CN105866009A - 一种计算致密油储层有效孔隙度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算致密油储层有效孔隙度的方法及装置，其中，方法包括：制备饱和岩样；将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度、饱和岩样核磁孔隙度以及饱和岩样T₂谱的总幅度；将饱和岩样在离心力作用下脱水处理，并进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度、离心岩样核磁孔隙度及离心岩样T₂谱的总幅度；获得饱和岩样T₂点孔隙度分量、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂点孔隙度分量以及离心岩样T₂谱曲线；根据饱和岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂谱的总幅度及离心岩样T₂谱曲线获得T₂截止值；利用所述T₂截止值获得可动流体有效饱和度；根据可动流体有效饱和度计算致密油储层有效孔隙度。

Description

一种计算致密油储层有效孔隙度的方法及装置

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种计算致密油储层有效孔隙度的方法及装置。

背景技术

目前，有多种直接测量岩石有效孔隙度的方法，原理都为用液体或气体将待测岩样进行饱和，之后计算出充填进岩样的液体或气体体积，用其来代表岩样孔隙体积。

在实际应用中，有一种常用方法为氦气注入法。该方法是根据波依尔定律P₁V₁＝P₂V₂，对岩样进行有效孔隙度测量。其中，已知P₁和V₁，测定出P₂就可计算出V₂。在一定的压力P₁下，使一定体积的V₁气体向处于常压下的岩心室膨胀，测定平衡后的压力，就可求得原来气体体积V₁与岩心室的体积之和V₂。在岩心室放入岩样后，重复上述过程得到V₃，V₂－V₃即为岩样的有效孔隙体积。

氦气注入法在测量时岩样内所有连通孔隙有会被充填进气体，最后计算出的孔隙度数值其实是岩样的总孔隙度，连通孔隙有一部分并不是有效孔隙，该方法是用总孔隙体积近似表示有效孔隙体积。常规储层孔渗性好，用此方法计算岩样有效孔隙度准确度误差还在允许范围之内。但致密油储层孔渗性能差，多数连通孔隙被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒充填，不属于有效孔隙，若还利用此方法测量并计算岩样有效孔隙度，则误差会很大，准确度极低。

另一种常用方法为液体饱和法。该方法是利用岩样放在液体里受到的浮力等于排开液体的重量这一原理。主要步骤：①将岩样在抽空装置中抽空12小时，在抽空期间注入CO₂以置换出吸附在岩样上的空气；②加压至14MPa饱和盐水16小时，饱和后继续抽空1小时，加压至14MPa饱和盐水4小时，再测量岩样饱和重量W₁；③用密度计测出盐水密度ρ，再将岩样放入盐水中测出岩样重量W₂，W₁－W₂＝ρV₀。④计算岩样有效孔隙度，有效孔隙度＝(V－V₀)÷V×100％，V为岩样外表体积。

液体饱和法测量时所有连通孔隙都会被液体充添，最后计算出的孔隙体积其实是岩样的总孔隙体积，但其中一部分并不是有效孔隙，该方法是用总孔隙体积近似表示有效孔隙体积。常规储层孔渗性好，用此方法计算岩样有效孔隙度准确度误差还在允许范围之内。但致密油储层孔渗性能差，多数连通孔隙被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒充填，不属于有效孔隙，若还利用此方法测量并计算岩样有效孔隙度，则误差会很大，准确度极低。

综上所述，由氦气注入法和液体饱和法可知，现有的方法存在一个共同缺陷：不能去除岩样连通孔隙中被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒充填无效孔隙体积。

急需提供一种新的技术方案解决致密油储层有效孔隙度计算存在的问题。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提出一种计算致密油储层有效孔隙度的方法及装置，本技术方案能够在岩样内孔隙分为可动流体孔隙和束缚流体孔隙的基础上，将可动流体中被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒束缚的部分去除，定量化标定出可动流体占据的岩样内有效孔隙空间的大小，并且克服了以往由于岩样核磁共振实验本身造成的所测核磁孔隙度偏小这一现象的影响，准确的计算出致密油储层有效孔隙度的大小。

