CN109594971A - 基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，包括以下步骤：1)采用双TE采集模式进行核磁共振测井，获取核磁共振测井数据；2)对步骤1)获取的核磁共振测井数据进行回波反演，得到长、短回波间隔的T₂谱；3)提取步骤2)得到的长、短回波间隔T₂谱的特征参数；4)根据提取的长、短回波间隔T₂谱的特征参数构建增强扩散气层识别因子；5)根据步骤4)得到的增强扩散气层识别因子识别储层流体性质，完成基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别，该方法能够实现流体性质的定量识别。

Description

基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别 方法

技术领域

本发明属于天然气储层评价技术领域，涉及一种基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法。

背景技术

非常规类型的低渗透致密天然气储层作为一种新的气藏类型已被人们所重视，这类气藏的主要特征是其储层岩性致密、物性差、孔隙度和渗透率都很低、孔隙结构复杂，一些现有的常规测井解释方法不能正确评价这类低渗透致密天然气储层。

核磁共振测井能够直接测量地层中流体氢原子信息，不受岩石骨架的影响，专门设计的采集模式可以帮助识别油气水层。核磁共振测井流体识别方法在主要包括差谱法和移谱法，差谱法是利用不同流体的极化率不同采用不同等待时间的观测模式来识别流体性质；移谱法是利用不同流体的扩散特性不同采用不同回波间隔的采集模式来识别流体性质。然而在低渗透致密天然气储层中，受孔隙空间小、含氢指数低等因素的影响，核磁采集信号较微弱，差谱法应用效果不理想；而移谱法主要依靠经验定性识别，无法定量化识别流体性质。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，该方法能够实现流体性质的定量识别。

为达到上述目的，本发明所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法包括以下步骤：

1)采用双TE采集模式进行核磁共振测井，获取核磁共振测井数据；

2)对步骤1)获取的核磁共振测井数据进行回波反演，得到长、短回波间隔的T₂谱；

3)提取步骤2)得到的长、短回波间隔T₂谱的特征参数；

4)根据提取的长、短回波间隔T₂谱的特征参数构建增强扩散气层识别因子；

5)根据步骤4)得到的增强扩散气层识别因子识别储层流体性质，完成基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别。

步骤1)中双TE采集模式为单TW/双TE采集模式或者双TW/双TE采集模式。

步骤2)的具体操作为：

所述核磁共振测井数据为由一系列符合指数衰减规律衰减曲线组成的回波串信号，需要从观测到的回波串信号中分解出各弛豫分量T_2i对应的幅度φ_i，核磁共振测井中获得的回波串信号描述为以下形式：

其中，y(t)为在t时刻采样所得的回波串孔隙度，T_2min为T₂谱弛豫时间的初始值，T_2max为T₂谱弛豫时间的终止值，式(1)为第一类Fred Holm积分方程，可以通过奇异值分解法来求解式(1)，得到长、短回波间隔的T₂谱。

步骤3)中长、短回波间隔T₂谱的特征参数包括可动流体T₂几何均值、T₂谱主峰位置及T₂谱可动峰宽度。

可动流体T₂几何均值T_2fgm的表达式为：

其中，φ_i为对应分量T_2i的孔隙度分量，T_2c为核磁共振T₂截止值，T_2nonzero为φ_i非零时对应的最大T₂谱弛豫时间。

核磁共振T₂截止值T_2c的表达式为：

T_2c＝aT_2gm ^b (3)

其中，T_2gm为核磁共振T₂谱的几何平均值，a及b为模型参数，a及b通过核磁共振实验数据拟合获取。

T₂谱主峰位置T_2mian为孔隙度分量φ_i最大时对应的T_2i。

T₂谱可动峰宽度T_2width的表达式为：

T_2width＝log10(T_2nonzero)-log10(T_2c) (4)

其中，T_2c为核磁共振T₂截止值，T_2nonzero为φ_i非零时对应的最大T₂谱弛豫时间。

增强扩散气层识别因子FLAG的表达式为：

其中，T_2fgmA、T_2mianA及T_2widthA分别表示短回波间隔A组T₂谱的可动流体几何均值、主峰位置点及可动峰宽度，T_2fgmD、T_2mianD及T_2widthD分别表示长回波间隔D组T₂谱的可动流体几何均值、主峰位置点及可动峰宽度。

