CN110306977B - 核磁共振t2谱含烃校正方法及系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种核磁共振T₂谱含烃校正方法及系统。该方法可以包括：采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g；根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g计算特征参数；将核磁共振T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，通过特征参数重构可动水波谱，获得优化可动水波谱；将优化可动水波谱与束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T₂谱。本发明将含烃的核磁共振T₂谱校正到100％饱含水的核磁共振T₂谱，以实现利用其连续定量评价储层孔隙结构的目的，流程简单，易于操作，实际应用效果好。

Description

核磁共振T2谱含烃校正方法及系统

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种核磁共振T₂谱含烃校正方法及系统。

背景技术

核磁共振测井自从二十世纪九十年代被引入测井行业以来，由于其在获取储层束缚水饱和度、总孔隙度、有效孔隙度和渗透率等参数以及定量评价储集层孔隙结构方面的作用，受到岩石物理学家及测井分析家的普遍重视。尤其是在储集层孔隙结构定量评价方面，具有其他测井方法所无法比拟的独特优势。

据核磁共振的基本原理，核磁共振T₂弛豫时间主要由三部分来组成，包括体积弛豫，表面弛豫和扩散弛豫，即：

式中，T₂是孔隙流体横向弛豫时间，T_2B是流体体弛豫，T_2S是流体表明弛豫，T_2D是流体扩散弛豫。

利用核磁共振测井评价孔隙结构的理论基础认为，对于水润湿和岩石而言，对于100％饱含水的岩石，在磁场均匀，扩散系数不大且岩石孔隙具有规则几何形状的情况下，其体积弛豫和扩散弛豫均可以忽略。此时，T₂弛豫时间主要是表面弛豫，此种情况下，T₂弛豫时间表示为：

式中，ρ₂为岩石的表面弛豫率，S为岩石孔隙表面积，V为岩石孔隙体积，r_C为岩石孔喉半径。由此可以看出，对于100％饱含水的水润湿相岩石而言，核磁共振T₂弛豫时间与岩石的孔隙半径成正比，即孔隙结构较小的岩石，对应的T₂弛豫时间也很短，在核磁共振T₂谱上谱峰的位置相对较左。反之，孔隙半径较大的岩石，对应的T₂弛豫时间较长，在核磁共振T₂谱上谱峰的位置相对较右。因此，根据核磁共振T₂谱的形态和相对位置来评价储集层的孔隙半径大小及分布。

然而，当储层岩石的孔隙空间含有非润湿相的烃之后，由于烃的体积弛豫不可忽略，导致核磁共振T₂谱的形态和位置会发生变化。此时，核磁共振T₂谱不能很好地反映岩石的孔隙分布。前人的研究成果主要集中在基于100％含水的核磁共振T₂谱表征孔隙结构上(刘堂宴，马在田，付容珊. 核磁共振谱的岩石孔喉结构分析[J].石油地球物理勘探，2003，38(3)： 328-333。邵维志，丁娱娇，刘亚。核磁共振测井在储层孔隙结构评价中的应用[J].测井技术，2009，33(1)：52-56。)，而对于非润湿相烃对核磁共振 T₂谱的影响，鲜有人提出。肖亮(肖亮.利用核磁共振测井资料评价储集层孔隙结构的讨论.新疆石油地质，2008,29(2):260-263)分析了孔隙含烃对核磁共振T₂谱的影响，利用“三孔隙组分百分比法”来评价孔隙结构，但是并未提供具体的含烃校正方法。因此，有必要开发一种核磁共振T₂谱含烃校正方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种核磁共振T₂谱含烃校正方法及系统，其能够将含烃的核磁共振T₂谱校正到100％饱含水的核磁共振T₂谱，以实现利用其连续定量评价储层孔隙结构的目的，流程简单，易于操作，实际应用效果好。

根据本发明的一方面，提出了一种核磁共振T₂谱含烃校正方法。所述方法可以包括：采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g；根据所述孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g计算特征参数；将所述核磁共振T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱；将所述优化可动水波谱与所述束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T₂谱。

优选地，所述特征参数包括所述核磁共振T₂谱的截止值T_2C、峰值T_2f、右边界T_2R。

优选地，根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g通过公式(1)、公式(2)、公式(3)计算峰值T_2f、右边界T_2R：

T_2f＝a1*(T_2g)²+a2*(T_2g)+a3 (1)

T_2R＝b1*T_2s+b2 (2)

其中，T_2s为孔隙结构特征参数，a1、a2、a3、b1、b2为公式拟合系数。

优选地，所述通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱包括：根据所述峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态。

优选地，根据所述峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态包括：当峰值T_2f位于截止值T_2C左侧时，所述可动水波谱的形态为单斜分布；当峰值T_2f在截止值T_2C右侧时，所述可动水波谱的波峰位置为峰值T_2f，形态为正态分布。

优选地，还包括：采集储层油样进行原油性质实验，获得原油粘度，当原油粘度为轻质油时，对核磁共振T₂谱进行校正。

根据本发明的另一方面，提出了一种核磁共振T₂谱含烃校正系统，可以包括：参数获取单元，用于采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g；计算单元，用于根据所述孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g计算特征参数；优化可动水波谱单元，用于将所述核磁共振T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱；组合单元，用于将所述优化可动水波谱与所述束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T₂谱。

