13), 4796-4801 (2009).</li>
<li>Chatzis, I., Morrow, N. R., Lim, H. T. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-10681-PA">Magnitude and detailed structure of residual oil saturation.</a> Society of Petroleum Engineers Journal. 23 (2), 311-326 (1983).</li>
<li>Alhammadi, A. M., AlRatrout, A., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/conference-paper/SPE-188510-MS">In situ wettability measurement in a carbonate reservoir rock at high temperature and pressure.</a> Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference. , Abu Dhabi, UAE, 13-16 November 2017 (2017).</li>
<li>Jones, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+bone+ingrowth+into+porous+biomaterials+using+micro-CT%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Assessment of bone ingrowth into porous biomaterials using micro-CT.</a> Biomaterials. 28 (15), 2491-2504 (2007).</li>
</ol>

De hoge resolutie X-ray micro-tomografie datasets gemeld in dit document zijn beschikbaar op de digitale Portal van de stenen: www.digitalrocksportal.org/projects/151 De codes die zijn gebruikt voor het uitvoeren van automatische metingen van de contacthoek en vloeistof/vloeistof interface kromming zijn beschikbaar op GitHub: https://github.com/AhmedAlratrout/ContactAngle-curvature-Roughness

De meest kritische stappen voor een in situ bevochtigbaarheid karakterisering bij hoge druk en temperatuur om succesvol te zijn zijn als volgt. 1) genereren een goede beeldsegmentatie, die essentieel is voor het verkrijgen van nauwkeurige contacthoek metingen. 2) Vermijd met inbegrip van grote ondoordringbare korrels in de mini-monsters die de stroom, en grote vugs wat resulteert in een zeer kwetsbare monster met niet-representatieve porositeit kunnen afschermen. 3) een goed gecontroleerde flow experiment met geen lekken is belangrijk omdat mini-monsters zeer gevoelig voor de hoeveelheid geïnjecteerde vloeistof zijn (d.w.z., één poriënvolume is ongeveer 0,1 mL). 4) de aanwezigheid van lucht (zoals een vierde fase) in de porie-ruimte te voorkomen. 5) onderhouden een temperatuurcontrole van het monster tijdens het hele stroom-experiment. 6) Vermijd elke interface ontspanning tijdens de scan overname door te wachten voor het systeem te bereiken evenwicht. 7) gebruiken een passende center shift correctie, die nodig voor de effectieve X-ray afbeelding wederopbouw is.
De geautomatiseerde contacthoek methode wordt beperkt door de nauwkeurigheid van de beeldsegmentatie, omdat deze wordt toegepast op alleen gesegmenteerde afbeeldingen. Beeldsegmentatie hangt grotendeels af van imaging kwaliteit dat het imaging protocol en de prestaties van de microtomography-scanner afhangt. Bovendien, het is gevoelig voor de wederopbouw van de afbeelding en de vermindering van de ruisfilters, evenals de segmentatie methode zoals de TWS32 of de geplaatste waterscheiding methode57. In dit werk verstrekt de TWS methode meer nauwkeurige metingen van de contacthoek op raw X-ray beelden in vergelijking met die van een waterscheiding methode toegepast op het gefilterde X-ray beelden (met ruisfilters vermindering). Het gebruik van ruisfilters vermindering maakt de interface lijken minder olie-NAT op sommige delen van de rots, als gevolg van de voxel gemiddeld vooral dicht bij de drie-fase rijdraad31. TWS kan vangen niet alleen de hoeveelheid resterende olie verzadiging, maar ook de vorm van de resterende olie ganglia. Dit is vooral het geval voor de resterende olie in de gemengd-natte gevallen, in welke olie wordt bewaard in de porie-ruimte als dun blad-achtige structuren, waardoor het een uitdaging om te worden gesegmenteerd gebaseerd op alleen drempelwaarden in het grijs-schaal.
Deze bepaling in situ bevochtigbaarheid biedt een grondige beschrijving van de omstandigheden van de bevochtiging van reservoir rotsen in vergelijking met andere conventionele bevochtigbaarheid meetmethoden. Het houdt rekening met alle belangrijke porie-schaal rock parameters, zoals de oppervlakteruwheid rock, rock chemische samenstelling, en poriegrootte en meetkunde, die niet mogelijk door bevochtigbaarheid indexcijfers7,8 en ex situ contact zijn hoek methoden4,9,10,11. Het gebruik van een geautomatiseerd in situ contacthoek meting op de schaal van de micron is robuust en verwijdert alle subjectiviteit geassocieerd met de handmatige methode24. Bovendien, het is meer effectief in het verwijderen van voxelization artefacten in vergelijking met andere geautomatiseerde methoden25,26. De in situ contacthoek distributie gemeten met behulp van de geautomatiseerde methode was relatief snel. Bijvoorbeeld, is de runtime voor het meten van de contacthoek op een van de drie voorbeeldafbeeldingen die 595 miljoen voxels bevatten ongeveer 2 h, met gebruikmaking van één 2,2 GHz CPU processor.
In de toekomst kan dit protocol worden gebruikt voor het karakteriseren van andere reservoir rock systemen verzadigd met vorming pekel en ruwe olie. Dezelfde methode kan is niet beperkt tot alleen de aardolie-industrie en worden gewijzigd en aangepast om het karakteriseren van de spuitbaarheid van gesegmenteerde driedimensionale afbeeldingen met twee onmengbare vloeistoffen in poreuze media met een scala aan bevochtigbaarheid voorwaarden.

