CN109779619B - 一种通过核磁t2谱计算地层含水饱和度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法，包括以下步骤：1)设定含水饱和度值Sw；2)根据步骤1)中设定的含水饱和度值Sw将A组分T2谱进行分离，得A组分的水谱及油谱，再分别计算理论T2谱；3)将理论T2谱与实际测量得到的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到N个数据点中，并进行对比，然后根据对比的结果判断设定的含水饱和度值Sw是否满足精度要求，当不满足精度要求时，则重新设定含水饱和度值Sw，然后转至步骤2)；当满足精度要求时，则将设定的含水饱和度值Sw作为地层含水饱和度，该方法能够降低由于引入常规测井数据带来的不确定性，消除对常规测井数据的依赖。
Description
技术领域
本发明属于核磁共振测井数据处理解释及储层精细评价领域，涉及一种通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法。
背景技术
目前核磁共振测井技术作为储层评价的关键技术已经在油田勘探开发过程中广泛应用，与其他测井方法相比，核磁共振测井技术具有不可替代的优势。核磁测井测量结果不受地层岩性影响，可以准确的确定地层孔隙度，但是如果要通过核磁测井计算地层含水饱和度，目前的计算方法是结合常规测井资料进行综合分析，而对于部分未测密度或补偿中子的井则无法进行计算，这种对常规测井数据的依赖限制了核磁测井数据的深化应用，而且在引入常规测井资料的同时也增加了计算结果的不确定性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法，该方法能够降低由于引入常规测井数据带来的不确定性，消除对常规测井数据的依赖。
为达到上述目的，本发明所述的通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法包括以下步骤：
1)设实际测量的长等待时间短回波间隔的A组分T2谱上驰豫较快的信号反应的是水的信息，驰豫较慢的信号反应的是油的信息，设定含水饱和度值Sw；
2)根据步骤1)中设定的含水饱和度值Sw将A组分T2谱进行分离，得A组分的水谱及油谱，再根据A组分的水谱及油谱分别计算长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串，然后再对长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串进行反演后叠加，得理论T2谱；
3)将步骤2)得到的理论T2谱与实际测量得到的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到200个数据点，并进行对比，然后根据对比的结果判断设定的含水饱和度值Sw是否满足精度要求，当设定的含水饱和度值Sw不满足精度要求时，则重新设定含水饱和度值Sw，然后转至步骤2)；当设定的含水饱和度值Sw满足精度要求时，则将设定的含水饱和度值Sw作为地层含水饱和度。
根据测量的总孔隙度MSIGTA及所述含水饱和度值Sw计算地层中油所占的孔隙度PorOil，其中，
PorOil＝(1-Sw)·MSIGTA (1)
对实际测量的A组分T2谱从后往前进行累加，直到累加得到的结果等于地层中油所占的孔隙度PorOil为止，其中，当累加下一个组分后的结果超过地层中油所占的孔隙度PorOil时，则累加该组分中的一部分，使得累加得到的结果等于地层中油所占的孔隙度PorOil。
步骤2)中通过A组分的水谱及油谱分别计算长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串的具体操作为：
长等待时间长回波间隔条件下理论水谱的回波串MTEL,w为：
根据式(3)，将式(2)转换为：
长等待时间长回波间隔条件下理论油谱的回波串MTEL,o为：
其中，Mi为第i个T2组分对应的孔隙度分量，T2,w为完全含水时的驰豫时间，T2B,w为水的体驰豫时间，ρ2为T2表面的驰豫强度，S/V为孔隙表面积与流体体积之比；Dw为水的扩散系数，Do为油的扩散系数，γ为旋磁比，G为磁场梯度，TES为短回波间隔时间，TEL为长回波间隔时间。
步骤3)的具体操作为：
31)将步骤2)得到的理论T2谱与实际测量的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到200个数据点中；
32)当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置一致或者相邻时，则认为当前含水饱和度为地层含水饱和度；
当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置不一致且不相邻，且当实际测量的T2谱的最大驰豫时间大于理论T2谱的最大驰豫时间时，则增大含水饱和度的设定值，并转至步骤2)中；当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置不一致且不相邻，且当实际测量的T2谱的最大驰豫时间小于理论T2谱的最大驰豫时间时，则减少含水饱和度的设定值，然后转至步骤2)。
