CN106930754A - 一种储层自适应的核磁共振测井数据采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其通过将核磁共振测井仪器下井至目标层位，实时采集得到当前储层流体回波信号；对回波信号进行反演得到T2谱，并对T2谱进行积分得到总孔隙度参数，将总孔隙度参数带入测前设计程序，计算得到优化数据采集参数；通过优化数据采集参数修正指令修正观测模式；通过实时修正观测模式，使用实际测量得到的储层孔隙度来替代估计值，以保证当前模式总是与储层信息配套，测前不需要了解地层储层的孔隙度信息，且能够在储层参数突变时保证仪器仍能够以最佳的观测模式进行测井数据采集。
Description
技术领域
本发明涉及一种核磁共振测井数据采集方法，具体涉及一种储层自适应的核磁共振测井数据采集方法。
背景技术
核磁共振测井仪器以质子的磁共振理论为基础，借助适当的检测技术，充分利用不同地层孔隙环境里不同类型流体中氢核的弛豫特性差异，进行油气识别。与其他测井技术相比，核磁共振测井可以提供与地层流体矿化度无关的含水饱和度、受岩性影响较小的孔隙度、渗透率、孔径分布、可动流体指数、束缚流体指数、含烃类型等信息。
流体识别是核磁共振测井的一个重要功能，一般通过不同的观测模式(不同等待时间TW或不同采样间隔TE)的差异来进行分析处理得到。目前，比较成熟的方法包括：基于双TW测井的差谱法及时间域分析法，以及基于双TE测井的移谱法及扩散分析法。肖立志，王忠东等系统介绍了针对流体的弛豫特性和扩散差异的TDA和DIFAN分析方法(肖立志，谢然红.核磁共振在石油测井与地层油气评价中的应用，中国工程科学，2003)，并结合油田实际详情讨论了其应用效果(王忠东，汪浩，向天德.综合利用核磁谱差分与谱位移测井提高油层解释精度，测井技术，2001)；谭茂金，运华云等结合油田某一区块的双TW测井分析结果，构造了一个指示参数，根据预先建立的评价标准，实现了储层流体的识别(谭茂金，石耀霖等.核磁共振双TW测井数据联合反演与流体识别，地球物理学报，2008；运华云，谭茂金.核磁共振测井双等待时间观测方式及分析方法，油气地质与采收率，2006)。孙建孟，邵维志等尝试了根据反演出的T2谱，利用数学形态方法识别储层流体(以核磁共振测井为基础进行长垣以西葡萄花油层储层流体性质识别，中国石油大学，2007；邵维志，丁娱娇等.利用T2谱形态确定T2截止值的方法探索，测井技术，2009)。谢然红，肖立志等跟踪研究了核磁共振二维谱储层流体识别方法(谢然红，肖立志等.二维核磁共振测井,测井技术，2005；谢然红，肖立志.(T2,D)二维核磁共振测井识别储层流体的方法，地球物理学报，2009)。姚彦平进行了基于岩石内部磁场梯度扩散效应的油水识别方法研究(姚彦平.岩石孔隙中NMR油水识别技术研究，中国科学院渗流流体力学研究所，2005)。李鹏举基于CPMG和DE脉冲序列，提出了核磁共振储层流体一维T2谱分离方法，在油气水T2谱重合的情况下仍能够分离出各自的T2谱(李鹏举.核磁共振T2谱反演及流体识别评价方法研究，东北石油大学，2010)。
不难发现，以上所有的利用核磁共振测井识别流体的方法，无非是利用了不同采集模式下的核磁共振测井信息。由于核磁共振测井测量的是地层中流体的弛豫特征，对于流体识别，采集数据时，必须采用不同的等待时间、回波间隔、回波个数等参数。不同的地质参数和不同的测量参数，其反演出的信息是完全不同的。例如：若要利用水和油的T1差异来进行油水识别，需要设计不同等待时间(TW)的采集模式，且保证长等待时间模式水和油完全极化，而短等待时间模式水完全极化但油部分极化。然而，问题在于地层条件下，水和油的极化时间受到众多因素影响，长等待时间取多长，短等待时间取多少很难确定，这也是核磁共振测井前需要进行周密的测前设计的原因。测前设计是核磁共振测井中关键的步骤，它的好坏不仅直接影响到测井资料的质量，还影响到油气层识别的准确性。