Bevochtigbaarheid (de contacthoek tussen onmengbare vloeistoffen op een harde ondergrond) is één van de belangrijkste eigenschappen die controle vloeistof configuraties en olie herstel in de rotsen van het reservoir. Bevochtigbaarheid beïnvloedt macroscopische flow eigenschappen met inbegrip van de relatieve magnetische permeabiliteit en capillaire druk1,2,3,4,5,6. Het meten van de in situ spuitbaarheid van reservoir rock heeft bleef echter een uitdaging. Reservoir rock bevochtigbaarheid is traditioneel vastgesteld op de schaal van de kern, niet indirect via bevochtigbaarheid indexcijfers7,8, en direct ex situ plat minerale oppervlakken4,9 , 10 , 11. zowel bevochtigbaarheid indices en ex situ contacthoek metingen zijn beperkt en kunnen niet karakteriseren de gemengd-bevochtigbaarheid (of het bereik van de contacthoek) die meestal bestaan in koolwaterstof reservoirs. Bovendien, ze geen rekening met porie-schaal rock eigenschappen, zoals rock mineralogie, oppervlakteruwheid porie-geometrie en ruimtelijke heterogeniteit, die een directe impact op de vloeistof regeling op de schaal van de porie hebben.
Recente vooruitgang in niet-invasieve driedimensionale imaging X-ray microtomography12, gebruiken in combinatie met het gebruik van een verhoogde temperatuur en druk apparaat13, hebben de studie van multifase stroom toegestaan in permeabele media14 ,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Deze technologie heeft vergemakkelijkt de ontwikkeling van handmatige in situ contacthoek metingen op de schaal van de porie in een ondoorzichtige poreus medium (steengroeve kalksteen rots) op de ondergrond voorwaarden24. De waarde van een gemiddelde contact hoek van 45° ± 6° tussen CO2 en kaliumjodide (KI) pekel is met de hand verkregen uit ruwe beelden bij 300 punten. De handmatige methode is echter tijdrovend (d.w.z.100 contacthoek punten kon duren enkele dagen worden gemeten) en de verkregen waarden hadden een subjectieve bias.
De meting van een in situ contacthoek is geautomatiseerd door verschillende methoden toegepast om gesegmenteerde driedimensionale X-ray beelden25,26,27. Scanziani et al. de handmatige methode verbeterd 25 door het plaatsen van een cirkel op het raakvlak van vloeistof-vloeistof die met een regel geplaatst op het raakvlak van de vloeistof-rock op segmenten loodrecht op de rijdraad drie-fase snijdt. Deze methode is vereffend met kleine sub volumes driedimensionale beelden van steengroeve kalksteen rots verzadigd met de decaan en KI pekel is onttrokken. Klise et al. 26 ontwikkelde een methode om te kwantificeren van de contacthoek ' in situ automatisch door het aanbrengen van vliegtuigen aan de interfaces van de vloeistof-vloeistof en vloeistof-rock interfaces. De contacthoek werd vastgesteld tussen deze vlakken. Deze methode werd toegepast op driedimensionale beelden van parels verzadigd met kerosine en pekel. Zowel geautomatiseerde methoden waren toegepast op voxelized afbeeldingen, die tot fout leiden kunnen, en in beide methodes, lijnen of vlakken werden uitgerust op de vloeistof-vloeistof en vloeistof-rock interfaces en de contacthoek werd gemeten tussen hen. Deze twee benaderingen toe te passen op voxelized kunnen gesegmenteerde afbeeldingen van complexe rock meetkunde leiden tot fouten terwijl ook tijdrovend.
In dit protocol passen we de geautomatiseerde in situ contacthoek methode ontwikkeld door AlRatrout et al. 27 dat voxelization artefacten verwijdert door toepassing van Gauss vloeiend maken op de vloeistof-vloeistof- en vloeistof-vaste interfaces. Vervolgens wordt een uniforme kromming vloeiend maken alleen toegepast op de vloeistof-vloeistof-interface, die met de capillaire evenwicht strookt. Honderdduizenden contacthoek punten snel zijn gemeten in combinatie met hun x-, y- en z-coördinaten. De aanpak van AlRatrout et al. 27 is vereffend met water-nat en gemengd-natte steengroeve kalksteen monsters verzadigd met de decaan en KI pekel.
In dit protocol hanteren wij de nieuwste ontwikkelingen in de microtomography van de X-ray gecombineerd met een hoge druk en hoge-temperatuur-apparaat uit te voeren van een in situ bevochtigbaarheid karakterisatie van complexe carbonaat reservoir rotsen, gewonnen uit een zeer grote het produceren van olieveld ligt in het Midden-Oosten. De rotsen waren verzadigd met ruwe olie op de ondergrond voorwaarden te reproduceren de reservoir voorwaarden bij ontdekking. Het heeft zijn veronderstelde dat delen van het reservoir rock oppervlakken (met rechtstreekse contacten met ruwe olie) olie-natte, geworden terwijl anderen (gevuld met initiële vorming pekel) water-natte28,29,30 blijven. De spuitbaarheid van de rots reservoir is echter nog complexer te wijten aan verschillende factoren beheersen de mate van bevochtigbaarheid wijziging, inclusief de oppervlakteruwheid, de chemische heterogeniteit van rock, de samenstelling van ruwe olie, de samenstelling van de pekel en verzadiging, en de temperatuur en druk. Een recente studie31 is gebleken dat er meestal een aantal contacthoek in reservoir rotsen met waarden zowel boven als onder 90 °, gemeten met behulp van de automatische methode ontwikkeld door AlRatrout et al. 27.
De belangrijkste doelstelling van dit werk is bedoeld als een grondige protocol karakteriseren de in situ spuitbaarheid van reservoir rotsen (gemengd-bevochtigbaarheid) bij ondergrond voorwaarden. Een nauwkeurige meting van een in situ contacthoek vereist een goede segmentatie-kwaliteit. Vandaar, een machine leren gebaseerde segmentatie methode bekend als trainbaar WEKA segmentatie (TWS)32 werd gebruikt om vast te leggen niet alleen de hoeveelheid resterende olie, maar ook de vorm van de resterende olie ganglia, dus nauwkeuriger contacthoek vergemakkelijken metingen. Onlangs, TWS is gebruikt in een verscheidenheid van toepassingen, zoals de segmentatie van verpakte deeltje bedden, vloeistoffen binnen textiel vezels, en poriën van strakke reservoirs33,34,35,,36, 37,38,39,40. Naar de resterende olie nauwkeurig bij een hoge resolutie en ondergrond voorwaarden image, was een nieuwe experimentele apparaat gebruikt (Figuur 1 en Figuur 2). Mini-monsters van rock werden geladen in het midden van een Hassler-achtige kern houder41 gemaakt van koolstofvezel. Het gebruik van een lange en kleine diameter koolstofvezel mouw maakt een X-ray-bron tot zeer dicht bij het monster, vandaar stijging van de X-ray flux en de vereiste blootstellingstijd, wat resulteert in een betere beeldkwaliteit in een kortere periode worden gebracht. De koolstofvezel mouw is sterk genoeg om hoge druk en temperatuur voorwaarden terwijl de resterende voldoende transparant zijn voor x-stralen21.
In deze studie schetsen we de stappen die gevolgd karakteriseren de in situ spuitbaarheid van reservoir rotsen bij ondergrond voorwaarden. Dit omvat representatieve mini-monsters, de kernmodule houder, het apparaat van de stroom en stroom procedure, het imaging protocol, de beeldverwerking en segmentatie boren, en ten slotte het uitvoeren van de code van de geautomatiseerde contacthoek voor het genereren van de contacthoek distributies.

