CN110163497A - 基于t2-t1二维交会图的雷四气藏流体判别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于T2‑T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，步骤1，选择二维核磁共振GAS2D712观测模式获得多等待时间Tw下的回波串数据；求取纵横向弛豫时间氢核数fjr；最终得到T2，T1一维分布谱，以及二维交会图T2‑T1；步骤2，通过测定岩心核磁共振弛豫谱T2，T1，确定毛管束缚水、可动水和甲烷气等流体的特征值及分布区间；步骤3，进一步分析核磁共振弛豫谱的特征，确定不同流体特别是可动水和天然气信号的分布位置及界限值。本发明利用天然气和可动水在核磁共振弛豫谱特别是T1谱上差异明显的特点，寻找不同流体在二维核磁谱上的特点和规律性，形成适合川西雷四气藏的流体判别方法。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探领域，特别涉及一种基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法。
背景技术
目前，基于常规测井资料的流体识别方法如正态概率分析法、孔饱交会法、孔隙度重叠法等，基于偶极资料的方法如泊松比与体积压缩系数法、纵横波速度比法等；但是该类方法针对川西雷四气藏即岩溶缝洞型储层时，存在明显的局限性。由于地层的非均质性强，纵向上气水界限分布不明朗；而且常规测井资料不仅受孔隙流体的影响，还要受岩石骨架成分等多重因素的影响，反映地层孔隙及孔隙流体的信号较少，因此期望采用新技术方法判别雷四气藏的流体情况。
文献资料表明，核磁共振测井技术不受岩石骨架特性的影响，能真实反映储层孔隙中的流体信息。一维核磁共振测井技术判别流体性质的方法主要是基于T2谱的差谱法和移谱法，该方法利用流体的扩散系数和流体恢复时间长短的不同，采集长短等待时间和长短回波间隔条件下的T2谱，根据谱特性的差异来开展储层的流体性质识别。该类方法主要基于T2谱信号，在缝洞发育的雷四气藏的应用中，天然气和可动水在T2谱上差异不明显，存在一定的局限性。
发明内容
本发明利用二维核磁共振测井技术即核磁弛豫谱T2和T1，建立基于纵横向弛豫时间分布谱的流体判别方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，包括如下步骤：
步骤1，选择二维核磁共振GAS2D712观测模式，采用MRIL-P型核磁共振测井仪获得多等待时间Tw下的回波串数据；利用回波幅度的Fredholm积分方程，求取纵横向弛豫时间氢核数fjr；根据实测的钻井液性能、地层温度和压力等参数，最终得到T2，T1一维分布谱，以及二维交会图T2-T1；
步骤2，通过测定岩心核磁共振弛豫谱T2，T1，确定毛管束缚水、可动水和甲烷气等流体的特征值及分布区间；
步骤3，进一步分析核磁共振弛豫谱的特征，确定储层的流体信号特别是可动流体信号的强弱，其次要确定可动流体区域中信号的分布位置及T2，T1，T1/T2界限值。
作为优选方式，根据地区及现场的实际情况，收集与测量钻井液密度、粘度、地层温度与压力、天然气含氢指数等参数，确定川西雷四气藏的测井处理参数。
作为优选方式，根据流体识别技术对单井储层的流体性质进行判别，从而为测试选层工作提供重要依据。
作为优选方式，
通过将川西雷四段部分井岩心样品进行饱和蒸馏水和饱甲烷气，利用MicroMR12-025V型核磁共振分析仪测定T2-T1谱，将同一岩心样品的测量结果叠合在交会图上，分析天然气和水在图上的分布情况。
作为优选方式，
通过依靠T1/T2的斜率大小可以将可动水和天然气区分开，两者的界限值T1/T2为2。
作为优选方式，
其次，通过实验分析和现场试验，分析不同流体在核磁共振弛豫谱上的响应情况，确定各自的值域范围。