目前，国内外商业化的核磁共振测井仪器分为两大类：一类以MRILP型核磁共振为代表的居中型仪器，另一种以MREx型为代表的贴井壁型的仪器。然而无论哪家公司的仪器，均需要在测井前进行测前设计，即在仪器下井测量之前，通过预估地下储层的温度、压力、孔隙度、岩性等参数，从而确定仪器采集参数。一旦做好测前设计，仪器下井后便按照事先设定的固定参数(主要是等待时间、回波间隔、回波采集长度)进行数据采集，测井完成前不能改变采集参数。这种测量方法带来的问题是：测前预估的地下参数(尤其是孔隙度参数)跟实际的地层参数很难一致，很容易造成测井采集模式不合适而给后续的油气识别带来困难。例如：由于储层条件下不同流体T1的错误估计，造成在测量双等待时间模式时，短等待模式油、水均未完全极化，通过差分谱或TDA进行油水识别时，将水层误判成油层。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种便捷有效的核磁共振测井数据采集方法，解决核磁共振测井由于测前设计缺陷造成油气水识别错误的问题。
一种储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法包括以下步骤：
S1、将核磁共振测井仪器下井至目标层位，实时采集得到当前储层流体回波信号；
S2、将采集到的回波信号进行反演得到T2谱，对T2谱进行积分得到总孔隙度参数；
S3、将总孔隙度参数带入测前设计程序，计算得到优化数据采集参数；
S4、核磁共振测井仪器通过优化数据采集参数生成修正指令，测井仪器根据修正指令切换或更改观测模式。
本发明所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其通过将核磁共振测井仪器下井至目标层位，实时采集得到当前储层流体回波信号；对回波信号进行反演得到T2谱，并对T2谱进行积分得到总孔隙度参数，将总孔隙度参数带入测前设计程序，计算得到优化数据采集参数；通过优化数据采集参数修正指令修正观测模式；通过实时修正观测模式，使用实际测量得到的储层孔隙度来替代估计值，以保证当前模式总是与储层信息配套，测前不需要了解地层储层的孔隙度信息，且能够在储层参数突变时保证仪器仍能够以最佳的观测模式进行测井数据采集。
附图说明
图1为本发明所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法的流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述一种储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，如图1所示，所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法包括以下步骤：
S1、将核磁共振测井仪器下井至目标层位，采集得到当前储层流体回波信号。
其中，所述核磁共振测井仪器在井下采集当前储层流体回波信号时，需要采用足够长的等待时间和足够短的回波间隔。具体的，所述核磁共振测井仪器在井下采集当前储层流体回波信号所采用的时间为14-20秒；所述核磁共振测井仪器在井下采集当前储层流体回波信号时采用当前设备的最短回波间隔。由于自由状态下轻质油的T1值不超过5秒(地层条件下小于此值)，因此，本发明中采集当前储层流体回波信号所采用的等待时间选为15秒，从而能够使地层中所有流体完全极化。而目前国内外仪器的最小回波间隔是0.2ms(不同仪器的最小回波间隔值不同)。
且步骤S1中对当前储层流体回波信号的实时采集具体为:每间隔一段时间或深度，再重新采集当前储层流体回波信号。
一般情况下，由于纵向分辨率的问题，对每个深度点来说，由于地层是连续变化的，可以使用上一测量点的数据信息进行下一个测量点模式的优选。但为了防止地层出现突变或仪器出现较大的测量误差，每隔一段时间对当前深度的地层进行一次保守的测量(即使用最长的等待时间和最小的回波间隔进行数据采集)，以得到准确的地层信息，然后对测井数据采集参数进行调整。
S2、将采集到的回波信号进行反演得到T2谱，对T2谱进行积分得到总孔隙度参数。
具体的，将采集到的回波信号进行反演得到T2谱的公式如下：
式中，A(t)为t时刻测到的回波幅度；T2i为第i种弛豫分量的横向弛豫时间；Pi为第i种弛豫分量的零时刻信号大小。
对T2谱进行积分得到总孔隙度的公式如下：
式中，PMT是总孔隙度，S(T2)是T2分布函数，T2min是T2分布布点的最小值，T2max是T2分布布点的最大值。
所述核磁共振测井仪器测量得到的总孔隙度参数与采集回波信号的等待时间和回波间隔有关，例如，对于常用的粘土组回波(等待时间20毫秒，回波间隔0.5毫秒，采集长度10)，由于等待时间过短只能得到黏土束缚水部分的孔隙度。而若使用等待时间15秒，回波间隔0.6毫秒，采集长度10000，一般情况下可得到比较完整的、即储层的总孔隙度(包括束缚流体和所有可动流体)。本发明利用核磁共振测井仪器本身采集到的信息进行孔隙度的计算，省去了增添其他测井数据采集探头的麻烦。