<table><tbody><tr><td>Xradia VersaXRM-500 X-ray micro-CT</td><td>ZEISS</td><td>Quote</td><td>X-ray microtomography scanner, https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/x-ray-microscopy.html</td></tr><tr><td>Teledyne Isco syringe pumps</td><td>Teledyne Isco</td><td>Quote</td><td>Model 100DM, Model 260D en Model 1000D, http://www.teledyneisco.com/en-uk</td></tr><tr><td>Core holder</td><td>Airborne</td><td>Quote</td><td>9.5 ID Coreholder, www.airborne-international.com</td></tr><tr><td>Gas pycnometer</td><td>Micromeritics</td><td>Quote</td><td>AccuPyc II 1340 Pycnometer, http://www.micromeritics.com/Product-Showcase/AccuPyc-II-1340.aspx</td></tr><tr><td>Thermocouple</td><td>Omega</td><td>KMTSS-IM025U-150</td><td>0.25 tot 1.0 mm Fine Diameter MI Construction Thermocouples Terminated With A Mini Pot-Seal en 1m PFA Lead Wire, https://www.omega.co.uk/pptst/TJMINI_025-075MM_IEC.html</td></tr><tr><td>Flexible heating jacket</td><td>Omega</td><td>KH-112/5-P</td><td>Kapton Insulated Flexible Heaters, https://www.omega.co.uk/pptst/KHR_KHLV_KH.html</td></tr><tr><td>PEEK tubing</td><td>Kinesis</td><td>1533XL</td><td>PEEK Tubing 1/16&rdquo;OD X 0.030&rdquo; (0.75mm) ID Green, http://kinesis.co.uk/tubing-tubing-peek-green-1-16-x-0-030-0-75mm-x100ft-1533xl.html</td></tr><tr><td>Tube cutter</td><td>Kinesis</td><td>003062</td><td>Tube cutter, http://kinesis.co.uk/tubing-tube-cutter-003062.html</td></tr><tr><td>PEEK fingertight fitting</td><td>Kinesis</td><td>F-120X</td><td>Fingertight Fitting, single piece, voor 1/16" OD Tubing, 10-32 Coned, PEEK, Natural, http://kinesis.co.uk/fingertight-fitting-single-piece-for-1-16-od-tubing-10-32-coned-peek-natural-f-120x.html</td></tr><tr><td>PEEK adapters en connectors</td><td>Kinesis</td><td>P-760</td><td>Adapters & Connectors: PEEK&trade; ZDV Union, voor 1/16" OD Tubing, 10-32 Coned, http://kinesis.co.uk/catalogsearch/result/?q=P-760</td></tr><tr><td>PEEK plug</td><td>Kinesis</td><td>P-551</td><td>Plug, 10-32 Coned, PEEK, Natural, http://kinesis.co.uk/plug-10-32-coned-peek-natural-p-551.html</td></tr><tr><td>Digital Caliper</td><td>RS</td><td>50019630</td><td>Digitale schuifmaat, http://uk.rs-online.com/web/</td></tr><tr><td>Three-way valve</td><td>Swagelok</td><td>SS-41GXS1</td><td>Roestvrij staal 1-stuk 40G Serie 3-weg kogelkraan, 0,08 Cv, 1/16 inch Swagelok buis fitting, https://www.swagelok.com/en/catalog/Product/Detail?part=SS-41GXS1</td></tr><tr><td>Viton sleeve</td><td>Cole-Parmer</td><td>WZ-06435-03</td><td>Viton FDA Compliant Tubing, 3/16" (4,8 mm) ID, https://www.coleparmer.com/i/mn/0643503</td></tr><tr><td>Drilling bit</td><td>dk-holdings</td><td>quote</td><td>Standaard muurboor *EDS540, 5mm interne diameter x continental schacht, versterkte getrapte schacht 5mm van de buis achter 20mm van diamant, http://www.dk-holdings.co.uk/glass/stanwall.html</td></tr><tr><td>Heptane</td><td>Sigma-Aldarich</td><td>246654-1L</td><td>Heptaan, watervrij, 99%, http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/246654?lang=en&amp;region=GB</td></tr><tr><td>Potassium iodide</td><td>Sigma-Aldarich</td><td>231-659-4&nbsp;</td><td>zuiverheid &ge; 99,0%, https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/60399?lang=en&amp;region=GB</td></tr><tr><td>ParaView</td><td>Open source</td><td>Free</td><td>Data visiualization software (Protocol stap 6.6), https://www.paraview.org/</td></tr><tr><td>Avizo Software</td><td>FEI</td><td>License</td><td>Data visiualization en analysis software (Protocol stap 1.2, 5.7.1), https://www.fei.com/software/amira-avizo/</td></tr><tr><td>Recontructor Software</td><td>ZEISS</td><td>License</td><td>https://www.zeiss.com/</td></tr></tbody></table>

porie-schaal beeldvorming en karakterisering van koolwaterstof reservoir rock bevochtigbaarheid op ondergrond voorwaarden met behulp van de microtomography van de x-ray

