Name: pore-scale imaging and characterization of hydrocarbon reservoir rock wettability at subsurface conditions using x-ray microtomography
Uploaded: 2018-10-21T13:00:00
Duration: 12 min 18 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pore-scale Imaging and Characterization of Hydrocarbon Reservoir Rock Wettability at Subsurface Conditions Using X-ray Microtomography at JoVE.com

Abu Dhabi National Oil Company (ADNOC) und ADNOC Onshore (früher bekannt als Abu Dhabi Unternehmen für Onshore-Petroleum Operations Ltd) danken wir dankbar für die Finanzierung dieser Arbeit.

Hochauflösende Röntgen Mikro-Computertomographie Datasets berichtet in diesem Artikel sind erhältlich bei der digitalen Felsen-Portal: www.digitalrocksportal.org/projects/151 Die Codes verwendet, um automatische Messungen der Kontaktwinkel und Flüssigkeit/Flüssigkeit-Schnittstelle Krümmung laufen sind erhältlich bei GitHub: https://github.com/AhmedAlratrout/ContactAngle-Curvature-roughness

Die wichtigsten Schritte für eine in Situ Benetzbarkeit Charakterisierung bei hohem Druck und Temperatur, um erfolgreich zu sein sind wie folgt. (1) erzeugen Sie eine gutes Image-Segmentierung, die unerlässlich ist, genaue Kontaktwinkel Messungen zu erhalten. (2) zu vermeiden, einschließlich große undurchlässig Körner in den Mini-Proben, die den Fluss und die große Hohlräume ergibt sich in einem sehr fragilen Probe mit nicht-repräsentative Porosität verschließen könnte. (3) eine gut kontrollierte Experiment mit keine Lecks ist wichtig, da Mini-Proben sehr empfindlich auf die Menge der injizierten Flüssigkeit sind (d.h.ein Porenvolumen ist etwa 0,1 mL). (4) vermeiden Sie das Vorhandensein von Luft (als eine vierte phase) im Porenraum. (5) pflegen Sie eine Temperierung der Probe während des gesamten Fluss-Experiments. (6) vermeiden Sie jede Schnittstelle Entspannung während der Scan-Übernahme durch warten auf das System, Gleichgewicht zu erreichen. (7) verwenden Sie einen entsprechenden Center schaltkorrektur, die notwendig ist für die effektive Röntgen Bildrekonstruktion.
Die automatisierte Kontaktwinkel-Methode ist durch die Genauigkeit der Bild-Segmentierung begrenzt, weil es nur segmentierte Bilder angewendet wird. Bild Segmentierung hängt weitgehend von der Bildqualität, die von der imaging-Protokoll und die Leistung des Scanners Mikrotomographie abhängt. Darüber hinaus ist es für die Bildrekonstruktion sowie Reduzierung Rauschfilter und die Segmentierung Methode wie die TWS-32 oder ausgesät Wasserscheide Methode57empfindlich. In diesem Werk vorgesehen die TWS-Methode genauere Messungen der Kontaktwinkel auf raw Röntgen-Bilder im Vergleich zu denen durch eine Wasserscheide-Methode auf gefilterte Röntgenbilder (mit Reduzierung Rauschfilter) angewendet. Lärm-Reduzierung-Filter nutzt die Schnittstelle scheinen weniger Öl-nass an manchen Stellen des Gesteins durch die Voxel Mittelung vor allem in der Nähe der Drehstrom-Oberleitung31. TWS können nicht nur die Menge der verbleibenden Öl Sättigung, sondern auch die Form von dem restlichen Öl Ganglien erfassen. Dies gilt vor allem für das restliche Öl in den Fällen der gemischt-nass, in welches Öl im Porenraum als beibehalten wird dünnes Blatt-wie Strukturen, so dass es eine Herausforderung segmentiert werden basierend auf Graustufen-Schwellenwerte nur.
Diese Bestimmung in Situ Benetzbarkeit bietet eine ausführliche Beschreibung der Benetzung Nutzungsbedingungen Reservoir Rocks im Vergleich zu anderen herkömmlichen Benetzbarkeit Messverfahren. Es berücksichtigt alle wichtigen Pore-Skala Rock Parameter, wie Rock Oberflächenrauheit, Rock chemischen Zusammensetzungen und Porengröße und Geometrie, die nicht durch Benetzbarkeit Indizes7,8 und ex-Situ -Kontakt möglich sind Winkel Methoden4,9,10,11. Die Verwendung einer automatisierten in Situ Kontaktwinkel-Messung an der Micron-Skala ist robust und entfernt Subjektivität mit der manuellen Methode24verbunden. Darüber hinaus ist es effektiver bei der Beseitigung von Voxelization Artefakten im Vergleich zu anderen automatisierten Methoden25,26. Die in Situ Kontaktwinkel-Verteilung mit der automatisierten Methode gemessen wurde relativ schnell. Beispielsweise ist die Laufzeit für die Messung des Kontaktwinkels auf jedem der drei Beispielbilder, die 595 Millionen Voxel enthalten ca. 2 h mit einem 2,2 GHz CPU Prozessor.
In Zukunft kann dieses Protokoll verwendet werden, zu Fremdsystemen Reservoir Felsen gesättigt mit Bildung Sole und Rohöl zu charakterisieren. Die gleiche Methode beschränkt sich nicht auf die Petroleum-Industrie nur modifiziert und angepasst, um die Benetzbarkeit von segmentierten dreidimensionale Bilder mit zwei nicht mischbare Flüssigkeiten in porösen Medien mit einer Vielzahl von Benetzbarkeit Bedingungen zu charakterisieren.