为实现上述目的，本发明提供了一种计算致密油储层有效孔隙度的方法，包括：

制备饱和岩样；

将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度；

利用所述饱和岩样T₂点幅度获得饱和岩样核磁孔隙度以及饱和岩样T₂谱的总幅度；

将所述饱和岩样在离心力作用下脱水处理，并进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度；

利用所述离心岩样T₂点幅度获得离心岩样核磁孔隙度及离心岩样T₂谱的总幅度；

根据所述饱和岩样T₂点幅度和所述饱和岩样核磁孔隙度获得饱和岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述饱和岩样T₂点孔隙度分量获得饱和岩样T₂谱曲线；根据所述离心岩样T₂点幅度和所述离心岩样核磁孔隙度获得离心岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述离心岩样T₂点孔隙度分量获得离心岩样T₂谱曲线；

根据饱和岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂谱的总幅度及离心岩样T₂谱曲线获得T₂截止值；

利用所述饱和岩样T₂点幅度、所述饱和岩样T₂谱的总幅度、所述离心岩样T₂点幅度、所述离心岩样T₂谱的总幅度以及所述T₂截止值获得可动流体有效饱和度；

根据所述可动流体有效饱和度和饱和岩样核磁孔隙度，计算致密油储层有效孔隙度。

优选地，所述确定T₂截止值的步骤包括：

根据饱和岩样T₂谱的总幅度和离心岩样T₂谱的总幅度确定可动流体百分数；

从饱和岩样T₂谱曲线中确定一点，满足条件为：该点右侧的饱和岩样T₂谱曲线上各T₂点的幅度之和除以饱和岩样T₂谱的总幅度等于所述可动流体百分数；该点对应的幅度即为T₂截止值。

优选地，所述可动流体有效饱和度根据饱和岩样T₂谱的总幅度、离心岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和、离心岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和获得。

优选地，所述饱和岩样在200psi离心力作用下进行脱水处理。

优选地，所述可动流体有效饱和度表示：在单位体积岩样内，大于截止孔径内的可动流体占孔隙空间体积的百分数，且该部分可动流体可在一定流动压力梯度下摆脱孔隙表面的粘滞及临近喉道的束缚而脱离原孔隙。

对应地，为实现上述目的，本发明还提供了一种计算致密油储层有效孔隙度的装置，包括：

样品制备单元，用于制备饱和岩样；

饱和岩样T₂点幅度确定单元，用于将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度；

饱和岩样T₂点幅度处理单元，用于利用所述饱和岩样T₂点幅度获得饱和岩样核磁孔隙度以及饱和岩样T₂谱的总幅度；

离心岩样T₂点幅度确定单元，用于将所述饱和岩样在离心力作用下脱水处理，并进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度；

离心岩样T₂点幅度处理单元，用于利用所述离心岩样T₂点幅度获得离心岩样核磁孔隙度及离心岩样T₂谱的总幅度；

T₂谱曲线确定单元，用于根据所述饱和岩样T₂点幅度和所述饱和岩样核磁孔隙度获得饱和岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述饱和岩样T₂点孔隙度分量获得饱和岩样T₂谱曲线；根据所述离心岩样T₂点幅度和所述离心岩样核磁孔隙度获得离心岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述离心岩样T₂点孔隙度分量获得离心岩样T₂谱曲线；

T₂截止值确定单元，用于根据饱和岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂谱的总幅度及离心岩样T₂谱曲线获得T₂截止值；

可动流体有效饱和度确定单元，用于利用所述饱和岩样T₂点幅度、所述饱和岩样T₂谱的总幅度、所述离心岩样T₂点幅度、所述离心岩样T₂谱的总幅度以及所述T₂截止值获得可动流体有效饱和度；

有效孔隙度确定单元，用于根据所述可动流体有效饱和度和所述饱和岩样核磁孔隙度，计算致密油储层有效孔隙度。

优选地，所述T₂截止值确定单元包括：

可动流体百分数确定模块，用于根据饱和岩样T₂谱的总幅度和离心岩样T₂谱的总幅度确定可动流体百分数；

T₂截止值模块，用于从饱和岩样T₂谱曲线中确定一点，满足条件为：该点右侧的饱和岩样T₂谱曲线上各T₂点的幅度之和除以饱和岩样T₂谱的总幅度等于所述可动流体百分数；该点对应的T₂值即为T₂截止值。