步骤5)的具体操作为：根据区域核磁共振测井增强扩散气层识别因子的计算结果与试气资料进行综合分析，建立区域增强扩散气层识别因子的流体性质识别标准，再根据建立的区域增强扩散气层识别因子的流体性质识别标准对储层进行流体性质识别。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法在具体操作时，基于核磁共振传统移谱法的原理，深入挖掘核磁共振测井丰富信息，利用气、水扩散系数的差异引起核磁共振测井响应不同来识别流体性质，具体的，对核磁共振测井数据进行回波反演，得到长、短回波间隔的T₂谱，再根据长、短回波间隔的T₂谱的特征参数构建增强扩散气层识别因子，最后根据增强扩散气层识别因子识别储层流体性质，实现核磁共振测井的流体性质定量识别，克服传统核磁共振经典移谱法无法定量识别流体性质的缺陷，提高低渗透致密气层流体性质识别准确率。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明中核磁共振T₂的谱特征参数示意图；

图3为核磁T₂截止值与核磁T₂几何均值的关系图；

图4为基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别实例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法包括以下步骤：

1)采用双TE采集模式进行核磁共振测井，获取核磁共振测井数据；

核磁共振测井是按照中华人民共和国石油天然气行业标准《核磁共振成像测井作业技术规范SY/T 67752-2009》规定的流程进行的，步骤1)中双TE采集模式为单TW/双TE采集模式或者双TW/双TE采集模式。

2)对步骤1)获取的核磁共振测井数据进行回波反演，得到长、短回波间隔的T₂谱；

步骤2)的具体操作为：

核磁共振测井以地层中流体氢核为研究对象，通过重复使用CPMG脉冲得弛豫信号，所述核磁共振测井数据为由一系列符合指数衰减规律衰减曲线组成的回波串信号，但是在这个回波串信号中无法辨别出每一种衰减所对应的具体信息，需要从观测到的回波串信号中分解出各弛豫分量T_2i对应的幅度φ_i，核磁共振测井中获得的回波串信号描述为以下形式：

其中，y(t)为在t时刻采样所得的回波串孔隙度，T_2min为T₂谱弛豫时间的初始值，T_2max为T₂谱弛豫时间的终止值，式(1)为第一类Fred Holm积分方程，可以通过奇异值分解法来求解式(1)，得到长、短回波间隔的T₂谱。

3)提取步骤2)得到的长、短回波间隔T₂谱的特征参数；

步骤3)中长、短回波间隔T₂谱的特征参数包括可动流体T₂几何均值、T₂谱主峰位置及T₂谱可动峰宽度，参考图2。

可动流体T₂几何均值T_2fgm的表达式为：

其中，φ_i为对应分量T_2i的孔隙度分量，T_2c为核磁共振T₂截止值，T_2nonzero为φ_i非零时对应的最大T₂谱弛豫时间。

核磁共振T₂截止值T_2c的表达式为：

T_2c＝aT_2gm ^b (3)

其中，T_2gm为核磁共振T₂谱的几何平均值，a及b为模型参数，a及b通过核磁共振实验数据拟合获取，将核磁共振实验测量数据得到的核磁T₂截止值与T₂几何均值进行拟合，得到a＝1.415，b＝0.647，如图3所示。

T₂谱主峰位置T_2mian为孔隙度分量φ_i最大时对应的T_2i。

T₂谱可动峰宽度T_2width的表达式为：

T_2width＝log10(T_2nonzero)-log10(T_2c) (4)

其中，T_2c为核磁共振T₂截止值，T_2nonzero为φ_i非零时对应的最大T₂谱弛豫时间。

4)根据提取的长、短回波间隔T₂谱的特征参数构建增强扩散气层识别因子；

增强扩散气层识别因子FLAG的表达式为：

其中，T_2fgmA、T_2mianA及T_2widthA分别表示短回波间隔A组T₂谱的可动流体几何均值、主峰位置点及可动峰宽度，T_2fgmD、T_2mianD及T_2widthD分别表示长回波间隔D组T₂谱的可动流体几何均值、主峰位置点及可动峰宽度。

5)根据步骤4)得到的增强扩散气层识别因子识别储层流体性质，完成基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别。

