CN109725016A - 一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，属于自动控制技术领域。先分别测量烘干状态岩心、饱和盐水状态岩心和离心状态岩心的核磁共振衰减信号，然后分别反演得到各状态岩心的T₂分布谱。再通过差谱处理，得到校正后T₂分布谱；进一步得到饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线和离心状态岩心的T₂分布累计曲线。由上述结果通过计算，进而能够得到总孔隙度、有效孔隙度、束缚水饱和度和T₂截止值。该方法针对含重油、沥青质的非常规岩心进行专门设计，计算所得的结果消除了烘干状态岩心核磁共振衰减信号的影响，计算结果更加真实、准确，在非常规油气核磁测井领域有着广阔的应用前景。

Description

一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法

技术领域

本发明属于石油勘测技术领域，具体涉及一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法。

背景技术

目前，核磁共振测井主要应用于常规油气层，在砂岩地层中取得了较好的应用效果，常规的实验方法认为，烘干状态岩心不具有核磁共振衰减信号，因此对烘干状态岩心的核磁共振衰减信号不做测量，实验室直接测量岩心的核磁共振衰减信号，经过反演得到T₂分布谱，用以计算总孔隙度、有效孔隙度、束缚水饱和度和T₂截止值等。

但是，在非常规油气领域，核磁共振测井遇到了新的挑战，含重油、沥青质碳酸盐岩的烘干状态岩心具有核磁共振衰减信号，在核磁共振实验中，若利用常规方法将岩心直接测量后进行反演计算，就会忽略烘干状态岩心核磁共振衰减信号带来的影响，对有效孔隙度、离心饱和度和T₂截止值均会产生较大影响，使其测量结果与实际相差甚远，不能满足生产开发的需求，因此常规岩心的核磁共振实验室测量方法已不能适用于含重油、沥青质的非常规岩心，需要建立更具针对性的核磁共振实验室测量方法，用来解决含重油、沥青质岩心的新问题。

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，包括以下步骤：

1)制备烘干状态岩心，测量烘干状态岩心的核磁共振衰减信号；

2)利用步骤1)中的烘干状态岩心制备饱和盐水状态岩心，测量饱和盐水状态岩心的核磁共振衰减信号；

3)将步骤2)中的饱和盐水状态岩心进行离心处理，得到离心状态岩心，测量离心状态岩心的核磁共振衰减信号；

4)将烘干状态岩心的核磁共振衰减信号、饱和盐水状态岩心的核磁共振衰减信号和离心状态岩心的核磁共振衰减信号进行反演，分别得到烘干状态岩心的T₂分布谱、饱和盐水状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱；

5)将饱和盐水状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到总孔隙度；

6)将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，得到校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱，将校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到有效孔隙度；

7)将烘干状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，得到校正后的离心状态岩心的T₂分布谱，将校正后的离心状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到束缚水所占孔隙度，再除以有效孔隙度，得到束缚水饱和度；

8)根据校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱作饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线；根据校正后的离心状态岩心的T₂分布谱作离心状态岩心的T₂分布累计曲线；

9)在饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线上找到一点，使该点的累计值与离心状态总累计值相等，该点对应的弛豫时间即为所测岩心的T₂截止值。

优选地，步骤4)所述的反演，为多指数拟合反演，计算公式为：

其中：A_n(t)为核磁共振横向弛豫回波幅度值；A_j为核磁共振横向弛豫曲线的拟合系数；t为弛豫时间；N为横向弛豫时间T₂的拟合分量数目；T_2j为横向弛豫时间T₂的拟合分量。

优选地，步骤6)所述的差谱处理，是将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱在相同弛豫时间所对应的数值求差值，然后将所有差值连接，生成光滑的曲线。

优选地，步骤7)所述的差谱处理，是将烘干状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱在相同弛豫时间所对应的数值求差值，然后将所有差值连接，生成光滑的曲线。