优选地，所述可动流体有效饱和度确定单元根据饱和岩样T₂谱的总幅度、离心岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和、离心岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和获得可动流体有效饱和度。

优选地，所述离心岩样T₂点幅度确定单元在200psi离心力作用下对饱和岩样进行脱水处理。

优选地，所述可动流体有效饱和度确定单元获得的可动流体有效饱和度表示:在单位体积岩样内，大于截止孔径内的可动流体占孔隙空间体积的百分数，且该部分可动流体可在一定流动压力梯度下摆脱孔隙表面的粘滞及临近喉道的束缚而脱离原孔隙。

上述技术方案具有如下有益效果：

本技术方案计算出了可动流体有效饱和度，将可动流体中被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒束缚的部分去除，精确的计算出有效的可动流体含量，这不仅对致密油储层孔隙流体研究有理论意义，还对致密油的开发和产能评价有实际意义。进一步地，在利用可动流体有效饱和度获得岩样有效孔隙度，不仅去除了被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒充填的孔隙体积，还克服了以往核磁孔隙度偏小的影响，准确性极强，解决了目前致密油储层有效孔隙度计算的关键性难题，这对致密油储层孔隙结构特征研究有理论意义，还对致密油的开发和产能评价有实际意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为致密油储层有效孔隙空间示意图；

图2为致密油储层岩样核磁曲线分布图；

图3为本发明提出的一种计算致密油储层有效孔隙度的方法流程图；

图4为本发明提出的一种计算致密油储层有效孔隙度的装置框图；

图5为本装置中T₂截止值确定单元功能框图；

图6为本实施例的岩样核磁共振T₂曲线分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

根据本发明的实施方式，提出了一种计算致密油储层有效孔隙度的方法及装置。

在本文中，需要理解的是，所涉及的术语中：

致密油：致密油是继页岩气之后全球非常规油气勘探开发的又一新热点，在石油工业界被誉为“黑金”，它是指夹在或紧邻优质生油层系的致密储层中，未经过大规模长距离运移而形成的石油聚集，是与生油岩系共生或紧邻的大面积连续分布的石油资源。

致密油储层：致密油所贮存的储集层，一般孔隙度小于10％，覆压基质渗透率小于0.1mD，单井没有自然工业产能。

孔隙：岩石中被骨架颗粒包围着的并对储存起较大作用的相对膨大部分称为孔隙。

喉道：两个孔隙之间的收缩部分称之为喉道，它在沟通孔隙、形成通道中起着关键作用。

孔隙度：岩石中孔隙体积与岩石总体积的比值。

有效孔隙度：指那些参与渗流的连通孔隙体积与岩石总体积的比值。

可动流体有效饱和度：单位体积岩样内，大于截止孔径内的可动流体占孔隙空间体积的百分数，且该部分可动流体可在一定流动压力梯度下(200psi)摆脱孔隙表面的粘滞及临近喉道的束缚而脱离原孔隙。

亲水性矿物：指表面容易被水润湿的矿物，即接触角小的矿物。

T₂点幅度：核磁共振实验中某一弛豫速率对应的岩样孔隙流体中氢核核磁共振弛豫信号量的大小。

T₂谱的总幅度：岩样T₂点幅度的总和。

T₂点孔隙度分量：某一T₂点幅度对应代表的孔隙度的大小。

T₂截止值：流体在岩石中分布的弛豫时间界限。

截止孔径：核磁共振实验中各岩样T₂截止值所对应的孔径大小，不同岩样其T₂截止值不同，截止孔径也各不相同。

可动流体：赋存于大于截止孔径的孔隙中的流体称为可动流体。

束缚流体：赋存于小于截止孔径的孔隙中的流体称为束缚流体。

此外，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

发明概述

储层岩石孔隙结构特征中的有效孔隙度大小直接决定着储层的储集和渗流性能，并对产油能力、驱替效率、石油采收率有着极大影响。致密油储层特征与常规低渗透储层特征有显著差异，准确计算出致密油储层有效孔隙度尤为重要。但目前对于致密油储层有效孔隙度的计算方法存在严重问题：①目前对于有效孔隙度的计算方法对于常规储层实用性强、准确度高，但对致密油储层没有针对性，准确度低。②目前的方法在计算有效孔隙度时不能将岩样的连通孔隙中被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒充填的无效孔隙空间去除，使岩样有效孔隙度结果偏大。

