CN111051864A - 确定地下地层的体积密度、孔隙度和孔径分布的方法和系统 - Google Patents

确定地下地层的体积密度、孔隙度和孔径分布的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本文描述了用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的方法和系统。这包括测量地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中在空气中的质量包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体的质量。利用核磁共振(NMR)确定样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur。然后可以将样品浸入预定体积的称重流体中，并测量流体饱和样品在称重流体中的质量mf。利用测得和确定的值，可以确定样品的体积Vc、样品的体积密度ρb、基岩的体积Vm和地下地层的基岩或颗粒密度ρm。

Description

确定地下地层的体积密度、孔隙度和孔径分布的方法和系统
技术领域
实施方案涉及储层评价。更具体而言，示例性实施方案涉及用于确定地下地层的体积密度、孔隙度和孔径分布的方法和系统。这些方法和系统利用了(核磁共振)NMR和重量分析技术。
背景技术
体积密度(bulk density)是储层评价中最重要的参数之一。体积密度广泛用于估算储层中的油气储量。通常，测井和岩心测量是获得关键岩石物理参数以进行储层评价和描述的两种方法。这些测量很昂贵，并且很多时候这些测量都需要额外的钻井时间，这也是非常昂贵的。
例如，体积密度可以通过随钻测井(LWD)密度测井进行实时测量，或者可以使用测井电缆(WL)密度测井进行测量。这两者都使用伽马射线源并测量与地层相互作用后到达检测器的衰减的伽马射线。一般来说，LWD密度测量表示孔隙空间中具有地层流体的岩石的体积密度，而WL密度则测量具有侵入流体的岩石的体积密度；对于低渗透性非常规岩石，差异应该是最小的。如果有岩心塞，则可以使用岩心塞精确测量体积密度。
出于至少两个原因，从钻井岩屑获得准确的岩石物理参数是有益且理想的。首先，易于从任何钻井中获得钻井岩屑，因此不会增加额外的钻井时间或额外的运行成本。其次，可以在井场进行测量，并为诸如钻井和随后的水力压裂之类的实时运行决策提供数据。
然而，由于难以去除岩屑表面上的流体，因此准确地测量岩屑的体积是一个挑战。传统的样品制备方法使用湿纸巾从表面去除多余的流体，但是由于表面特征的不规则形状，使得总体去除表面流体的有效性始终令人质疑。此外，如果纸巾太干，则岩屑样品中的流体可能会由于毛细作用力而流失。
发明内容
本文公开的示例性实施方案涉及用于确定地下地层的体积密度、孔隙度和孔径分布的改进的方法和系统。
一个示例性实施方案是一种用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的方法。该方法包括测量地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中在空气中的质量包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体的质量。流体饱和样品在空气中的质量ms可由下式给出
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为地下地层的基岩的密度，ρl为样品内部和周围的流体的密度，Vm为基岩的体积，Vφ为样品内部的流体的体积，并且Vsur为样品周围的流体的体积。该方法还包括利用核磁共振(NMR)分别确定样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur。该方法可进一步包括将样品置于预定体积的称重流体(weighing fluid)中，并测量流体饱和样品在称重流体中的质量。样品在称重流体中的质量mf可由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为称重流体的密度。该方法可进一步包括使用下式来确定样品的体积Vc
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
该方法还可包括使用下式来确定样品的体积密度ρb
Figure BDA0002380446110000021
该方法可进一步包括使用下式来确定基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
该方法还可包括使用下式来确定地下地层的基岩或颗粒密度ρm
Figure BDA0002380446110000022
另一个示例性实施方案涉及存储在计算机可读介质中的计算机程序。非暂态计算机可读介质可具有(例如)计算机可执行的指令，该计算机可执行的指令触发计算机以执行以下操作：接收地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中在空气中的质量包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体的质量。流体饱和样品在空气中的质量ms可由下式给出
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为地下地层的基岩的密度，ρl为样品内部和周围的流体的密度，Vm为基岩的体积，Vφ为样品内部的流体的体积，并且Vsur为样品周围的流体的体积。该计算机可执行的指令还可触发计算机以根据NMR测量来确定样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur。该计算机可执行的指令还可触发计算机以接收流体饱和样品在称重流体中的质量。样品在称重流体中质量mf可由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为称重流体的密度。该计算机可执行的指令还可触发计算机以使用下式计算样品的体积Vc
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式计算样品的体积密度ρb
Figure BDA0002380446110000031
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式计算基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式计算地下地层的基岩或颗粒密度
Figure BDA0002380446110000032
