CN106644879B - 一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法及装置，其包括以下步骤：根据饱和水状态岩心不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间实验，获得能够反应饱和水状态岩心不同孔隙组分分布的一组核磁共振横向弛豫时间T2谱；根据该T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度；根据该T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；再根据所述饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；根据岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差，确定所述岩心不同孔隙组分渗透率贡献值。
Description
技术领域
本发明涉及一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法及装置，属于石油地质勘探的测井技术领域。
背景技术
渗透率是储层评价的重要参数之一。获取渗透率的方法主要分为两大类，第一类是直接测量方法，该方法是通过对储层目的层段取心，以岩心为测量对象，直接测量岩心的渗透率。第二类是间接计算方法，该方法是通过测井、试井、实验测试等相关资料间接确定储层目的层段或岩心的渗透率。实验室岩心渗透率测量采用直接测量方法，直接测量岩心渗透率的方法可以归为两类，一是稳态法；二是非稳态法。间接测量方法有很多种，主要有电阻率确定渗透率方法、孔隙度和束缚水确定渗透率方法、孔隙度和粒度中值确定渗透率方法以及核磁共振技术确定渗透率方法，尤其是核磁共振技术的出现使得计算渗透率方法有了很大的改善。
岩心孔隙结构复杂多样，不同尺寸孔隙组分之间的连通性错综复杂，岩心渗透率主要受孔隙组分孔径大小及相应组分的孔隙度大小共同控制。然而，无论直接测量方法还是间接计算方法，测量结果都只反映岩心整体的渗透率，无法反映孔隙组分大小与渗透率的关系。目前，针对不同孔隙组分对岩心渗透率贡献大小，缺少相关的研究和有效的解决方案。
因此，提供一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法及装置已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法。
本发明的目的还在于提供一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的装置。
为达到上述目的，一方面，本发明提供一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法，其包括以下步骤：
步骤(1)、根据饱和水状态岩心不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间实验，获得能够反应饱和水状态岩心不同孔隙组分分布的一组核磁共振横向弛豫时间T2谱；
步骤(2)、根据步骤(1)得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度；
步骤(3)、根据步骤(1)得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；
步骤(4)、根据步骤(1)得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
步骤(5)、根据步骤(2)-(4)分别得到的岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差，确定所述岩心不同孔隙组分渗透率贡献值。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中所述回波间隔为300-4800μs；
更优选地，所述回波间隔为300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中所述获得不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱包括以下步骤：
在低场核磁共振岩心分析实验过程中，设定回波间隔为300-4800μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，分别得到所述饱和水状态岩心在回波间隔为300-4800μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
在本发明具体实施方式中，所述获得不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱包括以下步骤：
在低场核磁共振岩心分析实验过程中，设定回波间隔为300μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔300μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为1200μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔1200μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为2400μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔2400μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为3600μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔3600μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为4800μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔4800μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
所述岩心不同孔隙组分分布为：回波间隔4800μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱反映岩心内部占据优势地位的孔隙组分；回波间隔3600μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱比回波间隔4800μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱更多的反应了一部分小孔隙组分和一部分大孔隙组分；回波间隔2400μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱比回波间隔3600μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱更多的反应了一部分小孔隙组分和一部分大孔隙组分；回波间隔1200μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱比回波间隔2400μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱更多的反应了一部分小孔隙组分和一部分大孔隙组分；回波间隔300μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱比回波间隔1200μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱更多的反应了一部分小孔隙组分和一部分大孔隙组分。随着回波间隔减小，核磁共振横向弛豫时间T2谱反应岩心孔隙组分能力增强。根据回波间隔300μs条件下的核磁共振孔隙度在误差允许范围内与气测孔隙度一致，所述回波间隔300μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱反应岩心所有的孔隙组分。不同回波间隔的核磁共振横向弛豫时间T2谱包含的孔隙组分不同，包含孔隙组分数量的顺序依次为：孔隙组分(回波间隔300μs)>孔隙组分(回波间隔1200μs)>孔隙组分(回波间隔2400μs)>孔隙组分(回波间隔3600μs)>孔隙组分(回波间隔4800μs)。