以上问题大大制约了致密油的勘探开发。至此，为了解决致密油储层有效孔隙度计算存在的问题，以岩样核磁共振实验为基础，提出了一种新参数：“可动流体有效饱和度”，最后依据可动流体有效饱和度建立了一种计算致密油储层有效孔隙度的新方法。本技术方案利用氢原子核自身的磁性及其与外加磁场相互作用的原理，通过核磁共振实验测量岩样孔隙流体中氢核核磁共振弛豫信号的幅度和弛豫速率建立T₂谱。通过离心实验方法标定岩样可动流体T₂截止值，用T₂截止值将岩样孔隙中的流体分为可动流体与束缚流体。理论上讲，岩样在经离心处理后，大于截止孔径的孔隙内的可动流体都应被分离出去，但实验结果表明，仍有部分可动流体滞留在原孔隙中。如图1所示，为致密油储层有效孔隙空间示意图。原因有三种情况：

1、虽然流体赋存于大于截止孔径的孔隙内部，所受孔隙固体表面的作用力较弱，但是由于孔隙被临近细小喉道所控制，孔隙内的流体在离心时不能突破喉道的束缚而分离出来；

2、赋存于大于截止孔径的孔隙内的流体在离心时可突破临近细小喉道的束缚，但是由于孔隙表面有亲水性矿物颗粒发育，离心时部分或全部流体以薄膜态滞留于原孔隙中；

3、赋存于大于截止孔径的孔隙内的流体同时受到孔隙表面亲水颗粒的粘滞及临近细小喉道的束缚而不能被分离出来。

“可动流体有效饱和度”指：单位体积岩样内，大于截止孔径内的可动流体占孔隙空间体积的百分数，且该部分可动流体可在一定流动压力梯度下(200psi)摆脱孔隙表面的粘滞及临近喉道的束缚而脱离原孔隙。故可动流体有效饱和度为饱和岩样可动流体饱和度与离心岩样可动流体饱和度之差，其数值为图2中阴影部分面积与饱和岩样T₂谱曲线累积面积的比值。最后通过计算可动流体有效饱和度，将可动流体中被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒束缚的部分去除，标定出了岩样内可动流体的有效孔隙空间，进而求得岩样有效孔隙度。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

示例性方法

基于上述工作原理分析，本发明提出一种计算致密油储层有效孔隙度的方法，如图3所示。包括：

步骤301)：制备饱和岩样；

步骤302)：将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度；

步骤303)：利用所述饱和岩样T₂点幅度获得饱和岩样核磁孔隙度以及饱和岩样T₂谱的总幅度；

步骤304)：将所述饱和岩样在离心力作用下脱水处理，并进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度；

在本步骤中，饱和岩样在200psi离心力作用下进行脱水处理。

步骤305)：利用所述离心岩样T₂点幅度获得离心岩样核磁孔隙度及离心岩样T₂谱的总幅度；

步骤306)：根据所述饱和岩样T₂点幅度和所述饱和岩样核磁孔隙度获得饱和岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述饱和岩样T₂点孔隙度分量获得饱和岩样T₂谱曲线；根据所述离心岩样T₂点幅度和所述离心岩样核磁孔隙度获得离心岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述离心岩样T₂点孔隙度分量获得离心岩样T₂谱曲线；

步骤307)：根据饱和岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂谱的总幅度及离心岩样T₂谱曲线获得T₂截止值；

在步骤307中，确定T₂截止值的步骤包括：

根据饱和岩样T₂谱的总幅度和离心岩样T₂谱的总幅度确定可动流体百分数；

从饱和岩样T₂谱曲线中确定一点，满足条件为：该点右侧的饱和岩样T₂谱曲线上各点的T₂谱幅度和除以饱和岩样T₂谱的总幅度等于所述可动流体百分数；该点对应的T₂值即为T₂截止值。