Benetzbarkeit (der Kontaktwinkel zwischen nicht mischbaren Flüssigkeiten auf einer festen Oberfläche) ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die Fluid-Konfigurationen zu kontrollieren und Öl-Erholung im Reservoir Rocks. Benetzbarkeit betrifft makroskopische Fließverhalten einschließlich relative Permeabilität und Kapillaren Druck1,2,3,4,5,6. Messung der in Situ Benetzbarkeit der speichergestein blieb jedoch eine Herausforderung. Reservoir Rock Benetzbarkeit wurde traditionell an der Kern-Skala, indirekt über Benetzbarkeit Indizes7,8, und direkt ex-Situ flach Mineraloberflächen4,9 festgestellt , 10 , 11. sowohl Benetzbarkeit Indizes und Ex-Situ -Kontaktwinkel-Messungen sind begrenzt und können nicht charakterisieren die gemischt-Benetzbarkeit (oder der Bereich der Kontaktwinkel), die in der Regel in Kohlenwasserstoff-Lagerstätten vorhanden sind. Sie berücksichtigen darüber hinaus nicht für Pore-Skala GESTEINSEIGENSCHAFTEN wie Rock Mineralogie, Oberflächenrauhigkeit, Pore-Geometrie und räumliche Heterogenität, die einen direkten Einfluss auf die fließende Anordnung in die Pore Maßstab haben.
Jüngste Fortschritte in der nicht-invasiven dreidimensionale Bildgebung mit Röntgen-Mikrotomographie12, in Kombination mit dem Einsatz einer erhöhten Temperatur und Druck Apparat13, konnten die Studie von mehrphasigen Strömung in durchlässigen Medien14 ,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Diese Technologie hat die Entwicklung der manuellen in Situ Kontaktwinkel Messungen auf der Skala der Pore in eine undurchsichtige porösen Medium (Steinbruch Kalkstein) bei unterirdischen Bedingungen24erleichtert. Ein mittlere Kontaktwinkel Wert von 45° ± 6° zwischen CO2 und Kaliumjodid (KI) Sole wurde per hand von raw-Bildern auf 300 Punkte erhalten. Die manuelle Methode ist jedoch zeitaufwendig (d.h.100 Kontaktwinkel Punkte könnte dauern bis zu mehreren Tagen gemessen werden) und die erhaltenen Werte hätte eine subjektive Voreingenommenheit.
Durch unterschiedliche Methoden angewendet wurde die Messung eine in Situ Kontaktwinkel automatisiert segmentiert dreidimensionale Röntgen Bilder25,26,27. Scanziani Et al. 25 verbessert die manuelle Methode, wenn einen Kreis an der Schnittstelle der Flüssigkeit-Flüssigkeit, die mit einer Linie platziert an der Schnittstelle der Flüssigkeit-Rock Scheiben orthogonal zu den Drehstrom-Oberleitung schneidet. Dieses Verfahren hat zu kleine Teilvolumina entzogene dreidimensionale Bilder der Steinbruch Kalkfelsen mit Decane und KI Sole gesättigt. Klise Et al. 26 entwickelt eine Methode zur Quantifizierung des in Situ Kontaktwinkels automatisch durch den Einbau von Flugzeugen, die flüssig-flüssig und flüssig-Rock Schnittstellen. Der Kontaktwinkel wurde zwischen diesen Ebenen bestimmt. Diese Methode wurde auf dreidimensionale Bilder von Perlen mit Kerosin und Sole gesättigt angewendet. Sowohl automatisierte Methoden wurden angewandt, um voxelisiert Bilder, die Fehler, führen könnten und bei beiden Methoden, Linien oder Flächen wurden an die Flüssigkeit-Flüssigkeit ausgestattet und Flüssigkeit-Rock-Schnittstellen und der Kontaktwinkel gemessen zwischen ihnen. Diese beiden Ansätze auf voxelisiert anwenden konnte segmentierte Bilder von komplexen Rock Geometrie zu Fehlern führen, aber auch zeitaufwändig.
In diesem Protokoll setzen wir automatisierte in Situ Kontaktwinkel entwickelte Methode durch AlRatrout Et al. 27 , die Voxelization Artefakte entfernt durch die Anwendung "glockenförmig" Glättung der flüssig-flüssig und flüssig-fest-Schnittstellen. Dann, eine einheitliche Krümmung Glättung nur die Flüssigkeit-Flüssigkeit-Schnittstelle, gilt für die im Einklang mit dem Kapillaren Gleichgewicht. Hunderttausende von Kontaktwinkel Punkte sind schnell gemessen, in Kombination mit ihrer X-, y- und Z-Koordinaten. Der Ansatz von AlRatrout Et al. 27 wurde auf Wasser-nass und gemischt-nass Steinbruch Kalkstein Proben mit Decane und KI Sole gesättigt angewendet.
In diesem Protokoll setzen wir die neuesten Fortschritte in der Röntgen-Mikrotomographie kombiniert mit einem Hochdruck- und Hochtemperatur-Apparat, eine in Situ Benetzbarkeit Charakterisierung des komplexen Carbonat Reservoir Rocks, extrahiert aus einer sehr großen durchzuführen Herstellung von Ölfeld befindet sich im Nahen Osten. Die Felsen wurden mit Rohöl zu reproduzieren die Reservoir Bedingungen nach Entdeckung Untergrund Bedingungen gesättigt. Es ist vermutet worden, die Teile von dem Stausee Gesteinsoberflächen (mit direktem Kontakt zu Rohöl) Öl-nass geworden, während andere (gefüllt mit grundlegenden Ausbildung Salzlake) Wasser-nass28,29,30bleiben. Reservoir Rock Benetzbarkeit ist jedoch auch komplexere aufgrund mehrerer Faktoren steuern den Grad der Benetzbarkeit Änderung, einschließlich die Rauheit der Oberfläche, die Felsen chemischen Heterogenität, die Rohöl-Zusammensetzung der Sole Zusammensetzung und Sättigung, Temperatur und Druck. Eine aktuelle Studie31 hat gezeigt, dass in der Regel gibt es eine Reihe von Kontaktwinkel im Reservoir Rocks mit Werten über und unter 90 °, gemessen mit der automatisierten Methode von AlRatrout Et Al. entwickelt 27.
Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, eine gründliche Protokoll zur Charakterisierung der in Situ Benetzbarkeit von Reservoir Rocks (gemischt-Benetzbarkeit) Untergrund Konditionen bieten. Eine genaue Messung der eine in Situ Kontaktwinkel erfordert eine gute Segmentierung Qualität. Damit Erleichterung eine Maschine Learning-basierte Segmentierung Methode bekannt als lernfähig WEKA Segmentierung (TWS)32 verwendet wurde, um nicht nur die Menge des verbleibenden Öls, sondern auch die Form der übrigen erfassen Ganglien, also Öl genauer Kontaktwinkel Messungen. Vor kurzem wurde TWS in einer Vielzahl von Anwendungen, wie die Segmentierung der gepackte Partikel Betten, Flüssigkeiten innerhalb von Textilfasern, und Poren des engen Stauseen33,34,35,36eingesetzt, 37,38,39,40. Um das restliche Öl genau mit einer hohen Auflösung und unterirdischen Konditionen Bild, wurde eine neuartige experimentelle Vorrichtung verwendet (Abbildung 1 und Abbildung 2). Mini-Proben des Felsens wurden in die Mitte eine Hassler-Typ Kern Halter41 hergestellt aus Kohlefaser geladen. Die Verwendung einer langen und kleinen Durchmesser Kohlefaser-Hülse ermöglicht eine Röntgenquelle sehr nah an die Probe, damit den x-ray Flux Erhöhung und Verringerung der erforderlichen Einwirkzeit, woraus sich eine bessere Bildqualität in kürzerer Zeit gebracht werden. Die Kohlefaser-Hülle ist stark genug, um hohen Druck und Temperatur Bedingungen gleichzeitig ausreichend transparent für Röntgenstrahlen21Griff.