S3、将总孔隙度参数带入测前设计程序，计算得到优化数据采集参数。
将核磁共振测井仪器测量得到的总孔隙度参数，以及核磁共振测井仪器的温度探头采集得到的温度信息带入测前设计程序中，计算得到优化数据采集参数。
S4、核磁共振测井仪器通过优化数据采集参数生成修正指令，测井仪器根据修正指令切换或更改观测模式。
目前国内外不同厂家的数据采集模式更改方式不一样；一种是：测井设备中内置了上百个采集模式文件库，不同的模式文件对应一套不同的采集参数，可以根据计算得到的采集参数匹配到的最佳的模式文件，然后切换相应的井下仪器的采集模式文件即可；另一种是：仅有几个采集模式，但每种采集模式的采集参数可以进行修改，因此可以直接根据计算出来的采集参数进行修改。无论哪种方式，最终目的是使核磁共振测井仪器的采集参数或模式跟当前储层保持最佳的匹配。所述核磁共振测井仪器通过电缆将修正指令从地面设备发送给井下测井仪器。
本发明所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其通过将核磁共振测井仪器下井至目标层位，实时采集得到当前储层流体回波信号；对回波信号进行反演得到T2谱，并对T2谱进行积分得到总孔隙度参数，将总孔隙度参数带入测前设计程序，计算得到优化数据采集参数；通过优化数据采集参数修正指令修正观测模式；通过实时修正观测模式，使用实际测量得到的储层孔隙度来替代估计值，以保证当前模式总是与储层信息配套，测前不需要了解地层储层的孔隙度信息，且能够在储层参数突变时保证仪器仍能够以最佳的观测模式进行测井数据采集。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法包括以下步骤：
S1、将核磁共振测井仪器下井至目标层位，实时采集得到当前储层流体回波信号；
S2、将采集到的回波信号进行反演得到T2谱，对T2谱进行积分得到总孔隙度参数；
S3、将总孔隙度参数带入测前设计程序，计算得到优化数据采集参数；
S4、核磁共振测井仪器通过优化数据采集参数生成修正指令，测井仪器根据修正指令切换或更改观测模式。
2.根据权利要求1所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，步骤S1中对当前储层流体回波信号的实时采集具体为:每间隔一段时间或深度，再重新采集当前储层流体回波信号。
3.根据权利要求1所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，步骤S2中，将采集到的回波信号进行反演得到T2谱的公式如下：
式中，A(t)为t时刻测到的回波幅度；T2i为第i种弛豫分量的横向弛豫时间；Pi为第i种弛豫分量的零时刻信号大小。
4.根据权利要求1所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，步骤S2中，对T2谱进行积分得到总孔隙度的公式如下：
式中，PMT是总孔隙度，S(T2)是T2分布函数，T2min是T2分布布点的最小值，T2max是T2分布布点的最大值。
5.根据权利要求1所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，所述核磁共振测井仪器在井下采集当前储层流体回波信号所采用的等待时间为14-20秒。
6.根据权利要求5所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，所述核磁共振测井仪器在井下采集当前储层流体回波信号所采用的等待时间为15秒。
7.根据权利要求1所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，所述核磁共振测井仪器在井下采集当前储层流体回波信号时采用当前设备的最短回波间隔。
8.根据权利要求7所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，所述核磁共振测井仪器在井下采集当前储层流体回波信号时采用的回波间隔为0.2ms、0.4ms或0.6ms。
9.根据权利要求1所述储层自适应的核磁共振测井数据采集方法，其特征在于，所述核磁共振测井设备通过电缆将修正指令从地面仪器发送给井下测井仪器。
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