作为优选方式，根据多等待时间条件下的多种观测模式，根据川西雷四储层特征及实验分析结果，设计二维核磁共振测井观测模式，确定等待时间、回波间隔和回波个数；利用MRIL-P型核磁共振测井仪的多种观测模式，优选GAS2D712、BRAZIL09和T1T2A18A等模型进行现场测井试验；通过多种模式的测量结果对比，确定GAS2D712观测模式作为川西雷四气藏的首选模式。根据采集的合格二维核磁共振测井数据，利用回波幅度的Fredholm积分方程，求取纵横向弛豫时间氢核数fjr，从而得到T2、T1谱。
由于雷四段地层的粘土含量很低，主要依据马一段的粘土束缚水信号确定值域范围。多口井测量结果显示粘土束缚水T2谱范围为0.5-3ms，T1谱范围为0.5-10ms，T1/T2斜率范围为1-5。毛管束缚水T2谱范围为3-100ms，T1谱范围为10-200ms，T1/T2斜率范围为1-10。
作为优选方式，
粘土与毛管束缚流体的界限值即毛管束缚流体右边界值T2CBW，取3ms，而束缚流体与可动流体的界限值T2CUTOFF取100ms；根据二维交会图T2-T1确定T1CBW和T1CUTOFF值，分别取10ms、200ms。
作为优选方式，
雷四段储层的可动流体包括可动水与天然气，弛豫时间位于粘土和毛管束缚流体之后；利用交会图分析，可动水T2谱范围为100-1000ms，T1谱范围为200-1000ms，T1/T2斜率范围为1-4；天然气T2谱范围为100-1000ms，T1谱范围为1000-4000ms，T1/T2斜率范围为4-20；结果显示可动水和天然气在T2谱上明显重合，利用T1谱和T1/T2斜率的大小能区分流体性质；对于川西雷四气藏，扩径情况非常明显，在T2、T1谱上均有钻井液流体信号；根据多口井扩径段的核磁共振弛豫谱情况，确定钻井液流体信号的T2谱范围为3-20ms，T1谱范围为10-40ms。
作为优选方式，
根据岩心实验和现场核磁试验井的结果，利用各种流体信号在图版上的分布情况，绘制适合川西雷四气藏的T2-T1二维交会的标准流体识别图版，根据建立的T2-T1交会图版，建立雷四气藏的流体评价标准，见表1：
表1基于T2、T1核磁共振弛豫谱的流体识别标准
本发明的有益效果是：
本发明专利的技术方案是引入二维核磁共振测井技术，利用天然气和可动水在核磁共振弛豫谱特别是T1谱上差异明显的特点，寻找不同流体在核磁谱上的特点和规律性，从而形成适合川西雷四气藏的流体判别方法。
附图说明
图1本发明专利实施的591、613岩心样品T2、T1谱特征图；
图2本发明专利实施的多个烘干、饱水样品的T2谱特征图；
图3本发明专利实施的T2、T1谱上束缚水信号分布情况图；
图4本发明专利实施的T2、T1谱上可动流体信号分布情况图；
图5本发明专利实施的T2-T1二维交会的标准流体识别图版；
图6本发明专利实施的基于T2-T1二维交会法的XX3井流体识别图；
图7本发明专利实施的基于T2-T1二维交会法的XX5井流体识别图；
图8为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图8所示，基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，包括如下步骤：
步骤1，选择二维核磁共振GAS2D712观测模式，采用MRIL-P型核磁共振测井仪获得多等待时间Tw下的回波串数据；利用回波幅度的Fredholm积分方程，求取纵横向弛豫时间氢核数fjr；根据实测的钻井液性能、地层温度和压力等参数，最终得到T2，T1一维分布谱，以及二维交会图T2-T1。
步骤2，通过测定岩心核磁共振弛豫谱T2，T1，确定毛管束缚水、可动水和甲烷气等流体的特征值及分布区间。
步骤3，进一步分析核磁共振弛豫谱的特征，确定储层的流体信号特别是可动流体信号的强弱，；其次要确定可动流体区域中信号的分布位置及T2，T1，T1/T2界限值。
在一个优选实施例中，根据地区及现场的实际情况，收集及测量钻井液密度、粘度、地层温度与压力，天然气含氢指数等参数，确定川西雷四气藏的测井处理参数。
