CN108979629A - 一种基于密度、中子、核磁共振测井的气层密度计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于密度和中子和核磁共振测井的气层密度计算方法，具体步骤为：S1、三种测井曲线获取：选用随钻中子、密度、核磁同一趟测量最佳，或采用电缆中子、密度、核磁同一趟测量，保证测量的对象地层是时间统一、侵入深度接近；S2、密度测井测量的信息可用公式；S3、中子测井测量的信息可用公式；S4、核磁共振测井测量的信息可用公式；S5、通过联立中子、密度、核磁共振的三个方程可以计算出三个未知数，气层的真实总孔隙度含气饱和度(1‑S_xo)和气层密度ρ_h；S6、输出计算结果。本发明解决了含气储层测井评价提供精确可靠的总孔隙度、冲洗带含气饱和度和气体密度，提高地质评价准确度，模型计算结果准确、适用范围广。

Description

一种基于密度、中子、核磁共振测井的气层密度计算方法

技术领域

本发明涉及含气储层的流体识别及孔隙度、流体密度测算技术领域，具体为一种基于密度、中子、核磁共振测井的气层密度计算方法。

背景技术

在气田的测井储层评价中，准确计算气层的真实总孔隙度、气体密度和冲洗带含气饱和度一直是个难题；比较传统的方法是利用中子密度曲线联合求解，一般沉积岩中的含氢指数和电子密度指数决定了中子测井和密度测井响应，它们之间是相关的，以氢元素的存在而建立联系，且中子密度测井响应都与岩石体积密度相关，因此可利用这两种测井信息计算孔隙度和识别流体；但是利用两个方程求解三个未知数可靠性很差，因此常常代入先验的气体密度参数，气体密度值一般通过地层测试资料获得，成本比较昂贵，且缺乏每口井气体密度可能发生变化，因此中子密度联合计算方法在定量得到冲洗带含气饱和度和气体密度参数的应用上一直有缺陷。随着核磁共振测井的发展，核磁共振具有只对流体敏感的优点，测量的对象也是含氢指数，与中子测井不同的是，核磁共振基本不受骨架中含氢的影响，且测量的地层深度与中子密度测井基本一致，因此可以将核磁共振测井与中子密度测井联合应用，针对以上所述，在这里我们提出一种基于密度和中子和核磁共振测井的气层密度计算方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术现状，旨在为含气储层测井评价提供精确可靠的总孔隙度、冲洗带含气饱和度和气体密度，提高地质评价准确度。

本发明目的的实现方式为，一种基于密度、中子、核磁共振测井的气层密度计算方法，具体步骤为：

S1、三种测井曲线获取：选用随钻中子、密度、核磁同一趟测量最佳，或采用电缆中子、密度、核磁同一趟测量，保证测量的对象地层是时间统一、侵入深度接近；

S2、密度测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为密度测量视孔隙度，用％表示；

ρ_ma为岩石骨架密度，用g/cm³表示，ρ_b为密度测量曲线值，用g/cm³表示，ρ_mf为孔隙中水的流体密度，用g/cm³表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

S3、中子测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为密度测量视孔隙度，用％表示；

为岩石骨架中子，用pu表示，为中子测量曲线值，用pu表示，为孔隙中水的流体中子，用pu表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

S4、核磁共振测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

P＝1-e^-Tw/T1

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为核磁共振测量视孔隙度，用％表示；

ρ_mf为孔隙中水的流体密度，用g/cm³表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

M_w为流体的相对分子质量，无量纲；

Tw为核磁测量等待时间，用S表示；

T1为纵向核磁弛豫时间，用S表示；

S5、通过联立中子、密度、核磁共振的三个方程可以计算出三个未知数，气层的真实总孔隙度含气饱和度(1-S_xo)和气层密度ρ_h；

S6、输出计算结果。

作为本发明的进一步优选方式，还包括，基于三种孔隙度测井响应模型计算出气层真实的总孔隙度、含气饱和度和气体密度,确定模型中S_xo、ρ_h参数，确定方法包括：

定义密度测井响应方程：

定义中子测井响应方程：

定义核磁共振测井响应方程：

上述三式中：S_xo、ρ_h为未知数，其他参数均为测量值或固定参数，如三种孔隙度测井响应的骨架参数、水的流体参数和核磁共振测井的测量模式参数等待时间；

联合上述三个式子，通过迭代方法，选取气体密度在0-1之间，进行0.01步长的循环，即可求解出S_xo、ρ_h参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明解决了含气储层测井评价提供精确可靠的总孔隙度、冲洗带含气饱和度和气体密度，提高地质评价准确度，模型计算结果准确、适用范围广，本发明适合在南海西部海域计算含气储层总孔隙度、冲洗带含气饱和度和气体密度曲线，流体识别符合率较高，能较好满足地质研究需要，值得推广。