回波间隔是岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱测量中的关键参数，该参数能够影响核磁共振技术对岩心孔隙的分辨能力，具体而言，回波间隔越小，分辨孔隙组分能力越强，尤其是分辨小孔隙组分能力越强；回波间隔越大，分辨孔隙组分的能力越差，只能分辨占主导地位的孔隙组分。通过设定不同回波间隔参数，获得饱和水状态岩心一组不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱，该核磁共振横向弛豫时间T2谱能够反映岩心不同孔隙组分分布。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(2)中所述确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度包括以下步骤：
利用岩心核磁共振孔隙度刻度公式将步骤(1)中得到的不同回波间隔条件下的岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱的每个分量mi分别刻度为孔隙度分量，累积各孔隙度分量，获得所述核磁共振横向弛豫时间T2谱的核磁共振孔隙度；
更优选地，所述岩心核磁共振孔隙度刻度公式为：
式中，为通过核磁共振孔隙度刻度公式获得的核磁共振孔隙度，％；
M为自由状态盐水核磁共振横向弛豫时间T2谱累积总和；
mi为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱第i个分量的幅度值；
V为自由状态盐水的总体积，cm3；
v为岩心的外观体积，cm3；
G为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
g为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
S为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数；
s为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数。
其中，所述自由状态盐水为本领域常规技术术语，核磁共振的弛豫机制包括自由弛豫、表面弛豫、扩散弛豫；岩石孔径非常微小，内部的水主要受表面弛豫、扩散弛豫的影响；烧杯、试管的尺寸与岩石孔径相比，差别在多个数量级，而放在烧杯等玻璃容器中的水只受自由弛豫的影响，对于只受自由弛豫影响的流体，常规的术语称为自由状态流体，该处刻度的时候需要测量玻璃管中盐水，因此这样的盐水称为“自由状态盐水”。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(3)中所述确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值包括以下步骤：
基于步骤(1)中得到的不同回波间隔条件下的岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱，通过岩心核磁共振T2几何均值计算公式，确定不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；
更优选地，所述岩心核磁共振T2几何均值计算公式为：
式中，T2,LM为核磁共振T2几何均值，ms；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
T2,j为核磁共振横向弛豫时间分量，ms，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(4)中按照下式所述的标准偏差公式确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
式中，S为核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
为核磁共振横向弛豫时间分量对应幅度f1，f2，…，fN的均值，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(5)中按如下公式计算岩心渗透率：
式中，KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算的岩心渗透率，10-3μm2；
T2,LM，@TEx为不同回波间隔条件下核磁共振T2几何均值，ms；
STEx为不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
φTEx为不同回波间隔条件下岩心核磁共振孔隙度，％；A，B，C为经验系数，x＝300-4800μs。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(5)中按如下公式计算岩心不同孔隙组分渗透率贡献值：
式中，δx为岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2；
KTE300反应岩心所有孔隙组分的回波间隔为300μs条件下利用核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2，x＝300-4800μs。
另一方面，本发明还提供了一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的装置，其包括：
T2谱获得模块，用于获得能够反应饱和水状态岩心不同孔隙组分分布的一组核磁共振横向弛豫时间T2谱；
核磁共振孔隙度获得模块，用于根据T2谱获得模块得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振孔隙度刻度公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度；
核磁共振T2几何均值获得模块，用于根据T2谱获得模块得到的饱和水状态岩心所述的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振T2几何均值计算公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；
核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块，用于根据T2谱获得模块得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差计算公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
渗透率贡献值获得模块，用于根据核磁共振孔隙度获得模块得到的岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值获得模块得到的核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块得到的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差，确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
其中，所述T2谱获得模块分别与所述核磁共振孔隙度获得模块、核磁共振T2几何均值获得模块及核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块的输入端电连接；该核磁共振孔隙度获得模块、核磁共振T2几何均值获得模块及核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块的输出端均与渗透率贡献值获得模块电连接。
根据本发明所述的装置，优选地，所述T2谱获得模块具体用于：
在低场核磁共振岩心分析实验过程中，分别设定回波间隔为300-4800μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
根据本发明所述的装置，优选地，所述核磁共振孔隙度获得模块具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振孔隙度；
式中，为通过核磁共振孔隙度刻度公式获得的核磁共振孔隙度，％；
M为自由状态盐水核磁共振横向弛豫时间T2谱累积总和；
mi为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱第i个分量的幅度值；
V为自由状态盐水的总体积，cm3；
v为岩心的外观体积，cm3；
G为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
g为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