优选地，所述特征参数包括所述核磁共振T₂谱的截止值T_2C、峰值T_2f、右边界T_2R。

优选地，根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g通过公式(1)、公式(2)、公式(3)计算峰值T_2f、右边界T_2R：

T_2f＝a1*(T_2g)²+a2*(T_2g)+a3 (1)

T_2R＝b1*T_2s+b2 (2)

其中，T_2s为孔隙结构特征参数，a1、a2、a3、b1、b2为公式拟合系数。

优选地，所述通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱包括：根据所述峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态：所述优化可动水波谱的波峰位置和波谱形态由峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定包括：当峰值T_2f位于截止值T_2C左侧时，所述可动水波谱的形态为单斜分布；当峰值T_2f在截止值T_2C右侧时，所述可动水波谱的波峰位置为峰值T_2f，形态为正态分布。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的核磁共振T₂谱含烃校正方法的步骤的流程图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的峰值与几何平均值的关系图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的右边界与孔隙结构特征参数的关系图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的饱含水状态下的核磁共振T₂谱的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的核磁共振T₂谱含烃校正方法的步骤的流程图。

在该实施例中，根据本发明的核磁共振T₂谱含烃校正方法可以包括：步骤101，采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g；步骤102，根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g计算特征参数；步骤103，将核磁共振 T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，通过特征参数重构可动水波谱，获得优化可动水波谱；步骤104，将优化可动水波谱与束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T₂谱。

在一个示例中，特征参数包括核磁共振T₂谱的截止值T_2C、峰值T_2f、右边界T_2R。

在一个示例中，根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T2g通过公式(1)、公式(2)、公式(3)计算峰值T_2f、右边界T_2R：

T_2f＝a1*(T_2g)²+a2*(T_2g)+a3 (1)

T_2R＝b1*T_2s+b2 (2)

其中，T_2s为孔隙结构特征参数，a1、a2、a3、b1、b2为公式拟合系数，根据核磁共振实验确定。

在一个示例中，通过特征参数重构可动水波谱，获得优化可动水波谱包括：根据峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态。

在一个示例中，根据峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态包括：当峰值T_2f位于截止值T_2C左侧时，可动水波谱的形态为单斜分布；当峰值T_2f在截止值T_2C右侧时，可动水波谱的波峰位置为峰值T_2f，形态为正态分布。

在一个示例中，还包括：采集储层油样进行原油性质实验，获得原油粘度，当原油粘度为轻质油时，对核磁共振T₂谱进行校正。

具体地，采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，采集储层油样进行原油性质实验，获得原油粘度，当原油粘度为中等粘度时，即原油密度在0.852-0.930g/cm³之间，孔隙含烃对核磁共振T₂谱形态不会造成影响，无需对核磁共振T₂谱进行校正；当原油粘度为重质油时，即原油密度在 0.931-0.998g/cm³之间，饱和油岩样的核磁共振T₂谱形态已经完全失真，已经不能用于反映储层的孔隙结构；对于原油粘度为轻质油时，即原油密度小于0.852g/cm³时，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g，采用直方图方法，选取频率最高值作为所有岩心统一的截止值T_2C，进而根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g通过公式(1)、公式(2)、公式(3)计算峰值T_2f、右边界T_2R；根据截止值T_2C，将核磁共振T2谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，对于束缚水波谱，孔隙含烃对其形态不会造成影响，无需做核磁共振T2谱含烃校正，通过特征参数重构可动水波谱，优化可动水波谱的波峰位置和波谱形态由峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定：当峰值T_2f位于截止值T_2C左侧时，可动水波谱的形态为单斜分布；当峰值T_2f在截止值T_2C右侧时，可动水波谱的波峰位置为峰值 T_2f，形态为正态分布；将优化可动水波谱替换可动水波谱，与束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T2谱。

当可动水波谱的形态为正态分布时，通过公式(4)、(5)进行重建：

其中，μ为峰值T_2f，

T_2max为T₂谱最大值，S(T₂)为 T₂谱幅度，T₂为核磁横向弛豫。

本发明将含烃的核磁共振T₂谱校正到100％饱含水的核磁共振T₂谱，以实现利用其连续定量评价储层孔隙结构的目的，流程简单，易于操作，实际应用效果好。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，采集储层油样进行原油性质实验，获得原油粘度为15cp，当储层含烃时，核磁共振T₂谱需要做含烃校正。获取核磁共振T2谱以及相应深度的截止值T_2C为36ms，利用核磁实验资料确定T₂峰值T_2f、T₂右边界T_2R，并建立与峰值T_2f、右边界T_2R的相关关系，如图2和图3所示，拟合公式如下：

T₂f＝0.03027(T_2g)²+3.7821(T_2g)-8.8057 (6)