步骤308)：利用所述饱和岩样T₂点幅度、所述饱和岩样T₂谱的总幅度、所述离心岩样T₂点幅度、所述离心岩样T₂谱的总幅度以及所述T₂截止值获得可动流体有效饱和度；

在步骤308中，可动流体有效饱和度根据饱和岩样T₂谱的总幅度、离心岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各点的T₂幅度和、离心岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各点的T₂幅度和获得。

步骤309)：根据所述可动流体有效饱和度和饱和岩样核磁孔隙度，计算致密油储层有效孔隙度。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

示例性装置

如图4所示，为本发明提出的一种计算致密油储层有效孔隙度的装置框图。包括：

样品制备单元401，用于制备饱和岩样；

饱和岩样T₂点幅度确定单元402，用于将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度；

饱和岩样T₂点幅度处理单元403，用于利用所述饱和岩样T₂点幅度获得饱和岩样核磁孔隙度以及饱和岩样T₂谱的总幅度；

离心岩样T₂点幅度确定单元404，用于将所述饱和岩样在离心力作用下脱水处理，并进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度；

离心岩样T₂点幅度处理单元405，用于利用所述离心岩样T₂点幅度获得离心岩样核磁孔隙度及离心岩样T₂谱的总幅度；

T₂谱曲线确定单元406，用于根据所述饱和岩样T₂点幅度和所述饱和岩样核磁孔隙度获得饱和岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述饱和岩样T₂点孔隙度分量获得饱和岩样T₂谱曲线；根据所述离心岩样T₂点幅度和所述离心岩样核磁孔隙度获得离心岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述离心岩样T₂点孔隙度分量获得离心岩样T₂谱曲线；

T₂截止值确定单元407，用于根据饱和岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂谱的总幅度及离心岩样T₂谱曲线获得T₂截止值；

可动流体有效饱和度确定单元408，用于利用所述饱和岩样T₂点幅度、所述饱和岩样T₂谱的总幅度、所述离心岩样T₂点幅度、所述离心岩样T₂谱的总幅度以及所述T₂截止值获得可动流体有效饱和度；

有效孔隙度确定单元409，用于根据所述可动流体有效饱和度和所述饱和岩样核磁孔隙度，计算致密油储层有效孔隙度。

如图5所示，为本装置中T₂截止值确定单元功能框图。包括：

可动流体百分数确定模块4071，用于根据饱和岩样T₂谱的总幅度和离心岩样T₂谱的总幅度确定可动流体百分数；

T₂截止值模块4072，用于从饱和岩样T₂谱曲线中确定一点，满足条件为：该点右侧的饱和岩样T₂谱曲线上各T₂点的幅度之和除以饱和岩样T₂谱的总幅度等于所述可动流体百分数；该点对应的T₂值即为T₂截止值。

此外，尽管在上文详细描述中提及装置的若干单元，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。同样，上文描述的一个单元的特征和功能也可以进一步划分为由多个单元来具体化。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在电子设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述电子设备中执行如图1所述的方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在电子设备中执行如图1所述的方法。

实施例

为了能够更加直观的描述本发明的特点和工作原理，下文将结合一个实际运用场景来描述。

①样品制备：在岩心上钻取直径为25.4mm或38.1mm，长度为25mm～50mm的圆柱体岩样，洗净岩样中的剩余油和剩余盐。再将岩样进行风干处理后，在烘箱中烘至恒，然后放入干燥器中冷却至室温。最后将岩样在加压真空饱和装置中抽真空12小时，再加压饱和水16小时。

②将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度。见下表1中的第二列。

③根据饱和岩样T₂点幅度计算岩样核磁孔隙度。计算公式为：

${\mathrm{\φ}}_{nmr}=\underset{i}{\Σ}\frac{m_i}{M}\×\frac{S}{s}\×\frac{G}{g}\×\frac{V}{v}\×100\%---\left(1\right)$

式(1)中：φ_nmr为饱和岩样核磁孔隙度，以百分数表示；M为标准样品T₂谱的总幅度；V为标准样品总含水量，单位为立方厘米(cm³)；S为标准样品在核磁共振数据采集时的累积次数；G为标准样品在核磁共振数据采集时的接收增益；m_i为岩样第i个T₂分量的核磁共振T₂点的幅度(i数值分别取1、2、3、……、s)；v为岩样的外表体积，单位为立方厘米(cm³)；s为岩样在核磁共振数据采集时的累积次数；g为岩样在核磁共振数据采集时的接收增益。