In dieser Studie beschreiben wir die Schritte befolgt, um die in Situ Benetzbarkeit von Reservoir Rocks zu unterirdischen Konditionen zu charakterisieren. Dazu gehören Bohren repräsentative Mini-Proben, Inhaber Rumpfgruppe, der Fluss-Apparat und Flow Verfahren, das bildgebende Protokoll, Bildverarbeitung und Segmentierung und schließlich laufen automatisierte Kontaktwinkel Code zum Generieren der Kontaktwinkel Distributionen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1405px;" width="1404">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Xradia VersaXRM-500 X-ray micro-CT</td>
			<td style="width:115px;">ZEISS</td>
			<td style="width:145px;">Quote</td>
			<td style="width:892px;">X-ray microtomography scanner, https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/x-ray-microscopy.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Teledyne Isco syringe pumps</td>
			<td>Teledyne Isco</td>
			<td>Quote</td>
			<td>Model 100DM, Model 260D and Model 1000D, http://www.teledyneisco.com/en-uk</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Core holder</td>
			<td>Airborne</td>
			<td>Quote</td>
			<td>9.5 ID Coreholder, www.airborne-international.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Thermocouple</td>
			<td>Omega</td>
			<td>KMTSS-IM025U-150</td>
			<td>0.25 to 1.0 mm Fine Diameter MI Construction Thermocouples Terminated With A Mini Pot-Seal and 1m PFA Lead Wire, https://www.omega.co.uk/pptst/TJMINI_025-075MM_IEC.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Flexible heating jacket</td>
			<td style="width:115px;">Omega</td>
			<td>KH-112/5-P</td>
			<td height="21" style="height:21px;width:892px;">Kapton Insulated Flexible Heaters, https://www.omega.co.uk/pptst/KHR_KHLV_KH.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">PEEK tubing</td>
			<td>Kinesis</td>
			<td>1533XL</td>
			<td>PEEK Tubing 1/16&#8221;OD X 0.030&#8221; (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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Tube cutter</td>
			<td>Kinesis</td>
			<td>003062</td>
			<td>Tube cutter, http://kinesis.co.uk/tubing-tube-cutter-003062.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">PEEK fingertight fitting</td>
			<td>Kinesis</td>
			<td>F-120X</td>
			<td>Fingertight Fitting, single piece, for 1/16&#34; 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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">PEEK adapters and connectors</td>
			<td>Kinesis</td>
			<td>P-760</td>
			<td>Adapters &#38; Connectors: PEEK&#8482; ZDV Union, for 1/16&#34; OD Tubing, 10-32 Coned, http://kinesis.co.uk/catalogsearch/result/?q=P-760</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Digital Caliper</td>
			<td style="width:115px;">RS</td>
			<td style="width:145px;">50019630</td>
			<td>Digital caliper, http://uk.rs-online.com/web/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Three-way valve</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>SS-41GXS1</td>
			<td>Stainless Steel 1-Piece 40G Series 3-Way Ball Valve, 0.08 Cv, 1/16 in. Swagelok Tube Fitting, https://www.swagelok.com/en/catalog/Product/Detail?part=SS-41GXS1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Viton sleeve</td>
			<td style="width:115px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:145px;">WZ-06435-03</td>
			<td>Viton FDA Compliant Tubing, 3/16&#34; (4.8 mm) ID, https://www.coleparmer.com/i/mn/0643503</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Drilling bit</td>
			<td style="width:115px;">dk-holdings</td>
			<td style="width:145px;">quote</td>
			<td>Standard wall drill *EDS540, 5mm internal diameter x continental shank, reinforced stepped shank 5mm of the tube behind 20mm of diamond, http://www.dk-holdings.co.uk/glass/stanwall.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Heptane</td>
			<td style="width:115px;">Sigma-Aldarich</td>
			<td>246654-1L</td>
			<td height="21" style="height:21px;width:892px;">Heptane, anhydrous, 99%, http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/246654?lang=en&#38;region=GB</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Potassium iodide</td>
			<td style="width:115px;">Sigma-Aldarich</td>
			<td>231-659-4&#160;</td>
			<td>purity &#8805; 99.0%, https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/60399?lang=en&#38;region=GB</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">ParaView</td>
			<td style="width:115px;">Open source</td>
			<td style="width:145px;">Free</td>
			<td>Data visiualization software (Protocol step 1.2, 6.6), https://www.paraview.org/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Avizo Software</td>
			<td style="width:115px;">FEI</td>
			<td style="width:145px;">License</td>
			<td>Data visiualization and analysis software (Protocol step 5.7.1), https://www.fei.com/software/amira-avizo/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Recontructor Software</td>
			<td style="width:115px;"></td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td>https://www.gexcel.it</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pore-scale imaging and characterization of hydrocarbon reservoir rock wettability at subsurface conditions using x-ray microtomography

