岩石非均质性是一个关键参数影响流体流动等一系列岩石性质和地质特征。前面提出的统计技术能够排名在定性层面异质性不同的区段;然而,他们需要选择一个阈值测定代表基本卷(牧师),从而使获得的主观牧师。在这项研究中,x射线microcomputed断层扫描(<我talic>
μ
准确测定岩石非均质性是至关重要的为各种工业应用;例如,它扮演了一个关键的角色在决定水库恢复石油和天然气的能力( 异质性是由真实的地质过程,如沉积、成岩作用、侵蚀、沉积的几何和结构变形,最终控制存款( 知识流动的微米孔隙规模需要理解宏观多孔介质的流体特征;因此,在执行升级之前练习的岩石物性特性( 量化异质性的方法之一是使用代表小学卷(牧师),已应用于不同的岩石类型( 在这个工作中,x射线microcomputed断层扫描(<我talic>
μ
五个多孔介质具有不同程度的异构性问题,如表所示
样本成像Xradia Versa XRM500T处于干燥状态<我talic>
μ
计算出的孔隙度是像素点的数量的比率在空白阶段(孔隙)像素点的总数(总体积)分割图像。如图
最简单的技术来决定加速绘制孔隙度值对样本体积,所建议的熊( 牧师的结果评估,使用图 疏密度和转速特性的五个样品分析。
多孔介质 孔隙度的样本<我nline-formula>
变异<我nline-formula>
牧师<我nline-formula>
玻璃珠包 35.35 ±10% 2.8
填砂模型 35.18 ±67% 4.9
Bentheimer砂岩 18.07 ±30% > 10
圣蜜蜂砂岩 16.27 ±100% > 7.5
太甘比尔碳酸盐 40.54 ±100% > 10
另一种方法来确定截止(即。,the牧师value) is applying a mathematical criterion. The unbiased standard deviation<我nline-formula>
孔隙度五项样本标准差与子卷的大小。冲水平黑线是0.5%的门槛。幂律适合太甘比尔被表示为一个细的黑线。 见图 拟合方程牧师使用标准差方法的分析。 标准差曲线总体上得出准确的异质性,不同样本很容易比较。但是,需要一个阈值来确定启表 阈值对转速的影响,标准偏差的技术。表列出了相关方程 结果报告的数据保持一致,Zhang et al。
多孔介质 拟合方程
玻璃珠包
0.3785 -0.298
填砂模型
2.1761 -0.697
Bentheimer砂岩
1.2637 -0.362
圣蜜蜂砂岩
1.2302 -0.421
太甘比尔碳酸盐
4.3488 -0.382
多孔介质 孔隙度阈值(%) 牧师(毫米<年代up>3 牧师(毫米<年代up>3
玻璃珠包 0.5 0.3 0.40
填砂模型 0.5 4.85 7.40
Bentheimer 0.5 4.3 10.40
圣蜜蜂砂岩 0.5 5.1 > 6
太甘比尔碳酸盐 0.5 > 10.5 > 10.5
玻璃珠包 1 0.07 0.05
填砂模型 1 2.85 3.10
Bentheimer 1 2.3 2.00
圣蜜蜂砂岩 1 2.1 1.60
太甘比尔碳酸盐 1 > 10.5 > 10.5
玻璃珠包 2 0.05 0.05
填砂模型 2 0.8 1.13
Bentheimer 2 0.45 0.29
圣蜜蜂砂岩 2 0.15 0.32
太甘比尔碳酸盐 2 4.1 7.50
变异系数CV,方程(
简历的情节作为子卷的函数(图 变异系数的五个样品绘制与样本体积。0.05阈值水平黑线破灭。幂律适合太甘比尔被表示为一个细的黑线。 拟合方程牧师使用简历的方法分析。 简历阈值对启相关表列出方程 表 Zhang et al。
多孔介质 拟合方程
玻璃珠包
0.0106 -0.295
填砂模型
0.0611 -0.686
Bentheimer砂岩
0.0705 -0.374
圣蜜蜂砂岩
0.0716 -0.366
太甘比尔碳酸盐
0.1058 -0.389
多孔介质 阈值(-) 牧师(毫米<年代up>3 牧师(毫米<年代up>3
玻璃珠包 0.025 0.09 0.05
填砂模型 0.025 2.95 3.55
Bentheimer 0.025 > 10.50 > 10.50
圣蜜蜂砂岩 0.025 5.40 > 6.00
太甘比尔碳酸盐 0.025 > 10.50 > 10.50
玻璃珠包 0.050 0.01 0.01
填砂模型 0.050 1.95 1.33
Bentheimer 0.050 2.70 2.50
圣蜜蜂砂岩 0.050 2.23 2.70
太甘比尔碳酸盐 0.050 4.00 6.90
玻璃珠包 0.075 0.01 0.01
填砂模型 0.075 0.50 0.74
Bentheimer 0.075 0.85 0.85
圣蜜蜂砂岩 0.075 0.18 0.85
太甘比尔碳酸盐 0.075 1.95 2.45