④将饱和水岩样在200psi离心力下进行脱水处理，再进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度。见下表1中的第三列。

在本实施例中，本方法离心力大小选取200psi。因为孔喉半径为0.1μm是微毛细管孔隙与自由孔隙的划分界限，且致密油生产孔喉下限半径为0.05um，而200psi离心力对应岩样孔喉半径大小为0.105um，选取200psi作为离心力能够最大限度的满足微毛细管孔隙与自由孔隙的划分界限半径和致密油生产孔喉下限半径的要求。

⑤标定T₂截止值。具体包括：

根据饱和岩样T₂谱的总幅度和离心岩样T₂谱的总幅度确定可动流体百分数；

从饱和岩样T₂谱曲线中确定一点，满足条件为：该点右侧的饱和岩样T₂谱曲线上各T₂点的幅度之和除以饱和岩样T₂谱的总幅度等于所述可动流体百分数；该点对应的幅度即为T₂截止值。

⑥根据饱和、离心岩样核磁共振测量所得数据，计算可动流体有效饱和度。计算公式为：

$S_{em}=(\frac{N_{wm}}{M_{wm}}-\frac{N_{wir}}{M_{wir}})\×100\%---\left(2\right)$

式(2)中：S_em为可动流体有效饱和度，以百分数表示；M_wm为饱和岩样T₂谱的总幅度；N_wm为饱和岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和；M_wir为离心岩样T₂谱的总幅度；N_wir为离心岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和。

⑦根据饱和岩样孔隙度和可动流体有效饱和度，计算有效孔隙度。计算公式为：

φ_e＝S_em×φ_nmr×100％ (3)

式(3)中：φ_e为岩样有效孔隙度，以百分数表示；S_em为可动流体有效饱和度，以百分数表示；φ_nmr为饱和岩样核磁孔隙度，以百分数表示。

表1

表中第1、2、3列为核磁共振原始测试数据。

第1列为T₂时间；第2列为饱和岩样单个T₂点幅度；第3列为离心岩样单个T₂点幅度；第4列为饱和岩样单个T₂点孔隙度分量；第5列为离心岩样单个T₂点孔隙度分量。其中，饱和岩样T₂谱的总幅度M_wm＝1651.76(第2列总和)；离心岩样T₂谱的总幅度M_wir＝943.08(第3列总和)。

标准样品为蒸馏水，岩样外表体积v＝15539.99cm³，岩样累积次数s＝64，岩样接收增益g＝50％。那么，

(m_i为第2列饱和岩样第i个T₂点幅度)；(m_i′为第3列离心岩样第i个T₂点幅度)。如图6所示，为本实施例的岩样核磁共振T₂曲线分布图。

根据图6可知，T₂截止值的确定：以饱和、离心岩样核磁共振测量T₂谱幅度和之差除以饱和岩样的T₂谱幅度和得出可动流体百分数，然后从饱和岩样的T₂谱中找出一点，使该点右边各点的T₂谱幅度和除以饱和岩样的T₂谱曲线上各点的幅度和等于可动流体百分数，则该点对应的T₂值即为T₂截止值。通过计算该岩样T₂截止值为8.20ms。

饱和岩样T₂谱中T₂截止值右边各点的T₂幅度和N_wm＝783.01

离心岩样T₂谱中T₂截止值右边各点的T₂幅度和N_wir＝287.98

有效孔隙度＝φ_e＝S_em×φ_nmr×100％＝1.594％。

由于在核磁共振试验中，岩样黏土中微孔隙内的流体弛豫时间太短而无法被探测到，造成了核磁孔隙度(以下均指饱和岩样的核磁共振所测孔隙度)的偏小，但本方法计算出的有效孔隙度结果不受其影响，大大提高了准确性。