In Situ Benetzbarkeit Messungen in Kohlenwasserstoff Reservoir Rocks wurden vor kurzem nur möglich. Das Ziel dieser Arbeit ist ein Protokoll zur Charakterisierung der komplexen Benetzung Bedingungen von Kohlenwasserstoff speichergestein über dreidimensionale Röntgenaufnahmen Pore-Skala am Untergrund Bedingungen zu präsentieren. In dieser Arbeit haben heterogene Carbonat Reservoir Rocks, extrahiert aus einer sehr großen produzierenden Ölfeld verwendet, um das Protokoll zu demonstrieren. Die Felsen sind mit Salzwasser und Öl gesättigt und im Alter von über drei Wochen am Untergrund Bedingungen, die Benetzbarkeit Bedingungen zu replizieren, die in der Regel in Kohlenwasserstoff-Lagerstätten (bekannt als gemischt-Benetzbarkeit) vorhanden sind. Nach der Injektion Sole sind hochauflösende dreidimensionale Bilder (2 µm/Voxel) erworben und dann verarbeitet und segmentiert. Zum Berechnen der Verteilung des Kontaktwinkels, die die Benetzbarkeit definiert, sind die folgenden Schritte durchgeführt. Erste, flüssig-flüssig und flüssig-Rock Flächen werden vernetzt. Die Oberflächen sind geglättet, um Voxel Artefakte zu entfernen werden, und in Situ Kontaktwinkel mit Drehstrom-Oberleitung in das gesamte Bild. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, in Situ Benetzbarkeit Bilanzierung Pore-Skala GESTEINSEIGENSCHAFTEN wie Oberflächenrauheit Rock, Rock chemische Zusammensetzung und Porengröße zu charakterisieren. Die in Situ Benetzbarkeit ist schnell bei hunderttausenden von Punkten ermittelt.
Die Methode wird durch die Segmentierung Genauigkeit und x-ray Auflösung begrenzt. Dieses Protokoll kann verwendet werden, um die Benetzbarkeit von anderen komplexen Felsen, gesättigt mit verschiedenen Flüssigkeiten und bei unterschiedlichen Bedingungen für eine Vielzahl von Anwendungen zu charakterisieren. Zum Beispiel könnte es helfen, bei der Bestimmung der optimalen Benetzbarkeit, die zusätzliche Erdöles ergeben könnte (d.h.Gestaltung Sole Salzgehalt entsprechend höhere Ölförderung zu erhalten) und die effizienteste Benetzung Bedingungen zu mehr CO 2fangen in unterirdischen Formationen.