步骤32)中采用二分法增加或者减少含水饱和度的设定值。
含水饱和度的初始设定值为50％。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法在具体操作时，将理论T2谱与实际测量得到的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到N个数据点中，并进行对比，然后根据对比的结果判断设定的含水饱和度值Sw是否满足精度要求，当设定的含水饱和度值Sw不满足精度要求时，则重新设定含水饱和度值Sw，再重新计算理论T2谱；当设定的含水饱和度值Sw满足精度要求时，则将设定的含水饱和度值Sw作为地层含水饱和度，同时在计算时，不引入其他测井资料，仅仅使用核磁测井资料进行计算，从而最大程度的利用核磁测井的优点，降低了由于引入其他测井资料带来的不确定性，计算简单，计算结果较为可靠。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2a为A组分T2谱的示意图；
图2b为分离的水谱的示意图；
图2c为分离的油谱的示意图；
图3为实测A组分T2谱、实测D组分T2谱及理论D组分T2谱的比较图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法包括以下步骤：
1)设实际测量的长等待时间短回波间隔的A组分T2谱上驰豫较快的信号反应的是水的信息，驰豫较慢的信号反应的是油的信息，设定含水饱和度值Sw；
2)根据步骤1)中设定的含水饱和度值Sw将A组分T2谱进行分离，得A组分的水谱及油谱，再根据A组分的水谱及油谱分别计算长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串，然后再对长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串进行反演后叠加，得理论T2谱；
3)将步骤2)得到的理论T2谱与实际测量得到的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到N个数据点中，并进行对比，然后根据对比的结果判断设定的含水饱和度值Sw是否满足精度要求，当设定的含水饱和度值Sw不满足精度要求时，则重新设定含水饱和度值Sw，然后转至步骤2)；当设定的含水饱和度值Sw满足精度要求时，则将设定的含水饱和度值Sw作为地层含水饱和度。
根据测量的总孔隙度MSIGTA及所述含水饱和度值Sw计算地层中油所占的孔隙度PorOil，其中，
PorOil＝(1-Sw)·MSIGTA (1)
对实际测量的A组分T2谱从后往前进行累加，直到累加得到的结果等于地层中油所占的孔隙度PorOil为止，其中，当累加下一个组分后的结果超过地层中油所占的孔隙度PorOil时，则累加该组分中的一部分，使得累加得到的结果等于地层中油所占的孔隙度PorOil。
步骤2)中通过A组分的水谱及油谱分别计算长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串的具体操作为：
长等待时间长回波间隔条件下理论水谱的回波串MTEL,w为：
根据式(3)，将式(2)转换为：
长等待时间长回波间隔条件下理论油谱的回波串MTEL,o为：
其中，Mi为第i个T2组分对应的孔隙度分量，T2,w为完全含水时的驰豫时间，T2B,w为水的体驰豫时间，ρ2为T2表面的驰豫强度，S/V为孔隙表面积与流体体积之比；Dw为水的扩散系数，Do为油的扩散系数，γ为旋磁比，G为磁场梯度，TES为短回波间隔时间，TEL为长回波间隔时间。
步骤3)的具体操作为：
31)将步骤2)得到的理论T2谱与实际测量的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到200个数据点中；
32)当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置一致或者相邻时，则认为当前含水饱和度为地层含水饱和度；
当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置不一致且不相邻，且当实际测量的T2谱的最大驰豫时间大于理论T2谱的最大驰豫时间时，则增大含水饱和度的设定值，并转至步骤2)中；当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置不一致且不相邻，且当实际测量的T2谱的最大驰豫时间小于理论T2谱的最大驰豫时间时，则减少含水饱和度的设定值，然后转至步骤2)。
步骤32)中采用二分法增加或者减少含水饱和度的给定值，含水饱和度的初始设定值为50％。
实施例一
1)首先从一口实际井数据中挑选一个油水同层的T2谱，利用常规方法计算的含水饱和度为52.1％；