S为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数；
s为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数。
根据本发明所述的装置，优选地，所述核磁共振T2几何均值获得模块具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振T2几何均值；
式中，T2,LM为核磁共振T2几何均值，ms；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
T2,j为核磁共振横向弛豫时间分量，ms，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
根据本发明所述的装置，优选地，所述核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
式中，S为核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
为核磁共振横向弛豫时间分量对应幅度f1，f2，…，fN的均值，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
根据本发明所述的装置，优选地，所述渗透率贡献值获得模块具体用于按如下公式确定饱和水状态岩心不同孔隙组分的渗透率贡献值；
式中，δx为岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2；
KTE300反应岩心所有孔隙组分的回波间隔为300μs条件下利用核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2，x＝300-4800μs；
更优选地，所述岩心渗透率按照下式计算得到：
式中，KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算的岩心渗透率，10-3μm2；
T2,LM，@TEx为不同回波间隔条件下核磁共振T2几何均值，ms；
STEx为不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
φTEx为不同回波间隔条件下岩心核磁共振孔隙度，％；A，B，C为经验系数，x＝300-4800μs。
本发明提供了一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法，用以建立孔隙组分大小与渗透率之间的关系，反应不同孔隙组分对岩心渗透率的贡献。
岩心孔隙结构复杂多样，不同尺寸孔隙组分之间的连通性错综复杂，岩心渗透率主要受孔隙组分孔径大小及相应组分的孔隙度大小共同控制。岩石核磁共振横向弛豫时间T2谱中包含了丰富的孔隙结构信息，其中，回波间隔是岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱测量实验中关键参数，其能够影响核磁共振技术对岩心孔隙的分辨能力，回波间隔越小，分辨孔隙组分能力越强，尤其是分辨小孔隙组分能力越强；回波间隔越大，分辨孔隙组分能力越差，只能分辨占主导地位的孔隙组分。
通过设定不同回波间隔参数，获得饱和水状态岩心一组不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱，该核磁共振横向弛豫时间T2谱可以反应岩心不同孔隙组分分布。根据饱和水状态岩心一组不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差等可以反应岩心孔径分布和渗透率的重要参数；在所述重要参数基础上，建立孔隙组分大小与渗透率之间的关系，确定岩心不同孔隙组分渗透率的贡献值。本发明通过解决岩心不同孔隙组分渗透率贡献值这一难题，使得渗透率在储层资源评价、产能评价及开发方案制定中发挥更大的作用。
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而言，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。在附图中：
图1为本发明实施例饱和水状态岩心不同孔隙组分渗透率贡献值确定方法流程图；
图2为本发明实施例饱和水状态岩心不同孔隙组分核磁共振横向弛豫时间T2谱分布图；
图3为本发明实施例利用核磁共振孔隙度刻度公式获得饱和水状态岩心不同孔隙组分核磁共振孔隙度分量分布图；
图4为本发明实施例中饱和水状态岩心不同孔隙组分核磁共振T2几何均值分布图；
图5为本发明实施例中饱和水状态岩心不同孔隙组分的渗透率与孔隙组分之间的关系图；
图6为本发明实施例中饱和水状态岩心不同孔隙组分的渗透率贡献值分布图；
图7为本发明实施例中确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值所用装置的示意图。
主要附图标号说明：
701、T2谱获得模块；
702、核磁共振孔隙度获得模块；
703、核磁共振T2几何均值获得模块；
704、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块；
705、渗透率贡献值获得模块。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例及说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的装置，该装置的示意图如图7所示，从图7中可以看出该装置包括：
T2谱获得模块701，用于获得能够反应饱和水状态岩心不同孔隙组分分布的一组核磁共振横向弛豫时间T2谱；
核磁共振孔隙度获得模块702，用于根据T2谱获得模块701得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振孔隙度刻度公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度；
核磁共振T2几何均值获得模块703，用于根据T2谱获得模块701得到的饱和水状态岩心所述的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振T2几何均值计算公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；
核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块704，用于根据T2谱获得模块701得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差计算公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
渗透率贡献值获得模块705，用于根据核磁共振孔隙度获得模块702得到的岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值获得模块703得到的核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块704得到的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差，确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
其中，所述T2谱获得模块分别与所述核磁共振孔隙度获得模块、核磁共振T2几何均值获得模块及核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块的输入端电连接；该核磁共振孔隙度获得模块、核磁共振T2几何均值获得模块及核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块的输出端均与渗透率贡献值获得模块电连接。
具体实施时，所述T2谱获得模块701具体用于：
在低场核磁共振岩心分析实验过程中，分别设定回波间隔为300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
具体实施时，所述核磁共振孔隙度获得模块702具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振孔隙度；
式中，为通过核磁共振孔隙度刻度公式获得的核磁共振孔隙度，％；
M为自由状态盐水核磁共振横向弛豫时间T2谱累积总和；
mi为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱第i个分量的幅度值；
V为自由状态盐水的总体积，cm3；
v为岩心的外观体积，cm3；