Pore-scale Imaging and Characterization of Hydrocarbon Reservoir Rock Wettability at Subsurface Conditions Using X-ray Microtomography

In situ bevochtigbaarheid metingen in de rotsen van de reservoir van de koolwaterstof zijn alleen mogelijk geweest onlangs. Het doel van dit werk is om een protocol karakteriseren de voorwaarden van de complexe bevochtiging van koolwaterstof reservoir rots met behulp van porie-schaal driedimensionale röntgenfoto imaging op ondergrond voorwaarden. Heterogene carbonaat reservoir rotsen, gewonnen uit een zeer grote producerende olieveld, zijn in dit werk gebruikt om aan te tonen van het protocol. De rotsen zijn verzadigd met pekel en olie en leeftijd van meer dan drie weken op ondergrond voorwaarden om te repliceren de bevochtigbaarheid omstandigheden die meestal bestaan in de reservoirs van de koolwaterstof (bekend als gemengd-bevochtigbaarheid). Na de injectie van pekel, worden driedimensionale resolutieafbeeldingen (2 µm/voxel) verworven en vervolgens verwerkt en gesegmenteerd. Voor de berekening van de verdeling van de contacthoek, waarin de bevochtigbaarheid, zijn de volgende stappen uitgevoerd. Eerste-, vloeistof-vloeistof- en vloeistof-rock oppervlakken zijn mazen. De oppervlakken worden vloeiend gemaakt Schakel voxel artefacten en in situ contacthoeken worden gewaardeerd tegen de rijdraad Driefase gedurende de hele afbeelding. Het belangrijkste voordeel van deze methode is de mogelijkheid om te karakteriseren in situ bevochtigbaarheid boekhouding voor porie-schaal rock eigenschappen, zoals de oppervlakteruwheid rock, rock chemische samenstelling en poriegrootte. De spuitbaarheid in situ is snel vastgesteld op honderden duizenden punten.
De methode wordt beperkt door de segmentatie nauwkeurigheid en de resolutie van de afbeelding van de X-ray. Dit protocol kan worden gebruikt om het karakteriseren van de spuitbaarheid van andere complexe rotsen verzadigd met verschillende vloeistoffen en tegen verschillende voorwaarden voor een verscheidenheid van toepassingen. Bijvoorbeeld, het kan helpen bij het bepalen van de optimale spuitbaarheid die een extra olie herstel kan opleveren (d.w.z., ontwerpen van pekel zoutgehalte dienovereenkomstig te verkrijgen van hogere oliewinning) en bij het vinden van de meest efficiënte bevochtiging voorwaarden te vangen meer CO2 in de ondergrond formaties.