Für 3 Proben untersucht zeigt Abbildung 6, die gemessenen in Situ -Verteilung des Kontaktwinkels mit der Erdölförderung in Abbildung 11gezeigt. Abbildung 12 zeigt Bilder der restlichen Öl Verteilungen für unterschiedliche Benetzung Bedingungen am Ende die Wasserflutung. Die gemischt-Benetzbarkeit (oder den Bereich des Kontaktwinkels) wurde mit der automatisierten Kontaktwinkel Methode27gemessen. Die gemessenen Kontaktwinkel Distributionen gelten als repräsentative Ergebnisse ist eine gute Übereinstimmung zwischen den Kontaktwinkel gemessen mit der automatisierten Methode von segmentierte Bilder, die im Vergleich zu den manuell gemessenen Kontaktwinkel von rohen Röntgen Bilder. Abbildung 10 zeigt ein Beispiel für eine gute Partie eine Vergleichsmessung zwischen automatisierten Kontaktwinkel und manuelle Kontaktwinkel an den gleichen Standorten für ein Teilvolumen aus Mini-Probe 1 (schwach Wasser nass).
Drei Altern Protokolle wurden durchgeführt, um die 3 Proben zu behandeln und generieren 3 Benetzung Bedingungen (Abbildung 6). Alterung der Probe bei einer niedrigeren Temperatur (60 ° C) und statisch (keine Öleinspritzung während der Zahlungsfrist) kann in einem schwach Wasser-nass-Zustand, z. B. für Probe 1 in blau (Abbildung 6) gezeigten Verteilung führen. Auf der anderen Seite führen Alterung der Probe bei einer höheren Temperatur (80 ° C) und mit dem teilweise dynamisch Altern (eine Öleinspritzung während der Zahlungsfrist) in gemischt-nassen Bedingungen mit mehr Öl-nassen Oberflächen, wie die der Probe 2 grau (Abbildung 6) dargestellt.
Die Ölgewinnung erwies sich eine Funktion der Benetzbarkeit, ähnlich wie bei früheren Kern angelegte Studien51. Allerdings war zu diesem Zeitpunkt die Ölgewinnung in Abhängigkeit von der Kern-Skala Benetzbarkeit Index gezeigt. Ähnlich wie Öl Erholung Verhalten in die Pore Maßstab beobachtet worden und wurde als eine Funktion des Mittelwertes der in Situ Kontaktwinkel Verteilung (Abbildung 11) dargestellt. Die niedrige Ölgewinnung Probe 1 (schwach Wasser nass) wurde durch das Abfangen von Öl in größeren porenräumen. Die Sole Versickerung durch die kleinen Poren Ecken, so dass das Öl gefangen als getrennte Ganglien in der Mitte der Porenräume mit quasi-Sphärische Formen (Abbildung 12ein), ähnlich wie in früheren Untersuchungen in Beobachtungen Wasser-nasse Medien52,53,54,55. Im Gegensatz dazu hatte Probe 2 (ein gemischt-nass-Fall mit mehr Öl-nasse Oberflächen) ölschichten, die weitgehend verbunden (Abbildung 12b). Diese dünnen Schichten erlaubt nur eine langsam Öl-Produktion, eine hohe verbleibende Öl Sättigung am Ende die Wasserflutung verlassen. Die höchsten Ölgewinnung wurde im Beispiel 3 (gemischt-nass mit einer mittleren Kontaktwinkel nahe 90°) war weder Wasser-nass (so gibt es weniger Fallenjagd in große Poren) noch stark Öl-nass erreicht (weniger Öl wird in kleinen porenräumen beibehalten)1. Bei der gemischt-nass Probe 2 und 3, Öl blieb im angeschlossenen, dünne Blatt-wie Strukturen (Abbildung 12 b und 12 c) ähnlich wie bei anderen Studien in porösen Medien Öl-nass52,53,56.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig1.jpg"> Abbildung 1 : Eine schematische Darstellung Diagramm der Halter Rumpfgruppe. Bestandteil der kernhalter sind markiert, und die internen Querschnitt durch die Kern-Inhaber wird angezeigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig2.jpg"> Abbildung 2 : Der Hochdruck- und Hochtemperatur-Fluss-Apparat. Der Fluss-Apparat besteht aus vier Hochdruck Spritzenpumpen: (A) ein Öl-Pumpe, Pumpe (B) ein empfangen, (C) eine Sole-Pumpe und Pumpe (D) eine Beschränkung. Platte (E) zeigt der Kernassembly Halter (F) zeigt den PID-Regler und (G) die CO2 Zylinder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig3.jpg"> Abbildung 3 : Bilder zeigen das Bohren von repräsentativen Mini-Proben. (ein) Diese Karikatur zeigt die orthogonalen Markierungen mit einem guten bohrlokation. X und y sind die Abstände von der Mitte von den Kern-Stecker verwendet, um herauszufinden, wo zu bohren. (b) zeigt dieses Fenster eine trockene dreidimensionale Röntgenaufnahme des Kern-Steckers (semi-transparent dargestellt) mit einer Mini-Probe (in dunkelgrau). (c) ist eine horizontale Querschnittsansicht der Kern-Stecker (mit 40 µm/Voxel gescannt). Die Rock-Körner und Poren sind in grau und schwarz, gezeigt. (d) dieses Panel zeigt eine horizontale Querschnittsansicht der Mini-Probe (mit 5,5 µm/Voxel gescannt). (e) ist eine vertikale Querschnittsansicht der hülsenstopfen zeigt, dass die komplexen und heterogenen pore Größen und Geometrien sowie die Lage der Mini-Probe durch die Black-Box angezeigt. (f) ist eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht der hervorgehobenen Mini-Probe in Gruppe e , die bei 5,5 µm/Voxel gescannt wurde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig4.jpg"> Abbildung 4 : Eine Phase Kontrast Scan. (ein) zeigt dieses Panel einen Kontrast-Scan Schotter (hellgrau) gemischt mit Sole (dunkelgrau) und Öl (schwarz) Phasen. Dies wurde verwendet, um festzustellen, die entsprechende Dotierung der Sole, einen gute Phasenkontrast zu gewährleisten. (b) Dies ist ein Histogramm des Graustufen-Wertes der drei Phasen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig5.jpg"> Abbildung 5 : Eine horizontale Querschnittsansicht Roh und segmentierte Röntgenbilder von drei Mini-Proben. Platten (ein), (b) und (c) Xy Querschnittansichten des Mini-Proben 1, 2 und 3, bzw. zeigen. Die obere Zeile zeigt die raw Graustufen-Röntgen-Bilder (Öl, Sole und Rock sind in schwarz, dunkelgrau und hellgrau, beziehungsweise). Die unteren Bilder zeigen die segmentierte Bilder des gleichen Segments mit trainierbaren WEKA Segmentierung (Öl, Sole und Rock sind in schwarz, grau und weiß, beziehungsweise). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig6.jpg"> Abbildung 6 : Verteilungen des Kontakts Winkelmessung der drei Mini-Proben. Beispiel 1 hat eine mittlere Kontaktwinkel von 77° ± 21° mit 462.000 Werten in blau dargestellt. Probe 2 hat eine mittlere Winkel von 104 ° ± 26° Kontakt mit 1,41 Millionen Werte grau dargestellt. Beispiel 3 hat eine mittlere Kontaktwinkel von 94° ± 24° mit 769.000 Werte in rot dargestellt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig6large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig7.jpg"> Abbildung 7 : Der Workflow für eine automatisierte Kontakt Winkelmessung. (ein) ist dies ein dreidimensionales segmentierten Bild zeigt Sole in blau und rot, Öl, während Rock transparent gerendert wird. (b) zeigt dieses Panel extrahierte Oberflächen des gesamten Bildes. Öl/Salzlake Oberflächen erscheinen in grün, während die Öl/Gesteinsoberflächen in rot angezeigt werden. (c) zeigt dieses Fenster die geglätteten Oberflächen des gesamten Bildes. (d) zeigt dieses Fenster die Drehstrom-Oberleitung des gesamten Bildes. (e) ist ein Beispiel der geglätteten Oberflächen von einer Öl-Ganglion durch das schwarze Quadrat hervorgehoben. (f) zeigt dieses Fenster die Drehstrom-Oberleitung der hervorgehobenen Öl Ganglion. (g) Dies ist ein Beispiel für einen einzigen Kontaktwinkel Messung bei Punkt i (hervorgehoben im Panel f). Die Öl/Salzlake, Öl/Rock und Sole/Gesteinsoberflächen sind in grün, rot und blau, gezeigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig7large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig8.jpg"> Abbildung 8 : Drei Teilvolumina der drei Mini-Proben entnommen. (ein) zeigt dieses Fenster die Teilvolumen aus Mini-Beispiel 1 (schwach Wasser nass) extrahiert. (b) zeigt dieses Fenster die Teilvolumen aus Mini-Probe 2 (gemischt-nass) extrahiert. (c) zeigt dieses Fenster die Teilvolumen extrahiert aus Mini-Probe 3 (gemischt-nass). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig8large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig9.jpg"> Abbildung 9 : Eine eins zu eins Kontaktwinkel Messung Workflow. (ein) ist dies eine Visualisierung eines zufällig ausgewählten Kontaktwinkel Punktes (60°), gemessen mit dem automatisierten Code (das Bild ergibt sich aus den Daten-Visualisierungs-Software verwendet). (b) dieses Panel zeigt, wie Sie die Position von der gleichen Stelle, mit der Daten-Visualisierung und Analyse-Software zu identifizieren. (c) dieses Panel zeigt, wie man eine manuelle Kontaktwinkel Messung am selben Ort durchzuführen. (d) Dies ist ein Beispiel für den manuell gemessenen Kontaktwinkel Punkt an der gleichen Stelle (61 °). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig9large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig10.jpg"> Abbildung 10 : Automatisierte Kontaktwinkel Messungen im Vergleich zu manuellen Kontaktwinkel Messungen an den gleichen Standorten das Teilvolumen aus Mini-Probe 1. Die Werte wurden nach dem in Abbildung 9beschriebenen Verfahren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig10large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig11.jpg"> Abbildung 11 : Öl-Rückgewinnung als Funktion der Benetzbarkeit. Die Öl-Wiederherstellungen von Probe 1, 2 und 3 sind 67,1 %, 58,6 % und 84,0 %, beziehungsweise. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig11large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57915/57915fig12.jpg"> Abbildung 12 : Die restlichen Öl Morphologie für unterschiedliche Benetzung Bedingungen. (ein) im Beispiel 1 (schwach Wasser-nass), das restliche Öl in die Mitte der Poren als getrennte Ganglien mit quasi-Sphärische Formen gefangen war. Platten (b) und (c) zeigen, wie im Muster 2 und 3 (gemischt-nass), das restliche Öl in verbunden, dünne Blatt-wie Strukturen in kleinen Poren und Rissen blieb. Die verschiedenen Farben repräsentieren getrennte Öl Ganglien. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57915/57915fig12large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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