2)对其长等待时间短回波间隔(A组分)和长等待时间长回波间隔(D组分)情况下测量的回波串进行重新反演，布点时间个数为30个；
3)设含水饱和度为50％，对反演后A组分的T2谱进行油谱及水谱的分离，参考图2a、图2b及图2c；
4)分别采用式(4)及式(5)对长等待时间长回波间隔时的理论的水谱及油谱进行计算，并将理论的水谱及油谱对应相加，得D组分完整的理论T2谱；
5)对比理论T2谱与实测的D组分的T2谱，第一次计算后，发现理论T2谱的最大驰豫时间大于实测的T2谱，说明含水饱和度偏小，计算第二次计算所需的含水饱和度为Sw＝(50％+100％)/2＝75％；
6)按照新的含水饱和度对A组分的T2谱进行油水谱分离，并返回到步骤4)及步骤5)进行计算，发现理论T2谱的最大驰豫时间小于实测的T2谱，说明含水饱和度偏大，参考图3，计算第三次计算所需的含水饱和度为Sw＝(50％+75％)/2＝67.5％；
7)按照新的含水饱和度对A组分的T2谱进行油水谱分离，并返回到步骤4)和步骤第5)进行计算，发现理论T2谱的最大驰豫时间小于实测的T2谱，说明含水饱和度偏大，计算第四次计算所需的含水饱和度Sw＝(50％+67.5％)/2＝58.75％；
8)按照新的含水饱和度对A组分的T2谱进行油水谱分离，并返回到步骤4)和步骤5)进行计算，理论T2谱的最大驰豫时间与实测的T2谱一致，则当前计算所用的含水饱和度即为地层的实际含水饱和度，为58.75％，同时判断出当前点所处位置为油水同层。
Claims (5)
1.一种通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)设实际测量的长等待时间短回波间隔的A组分T2谱上驰豫较快的信号反映的是水的信息，驰豫较慢的信号反映的是油的信息，设定含水饱和度值Sw；
2)根据步骤1)中设定的含水饱和度值Sw将A组分T2谱进行分离，得A组分的水谱及油谱，再根据A组分的水谱及油谱分别计算长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串，然后对长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串进行反演后叠加，得到理论T2谱；
3)将步骤2)得到的理论T2谱与实际测量得到的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到200个数据点，并进行对比，然后根据对比的结果判断设定的含水饱和度值Sw是否满足精度要求，当设定的含水饱和度值Sw不满足精度要求时，则重新设定含水饱和度值Sw，然后转至步骤2)；当设定的含水饱和度值Sw满足精度要求时，则将设定的含水饱和度值Sw作为地层含水饱和度。
2.根据权利要求1所述的通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法，其特征在于，步骤2)中通过A组分的水谱及油谱分别计算长等待时间长回波间隔条件下的理论水谱及油谱的回波串的具体操作为：
长等待时间长回波间隔条件下理论水谱的回波串MTEL,w为：
根据式(3)，将式(2)转换为：
长等待时间长回波间隔条件下理论油谱的回波串MTEL,o为：
其中，Mi为第i个T2组分对应的孔隙度分量，t为信号采集时间，T2,w为完全含水时的驰豫时间，T2B,w为水的体驰豫时间，T2,o为地层中油的驰豫时间，ρ2为T2表面的驰豫强度，S/V为孔隙表面积与流体体积之比；Dw为水的扩散系数，Do为油的扩散系数，γ为旋磁比，G为磁场梯度，TES为短回波间隔时间，TEL为长回波间隔时间。
3.根据权利要求1所述的通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法，其特征在于，步骤3)的具体操作为：
31)将步骤2)得到的理论T2谱与实际测量的长等待时间长回波间隔条件下的T2谱分别插值到200个数据点；
32)当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置一致或者相邻时，则认为当前含水饱和度为地层含水饱和度；
当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置不一致且不相邻，且当实际测量的T2谱的最大驰豫时间大于理论T2谱的最大驰豫时间时，则增大含水饱和度的设定值，并转至步骤2)中；当理论T2谱与实际测量的T2谱上信号不为零的最大驰豫时间在T2谱时间坐标上的位置不一致且不相邻，且当实际测量的T2谱的最大驰豫时间小于理论T2谱的最大驰豫时间时，则减少含水饱和度的设定值，然后转至步骤2)。
4.根据权利要求3所述的通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法，其特征在于，步骤32)中采用二分法增加或者减少含水饱和度的设定值。
5.根据权利要求3所述的通过核磁T2谱计算地层含水饱和度的方法，其特征在于，含水饱和度的初始设定值为50％。
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