انجمن علمی زمین شناسی دانشگاه تهران

ريزمدل‌سازي تخلخل: ابداع روشي نوين جهت تعيين مقدار و توزيع شبكه سه‌بعدي تخلخل در سنگ‌ها

وحيد توكلي، حسين رحيم‌پوربناب

يكي از مهمترين پارامترها در مطالعات زمين‌شناسي مخزن، تعيين نوع و مقدار تخلخلهاي موجود در سنگ است. امروزه روشهاي متعددي جهت تعيين ميزان تخلخل موجود در يك سنگ وجود دارند اما روش سريع، ارزان و دقيقي كه شبكه سه‌بعدي تخلخلهاي موجود در يك سنگ را نشان دهد در دسترس نمي‌باشد. در اين مطالعه با استفاده از تهيه تصاوير رقومي پيوسته از يك سنگ، مدل سه‌بعدي تخلخل موجود در آن ساخته مي‌شود. از آنجا كه پيچيدگي شبكه تخلخل در سنگهاي كربناته بيشتر بوده و تعيين شبكه سه‌بعدي تخلخل اين سنگها اهميت بيشتري دارد، مطالعه بر روي نمونه‌هاي كربناته انجام گرفته است. لايه‌هاي بسيار نازك (قطر 200 ميكرون) از نمونه‌هاي مورد مطالعه برداشت شده و در هرمرحله سايش نمونه، تصوير رقومي سطح آن تهيه شده است. از آنجا كه هدف مطالعه بازسازي شبكه تخلخلهاي سنگ مي‌باشد، سطح سنگ در هر مرحله با خمير رنگي پوشانده شده و سپس خمير برداشته شده تا تنها تخلخلها رنگي باشند. تصاوير تهيه شده در نرم‌افزار متلب مورد پردازش قرار گرفته و باند سبز رنگ آن استخراج شده است. ارزشهاي اجزاء تصويري (pixel) اين باند به همراه مختصات سه‌بعد هر جزء تصويري به نرم‌افزار راك‌وركس (RockWorks) وارد گرديده و مدل سه‌بعدي سنگ تهيه شده است. شبكه تخلخل سنگ از حذف بخشهاي اضافي (زمينه سنگ) در مدل به دست آمده با استفاده از انحراف معيار داده‌ها به‌دست مي‌آيد. با استفاده از نسبت حجم مدل فيلتر شده به حجم مدل اوليه، مقدار تخلخل سنگ نيز قابل محاسبه است. از اين مدلها مي‌توان علاوه بر به دست آوردن نوع، مقدار و توزيع شبكه سه‌بعدي تخلخل، در مواردي مانند تعيين آب‌اشباع‌شدگي، آب غيرقابل استحصال، تراوايي و قطر گلوگاه‌ها نيز استفاده نمود.

Porosity micromodeling: construction a new method for quantify and 3D network determination of porosity in rocks

Determination of porosity volume and type is one of the most important parameters in reservoir quality assessments. There are several methods for porosity determination in rocks but a rapid, accurate and economic method for distinguishing 3D porosity distribution in rocks is not understood yet. This study introduces such a method based on image sequence modeling in rocks. The method examines carbonates due to high heterogeneity and so more important evaluation. Very thin layer of rock (200 micron) is picked up in any stage and a digital photo is prepared. Rock surface was saturated with a colored paste for porosity separation. Prepared images were analyzed with MATLAB software and green channel was extracted. Each value of this channel with its x, y and z coordination stored in a new matrix. Modeling this matrix in RockWorks software and filtering based on mean ± standard deviation of model data, resulting porosity distribution in rock. In addition of porosity volume and 3D network, other rock parameters such as reducible and irreducible water, permeability and pore throat can be determined.