T_2R＝59.599*(T_2s)+108.8 (7)；

通过截止值T_2C将核磁共振T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，对可动水波谱进行重构，根据峰值T_2f与截止值T_2C确定优化可动水波谱的波谱形态为正态分布，通过公式(4)、(5)进行重建。将优化可动水波谱替换可动水波谱，与束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振 T₂谱，如图4所示，第4列为原始的核磁共振T₂谱，根据截止值进行划分，左侧为束缚水波谱，右侧为可动水波谱，将优化可动水波谱替换可动水波谱，得到第5列，即为含烃校正后的核磁共振T₂谱，即饱含水状态下的核磁共振T2谱，第6列为校正前后对比。

综上所述，本发明将含烃的核磁共振T₂谱校正到100％饱含水的核磁共振T₂谱，以实现利用其连续定量评价储层孔隙结构的目的，流程简单，易于操作，实际应用效果好。

根据本发明的核磁共振T₂谱含烃校正系统，可以包括：参数获取单元，用于采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g；计算单元，用于根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g计算特征参数；优化可动水波谱单元，用于将核磁共振T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，通过特征参数重构可动水波谱，获得优化可动水波谱；组合单元，用于将优化可动水波谱与束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T2谱。

优选地，特征参数包括核磁共振T₂谱的截止值T_2C、峰值T_2f、右边界 T_2R。

优选地，根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T2g通过公式(1)、公式(2)、公式(3)计算峰值T_2f、右边界T_2R：

T_2f＝a1*(T_2g)²+a2*(T_2g)+a3 (1)

T_2R＝b1*T_2s+b2 (2)

其中，T_2s为孔隙结构特征参数，a1、a2、a3、b1、b2为公式拟合系数。

优选地，通过特征参数重构可动水波谱，获得优化可动水波谱包括：根据峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态：优化可动水波谱的波峰位置和波谱形态由峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定包括：当峰值T_2f位于截止值T_2C左侧时，可动水波谱的形态为单斜分布；当峰值T_2f在截止值T_2C右侧时，可动水波谱的波峰位置为峰值T_2f，形态为正态分布。

本系统将含烃的核磁共振T₂谱校正到100％饱含水的核磁共振T₂谱，以实现利用其连续定量评价储层孔隙结构的目的，流程简单，易于操作，实际应用效果好。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (6)

1.一种核磁共振T₂谱含烃校正方法，包括：

采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g；

根据所述孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g计算特征参数；

将所述核磁共振T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱；

将所述优化可动水波谱与所述束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T₂谱；

其中，所述特征参数包括所述核磁共振T₂谱的截止值T_2C、峰值T_2f、右边界T_2R；

其中，根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g通过公式(1)、公式(2)、公式(3)计算峰值T_2f、右边界T_2R：

T_2f＝a1*(T_2g)²+a2*(T_2g)+a3 (1)

T_2R＝b1*T_2s+b2 (2)

其中，T_2s为孔隙结构特征参数，a1、a2、a3、b1、b2为公式拟合系数。

2.根据权利要求1所述的核磁共振T₂谱含烃校正方法，其中，所述通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱包括：

根据所述峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态。

3.根据权利要求2所述的核磁共振T₂谱含烃校正方法，其中，根据所述峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态包括：

当峰值T_2f位于截止值T_2C左侧时，所述可动水波谱的形态为单斜分布；当峰值T_2f在截止值T_2C右侧时，所述可动水波谱的波峰位置为峰值T_2f，形态为正态分布。

4.根据权利要求1所述的核磁共振T₂谱含烃校正方法，其中，还包括：

采集储层油样进行原油性质实验，获得原油粘度，当原油为轻质油时，对核磁共振T₂谱进行校正。

5.一种核磁共振T₂谱含烃校正系统，包括：

参数获取单元，用于采集目标储层的岩心样品进行核磁共振实验，获取核磁共振T₂谱以及相应深度的孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g；

计算单元，用于根据所述孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g计算特征参数；

优化可动水波谱单元，用于将所述核磁共振T₂谱划分为束缚水波谱和可动水波谱，通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱；

组合单元，用于将所述优化可动水波谱与所述束缚水波谱进行组合，即获得饱含水状态下的核磁共振T₂谱；

其中，所述特征参数包括所述核磁共振T₂谱的截止值T_2C、峰值T_2f、右边界T_2R；

其中，根据孔隙度φ、渗透率K、几何平均值T_2g通过公式(1)、公式(2)、公式(3)计算峰值T_2f、右边界T_2R：

T_2f＝a1*(T_2g)²+a2*(T_2g)+a3 (1)

T_2R＝b1*T_2s+b2 (2)

其中，T_2s为孔隙结构特征参数，a1、a2、a3、b1、b2为公式拟合系数。

6.根据权利要求5所述的核磁共振T₂谱含烃校正系统，其中，所述通过所述特征参数重构所述可动水波谱，获得优化可动水波谱包括：

根据所述峰值T_2f与截止值T_2C的相对位置确定优化可动水波谱的波峰位置和/或波谱形态：

当峰值T_2f位于截止值T_2C左侧时，所述可动水波谱的形态为单斜分布；当峰值T_2f在截止值T_2C右侧时，所述可动水波谱的波峰位置为峰值T_2f，形态为正态分布。

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