Voor de 3 monsters studeerde, is de gemeten in situ -verdeling van de contacthoek weergegeven in Figuur 6, met de oliewinning weergegeven in Figuur 11. Figuur 12 toont beelden van de resterende olie distributies voor verschillende bevochtiging voorwaarden aan het einde van de waterflooding. De gemengd-spuitbaarheid (of het bereik van de contacthoek) werd gemeten met behulp van de methode geautomatiseerde contacthoek27. De gemeten contacthoek distributies worden beschouwd als representatieve resultaten als er een goede match tussen de punten van de contacthoek gemeten met behulp van de geautomatiseerde methode van gesegmenteerde afbeeldingen vergeleken met het handmatig gemeten contacthoeken uit ruwe X-ray beelden. Figuur 10 ziet u een voorbeeld van een goede match voor de meting van een vergelijking tussen de geautomatiseerde contacthoeken en de handmatige contacthoeken op dezelfde locaties voor een sub volume uit mini monster 1 (zwak water-NAT).
Drie veroudering protocollen werden uitgevoerd om te behandelen de 3 monsters en genereren van 3 bevochtiging voorwaarden (Figuur 6). Veroudering van het monster op een lagere temperatuur (60 ° C) en statisch (geen olie injectie tijdens de verouderingsperiode is verlopen) kan resulteren in een zwak water-natte condities, zoals de verdeling weergegeven voor voorbeeld 1 blauw (Figuur 6). Aan de andere kant, veroudering van het monster op een hogere temperatuur (80 ° C) en met gedeeltelijk dynamische veroudering (een olie injectie tijdens de verouderingsperiode is verlopen) kan leiden tot gemengd-natte omstandigheden met meer olie-natte oppervlakken, zoals die van voorbeeld 2 weergegeven in grijs (Figuur 6).
De oliewinning bleek te zijn een functie van bevochtigbaarheid, vergelijkbaar met eerdere studies van de kern-schaal51. Echter, op dat moment de oliewinning werd getoond als een functie van de kern-schaal bevochtigbaarheid index. Soortgelijke olie herstel gedrag heeft waargenomen op de schaal van de porie en was uitgezet als functie van de gemiddelde waarde van de in situ contacthoek distributie (Figuur 11). De lage olie-herstel van voorbeeld 1 (zwak water-natte) was als gevolg van de overlapping van olie in grotere ruimtes van de porie. De pekel percolatie via de kleine porie hoeken, waardoor de olie gevangen als verbroken ganglia in het midden van de porie ruimten met semi-sferische vormen (Figuur 12een), vergelijkbaar met wat is waargenomen in vorige onderzoeken in water-natte media52,53,,54,55. Voorbeeld 2 (een gemengd-natte koffer meer olie-natte oppervlakken) had daarentegen olie lagen die grotendeels aangesloten (Figuur 12b waren). Deze dunne lagen alleen toegestaan een langzame olieproductie, waardoor een hoge resterende olie verzadiging aan het einde van de waterflooding. De hoogste oliewinning werd bereikt in monster 3 (gemengd-nat met een gemiddelde contacthoek dicht bij 90 °), die was niet water-NAT (er is dus minder overlapping in grote poriën) of sterk olie-NAT (minder olie wordt bewaard in kleine porie ruimten)1. In de gevallen van de gemengd-nat van monster 2 en 3, olie bleef in verbonden, dun blad-achtige structuren (figuur 12b en 12 c) vergelijkbaar met andere studies in olie-natte poreuze media52,53,,56.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig1.jpg"> Figuur 1 : Een diagram van de Schematische illustratie van de houder van de kernmodule. Componenten van de kern-houder worden aangeduid, en de weergave van de interne dwarsdoorsnede van de kern-houder wordt weergegeven. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig2.jpg"> Figuur 2 : Het apparaat hoge druk, hoge temperatuur stroom. Het apparaat van stroom bestaat uit vier Hogedruk Spuit pompen: (A) een olie pomp, de pomp (B) een ontvangst, (C) een brine pomp en (D) een beperken pomp. Paneel (E) toont de kernmodule houder, (F) toont de PID-regelaar, en (G) toont de CO2 -cilinder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig3.jpg"> Figuur 3 : Beelden tonen het boren van representatieve mini-monsters. (een) deze cartoon illustreert de orthogonale merken met een goede boren locatie. x en y zijn de afstanden van het centrum van de kern-stekker gebruikt om te vinden waar om te boren. (b) dit paneel toont een droge X-ray drie-dimensionale afbeelding van de stekker van de kern (gesmolten semi-transparant) met een mini monster (in donker grijs). (c) Dit is een horizontale transversale weergave van de stekker van de kern (gescand op 40 µm/voxel). De rots korrels en poriën staan in grijs en zwart, respectievelijk. (d) dit paneel toont een horizontale transversale weergave van het mini monster (gescand op 5.5 µm/voxel). (e) Dit is een verticale transversale weergave van de stekker van de kern waaruit dat de complexe en heterogene porie maten en geometrieën samen met de locatie van het mini monster aangegeven door de zwarte doos. (f) Dit is een vergrote verticale transversale weergave van het gemarkeerde mini monster weergegeven in het deelvenster e dat is doorzocht op 5.5 µm/voxel. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig4.jpg"> Figuur 4 : Een fase contrast scan. (een) dit paneel toont een scan van de contrast van geplette rock (lichtgrijs) gemengd met pekel (donker grijs) en olie (zwart) fasen. Dit werd gebruikt voor het bepalen van de juiste doping van de pekel om een goede fase contrast. (b) Dit is een histogram van de grijs-schaalwaarde van de drie fasen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig5.jpg"> Figuur 5 : Een horizontale transversale weergave van ruwe en gesegmenteerde X-ray beelden van drie mini-monsters. Panelen (een), (b), en (c) xy transversale weergaven van mini-monsters 1, 2 en 3, respectievelijk weergeven. De bovenste rij toont de raw-grijstinten X-ray beelden (olie, pekel en rock, zijn in zwart, grijs en lichtgrijs, respectievelijk). De lagere afbeeldingen tonen de gesegmenteerde afbeeldingen van hetzelfde segment met behulp van trainbaar WEKA segmentatie (olie, pekel en rock, zijn in zwart, grijs en wit, respectievelijk). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig5large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig6.jpg"> Figuur 6 : Distributies van de contactpersoon hoek meting van de drie mini-monsters. Monster 1 heeft een gemiddelde contacthoek van 77° ± 21° met 462,000 waarden die worden weergegeven in het blauw. Monster 2 heeft een gemiddelde hoek van 104° ± 26° contact met 1.41 miljoen in grijs aangegeven waarden. Monster 3 heeft een gemiddelde contacthoek van 94° ± 24° met 769,000 waarden in rood weergegeven. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig6large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig7.jpg"> Figuur 7 : De workflow voor een geautomatiseerde contact hoekmeting. (een) Dit is een driedimensionaal gesegmenteerde afbeelding toont pekel in blauw en olie in het rood, terwijl rock transparant wordt weergegeven. (b) dit paneel toont uitgepakte oppervlakken van de hele afbeelding. De olie/pekel oppervlakken zijn getoond in groen, terwijl de olie/rock-oppervlakken worden in rood weergegeven. (c) dit paneel toont de afgevlakte oppervlakken van de hele afbeelding. (d) dit paneel toont de rijdraad drie-fase van de hele afbeelding. (e) Dit is een voorbeeld van de afgevlakte oppervlakken van een olie-ganglion gemarkeerd door het zwarte vierkant. (f) dit paneel toont de rijdraad drie-fase van de gemarkeerde olie ganglion. (g) Dit is een voorbeeld van een enkele contacthoek meten bij punt i (gemarkeerd in het deelvenster f). De olie/pekel, olie/rock en pekel/rock oppervlakken worden weergegeven in groen, rood en blauw, respectievelijk. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig7large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig8.jpg"> Figuur 8 : Drie sub volumes geëxtraheerd uit de drie mini-monsters. (een) dit deelvenster bevat de sub volume uit mini monster 1 (zwak water-natte) geëxtraheerd. (b) dit deelvenster bevat de sub volume uit mini monster 2 (gemengd-natte) geëxtraheerd. (c) dit paneel toont het sub volume geëxtraheerd uit mini monster 3 (gemengd-natte). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig8large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig9.jpg"> Figuur 9 : Een one-to-one contacthoek meting workflow. (een) Dit is een visualisatie van een willekeurig geselecteerde contacthoek-punt (60 °), gemeten met behulp van de automatische code (het beeld wordt verkregen van de gebruikte software voor de visualisatie van gegevens). (b) dit paneel toont hoe te identificeren van de locatie van hetzelfde punt met behulp van de software voor visualisatie en analyse van gegevens. (c) dit paneel toont hoe te voeren een handmatige contact hoekmeting op dezelfde locatie. (d) Dit is een voorbeeld van het handmatig gemeten contacthoek punt op dezelfde locatie (61 °). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig9large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig10.jpg"> Figuur 10 : Geautomatiseerde contacthoek metingen in vergelijking met de handmatige contacthoek metingen op dezelfde locaties van het sub volume van mini monster 1. De waarden werden gemeten volgens de procedure die is beschreven in Figuur 9. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig10large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig11.jpg"> Figuur 11 : Olie herstel als een functie van bevochtigbaarheid. De olie-terugvorderingen van monster 1, 2 en 3 zijn 67.1%, 58,6% en 84.0%, respectievelijk. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig11large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig12.jpg"> Figuur 12 : De resterende olie morfologie verschillende bevochtiging voorwaarden. (een) In voorbeeld 1 (zwak water-NAT), de resterende olie zat gevangen in het midden van de poriën als verbroken ganglia met semi-sferische vormen. Panelen (b) en (c) laten zien hoe in monsters 2 en 3 (gemengd-NAT), de resterende olie bleef in verbonden, dun blad-achtige structuren in kleine poriën en spleten. De verschillende kleuren vertegenwoordigen verbroken olie ganglia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig12large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>