Dieses Protokoll wird präsentiert, um die komplexe Benetzung Bedingungen eines undurchsichtigen porösen Mediums (Kohlenwasserstoff speichergestein) mit dreidimensionalen Bildern durch Röntgen-Mikrotomographie Untergrund Konditionen erhalten zu charakterisieren.

Pore-Scale Imaging und Charakterisierung von Kohlenwasserstoff Reservoir Rock Benetzbarkeit am Untergrund Bedingungen mit Röntgen-Mikrotomographie

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

Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist es, ein gründliches Protokoll zur Charakterisierung der In-situ-Benetzbarkeit von Reservoirgesteinen unter unterirdischen Bedingungen bereitzustellen. Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen in mehrphasigen durchströmenden porösen Medien mit Anwendung auf Ölrückgewinnung, Schadstoffentfernung und Kohlendioxidspeicherung zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass wir Verdrängungsprozesse und Benetzbarkeit in natürlichen Systemen untersuchen können.Dieses Protokoll zeigt, wie die In-situ-Benetzbarkeit von Kohlenwasserstoffreservoirgesteinen unter Untergrundbedingungen oder aus segmentierten dreidimensionalen Röntgenbildern bestimmt wird. Das Protokoll erfordert eine Mini-Probe von Gestein. Erhalten Sie Mini-Proben aus Kernproben und glätten Sie jedes Ende, um einen guten Kontakt zu ermöglichen.Bestimmen Sie die Gesamtporosität der Probe und bewerten Sie ihre innere Porenstruktur. Verwenden Sie bei der Röntgenmikrotomographie einen Hassler-Kernhalter. Erste Arbeit mit der Oberseite des Kernhalters zum Gewinde polyether ether keton Schläuche.Befestigen Sie dann die Schläuche an einem maßgeschneiderten Endstück, das die Probe aufnehmen kann. Fädeln Sie die Halterungsbasis mit Schläuchen, die zum anderen Endstück gehen. Als nächstes erhalten Sie Gummischläuche lang genug, um die Probe und die Endstücke zu bedecken.Schieben Sie die Probe in den Schlauch. Sobald es innen ist, verbinden Sie die Endstücke mit der Oberseite und unter der Probe. Legen Sie nun ein Thermoelement auf das Basisendstück mit seiner Spitze neben der Basis der Probe.Sichern Sie es mit Aluminiumband. Schließen Sie die Montage des Kernhalters sorgfältig ab. Diese Kernhalterbaugruppe ist für den Einsatz im Protokoll bereit.Dieser Schaltplan enthält Details seiner Konstruktion. Im Cutaway sind die Schichten dargestellt, die die Probe umgeben, einschließlich einer Heizjacke, einer Kohlefaserhülse und einer konfinierenden Flüssigkeit. Verwenden Sie eine Kohlefaserhülse mit einem kleinen Durchmesser, damit sich die Röntgenquelle in der Nähe der Probe begeben kann.Das Thermoelement misst die einschränkende Flüssigkeitstemperatur. Nutzen Sie eine Klemme, um die Kernhalterbaugruppe zu halten und zu transportieren. Nehmen Sie die Kernhalter-Baugruppe mit zum Röntgenmikrotomographie-Scanner.Mit der Klemme den Kernhalter vertikal auf der Rotationsstufe unterstützen. Sobald der Kernhalter an Ort und Stelle ist, verbinden Sie den Schlauch von oben und unten. Schläuche von oben und unten des Kernhalters gehen an verschiedene offene Dreiwegeventile.Darüber hinaus verbinden Sie Schläuche aus der Eingrenzungslinie des Kernhalters mit einer Spritzenpumpe, die entionisiertes Wasser enthält. Verwenden Sie die Spritzenpumpe, um 1,5 Megapascal des Drucks aufzutragen. Verbinden Sie nun den Kohlendioxidzylinder mit dem Basis-Dreiwegeventil.Spülen Sie CO2 mit einer niedrigen Rate für eine Stunde durch die Probe. Trennen Sie dann den Kohlendioxidzylinder. Sobald dies geschehen ist, schließen Sie die Spritzenpumpe mit gedopter Sole, der Solepumpe, an das Basis-Dreiwegeventil an.Stellen Sie zunächst die Ventile so ein, dass der Durchfluss nicht in die Probe eindringt, um Luft aus der Einspritzleitung zu spülen. Dann injizieren Sole in die Probe mit 0,3 Milliliter pro Minute für eine Stunde, um es vollständig zu sättigen. Schließen Sie die Heizummantel und das Thermoelement an einen PID-Controller an.Schließen Sie die Aufnehmenpumpe, eine mit gedopter Sole gefüllte Spritzenpumpe, an das Basis-Dreiwegeventil an. Verwenden Sie die Empfangs- und Einhaltepumpen, um die Poren- und Einschnitte in einem Megapascal-Schritt auf 10 bzw. 11,5 Megapascal zu erhöhen. Legen Sie am PID-Controller eine Heizmantel-Zieltemperatur von 60 Grad Celsius fest, um die Nachahmung der Untergrundbedingungen zu vervollständigen.Spülen Sie Luft von der Leitung und schließen Sie eine Ölpumpe an das geschlossene obere Dreiwegeventil an. Erhöhen Sie den Druck auf den richtigen äquivalenten Druck. Stoppen Sie dann die Ölpumpe und öffnen Sie das obere Dreiwegeventil, um 20 Porenölmengen bei einem konstanten Durchfluss zu injizieren.Nach zwei Stunden bereiten Sie sich darauf vor, Röntgenbilder zu erfassen. Wählen Sie für Bilder mit hoher Auflösung ein 4X-Objektiv aus. Passen Sie dann die Positionen der Quelle und des Detektors an.Überprüfen Sie die Drehung der Kernhalterbaugruppe, und starten Sie den Scan. Starten Sie die Drehung der Kernhalterbaugruppe. Stellen Sie sicher, dass die an der Zelle befestigten Schläuche die Drehung nicht beeinträchtigen.Wenn alles in Ordnung ist, beginnen Sie den Röntgentomographie-Scan mit einer hohen Anzahl von Projektionen. Trennen Sie nach dem Scan die Kernhalterbaugruppe, und entfernen Sie sie aus dem Scanner. Den Kernhalter bei 80 Grad Celsius in einen Ofen bewegen.Dort stellen Sie die Durchflussraten, Drücke und alterungüberdauernd über mindestens drei Wochen wieder her. Sobald der Alterungsprozess abgeschlossen ist, verschieben Sie die Kernhalterbaugruppe zurück zum Scanner. Schließen Sie zunächst die Eindringpumpe an, um den gleichen Druck anzuwenden.Schließen Sie dann die Soleleitung an das Basis-Dreiwegeventil an. Schließen Sie die Empfangspumpe über das Dreiwegeventil an die Oberseite des Kernhalters an. Wenn der Solldruck erreicht ist, öffnen Sie das obere Dreiwegeventil, damit die aufnehmende Pumpe den Porendruck auf den Kern anwendet.Stellen Sie weiterhin Verbindungen her, um die Untergrundbedingungen