在一个优选实施例中，根据流体识别技术对单井储层的流体性质进行判别，从而为测试选层工作提供重要依据。
在一个优选实施例中，通过将川西雷四段部分井的岩心饱和蒸馏水和饱甲烷气，利用MicroMR12-025V型核磁共振分析仪测定T2-T1谱，将同一岩心样品的测量结果叠合在交会图上，分析天然气和水在图上的分布情况，具体见图1。
在一个优选实施例中，通过岩心测定结果分析，可动水主要分布在T1/T2斜率为1的附近，位于斜率为1-2的区间，且T2谱相对靠后；天然气主要分布在T1/T2斜率相对靠上的位置，位于斜率为2-5的区间，且T2谱相对靠前。通过依靠T1/T2的斜率大小可以将可动水和天然气区分开，两者的界限值T1/T2为2。
在一个优选实施例中，通过岩心的核磁实验分析结果，分析不同流体在核磁共振弛豫谱上的响应情况，确定各自的值域范围。根据离心法确定的T2cutoff值(即100ms)，即T2谱上的毛管束缚水与可动流体信号的界限值；根据饱含水和饱甲烷气岩心的谱特征，分析确定其可动流体的T2谱右边界值。结果显示雷四碳酸盐岩地层的可动水主要位于100-3000ms，天然气与可动水在T2谱上重叠情况明显，单独依靠T2谱进行流体判别存在一定的困难；部分岩心样品如569、570的毛管束缚水信号较显著，储层的非均质性较强，而岩心样品的粘土束缚水信号整体较弱，见图2。
在一个优选实施例中，根据多等待时间条件下的多种观测模式，利用川西雷四储层特征及实验分析结果，设计二维核磁共振测井观测模式，确定等待时间、回波间隔和回波个数；利用MRIL-P型核磁共振测井仪的多种观测模式，优选GAS2D712、BRAZIL09和T1T2A18A等模型进行现场测井试验；通过多种模式的测量结果对比，确定GAS2D712观测模式作为川西雷四气藏的首选模式。根据采集的合格二维核磁共振测井数据，利用回波幅度的Fredholm积分方程，求取纵横向弛豫时间氢核数fjr，从而得到T2、T1谱。从多口井处理的交会图版观察粘土束缚水、毛管束缚水、可动水和天然气的信号，附图只列举某一深度点的核磁共振弛豫谱上的信号，具体见图3、图4。
由于雷四段地层的粘土含量很低，主要依据马一段的粘土束缚水信号确定值域范围。多口井测量结果显示粘土束缚水T2谱范围为0.5-3ms，T1谱范围为0.5-10ms，T1/T2斜率范围为1-5。毛管束缚水T2谱范围为3-100ms，T1谱范围为10-200ms，T1/T2斜率范围为1-10，见图3。
在一个优选实施例中，其中关键参数选取，粘土与毛管束缚流体的界限值即毛管束缚流体右边界值T2CBW，取3ms，而束缚流体与可动流体的界限值T2CUTOFF取100ms；根据二维交会图T2-T1确定T1CBW和T1CUTOFF值，分别取10ms、200ms。
在一个优选实施例中，雷四段储层的可动流体包括可动水与天然气，弛豫时间位于粘土和毛管束缚流体之后；利用交会图分析，可动水T2谱范围为100-1000ms，T1谱范围为200-1000ms，T1/T2斜率范围为1-4；天然气T2谱范围为100-1000ms，T1谱范围为1000-4000ms，T1/T2斜率范围为4-20，见图4；结果显示可动水和天然气在T2谱上明显重合，利用T1谱和T1/T2斜率的大小能区分流体性质；另外，对于川西雷四气藏，扩径情况非常明显，在T2、T1谱上均有钻井液流体信号，具体见图4；根据多口井扩径段的核磁共振弛豫谱情况，确定钻井液流体信号的T2谱范围为3-20ms，T1谱范围为10-40ms。
在一个优选实施例中，根据岩心实验和现场核磁试验井的结果，利用各种流体信号在图版上的分布情况，绘制适合川西雷四气藏的T2-T1二维交会的标准流体识别图版，见图5。从图上可以看到，可动水和天然气信号在T2谱上明显重叠，而天然气信号在T1谱上相对靠上，T1/T2的斜率更大；另外，钻井液流体信号主要位于束缚流体信号区域，需注意该信号的强弱对其它流体信号的影响。根据建立的T2-T1交会图版，建立雷四气藏的流体评价标准，见表1：