优选地，步骤1)、2)、3)中所述的测量，是在相同的实验参数和实验条件下进行的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，先分别测量烘干状态岩心、饱和盐水状态岩心和离心状态岩心的核磁共振衰减信号，然后分别反演得到烘干状态岩心的T₂分布谱、饱和盐水状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱。再将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，得到校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱，进一步可以得到饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线；将烘干状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，得到校正后的离心状态岩心的T₂分布谱，进一步可以得到离心状态岩心的T₂分布累计曲线。根据上述结果，进而能够得到总孔隙度、有效孔隙度、束缚水饱和度和T₂截止值。

该方法针对含重油、沥青质的非常规岩心进行专门设计，计算所得的结果消除了烘干状态岩心核磁共振衰减信号的影响所带来的误差，计算结果更加真实、准确，在非常规油气核磁测井领域有着广阔的应用前景。

进一步地，步骤1)、2)、3)中的测量在相同的实验参数和实验条件下进行，减少了环境因素和人为因素对实验数据的影响，保证了数据的准确性和有效性。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的差谱原理示意图；

图3为本发明的T₂截止值求取示意图；

图4为常规方法和本发明测得的有效孔隙度的结果对比示意图；

图5为常规方法测量束缚水饱和度的结果示意图；

图6为本发明测量束缚水饱和度的结果示意图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示为本发明的流程示意图，分为以下步骤：

1)制备烘干状态岩心，测量烘干状态岩心的核磁共振衰减信号；

2)利用步骤1)中的烘干状态岩心制备饱和盐水状态岩心，测量饱和盐水状态岩心的核磁共振衰减信号；

3)将步骤2)中的饱和盐水状态岩心进行离心处理，得到离心状态岩心，测量离心状态岩心的核磁共振衰减信号；

为了减少环境因素和人为因素对实验数据的影响，保证数据的准确性和有效性，步骤1)、2)、3)是在相同的实验参数和实验条件下进行的。

4)将烘干状态岩心的核磁共振衰减信号、饱和盐水状态岩心的核磁共振衰减信号和离心状态岩心的核磁共振衰减信号进行反演，分别得到烘干状态岩心的T₂分布谱、饱和盐水状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布，反演优选多指数拟合反演，计算公式为：

其中：A_n(t)为核磁共振横向弛豫回波幅度值；A_j为核磁共振横向弛豫曲线的拟合系数；t为弛豫时间；N为横向弛豫时间T₂的拟合分量数目；T_2j为横向弛豫时间T₂的拟合分量。

5)将饱和盐水状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到总孔隙度；

6)将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，如图2，将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱在相同弛豫时间所对应的数值求差值，然后将所有差值连接，生成光滑的曲线，得到校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱，将校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到有效孔隙度；

7)将烘干状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱在相同弛豫时间所对应的数值求差值，然后将所有差值连接，生成光滑的曲线，得到校正后的离心状态岩心的T₂分布谱，将校正后的离心状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到束缚水所占孔隙度，再除以有效孔隙度，得到束缚水饱和度；

孔隙度计算公式：

其中：—核磁共振计算孔隙度值；m_i—岩心第i个T₂分量的核磁共振 T₂谱幅度；M_b—标准样品的T₂谱总幅度；S_b—标准样品采集信号时的扫描次数；s—岩心采集信号时的扫描次数；G_b—标准样品信号采集时的增益；g—岩心信号采集时的增益；V_b—标准样品的总含水量，单位cm³；V—岩心体积，单位cm³。

8)根据校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱作饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线；根据校正后的离心状态岩心的T₂分布谱作离心状态岩心的T₂分布累计曲线；

9)如图3，在饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线上找到一点，使该点的累计值与离心状态总累计值相等，该点对应的弛豫时间即为所测岩心的T₂截止值。

本发明仅适用于烘干状态具有信号的含重油、沥青质等非常规岩心，针对性的选取了某地区48块富含重油、沥青质的岩心进行了实验验证，测量结果如下：

如图4，采用常规方法测量的有效孔隙度平均值为4.6％，利用本发明测量的有效孔隙度平均值为4.0％，而实验室常用的氦气法测量的有效孔隙度平均值为4.0％，本发明得到的孔隙度与实验室常用方法一致，说明对于含重油、沥青质岩心，本发明更适用。