G为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
g为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
S为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数；
s为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数。
具体实施时，所述核磁共振T2几何均值获得模块703具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振T2几何均值；
式中，T2,LM为核磁共振T2几何均值，ms；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
T2,j为核磁共振横向弛豫时间分量，ms，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
具体实施时，所述核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块704具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
式中，S为核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
为核磁共振横向弛豫时间分量对应幅度f1，f2，…，fN的均值，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
具体实施时，所述渗透率贡献值获得模块705具体用于按如下公式确定饱和水状态岩心不同孔隙组分的渗透率贡献值；
式中，δx为岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2；
KTE300反应岩心所有孔隙组分的回波间隔为300μs条件下利用核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2，x＝300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs；
所述岩心渗透率按照下式计算得到：
式中，KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算的岩心渗透率，10-3μm2；
T2,LM，@TEx为不同回波间隔条件下核磁共振T2几何均值，ms；
STEx为不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
φTEx为不同回波间隔条件下岩心核磁共振孔隙度，％；A，B，C为经验系数，x＝300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs。
实施例2
本实施例提供了一种确定岩心(华北油田X井沙二层段岩心X1)不同孔隙组分渗透率贡献值的方法，其是采用实施例1提供的确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的装置实现的，该方法的工艺流程图如图1所示，从图1中可以看出，其包括以下步骤：
步骤101、根据饱和水状态岩心不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间实验，获得能够反应饱和水状态岩心不同孔隙组分分布的一组核磁共振横向弛豫时间T2谱；
步骤102、根据步骤101得到的饱和水状态岩心所述的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度；
步骤103、根据步骤101得到的饱和水状态岩心所述的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；
步骤104、根据步骤101得到的饱和水状态岩心所述的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
步骤105、根据步骤102-104中分别得到的岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差，确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值。
具体实施时，配置与地层水的水型一致的盐水(NaCl水溶液，浓度为20000ppm)，对岩心抽空、加压饱和。例如，可以配制与储层条件下地层水性质一致的盐水，将岩心放入压力容器中抽空12小时以上，然后在压力容器内施加30MPa的压力，而且压力持续18小时以上，确保岩心能够完全饱和盐水。饱和水状态岩心核磁共振测量实验中，除回波间隔参数外，其它测量参数均按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范(SY/T6490-2014)》设定。
实施例中，回波间隔分别设定为300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs，当然在其它的实施例中，也可以根据实际需要将回波间隔设置为其它具体值。
图2为本发明实施例饱和水状态岩心不同孔隙组分核磁共振横向弛豫时间T2谱分布图；
实施例中，在低场核磁共振岩心分析仪饱和水状态岩心核磁共振测量实验过程中，设定回波间隔为300μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔300μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为1200μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔1200μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为2400μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔2400μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为3600μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔3600μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
改变回波间隔，设定回波间隔为4800μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在回波间隔4800μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
图3为本实施例中利用核磁共振孔隙度刻度公式获得饱和水状态岩心不同孔隙组核磁共振孔隙度分量分布图。
具体的，实施例中，可以根据饱和水状态岩心不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用如下核磁共振孔隙度刻度公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度。
式中，为通过核磁共振孔隙度刻度公式获得的核磁共振孔隙度，％；
M为自由状态盐水核磁共振横向弛豫时间T2谱累积总和；
mi为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱第i个分量的幅度值；
V为自由状态盐水的总体积，cm3；
v为岩心的外观体积，cm3；
G为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
g为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
S为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数；
s为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数。
图4为本实施例中饱和水状态岩心不同孔隙组分核磁共振T2几何均值的分布图。
具体的，实施例中，例如可以按如下公式确定岩心不同孔隙组分的T2的几何均值：
式中，T2,LM为核磁共振T2几何均值，ms；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
T2,j为核磁共振横向弛豫时间分量，ms，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