下面解释为何本技术方案计算出的有效孔隙度结果不受上述因素影响而大大提高准确性：

根据图2可知，S_em为可动流体有效饱和度，其数值也等于图2中阴影部分面积与饱和岩样T₂谱分布曲线累积面积的比值，即

$S_{em}=\frac{S_1}{S}\×100\%---\left(4\right)$

式(4)中S₁为图2中阴影部分面积，S为饱和岩样T₂谱分布曲线累积面积。

当计算时将黏土中微孔隙内无法探测到的流体弛豫时间考虑在内时，饱和岩样T₂谱的总幅度有所增加，假设饱和岩样T₂谱分布曲线累积总面积随之增加量为Δ；由于黏土中微孔隙内的流体离心时不能被分离出来，故饱和岩样和离心岩样的T₂谱中T₂截止值右边各点的T₂幅度和不变，图2中阴影部分面积S₁也没有变化。由式(4)得出式(5)，即此时的可动流体有效饱和度数值为：

${S_{em}}^{\′}=\frac{S_1}{S+\mathrm{\Δ}}\×100\%---\left(5\right)$

式(5)中S_em′为考虑黏土中微孔隙内无法探测到的流体弛豫时间后的可动流体有效饱和度。

在计算核磁孔隙度时将黏土中微孔隙内无法探测到的流体弛豫时间考虑在内的前后，符合下列公式：

$\frac{{\mathrm{\φ}}_{nmr}}{S}=\frac{{{\mathrm{\φ}}_{nmr}}^{\′}}{S+\mathrm{\Δ}}---\left(6\right)$

${{\mathrm{\φ}}_{nmr}}^{\′}=\frac{{\mathrm{\φ}}_{nmr}\×(S+\mathrm{\Δ})}{S}---\left(7\right)$

式(6)和式(7)中φ_nmr′为将黏土中微孔隙内无法探测到的流体弛豫时间考虑在内后的岩样核磁孔隙度。

由式(3)至式(7)得到式(8)，计算时考虑黏土中微孔隙内无法探测到的流体弛豫时间后的岩样有效孔隙度结果，即：

${{\mathrm{\φ}}_e}^{\′}={S_{em}}^{\′}\×{{\mathrm{\φ}}_{nmr}}^{\′}=\frac{S_1}{S+\mathrm{\Δ}}\×\frac{{\mathrm{\φ}}_{nmr}\×(S+\mathrm{\Δ})}{S}=\frac{S_1}{S}\×{\mathrm{\φ}}_{nmr}=S_{em}\×{\mathrm{\φ}}_{nmr}---\left(8\right)$

由式(3)和式(8)对比可以看出，本方法在计算岩样有效孔隙度时，将黏土中微孔隙内无法探测到的流体弛豫时间考虑在内的前后，其结果保持不变。

本技术方案能够在岩样内孔隙分为可动流体孔隙和束缚流体孔隙的基础上，将可动流体中被狭小喉道控制或被亲水性矿物颗粒束缚的部分去除，定量化标定出可动流体占据的岩样内有效孔隙空间的大小，并且克服了以往由于岩样核磁共振实验本身造成的所测核磁孔隙度偏小这一现象的影响，准确的计算出致密油储层有效孔隙度的大小。本方法计算出的致密油储层有效孔隙度针对性强、准确度高，这不仅对研究致密油储层孔隙结构特征研究有理论意义，还对致密油的开发和产能评价有实际意义。

以上具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种计算致密油储层有效孔隙度的方法，其特征在于，包括：

制备饱和岩样；

将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度；

利用所述饱和岩样T₂点幅度获得饱和岩样核磁孔隙度以及饱和岩样T₂谱的总幅度；

将所述饱和岩样在离心力作用下脱水处理，并进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度；

利用所述离心岩样T₂点幅度获得离心岩样核磁孔隙度及离心岩样T₂谱的总幅度；

根据所述饱和岩样T₂点幅度和所述饱和岩样核磁孔隙度获得饱和岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述饱和岩样T₂点孔隙度分量获得饱和岩样T₂谱曲线；根据所述离心岩样T₂点幅度和所述离心岩样核磁孔隙度获得离心岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述离心岩样T₂点孔隙度分量获得离心岩样T₂谱曲线；

根据饱和岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂谱的总幅度及离心岩样T₂谱曲线获得T₂截止值；