表1基于T2、T1核磁共振弛豫谱的流体识别标准
在一个优选实施例中，根据表1和图5建立的流体识别标准及图版，开展多口井的雷四段储层流体性质判别，见图6、7。雷四段上储层和下储层的T2-T1交会图版显示，图上存在多种流体信号；利用不同流体信号的强弱特别是可动流体区域内即可动水和天然气信号的相对强弱，确定储层的流体性质。图6显示上储层可动水信号较强，而下储层天然气信号较强，直观显示下储层含气性更好；图7显示上下储层的可动水信号均较强，储层主要以含水为主。
二维核磁共振测井技术正逐步在各大油田进行先导试验和应用，在部分区块的效果较好。根据前人的研究成果来看，该方法技术主要应用于致密砂岩地层，适不适合碳酸盐岩地层，有待进一步研究分析；另外，针对不同的气藏，各种流体在核磁弛豫谱上的响应情况如何，如何定量的确定流体特征值及边界范围，需要做大量的实验室和现场试验工作。最后，该技术形成的方法在川西雷四气藏的应用效果如何，与测试结果是否相符，有待进一步检验。
通过开展多项研究工作，形成本发明技术方案。首先做川西雷四岩心样品的核磁实验分析，测定饱含水和饱含甲烷气条件下岩心的T2-T1谱，分析确定采用哪项参数能有效区分气水信号；进一步做现场试验分析，选择合理的观测模式，研究实际测井条件下的核磁谱特性，结合实验结果确定流体判别的主控参数，建立(T2，T1)二维交会的流体图版和评价标准；最后开展方法的适用性分析，验证方法的可靠性。
根据形成的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别技术，在川西海相雷四气藏应用5口井，效果明显，需注意钻井液流体信号对地层真实流体信号的影响。有测试结果的2口井三个测试段与核磁解释结果相符，符合率为100％；其余3口井测试未产出，解释结果得到甲方认可，具体见表2。XX3井雷四段下储层测试气水同出，T2-T1二维交会图版显示天然气和可动水区域信号均较明显，如6025-6030米、6039-6042米，整体上核磁评价为气水同层，见图7，与测试结果一致。XX5井雷四段下储层测试产水，T2-T1二维交会图版显示可动水区域信号较强，而天然气区域信号弱，如6370-6374米、6413-6417米，下储层核磁评价为含气水层，与测试结果一致。
表2川西海相雷口坡组已测试与核磁解释情况表
针对川西雷四碳酸盐岩气藏，利用二维核磁共振测井技术即核磁弛豫谱T2和T1，建立基于纵横向弛豫时间分布谱的流体判别方法。具体地，根据天然气和可动水在核磁共振弛豫谱特别是T1谱上的差异，引入二维核磁共振测井技术，利用二维T2-T1交会图识别储层的流体性质，建立基于核磁共振弛豫谱的流体识别标准。该方法首先通过川西雷四岩心样品T2-T1谱的测定，分析饱含蒸馏水和甲烷气信号在交会图上的分布情况；其次，根据现场试验优选适合川西雷四气藏的观测模式与采集得到的核磁数据，分析不同流体即毛管束缚水、可动水和天然气在T2-T1交会图版的响应特征值；确定基于核磁谱的不同流体值域范围，建立流体识别图版，形成一套适合川西雷四气藏的流体识别方法；最后根据建立的流体识别方法，在川西雷四气藏应用多口井，精度较高。
本发明专利的关键点是首次在碳酸盐岩地层中引入二维核磁共振测井技术，利用核磁共振T2、T1弛豫谱完成储层的流体判别工作。根据川西多口井的岩心核磁实验、现场试验情况分析，建立适合川西雷四气藏的T2-T1二维交会流体识别图版及评价标准。该方法中核磁采集的数据不受岩石骨架成分的影响，利用不同流体在T1谱上的差异性原理进行流体识别；相对于常规及偶极的流体识别技术，该方法的效果更佳。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，选择二维核磁共振GAS2D712观测模式，采用MRIL-P型核磁共振测井仪获得多等待时间Tw下的回波串数据；利用回波幅度的Fredholm积分方程，求取纵横向弛豫时间氢核数fjr；根据实测的钻井液性能、地层温度和压力等参数，最终得到T2，T1一维分布谱，以及二维交会图T2-T1；