图5为本实施例中饱和水状态岩心不同孔隙组分渗透率与孔隙组分关系图。
具体的，实施例中，例如可以按如下公式确定岩心不同孔隙组分的渗透率：
式中，KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算的岩心渗透率，10-3μm2；
T2,LM，@TEx为不同回波间隔条件下核磁共振T2几何均值，ms；
STEx为不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
φTEx为不同回波间隔条件下岩心核磁共振孔隙度，％；A，B，C为经验系数，x＝300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs。
具体的，实施例中，例如可以按如下公式确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差：
式中，S为核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
为核磁共振横向弛豫时间分量对应幅度f1，f2，…，fN的均值，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
图6为本实施例中饱和水状态岩心不同孔隙组分渗透率贡献值分布图。
具体的，实施例中，例如可以按如下公式计算岩心不同孔隙组分渗透率贡献值：
式中，δx为岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2；
KTE300反应岩心所有孔隙组分的回波间隔为300μs条件下利用核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2，x＝300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs；
表1给出了本实例中核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差、不同孔隙组分渗透率、不同孔隙组分渗透率贡献值等重要参数的具体数值。
表1
从表1中可以看出，回波间隔为300μs条件下的核磁共振孔隙度(11.91)与气测孔隙度(11.93)在误差允许范围内保持一致，说明回波间隔为300μs条件下的核磁共振T2谱可以反应该岩心所有的孔隙组分，随着回波间隔的增大，核磁共振T2谱反应岩心孔隙组分的能力减弱。不同回波间隔条件下的核磁孔隙度顺序依次为：11.91(回波间隔为300μs)>11.13(回波间隔为1200μs)>10.28(回波间隔为2400μs)>8.76(回波间隔为3600μs)>7.58(回波间隔为4800μs)。包含孔隙组分数量的顺序依次为：孔隙组分(回波间隔为300μs)>孔隙组分(回波间隔为1200μs)>孔隙组分(回波间隔为2400μs)>孔隙组分(回波间隔为3600μs)>孔隙组分(回波间隔为4800μs)。在核磁共振T2谱的基础上计算得到相应的几何均值和标准偏差。渗透率是岩心内所有孔隙组分相互连通、渗透的特征参数，部分孔隙组分只能反应该部分孔隙组分的连通情况。由于不同回波间隔条件下的核磁共振T2谱所反应的孔隙组分不同，该孔隙组分对岩心总体渗透率的贡献就有所区别，对渗透率的贡献依次为：100％(回波间隔为300μs)>91.8％(回波间隔为1200μs)>77.2％(回波间隔为2400μs)>51.7％(回波间隔为3600μs)>36.3％(回波间隔为4800μs)。
综上所述，岩心孔隙结构复杂多样，不同尺寸孔隙组分之间的连通性错综复杂，岩心渗透率主要受孔隙组分孔径大小及相应组分的孔隙度大小共同控制。根据饱和水状态岩心一组不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱，获取岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差等可以反应岩心孔径分布和渗透率的重要参数；从而建立孔隙组分大小与渗透率之间的关系，确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值。通过解决岩心不同孔隙组分渗透率贡献值这一难题，使得渗透率在储层资源评价、产能评价及开发方案制定中发挥更大的作用。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，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，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，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 (18)
1.一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的方法，其包括以下步骤：
步骤(1)、根据饱和水状态岩心不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间实验，获得能够反应饱和水状态岩心不同孔隙组分分布的一组核磁共振横向弛豫时间T2谱；
步骤(2)、根据步骤(1)得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度；
步骤(3)、根据步骤(1)得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；
步骤(4)、根据步骤(1)得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
步骤(5)、根据步骤(2)-(4)分别得到的岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差，确定所述岩心不同孔隙组分渗透率贡献值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述回波间隔为300-4800μs。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述回波间隔为300μs、1200μs、2400μs、3600μs及4800μs。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述获得不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱包括以下步骤：
在低场核磁共振岩心分析实验过程中，设定回波间隔为300-4800μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在所述回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，分别得到所述饱和水状态岩心在回波间隔为300-4800μs条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度包括以下步骤：
利用岩心核磁共振孔隙度刻度公式将步骤(1)中得到的不同回波间隔条件下的岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱的每个分量mi分别刻度为孔隙度分量，累积各孔隙度分量，获得所述核磁共振横向弛豫时间T2谱的核磁共振孔隙度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述岩心核磁共振孔隙度刻度公式为：
式中，为通过核磁共振孔隙度刻度公式获得的核磁共振孔隙度，％；
M为自由状态盐水核磁共振横向弛豫时间T2谱累积总和；
mi为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱第i个分量的幅度值；
V为自由状态盐水的总体积，cm3；
v为岩心的外观体积，cm3；
G为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
g为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
S为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数；
s为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值包括以下步骤：