Dit protocol is bedoeld om te karakteriseren van de voorwaarden van de complexe bevochtiging van een ondoorzichtig poreus medium (koolwaterstof reservoir rots) met behulp van drie-dimensionale beelden verkregen door microtomography van de X-ray op ondergrond voorwaarden.

Porie-schaal beeldvorming en karakterisering van koolwaterstof Reservoir Rock bevochtigbaarheid op ondergrond voorwaarden met behulp van de Microtomography van de X-ray

In situ wettability measurements in hydrocarbon reservoir rocks have only been possible recently. The purpose of this work is to present a protocol to ...

Het algemene doel van dit werk is om een grondig protocol te bieden om de in situ nattigheid van reservoirrotsen bij ondergrondse omstandigheden te karakteriseren. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in multifase stroom poreuze media met toepassing op olieterugwinning, verontreiniging verwijdering en kooldioxide opslag. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat we verplaatsingsprocessen en nattigheid in natuurlijke systemen kunnen bestuderen.Dit protocol laat zien hoe de in situ nattbaarheid van koolwaterstofreservoirrotsen te bepalen bij ondergrondse omstandigheden of van gesegmenteerde driedimensionale röntgenbeelden. Het protocol vereist een mini-monster van rock. Verkrijg minimonsters uit kernmonsters en vlak elk uiteinde af om goed contact te vergemakkelijken.Bepaal de totale porositeit van het monster en beoordeel de interne poriestructuur. Gebruik tijdens x-ray microtomografie een Hassler-type kernhouder. Eerst werken met de top van de kernhouder om polyether ether keton buizen draad.Bevestig vervolgens de slang aan een op maat gemaakt eindstuk dat geschikt is voor het monster. Rijg de voet van de houder met buizen die naar het andere eindstuk gaan. Vervolgens krijgt u rubberen buizen lang genoeg om het monster en de eindstukken te bedekken.Schuif het monster in de slang. Zodra het binnen is, sluit de eindstukken aan de bovenkant en de bodem van het monster. Plaats nu een thermokoppel op het basiseindstuk met zijn punt naast de basis van het monster.Beveilig het met aluminium tape. Maak de montage van de kernhouder zorgvuldig af. Deze kernhouder montage is klaar voor gebruik in het protocol.Dit schema geeft details van de constructie. Getoond in cutaway zijn de lagen die het monster met inbegrip van een verwarmingsvest, een koolstofvezel mouw, en een beperkende vloeistof omringen. Gebruik een koolstofvezel mouw met een kleine diameter om de röntgenbron dicht bij het monster te laten liggen.Het thermokoppel meet de beperkende vloeistoftemperatuur. Maak gebruik van een klem om de kernhouderassemblage vast te houden en te vervoeren. Breng de kernhouder assemblage naar de x-ray microtomografie scanner.Met de klem moet de kernhouder verticaal op de rotatiefase worden ondersteund. Zodra de kernhouder op zijn plaats is, sluit u de slang van de boven- en onderkant aan. Buizen van de boven- en onderkant van de kernhouder gaan naar verschillende open driewegkleppen.Sluit bovendien buizen van de beperkende lijn van de kernhouder aan op een spuitpomp met gedeïmiseerd water. Gebruik de spuitpomp om 1,5 megapascals van de druk te beperken. Sluit nu de kooldioxidecilinder aan op de basis driewegklep.Spoel CO2 door het monster met een laag tarief gedurende een uur. Koppel vervolgens de kooldioxidecilinder los. Zodra dit is gedaan, sluit de spuitpomp met gesedrogeerde pekel, de pekelpomp, aan op de basis drie-weg klep.Stel in eerste instantie de kleppen zo stroom niet in het monster om lucht te spoelen uit de injectielijn. Injecteer vervolgens pekel in het monster met 0,3 milliliter per minuut gedurende een uur om het volledig te verzadigen. Sluit het verwarmingsjack en het thermokoppel aan op een PID-controller.Sluit de ontvangende pomp, een spuitpomp gevuld met gesedelde pekel, aan op de basis driewegklep. Gebruik de ontvangende en beperkende pompen om de porie te verhogen en de druk te beperken in één megapascale verhogingen tot respectievelijk 10 en 11,5 megapascals. Stel bij de PID-controller een doeltemperatuur van 60 graden Celsius in om de omstandigheden op het nabootsen van de ondergrond te voltooien.Spoel lucht van de lijn en sluit een oliepomp aan op de gesloten bovenste driewegklep. Verhoog de druk tot de juiste equivalente druk. Stop vervolgens de oliepomp en open de bovenste driewegklep om 20 porievolumes olie te injecteren bij een constante stroomsnelheid.Na twee uur, voor te bereiden op x-ray beelden te verwerven. Selecteer voor afbeeldingen met hoge resolutie een doelstelling van 4x. Pas vervolgens de posities van de bron en de detector aan.Controleer de rotatie van de kernhouder montage en start de scan. Start de rotatie van de kernhouder assemblage. Zorg ervoor dat de slang die aan de cel is bevestigd, de rotatie niet verstoort.Wanneer alles in orde is, begint de x-ray tomografie scan met een groot aantal projecties. Na de scan koppelt u de montage van de kernhouder los en verwijdert u deze uit de scanner. Verplaats de kernhouder naar een oven op 80 graden Celsius.Er herstellen van de stroomsnelheden, druk, en uit te voeren veroudering over ten minste drie weken. Zodra het verouderingsproces is voltooid, verplaatst u de kernhouder terug naar de scanner. Sluit eerst de beperkende pomp aan om dezelfde beperkende druk toe te passen.Sluit vervolgens de pekellijn aan op de basisklep in drie richtingen. Sluit ook de ontvangende pomp aan op de bovenkant van de kernhouder via de driewegklep. Wanneer de doeldruk is bereikt, opent u de bovenste driewegklep om de ontvangende pomp de poriedruk op de kern te laten aanbrengen.Doorgaan met het maken van