利用所述饱和岩样T₂点幅度、所述饱和岩样T₂谱的总幅度、所述离心岩样T₂点幅度、所述离心岩样T₂谱的总幅度以及所述T₂截止值获得可动流体有效饱和度；

根据所述可动流体有效饱和度和饱和岩样核磁孔隙度，计算致密油储层有效孔隙度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定T₂截止值的步骤包括：

根据饱和岩样T₂谱的总幅度和离心岩样T₂谱的总幅度确定可动流体百分数；

从饱和岩样T₂谱曲线中确定一点，满足条件为：该点右侧的饱和岩样T₂谱曲线上各T₂点的幅度之和除以饱和岩样T₂谱的总幅度等于所述可动流体百分数；该点对应的幅度即为T₂截止值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可动流体有效饱和度根据饱和岩样T₂谱的总幅度、离心岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和、离心岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和获得。

4.如权利要求1～3任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述饱和岩样在200psi离心力作用下进行脱水处理。

5.如权利要求1～3任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述可动流体有效饱和度表示：在单位体积岩样内，大于截止孔径内的可动流体占孔隙空间体积的百分数，且该部分可动流体可在一定流动压力梯度下摆脱孔隙表面的粘滞及临近喉道的束缚而脱离原孔隙。

6.一种计算致密油储层有效孔隙度的装置，其特征在于，包括：

样品制备单元，用于制备饱和岩样；

饱和岩样T₂点幅度确定单元，用于将饱和岩样进行核磁共振测量，获得饱和岩样T₂点幅度；

饱和岩样T₂点幅度处理单元，用于利用所述饱和岩样T₂点幅度获得饱和岩样核磁孔隙度以及饱和岩样T₂谱的总幅度；

离心岩样T₂点幅度确定单元，用于将所述饱和岩样在离心力作用下脱水处理，并进行核磁共振测量，获得离心岩样T₂点幅度；

离心岩样T₂点幅度处理单元，用于利用所述离心岩样T₂点幅度获得离心岩样核磁孔隙度及离心岩样T₂谱的总幅度；

T₂谱曲线确定单元，用于根据所述饱和岩样T₂点幅度和所述饱和岩样核磁孔隙度获得饱和岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述饱和岩样T₂点孔隙度分量获得饱和岩样T₂谱曲线；根据所述离心岩样T₂点幅度和所述离心岩样核磁孔隙度获得离心岩样T₂点孔隙度分量，并利用所述离心岩样T₂点孔隙度分量获得离心岩样T₂谱曲线；

T₂截止值确定单元，用于根据饱和岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线、离心岩样T₂谱的总幅度及离心岩样T₂谱曲线获得T₂截止值；

可动流体有效饱和度确定单元，用于利用所述饱和岩样T₂点幅度、所述饱和岩样T₂谱的总幅度、所述离心岩样T₂点幅度、所述离心岩样T₂谱的总幅度以及所述T₂截止值获得可动流体有效饱和度；

有效孔隙度确定单元，用于根据所述可动流体有效饱和度和所述饱和岩样核磁孔隙度，计算致密油储层有效孔隙度。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述T₂截止值确定单元包括：

可动流体百分数确定模块，用于根据饱和岩样T₂谱的总幅度和离心岩样T₂谱的总幅度确定可动流体百分数；

T₂截止值模块，用于从饱和岩样T₂谱曲线中确定一点，满足条件为：该点右侧的饱和岩样T₂谱曲线上各T₂点的幅度之和除以饱和岩样T₂谱的总幅度等于所述可动流体百分数；该点对应的T₂值即为T₂截止值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述可动流体有效饱和度确定单元根据饱和岩样T₂谱的总幅度、离心岩样T₂谱的总幅度、饱和岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和、离心岩样T₂谱曲线中T₂截止值右边各T₂点的幅度之和获得可动流体有效饱和度。

9.如权利要求6～8任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述离心岩样T₂点幅度确定单元在200psi离心力作用下对饱和岩样进行脱水处理。

10.如权利要求6～8任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述可动流体有效饱和度确定单元获得的可动流体有效饱和度表示:在单位体积岩样内，大于截止孔径内的可动流体占孔隙空间体积的百分数，且该部分可动流体可在一定流动压力梯度下摆脱孔隙表面的粘滞及临近喉道的束缚而脱离原孔隙。