如图5、6，常规方法得到的束缚水饱和度平均值为40％，采用称重法测得的实际束缚水饱和度平均值为24％，本发明测量得到的束缚水饱和度平均值为25％，证明本发明测量的束缚水饱和度更加接近真实值。

常规方法得到的T₂截止值为89ms，采用本发明计算得到的T₂截止值可提前至64ms左右，更接近真实值，优势显著。

通过上述结果可以看出，本发明的用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，在消除了烘干状态岩心核磁共振衰减信号的影响后，对比常规方法，计算得到的结果更加真实、准确，对核磁共振测井起到了重要的指导作用。

数据详见后附表1：

表1

Claims (6)

1.一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备烘干状态岩心，测量烘干状态岩心的核磁共振衰减信号；

2)利用步骤1)中的烘干状态岩心制备饱和盐水状态岩心，测量饱和盐水状态岩心的核磁共振衰减信号；

3)将步骤2)中的饱和盐水状态岩心进行离心处理，得到离心状态岩心，测量离心状态岩心的核磁共振衰减信号；

4)将烘干状态岩心的核磁共振衰减信号、饱和盐水状态岩心的核磁共振衰减信号和离心状态岩心的核磁共振衰减信号进行反演，分别得到烘干状态岩心的T2分布谱、饱和盐水状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱；

5)将饱和盐水状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到总孔隙度；

6)将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，得到校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱，将校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到有效孔隙度；

7)将烘干状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱进行差谱处理，得到校正后的离心状态岩心的T₂分布谱，将校正后的离心状态岩心的T₂分布谱中的相关参数代入孔隙度计算公式，计算得到束缚水所占孔隙度，再除以有效孔隙度，得到束缚水饱和度；

8)根据校正后的饱和盐水状态岩心的T₂分布谱作饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线；根据校正后的离心状态岩心的T₂分布谱作离心状态岩心的T₂分布累计曲线；

9)在饱和盐水状态岩心的T₂分布累计曲线上找到一点，使该点的累计值与离心状态总累计值相等，该点对应的弛豫时间即为所测岩心的T₂截止值。

2.如权利要求1所述的用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，其特征在于，步骤4)所述的反演，为多指数拟合反演，计算公式为：

其中：A_n(t)为核磁共振横向弛豫回波幅度值；

A_j为核磁共振横向弛豫曲线的拟合系数；

t为弛豫时间；

N为横向弛豫时间T₂的拟合分量数目；

T_2j为横向弛豫时间T₂的拟合分量。

3.如权利要求1所述的一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，其特征在于，步骤6)所述的差谱处理，是将烘干状态岩心的T₂分布谱和饱和盐水状态岩心的T₂分布谱在相同弛豫时间所对应的数值求差值，然后将所有差值连接，生成光滑的曲线。

4.如权利要求1所述的一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，其特征在于，步骤7)所述的差谱处理，是将烘干状态岩心的T₂分布谱和离心状态岩心的T₂分布谱在相同弛豫时间所对应的数值求差值，然后将所有差值连接，生成光滑的曲线。

5.如权利要求1所述的一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，其特征在于，步骤1)、2)、3)中测量是在相同的实验参数和实验条件下进行的。

6.如权利要求1所述的一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法，其特征在于，步骤5)、步骤6)和步骤7)中，孔隙度计算公式为：

其中：—核磁共振计算孔隙度值；

m_i—岩心第i个T₂分量的核磁共振T₂谱幅度；

M_b—标准样品的T₂谱总幅度；

S_b—标准样品采集信号时的扫描次数；

s—岩心采集信号时的扫描次数；

G_b—标准样品信号采集时的增益；

g—岩心信号采集时的增益；

V_b—标准样品的总含水量，单位cm³；

V—岩心体积，单位cm³。