verbindingen om de ondergrondvoorwaarden voor het monster te herstellen. Open vervolgens met de pekelpomp de onderste driewegklep om wateroverstromingen van 20 porievolumes bij een lage doorstroming uit te voeren. Nadat het systeem evenwicht bereikt, opnieuw verwerven hoge resolutie scans op dezelfde locatie.Reconstrueren van de x-ray tomografie gegevens met behulp van reconstructie software. Sla de afbeelding op en open deze in Trainable Weka Segmentation-software. Selecteer het gereedschap voor het tekenen met vrije hand.Gebruik het gereedschap Vrije handtekenen om exemplaren van een van de fasen in de afbeelding te markeren, in dit geval olie. Klik als u klaar bent op Toevoegen aan klasse. Probeer de vorm van een fase te volgen terwijl u de pixels labelt.Voeg vervolgens de regio toe aan de juiste klasse. Wanneer voorbeelden van alle drie de fasen zijn gelabeld, klikt u op Train Classifier om de hele afbeelding te segmenteren. Bekijk de gesegmenteerde afbeelding.Herhaal de trainings- en segmentatiestappen indien nodig om goede resultaten te behalen. Kies Resultaten maken om de uiteindelijke gesegmenteerde afbeelding te krijgen. Sla de afbeelding op voor later gebruik in analysesoftware.Gebruik de gesegmenteerde afbeelding om de in situ contacthoekverdeling te meten. De geautomatiseerde methode produceert een spreadsheet met de gemeten hoeken en hun coördinaten. Deze gegevens maken een plot van de verdeling van de contacthoeken mogelijk.Dit zijn distributies voor een wekelijks water nat monster en twee gemengde natte monsters. Voor kwaliteitscontrole, gewas en segment een subvolume van de mini-steekproef. Selecteer een subvolume met een of meer oliebendelia voor handmatige contacthoekmeting.Zoek de in situ contacthoekverdeling met de geautomatiseerde code. Laad het gegenereerde VTK-bestand in de gegevensvisualisatiesoftware. Selecteer de regiooptie om de olie- en pekelfasen te bekijken.Klik op Sondelocatie. Voer vervolgens de coördinaten in van een willekeurig geselecteerde contacthoek van de gegevens die via de geautomatiseerde methode worden gegenereerd. Zoek de ruimtelijke locatie op de driefase contactlijn.Laad nu de gesegmenteerde subvolumeafbeelding in de data-analysesoftware. Zoek in de software naar de rekenmodule. Zoek in de module het expressieveld.Typ de expressie die nodig is om de olie- en pekelfasen te isoleren. Zoek vervolgens naar de module genereren. Gebruik het om de olie en pekel oppervlakken te genereren.Zoek vervolgens visueel op de oppervlakken naar het eerder geïdentificeerde punt. Zoek en open de segmentmodule van de gefilterde ruwe röntgenfoto. Wijzig de vertaalwaarde om het x-ray-beeldsegment op het niveau van het punt op het oppervlak te brengen.Zoek de module labeloppervlakken. Voer er drie in het vak met fasen in. Ga naar alleen zwarte voxels en selecteer nee.Nadat u de wijzigingen hebt toegepast en de kleurenkaart hebt gewijzigd, gaat u terug naar de segmentmodule. Selecteer de optie Gewoon instellen. Selecteer in de opties de optie Dragger weergeven.Verplaats de dragger naar de locatie waar de contacthoek wordt gemeten. Geef weergaveopties weer. Selecteer daar de optie Roteren.Draai het segment loodrecht op de contactlijn in drie fasen. Selecteer het hoekmetingsgereedschap wanneer u klaar bent. Gebruik het gereedschap om de hoek op het geselecteerde punt te meten.Een test van de geautomatiseerde contacthoekmeting is om de resultaten ervan te plotten tegen hoekmetingen die handmatig worden uitgevoerd. Zoals in dit geval moeten de resultaten ongeveer gelijk zijn. Deze horizontale dwarsdoorsnedes zijn van ruwe x-ray beelden en hun gesegmenteerde beelden van drie monsters.De gesegmenteerde beelden maken het mogelijk contacthoeken te meten die de resterende olieverzadiging bepalen en de vorm van de resterende olieganglia vinden. Dit zijn de gemeten in situ distributies van de contacthoek voor de drie verschillende monsters gevonden met behulp van deze methode. Monster een heeft een wekelijkse waternatte toestand van statische veroudering bij 60 graden Celsius zonder olie-injectie.Monster twee is een voorbeeld van een gemengde natte toestand met meer olie natte oppervlakken als gevolg van veroudering bij 80 graden Celsius met olie-injectie tijdens het ouder worden. Monster drie is vergelijkbaar met monster twee, maar niet sterk olienat als gevolg van een lagere verouderingstemperatuur en verschillende oliesamenstelling. De oliemorfologie die overblijft na wateroverlast varieert onder de verschillende bevochtigingscondities.Voor de wekelijkse water natte monster een, de pekel percolated door de kleine porie hoeken waardoor de olie gevangen in het midden van de porie ruimtes. In tegenstelling, voor de gemengde natte gevallen van monsters twee en drie, de pekel kwam het midden van de poriën als een niet-bevochtiging fase waardoor olie verbonden in blad-achtige lagen in kleine poriën en spleten. Het is belangrijk om te voorkomen dat er lucht in het systeem die kan fungeren als een vierde fase als je kijkt naar de beelden.Volgens dit protocol, je zou kunnen kijken naar de porie schaal verdeling van vloeistoffen en nattigheid in andere systemen, zoals bladeren, wortels, of brandstofcellen. Maar vergeet niet, we hebben te maken met röntgenfoto's en hogedrukvloeistoffen, dus het is erg belangrijk dat er een grondige risicobeoordeling is en de mensen die de experimenten uitvoeren, hebben een passende training gehad. Deze techniek van het karakteriseren in situ wettability effende de weg voor onderzoekers op het gebied van verbeterde olie herstel om de bijbehorende extra olie herstel als gevolg van de verandering in de nattigheid te verkennen.