für die Stichprobe wiederherzustellen. Öffnen Sie dann mit der Solepumpe das untere Dreiwegeventil, um Wasserüberflutungen von 20 Porenvolumina bei geringer Durchflussrate durchzuführen. Nachdem das System das Gleichgewicht erreicht hat, erhalten Sie erneut hochauflösende Scans an der gleichen Stelle.Rekonstruieren Sie die Röntgentomographiedaten mit Einer Rekonstruktionssoftware. Speichern Sie das Bild und öffnen Sie es in trainable Weka Segmentation Software. Wählen Sie das Freihand-Zeichnungswerkzeug aus.Verwenden Sie das Werkzeug zum Freihandzeichnen, um Instanzen einer der Phasen im gesamten Bild, in diesem Fall Öl, hervorzuheben. Wenn Sie fertig sind, klicken Sie auf Zur Klasse hinzufügen. Versuchen Sie, die Form einer Phase zu folgen, während Sie die Pixel beschriften.Fügen Sie dann die Region der entsprechenden Klasse hinzu. Wenn Beispiele für alle drei Phasen beschriftet wurden, klicken Sie auf Klassifier trainieren, um das gesamte Bild zu segmentieren. Überprüfen Sie das segmentierte Bild.Wiederholen Sie die Trainings- und Segmentierungsschritte nach Bedarf, um gute Ergebnisse zu erzielen. Wählen Sie Ergebnisse erstellen aus, um das endgültige segmentierte Bild abzusuchen. Speichern Sie das Bild für die spätere Verwendung in der Analysesoftware.Verwenden Sie das segmentierte Bild, um die In-situ-Kontaktwinkelverteilung zu messen. Die automatisierte Methode erstellt eine Kalkulationstabelle mit den gemessenen Winkeln und deren Koordinaten. Diese Daten ermöglichen ein Diagramm der Verteilung der Kontaktwinkel.Dabei handelt es sich um Verteilungen für eine wöchentliche Nassprobe und zwei gemischte Nassproben. Zur Qualitätsprüfung, zuschneiden und segmentieren Sie ein Untervolumen der Miniprobe. Wählen Sie ein Untervolumen mit einer oder mehreren Ölganglien zur manuellen Kontaktwinkelmessung aus.Suchen Sie die In-situ-Kontaktwinkelverteilung mit dem automatisierten Code. Laden Sie die generierte VTK-Datei in die Datenvisualisierungssoftware. Wählen Sie die Option Region aus, um die Öl- und Solephasen anzuzeigen.Klicken Sie auf Probe-Standort. Geben Sie dann die Koordinaten eines zufällig ausgewählten Kontaktwinkels aus den daten ein, die durch die automatisierte Methode generiert werden. Suchen Sie die räumliche Position in der dreiphasigen Kontaktlinie.Laden Sie nun das segmentierte Subvolume-Image in die Datenanalysesoftware. Suchen Sie in der Software nach dem arithmetischen Modul. Suchen Sie innerhalb des Moduls das Ausdrucksfeld.Geben Sie die Expression ein, die erforderlich ist, um die Öl- und Solephasen zu isolieren. Suchen Sie als Nächstes nach dem Oberflächenmodul generieren. Verwenden Sie es, um die Öl- und Soleoberflächen zu erzeugen.Suchen Sie dann visuell die Flächen nach dem zuvor identifizierten Punkt. Suchen und öffnen Sie das Slice-Modul aus dem gefilterten Roh-Röntgenbild. Ändern Sie den Übersetzungswert, um das Röntgenbildsegment auf die Ebene des Punkts auf der Oberfläche zu bringen.Suchen Sie das Modul für Beschriftungsoberflächen. Geben Sie darin drei in die Anzahl der Phasen ein. Wechseln Sie zu nur schwarzen Voxeln und wählen Sie nein.Kehren Sie nach dem Anwenden der Änderungen und dem Ändern der Farbzuordnung zum Slice-Modul zurück. Wählen Sie die Option "Einfach festlegen". Wählen Sie in den Optionen Dragger anzeigen aus.Verschieben Sie den Zieher an die Position, an der der Kontaktwinkel gemessen wird. Schalten Sie Anzeigeoptionen auf. Wählen Sie dort die Drehoption aus.Drehen Sie das Slice so, dass es senkrecht zur dreiphasigen Kontaktlinie ist. Wenn Sie fertig sind, wählen Sie das Winkelmesswerkzeug aus. Verwenden Sie das Werkzeug, um den Winkel am ausgewählten Punkt zu messen.Ein Test der automatisierten Kontaktwinkelmessung besteht darin, die Ergebnisse manuell mit Winkelmessungen darzustellen. Wie in diesem Fall sollten die Ergebnisse ungefähr gleich sein. Diese horizontalen Querschnitte bestehen aus rohen Röntgenbildern und ihren segmentierten Bildern von drei Samples.Die segmentierten Bilder ermöglichen die Messung von Kontaktwinkeln, die die verbleibende Ölsättigung bestimmen und die Form der verbleibenden Ölganglien bestimmen. Dabei handelt es sich um die gemessenen In-situ-Verteilungen des Kontaktwinkels für die drei verschiedenen Proben, die mit dieser Methode gefunden wurden. Probe eins hat eine wöchentliche Wasser-Nass-Zustand von statischer Alterung bei 60 Grad Celsius ohne Ölinjektion.Probe zwei ist ein Beispiel für einen gemischten nassen Zustand mit mehr ölnassen Oberflächen aufgrund der Alterung bei 80 Grad Celsius mit Ölinjektion während des Alterns. Probe drei ist ähnlich wie Probe zwei, aber nicht stark ölnass als Folge einer niedrigeren Alterungstemperatur und unterschiedliche Ölzusammensetzung. Die Ölmorphologie, die nach Wasserüberflutungen übrig bleibt, variiert unter den unterschiedlichen Benetzungsbedingungen.Für die wöchentliche Wasser-Nassprobe eine, die Sole durch die kleinen Porenecken durchdringt das Öl in der Mitte der Porenräume gefangen. Bei den gemischten Nassfällen der Proben zwei und drei hingegen gelangte die Sole als nicht benetzende Phase in die Mitte der Poren und ließ Öl in blechartigen Schichten in kleinen Poren und Spalten verbinden. Es ist wichtig, keine Luft im System zu haben, die als vierte Phase fungieren kann, wenn Sie sich die Bilder ansehen.Nach diesem Protokoll können Sie die Porenskalenverteilung von Flüssigkeiten und die Benetzbarkeit in anderen Systemen wie Blättern, Wurzeln oder Brennstoffzellen betrachten. Aber denken Sie daran, wir haben es mit Röntgenstrahlen und Hochdruckflüssigkeiten zu tun, daher ist es sehr wichtig, dass es eine gründliche Risikobewertung gibt und die Leute, die die Experimente durchführen, eine angemessene Schulung hatten. Diese Technik der Charakterisierung der In-situ-Benetzbarkeit ebnete den Forschern auf dem Gebiet der verbesserten Ölrückgewinnung den Weg, um die damit verbundene zusätzliche Ölrückgewinnung aufgrund der Änderung der Benetzbarkeit zu erforschen.