基于步骤(1)中得到的不同回波间隔条件下的岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱，通过岩心核磁共振T2几何均值计算公式，确定不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述岩心核磁共振T2几何均值计算公式为：
式中，T2,LM为核磁共振T2几何均值，ms；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
T2,j为核磁共振横向弛豫时间分量，ms，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中按照下式所述的标准偏差公式确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
式中，S为核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
为核磁共振横向弛豫时间分量对应幅度f1，f2，…，fN的均值，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中按如下公式计算岩心渗透率：
式中，KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算的岩心渗透率，10-3μm2；
T2,LM，@TEx为不同回波间隔条件下核磁共振T2几何均值，ms；
STEx为不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
φTEx为不同回波间隔条件下岩心核磁共振孔隙度，％；A，B，C为经验系数，x＝300-4800μs。
11.根据权利要求1或10所述的方法，其特征在于，步骤(5)中按如下公式计算岩心不同孔隙组分渗透率贡献值：
式中，δx为岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2；
KTE300反应岩心所有孔隙组分的回波间隔为300μs条件下利用核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2，x＝1200-4800μs。
12.一种确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值的装置，其包括：
T2谱获得模块，用于获得能够反应饱和水状态岩心不同孔隙组分分布的一组核磁共振横向弛豫时间T2谱；
核磁共振孔隙度获得模块，用于根据T2谱获得模块得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振孔隙度刻度公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度；
核磁共振T2几何均值获得模块，用于根据T2谱获得模块得到的饱和水状态岩心所述的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振T2几何均值计算公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振T2几何均值；
核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块，用于根据T2谱获得模块得到的饱和水状态岩心的核磁共振横向弛豫时间T2谱，利用核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差计算公式，确定岩心不同孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
渗透率贡献值获得模块，用于根据核磁共振孔隙度获得模块得到的岩心不同孔隙组分的核磁共振孔隙度、核磁共振T2几何均值获得模块得到的核磁共振T2几何均值、核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块得到的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差，确定岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
其中，所述T2谱获得模块分别与所述核磁共振孔隙度获得模块、核磁共振T2几何均值获得模块及核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块的输入端电连接；该核磁共振孔隙度获得模块、核磁共振T2几何均值获得模块及核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块的输出端均与渗透率贡献值获得模块电连接。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述T2谱获得模块具体用于：
在低场核磁共振岩心分析实验过程中，分别设定回波间隔为300-4800μs，利用CPMG自旋回波脉冲序列，测量饱和水状态岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振信息，获取原始回波串数据，对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到饱和水状态岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述核磁共振孔隙度获得模块具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振孔隙度；
式中，为通过核磁共振孔隙度刻度公式获得的核磁共振孔隙度，％；
M为自由状态盐水核磁共振横向弛豫时间T2谱累积总和；
mi为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱第i个分量的幅度值；
V为自由状态盐水的总体积，cm3；
v为岩心的外观体积，cm3；
G为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
g为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的接收增益；
S为自由状态盐水在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数；
s为岩心在核磁共振横向弛豫测量实验数据采集过程中的累计扫描次数。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述核磁共振T2几何均值获得模块具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振T2几何均值；
式中，T2,LM为核磁共振T2几何均值，ms；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
T2,j为核磁共振横向弛豫时间分量，ms，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差获得模块具体用于按如下公式确定岩心在不同回波间隔条件下的核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
式中，S为核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
fj为核磁共振横向弛豫时间分量对应的幅度；
为核磁共振横向弛豫时间分量对应幅度f1，f2，…，fN的均值，核磁共振横向弛豫分量数j＝1，…，N。
17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述渗透率贡献值获得模块具体用于按如下公式确定饱和水状态岩心不同孔隙组分的渗透率贡献值；
式中，δx为岩心不同孔隙组分渗透率贡献值；
KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2；
KTE300反应岩心所有孔隙组分的回波间隔为300μs条件下利用核磁共振方法计算得到的岩心渗透率，10-3μm2，x＝1200-4800μs。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述岩心渗透率按照下式计算得到：
式中，KTEx为不同回波间隔条件下核磁共振方法计算的岩心渗透率，10-3μm2；
T2,LM，@TEx为不同回波间隔条件下核磁共振T2几何均值，ms；
STEx为不同回波间隔条件下核磁共振横向弛豫时间T2谱标准偏差；
φTEx为不同回波间隔条件下岩心核磁共振孔隙度，％；A，B，C为经验系数，x＝300-4800μs。
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