pore-scale-imaging-characterization-hydrocarbon-reservoir-rock

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We presenteren een methodologie voor het beeldvormen van meerdere vloeistoffasen onder reservoiromstandigheden door het gebruik van röntgenmicrotomografie. We tonen enkele representatieve resultaten van capillair opsluiten in een karbonaatgesteentemonster.

Reservoir Conditie Pore-schaal Beeldvorming van Multiple Fluid fasen met behulp van X-ray Microtomografie

Synchrotron snelle tomografie werd gebruikt om dynamisch beeld oplossen van kalksteen in de aanwezigheid van CO 2 -verzadigde pekel met reservoiromstandigheden. 100 scans werden bij een resolutie 6,1 urn gedurende 2 uur.

Dynamische Pore schaal Reservoir voorwaarde beeldvorming van Reaction in carbonaten met synchrotron Fast Tomography

Het doel van deze procedure is te gemakkelijk en snel produceren een microfluidic-apparaat met aanpasbare geometrie en weerstand tegen de zwelling door organische vloeistoffen voor olie herstel studies. Een Polydimethylsiloxaan schimmel is eerst gegenereerd, en vervolgens gebruikt om het apparaat op basis van epoxy gegoten. Een representatieve verplaatsing studie wordt gerapporteerd.

Microfluidic apparaten voor het karakteriseren van porie-schaal gebeurtenis processen in poreuze Media voor olie herstel toepassingen

Het protocol beschrijft procedures voor het verkrijgen van hoge-ruimtelijke resolutie computertomografie (CT) beelden van een korrelige bodem tijdens triaxiale compressie, en het toepassen van beeldverwerkingstechnieken om deze CT-beelden te verkennen van de korrel schaal mechanisch gedrag van de bodem onder het laden.

Visualisatie van falen en het bijbehorende mechanische gedrag op korrel schaal van korrelvormige bodems onder afschuiving met behulp van Synchrotron X-Ray micro-tomografie

We beschrijven het gebruik van synchrotron X-straal absorptie spectroscopie (XAS) en röntgendiffractie (XRD) technieken om details van intercalatie / deintercalation processen elektrodematerialen voor Li-ion en Na-ion batterijen probe. Zowel in situ en ex situ experimenten worden gebruikt om structurele gedrag van de werking van inrichtingen relevante begrijpen...

Karakterisering van elektrode materialen voor lithium-ion en Natrium ion accu&#39;s met synchrotron straling Technieken

Het gebruik van energiedispersieve röntgentomografie in de scanning transmissie elektronenmicroscoop om elementaire verdelingen binnen enkele nanodeeltjes in drie dimensies te karakteriseren wordt beschreven.

Energie-dispersieve X-stralen Tomografie voor 3D Elemental kaart brengen van individuele nanodeeltjes

Synchrotron-gebaseerde harde X-ray microtomografie wordt gebruikt om de elektrochemische groei van dendrieten van een lithiummetaalelektrode door een membraan van vaste polymeerelektrolyt in beeld te brengen.

Failure Analysis Batterijen met synchrotron gebaseerde Hard X-ray Microtomografie

Het meetprotocol en data analyseprocedure worden gegeven voor het verkrijgen transversale coherentie van synchrotronstraling röntgenbron langs vier richtingen tegelijk via één 2-D dambord faseraster. Deze eenvoudige techniek kan worden toegepast voor volledige dwarse samenhang karakterisering van X-ray bronnen en X-ray optiek.

Meting van röntgenbundel coherentie langs meerdere richtingen gebruiken 2-D schaakbord faseraster

Voor deze studie synchrotronstraling micro-tomografie, een niet-destructieve driedimensionale beeldvormende techniek wordt gebruikt om een ​​volledige micro-elektronische verpakking met een doorsnede van 16 x 16 mm onderzocht. Vanwege de hoge flux en de helderheid van het synchrotron van het monster werd in beeld gebracht in slechts 3 minuten met een 8,7 micrometer ruimtelijke resolutie.

Met behulp van Synchrotron Radiation Microtomografie Multi-scale Driedimensionale Microelectronic pakketten Onderzoek

Een protocol voor de elektrochemische testen van een aprotische Li-O2 batterij met de voorbereiding van elektroden en elektrolyten en een inleiding tot de vaak gebruikte methoden voor karakterisering wordt hier gepresenteerd.

Protocol van Elektrochemische Test en karakterisering van Aprotische Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; Batterij

Leer porie-schaal beeldvorming van reservoir gesteente met röntgenmicrotomografie onder ondergrondse omstandigheden. Deze methode karakteriseert bevochtigbaarheid en meerfasenstroming voor oliewinning en milieutoepassingen.

Porie-schaal beeldvorming en karakterisering van koolwaterstof Reservoir Rock bevochtigbaarheid op ondergrond voorwaarden met behulp van de Microtomography van de X-ray (Video) | JoVE Journal

Porie-schaal beeldvorming en karakterisering van koolwaterstof Reservoir Rock bevochtigbaarheid op ondergrond voorwaarden met behulp van de Microtomography van de X-ray

Meer video's verkennen