附图说明

图1为本发明实际工作流程详图；

图2为发明应用成果图。

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。

请参阅图1-2，本实用发明提供一种技术方案：一种基于密度和中子和核磁共振测井的气层密度计算方法，具体步骤为：

S1、三种测井曲线获取：选用随钻中子、密度、核磁同一趟测量最佳，或采用电缆中子、密度、核磁同一趟测量，保证测量的对象地层是时间统一、侵入深度接近；

S2、密度测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为密度测量视孔隙度，用％表示；

ρ_ma为岩石骨架密度，用g/cm³表示，ρ_b为密度测量曲线值，用g/cm³表示，ρ_mf为孔隙中水的流体密度，用g/cm³表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

S3、中子测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为密度测量视孔隙度，用％表示；

为岩石骨架中子，用pu表示，为中子测量曲线值，用pu表示，为孔隙中水的流体中子，用pu表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

S4、核磁共振测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

P＝1-e^-Tw/T1

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为核磁共振测量视孔隙度，用％表示；

ρ_mf为孔隙中水的流体密度，用g/cm³表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

M_w为流体的相对分子质量，无量纲；

Tw为核磁测量等待时间，用S表示；

T1为纵向核磁弛豫时间，用S表示；

S5、通过联立中子、密度、核磁共振的三个方程可以计算出三个未知数，气层的真实总孔隙度含气饱和度(1-S_xo)和气层密度ρ_h；

S6、输出计算结果。

还包括基于三种孔隙度测井响应模型计算出气层真实的总孔隙度、含气饱和度和气体密度,确定模型中S_xo、ρ_h参数，确定方法包括：

定义密度测井响应方程：

定义中子测井响应方程：

定义核磁共振测井响应方程：

上述三式中：S_xo、ρ_h为未知数，其他参数均为测量值或固定参数，如三种孔隙度测井响应的骨架参数、水的流体参数和核磁共振测井的测量模式参数等待时间；

联合上述三个式子，通过迭代方法，选取气体密度在0-1之间，进行0.01步长的循环，即可求解出S_xo、ρ_h参数。

综上述，本发明解决了含气储层测井评价提供精确可靠的总孔隙度、冲洗带含气饱和度和气体密度，提高地质评价准确度，模型计算结果准确、适用范围广，本发明适合在南海西部海域计算含气储层总孔隙度、冲洗带含气饱和度和气体密度曲线，流体识别符合率较高，能较好满足地质研究需要，值得推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种基于密度、中子、核磁共振测井的气层密度计算方法，其特征在于，具体步骤为：

S1、三种测井曲线获取：选用随钻中子、密度、核磁同一趟测量最佳，或采用电缆中子、密度、核磁同一趟测量，保证测量的对象地层是时间统一、侵入深度接近；

S2、密度测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为密度测量视孔隙度，用％表示；

ρ_ma为岩石骨架密度，用g/cm³表示，ρ_b为密度测量曲线值，用g/cm³表示，ρ_mf为孔隙中水的流体密度，用g/cm³表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

S3、中子测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为密度测量视孔隙度，用％表示；

为岩石骨架中子，用pu表示，为中子测量曲线值，用pu表示，为孔隙中水的流体中子，用pu表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

S4、核磁共振测井测量的信息可用公式表示为：

式中：

P＝1-e^-Tw/T1

为地层真实总孔隙度，用％表示；

S_xo为近井带气层含水饱和度，用小数表示；

为核磁共振测量视孔隙度，用％表示；

ρ_mf为孔隙中水的流体密度，用g/cm³表示；

ρ_h为气层的流体密度，用g/cm³表示；

M_w为流体的相对分子质量，无量纲；

Tw为核磁测量等待时间，用S表示；

T1为纵向核磁弛豫时间，用S表示；

S5、通过联立中子、密度、核磁共振的三个方程可以计算出三个未知数，气层的真实总孔隙度含气饱和度(1-S_xo)和气层密度ρ_h；

S6、输出计算结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于密度、中子、核磁共振测井的气层密度计算方法，其特征在于，还包括，基于三种孔隙度测井响应模型计算出气层真实的总孔隙度、含气饱和度和气体密度,确定模型中S_xo、ρ_h参数，确定方法包括：

定义密度测井响应方程：

定义中子测井响应方程：

定义核磁共振测井响应方程：

上述三式中：S_xo、ρ_h为未知数，其他参数均为测量值或固定参数，如三种孔隙度测井响应的骨架参数、水的流体参数和核磁共振测井的测量模式参数等待时间；

联合上述三个式子，通过迭代方法，选取气体密度在0-1之间，进行0.01步长的循环，即可求解出S_xo、ρ_h参数。