Research

JoVE Journal

Engineering

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

Charakterisierung von Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen und Natrium-Ionen-Batterien mit Synchrotronstrahlung Techniken

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

Forschung

Ingenieurwesen

Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography

Reservoir Zustand Pore angelegte Imaging von mehreren fluiden Phasen Mit Hilfe der Röntgenmikrotomographie

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space ...

Energy Dispersive X-ray Tomography for 3D Elemental Mapping of Individual Nanoparticles

Energieröntgentomografie für 3D-Elementar Zuordnung einzelner Nanopartikel

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial ...

Failure Analysis of Batteries Using Synchrotron-based Hard X-ray Microtomography

Fehleranalyse von Batterien unter Verwendung Synchrotron-basierte Feströntgenmikrotomographie

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent ...

Measurement of X-ray Beam Coherence along Multiple Directions Using 2-D Checkerboard Phase Grating

Messung der Röntgenstrahl Coherence entlang mehreren Richtungen unter Verwendung von 2-D-Schachbrett Phase Grating

A procedure for a technique to measure the transverse coherence of synchrotron radiation X-ray sources using a single phase grating interferometer is ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Mit Synchrotronstrahlung Mikrotomographie Mehrskalige Dreidimensionale Mikroelektronische Bauteile zur Untersuchung

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

Protokoll der elektrochemischen Prüfung und Charakterisierung von aprotische Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; Batterie

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic ...

Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

Dynamische Pore-Skala Reservoir-Zustand Abbildung von Reaktions in Karbonate mit Synchrotronstrahlung Schnelle Tomography

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve ...

Applying X-ray Imaging Crystal Spectroscopy for Use as a High Temperature Plasma Diagnostic

Anwenden von Röntgen Imaging Kristall Spektroskopie für den Einsatz als Hochtemperatur-Plasmadiagnose

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

Untergrundfehler-Lokalisierung durch strukturierte Erwärmung mittels laserprojektierter photothermischer Thermografie

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...