步骤2，通过测定岩心核磁共振弛豫谱T2，T1，确定毛管束缚水、可动水和甲烷气等流体的特征值及分布区间；
步骤3，进一步分析核磁共振弛豫谱的特征，确定储层的流体信号特别是可动流体信号的强弱，其次要确定可动流体区域中信号的分布位置及T2，T1，T1/T2界限值。
2.根据权利要求1所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：根据地区及现场实际情况，确定川西雷四气藏的测井处理参数。
3.根据权利要求1所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：根据流体识别技术对单井储层的流体性质进行判别。
4.根据权利要求1所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：
通过将川西雷四段部分井的岩心饱和蒸馏水和饱甲烷气，利用MicroMR12-025V型核磁共振分析仪测定T2-T1谱，将同一岩心样品的测量结果叠合在交会图上，分析天然气和水在图上的分布情况。
5.根据权利要求4所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：通过依靠T1/T2的斜率大小可以将可动水和天然气区分开，两者的界限值T1/T2为2。
6.根据权利要求5所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：
通过实验分析和现场试验，分析不同流体在核磁共振弛豫谱上的响应情况，确定各自的值域范围。
7.根据权利要求6所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：
采集合格的二维核磁共振测井数据，利用回波幅度的Fredholm积分方程，通过二维反演求取纵横向弛豫时间氢核数fjr，最终得到T2、T1谱；
多口井测量结果显示粘土束缚水T2谱范围为0.5-3ms，T1谱范围为0.5-10ms，T1/T2斜率范围为1-5；毛管束缚水T2谱范围为3-100ms，T1谱范围为10-200ms，T1/T2斜率范围为1-10。
8.根据权利要求7所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：
粘土与毛管束缚流体的界限值即毛管束缚流体右边界值T2CBW取3ms，而束缚流体与可动流体的界限值T2CUTOFF取100ms；根据二维交会图T2-T1确定T1CBW和T1CUTOFF值，分别取10ms、200ms。
9.根据权利要求8所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：
雷四段储层的可动流体包括可动水与天然气，弛豫时间位于粘土和毛管束缚流体之后；利用交会图分析，可动水T2谱范围为100-1000ms，T1谱范围为200-1000ms，T1/T2斜率范围为1-4；天然气T2谱范围为100-1000ms，T1谱范围为1000-4000ms，T1/T2斜率范围为4-20；结果显示可动水和天然气在T2谱上明显重合，利用T1谱和T1/T2斜率的大小能区分流体性质；对于川西雷四气藏，扩径情况非常明显，在T2、T1谱上均有钻井液流体信号；根据多口井扩径段的核磁共振弛豫谱情况，确定钻井液流体信号的T2谱范围为3-20ms，T1谱范围为10-40ms。
10.根据权利要求9所述的基于T2-T1二维交会图的雷四气藏流体判别方法，其特征在于：
根据岩心实验和现场核磁试验井的结果，利用各种流体信号在图版上的分布情况，绘制适合川西雷四气藏的T2-T1二维交会的标准流体识别图版；根据建立的T2-T1交会图版，建立雷四气藏的流体评价标准，见表1：
表1基于T2、T1核磁共振弛豫谱的流体识别标准
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