另一种方法来确定转速相对误差梯度(<我nline-formula>
图 五个样品绘制的相对梯度误差与样本体积。黑色虚线是0.05阈值。 拟合方程的转速相对梯度误差分析。 类似于其他统计方法,确定转速,必须选择阈值,同样显示阈值(表的重大影响 阈值对转速的影响;<我nline-formula>
多孔介质 拟合方程
玻璃珠包
0.0014 -1.675
填砂模型
0.0124 -1.629
Bentheimer砂岩
0.0102 -0.591
圣蜜蜂砂岩
0.0083 -2.195
太甘比尔碳酸盐
0.0100 -1.573
多孔介质 阈值(-) 牧师(毫米<年代up>3 牧师(毫米<年代up>3
玻璃珠包 0.025 0.10 0.10
填砂模型 0.025 1.50 1.25
Bentheimer 0.025 1.35 2.25
圣蜜蜂砂岩 0.025 0.85 1.00
太甘比尔碳酸盐 0.025 1.22 1.28
玻璃珠包 0.050 0.10 0.10
填砂模型 0.050 0.85 0.82
Bentheimer 0.050 1.10 0.74
圣蜜蜂砂岩 0.050 0.80 0.72
太甘比尔碳酸盐 0.050 1.10 0.71
玻璃珠包 0.075 0.10 0.10
填砂模型 0.075 0.72 0.65
Bentheimer 0.075 0.92 0.61
圣蜜蜂砂岩 0.075 0.76 0.60
太甘比尔碳酸盐 0.075 0.99 0.56
为了避免上述阈值选择方法,因此转速值有一个独特的解决方案,一种新的方法来估计每个岩石的体积在这项研究中,提出了此时孔隙度的方差最小化了。为了达到这个目标,使用线性回归模型,体积模型作为标准偏差的孔隙度函数。的标准偏差最小的子卷被确定为异常值和排除在模型添加不必要的噪音。确保正常的残余错误,体积是模仿<我nline-formula>
的标准差最小化这个方程,它是假定有一个理论的价值为零。当<我nline-formula>
加权回归的标准差在每卷的倒数。一旦常数和斜率计算方面,牧师为特定的岩石是替换到方程,因此返回相应的孔隙度百分比。每个石头的结果展示在表 估计转速和其相应的孔隙度计算使用线性回归模型。估计是在原单位。 孔隙度(%)的体积,back-transformed回归直线。(a)玻璃珠包,(b)砂包,(c) Bentheimer砂岩,(d)圣蜜蜂砂岩和碳酸(e)甘比尔山。
岩石 估计转速(毫米<年代up>3 孔隙度(%)估计,估计转速
玻璃珠 6.2 35.3
填砂模型 6.1 35.0
Bentheimer 14.9 18.6
圣蜜蜂 6.9 15.3
太甘比尔 19.1 42.3
相对误差之和(没有单位的比值)的回归( 表 和相对误差的回归从每个模型获得健康。
多孔介质 标准偏差(<我nline-formula>
变异系数(CV) 相对梯度误差(<我nline-formula>
回归模型(<我nline-formula>
玻璃珠包 3.3116 3.2842 22.7227 0.0552
填砂模型 3.9485 3.8569 7.6258 0.1872
Bentheimer砂岩 2.9153 2.9482 9.5289 0.2919
圣蜜蜂砂岩 4.737 4.9612 40.5122 0.2660
太甘比尔碳酸盐 2.6284 2.6821 19.769 0.3842
量化的岩石非均质性可以通过使用转速,即。转速越大,非均质性越高。一系列多孔介质成像使用<我talic>
μ 结果表明,目视检查方法是最准确的方法。的相对梯度误差、标准差和变异系数分析有更高的精确度比目视检查方法。然而,结果高度依赖于选定的阈值。此外,它是不可能确定一个真正的牧师在理论意义上或基础上选择阈值。然而,提出回归建模方法不依赖于视觉检查和阈值的选择。相对误差的总和的回归也是最低的使用提出的技术。方法给予更大的牧师,这是令人满意的尽可能多的次级样本来自不同岩石显示相当大的孔隙度的变化估计转速通过其他技术。此外,结果表明,晶粒尺寸对转速有深远的影响,即。,thelarger the grains, the larger the REV, and the samples with a very ordered and symmetric structure can have a large REV if they contain large grains.
数据支持结论的研究已经提出了手稿,和读者可以从本文下载或可以联系作者。
没有利益冲突。
作者要感谢提供的财政援助通过澳大利亚国立低排放煤炭研究和开发(ANLEC研发),项目3-0911-0155。ANLEC研发支持澳大利亚煤炭协会低排放技术有限公司和澳大利亚政府通过清洁能源倡议。的<我talic>
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