步骤5)的具体操作为：根据区域核磁共振测井增强扩散气层识别因子的计算结果与试气资料进行综合分析，建立区域增强扩散气层识别因子的流体性质识别标准(如表1所示)，再根据建立的区域增强扩散气层识别因子的流体性质识别标准对储层进行流体性质识别。

表1

储层流体性质	增强扩散气层识别因子
		气层	D≥0.1
差气层或气水同层	0.01≤D＜0.1
		含气水层或气层	D＜0.01

实际资料处理过程中，核磁共振测井增强扩散气层识别因子是通过编写程序实现。图4为基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别应用实例，第一道为岩性曲线，第二道为阵列侧向曲线，第三道为孔隙度曲线，第四道为深度道，第五道为深电阻率曲线，第六道为A组回波反演T₂谱，第七道为D组回波反演T₂谱，第八道曲线为气层识别因子FLAG。可以看出：12号层和14号层气层识别因子大于0.1，综合解释为气层，该井12层试气日产气22.49×10⁴m³/d，产水1.2m³/d，试气为气层，验证了本发明的有效性。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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 (10)

1.一种基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用双TE采集模式进行核磁共振测井，获取核磁共振测井数据；

2)对步骤1)获取的核磁共振测井数据进行回波反演，得到长、短回波间隔的T₂谱；

3)提取步骤2)得到的长、短回波间隔T₂谱的特征参数；

4)根据提取的长、短回波间隔T₂谱的特征参数构建增强扩散气层识别因子；

5)根据步骤4)得到的增强扩散气层识别因子识别储层流体性质，完成基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，步骤1)中双TE采集模式为单TW/双TE采集模式或者双TW/双TE采集模式。

3.根据权利要求1所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，步骤2)的具体操作为：

所述核磁共振测井数据为由一系列符合指数衰减规律衰减曲线组成的回波串信号，需要从观测到的回波串信号中分解出各弛豫分量T_2i对应的幅度φ_i，核磁共振测井中获得的回波串信号描述为以下形式：

其中，y(t)为在t时刻采样所得的回波串孔隙度，T_2min为T₂谱弛豫时间的初始值，T_2max为T₂谱弛豫时间的终止值，式(1)为第一类Fred Holm积分方程，可以通过奇异值分解法来求解式(1)，得到长、短回波间隔的T₂谱。

4.根据权利要求1所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，步骤3)中长、短回波间隔T₂谱的特征参数包括可动流体T₂几何均值、T₂谱主峰位置及T₂谱可动峰宽度。

5.根据权利要求4所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，可动流体T₂几何均值T_2fgm的表达式为：

其中，φ_i为对应分量T_2i的孔隙度分量，T_2c为核磁共振T₂截止值，T_2nonzero为φ_i非零时对应的最大T₂谱弛豫时间。

6.根据权利要求4所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，核磁共振T₂截止值T_2c的表达式为：

T_2c＝aT_2gm ^b (3)

其中，T_2gm为核磁共振T₂谱的几何平均值，a及b为模型参数，a及b通过核磁共振实验数据拟合获取。

7.根据权利要求4所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，T₂谱主峰位置T_2mian为孔隙度分量φ_i最大时对应的T_2i。

8.根据权利要求4所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，T₂谱可动峰宽度T_2width的表达式为：

T_2width＝log10(T_2nonzero)-log10(T_2c) (4)

其中，T_2c为核磁共振T₂截止值，T_2nonzero为φ_i非零时对应的最大T₂谱弛豫时间。

9.根据权利要求1所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，增强扩散气层识别因子FLAG的表达式为：

其中，T_2fgmA、T_2mianA及T_2widthA分别表示短回波间隔A组T₂谱的可动流体几何均值、主峰位置点及可动峰宽度，T_2fgmD、T_2mianD及T_2widthD分别表示长回波间隔D组T₂谱的可动流体几何均值、主峰位置点及可动峰宽度。

10.根据权利要求1所述的基于核磁共振测井增强扩散气层识别因子的流体性质识别方法，其特征在于，步骤5)的具体操作为：根据区域核磁共振测井增强扩散气层识别因子的计算结果与试气资料进行综合分析，建立区域增强扩散气层识别因子的流体性质识别标准，再根据建立的区域增强扩散气层识别因子的流体性质识别标准对储层进行流体性质识别。