[2011.07.30] 石油勘探:千虑一得之法

2011-8-1 09:19| 发布者: Somers| 查看: 4593| 评论: 1|原作者: squarrel2009

摘要: 采用医学扫描仪对岩石样本扫描可帮助寻找石油和天然气

石油勘探

千虑一得之法

采用医学扫描仪对岩石样本扫描可帮助寻找石油和天然气

080 Science and technology - Prospecting for oil.mp3

Jul 30th 2011 | Houston, Texas | from the print edition

开采石油是一回事。然而从经济角度考虑，能从地下开采出多少石油又完全是另一回事。要做到这点,人们需要对某些岩石的颗粒结构有所了解，而这些岩石是有石油困于其中的。分析岩石颗粒结构是极其枯燥乏味的事情，研究人员需要将无数个样本放置在压力容器内以评估它们含纳碳氢化合物的能力并估计碳氢化合物通过它们时的流动率。这可能需要花费数年的时间。

然而可施之法即在眼前。计算机X线断层照相（简称CT）扫描术在医学领域的应用已有几十年时间。目前它正被应用于地质学。在与电子显微镜配合使用下，CT扫描术在地质上的应用孕育了一个新的领域——数字岩石物理。该领域的倡导者认为，该项技术能使石油公司较之以往更加快速地判断哪些石油矿值得开发，哪些应该放弃。

Ingrain是一间总部设在得克萨斯州休斯敦的科技公司，其首席技术官阿莫斯·努尔是该技术倡导者之一。他所在公司是全球三家独立数字岩石物理实验室之一。（另两家分别是挪威特隆赫母的Numerical Rocks和澳大利亚堪培拉的Digitalcore）。努尔博士表示，这项新技术能为岩石样本结构创建分辨率为50纳米的三维立体照片。这足够预测出困在岩石颗粒细孔间的石油和天然气的存在方式。

Ingrain开始分析的大部分样本都来自于地下深层钻探得到的圆柱形岩石核。典型的岩石核有几米长，因此首先要采用标准医学扫描仪对其进行粗略的CT扫描。该扫描仪安装了许多由专利材料制成的调校棒，该专用材料的属性可为图像创建提供参考点。初始扫描会得到一张分辨率为500微米的图片（换言之，它所能区分的最小物体为500微米）。

这些完成之后，将一些长度在2至3厘米间，其孔隙度有特殊研究价值的小岩石块做进一步研究。这包括将岩石核样本放入一台特殊的微CT机进行扫描—微CT机原是为了观察电脑芯片而研制的。将小岩石核样本放置在微扫描器内部的转盘上并使其旋转，结果得到一个分辨率为40微米的三维图像。这就使得需做进一步研究的小岩石块能够被标识。

采用激光将这些小岩石块切分成一毫米或不太厚的薄片，然后用微CT机或电子显微扫描镜对其再次扫描。这样便将图象分辨率提高到了0.5微米或500纳米。最后，将该图像进行计算机降噪去斑处理，得到一张50纳米分辨率的图片。然后将能够显示岩石孔隙度和岩石内部毛孔间通道的图像用计算机分析，结果会显示在有压力情况下碳氢化合物在岩石块内部流动的容易程度——从而得知样品来源之处那口钻探井的可能产量。

“数字岩石物理”技术是否能够取代传统方法，目前尚无定论。许多人对此持怀疑态度，斯坦福大学的Anthony Kovscek就是其中之一，他认为该技术的声明有夸大成分。在他看来，尽管采用这种方法得出的岩石结构分析结果能够告知人们哪个钻探点不可能产生商业回报（因为没有足够的石油和天然气困于其中），但其反面结论却未必正确。他不相信这种技术能预测石油的流量，即使对于含有大量碳氢化合物的岩石也无法预测——石油流量是油田经济中至关重要的指标。

但是“数字岩石物理”这门新学科在行业内引起了相当大的关注。小型石油公司正在使用Ingrain、Numerical Rocks和Digitalcore的设备。而大型石油公司—如BP、雪佛龙和壳牌正在创建自己的数字岩石物理实验室。当原油供应下降并导致价格上升之时，任何能使新井勘探成本更低的技术都将受到欢迎。“数字岩石物理”可能就是满足此要求的新技术。

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感谢译者 squarrel2009 点击此处阅读双语版