另一个示例性实施方案是一种用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的系统。该系统可包括地下地层的流体饱和样品以及称重天平，可将该称重天平配置为接收流体饱和样品并输出该样品在空气中的质量和在流体中的质量。该系统还可包括具有一个或多个处理器的计算机以及非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质可包括计算机可执行的指令，当由一个或多个处理器执行该计算机可执行的指令时，触发计算机从称重秤获取地下地层的流体饱和样品在空气中的质量。在空气中的质量可包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体的质量。流体饱和样品在空气中的质量ms可由下式给出
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为地下地层的基岩的密度，ρl为样品内部和周围的流体的密度，Vm为基岩的体积，Vφ为样品内部的流体的体积，并且Vsur为样品周围的流体的体积。该系统还可包括NMR，该NMR能够连接至计算机并被配置为利用NMR确定样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur。可将计算机配置为从NMR接收样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur，并从称重秤接收流体饱和样品在称重流体中的质量。样品在称重流体中的质量mf可由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中，ρf为称重流体的密度。该计算机可执行的指令还可触发计算机以使用下式来确定样品的体积Vc
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定样品的体积密度ρb
Figure BDA0002380446110000041
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定地下地层的基岩或颗粒密度ρm
Figure BDA0002380446110000042
附图说明
图1示出了根据本公开的一个示例性实施方案的地下地层的示例性样品或钻井岩屑。
图2示出了根据本公开的一个示例性实施方案的用于确定地下地层的流体饱和样品在空气中的质量的示例性仪器。
图3示出了根据本公开的一个示例性实施方案的来自地下地层且添加有不同量的冲洗液的样品的示例性NMR谱。
图4示出了根据本公开的一些示例性实施方案的示出地下地层的样品的NMR结果的示例图。
图5示出了根据本公开的一个示例性实施方案的来自地下地层且未添加任何额外流体的样品的示例性NMR谱(一个谱为增量式，另一个谱为累积式)。
图6示出了根据本公开的一个示例性实施方案的示出地下地层的样品的NMR结果的示例图。
图7示出了根据本公开的一个示例性实施方案的来自地下地层且添加有额外流体(对于该例而言为1.5ml)的样品的NMR结果的实例。
图8示出了根据本公开的一个示例性实施方案的示出来自地下地层的样品的NMR结果的示例图。
图9示出了根据本公开的一些示例性实施方案的用于确定地下地层的流体饱和样品在流体中的质量的示例性仪器。
图10示出了根据本公开的一些示例性实施方案的用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的方法中的示例性步骤。
图11为根据本公开的一些示例性实施方案的用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的示例性计算机。
图12为根据本公开的一些示例性实施方案的用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的示例性系统。
具体实施方式
所公开的示例性实施方案提出了这样一种方法，该方法利用核磁共振(NMR)测量以及在空气中和在流体中的质量测量的组合来测量并分析钻井岩屑，从而几乎不需要样品制备就可以准确地获得多个关键的岩石物理参数。示例性实施方案提出了一种使用饱和钻井岩屑来测量体积密度的新的准确的方法，对于任何钻取的油气井，饱和钻井岩屑都是易于获得的。该方法结合了NMR和重量分析技术，并且结果包括钻井岩屑的体积密度、颗粒密度、孔隙度和孔径分布。
现在转向附图，图1示出了样品10，如来自诸如油气储层之类的地下地层的钻井岩屑。在示例性方法中，第一步是收集代表地下地层的钻井岩屑10。下一步是进行尺寸分类，以便清除通常由于崩塌而产生的大尺寸颗粒，并清除可能已经与钻井泥浆一起多次循环通过上井和下井循环(up-hole and down-hole cycle)的尺寸过小的颗粒。在一些实施方案中，流体饱和样品的至少一个尺寸可为约0.5mm至3mm。然而，这些限制可以根据具体的地层和用于钻井的钻头进行调整。
此外，可使用足够的流体冲洗所收集的岩屑，使得粘在岩屑表面或周围流体中的来自钻井泥浆的小颗粒的影响最小化，这些小颗粒会影响质量测量和NMR测量两者。冲洗也可有益于对钻井岩屑的其他后续测量，如伽马射线测量，因为小颗粒对伽马射线测量的影响可能很大。
图1中左侧的图(附图标记A)示出了表面上具有体积为Vsur的流体30的钻井岩屑碎片10。流体包络内部的岩屑的体积可以表示为Vc。图1中右侧的图(附图标记B)为岩屑碎片10内部的放大部分，岩屑碎片10由体积为Vm且密度为ρm的基岩颗粒20(可为球形或其他几何形状)和体积为VΦ且充满密度为ρl的流体的孔隙空间15组成。
该方法的下一步是测量所收集的钻井岩屑10在空气中的质量。例如，图2示出了一种仪器，如具有支撑设备12的称重天平25，该仪器可用于测量岩屑样品10在空气中的质量。在空气中的质量包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体质量。流体饱和样品在空气中的质量ms可由下式给出
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为地下地层的基岩的密度，ρl为样品内部和周围的流体的密度，Vm为基岩的体积，Vφ为样品内部的流体的体积，并且Vsur为样品周围的流体的体积。
下一步是利用核磁共振(NMR)分别确定样品内部流体的体积Vφ和样品周围流体的体积Vsur。为了清楚地区分出岩屑内部和周围的液体的NMR信号，可以一次或以逐步方式使用足够量的周围流体。由于粘土敏感性问题，许多非常规作业的井都使用油基泥浆(OBM)进行钻探。所公开的示例性实施方案提出了这样一种新方法，该方法基于以下两个假设将岩屑表面上的流体的NMR信号与来自岩屑样品的内部孔隙中的流体的NMR信号区分开来：(1)页岩岩屑内部的流体弛豫时间短，以及(2)即使存在岩屑，来自OBM的流体的T2也会较长。
图3示出了示例图35，其示出了根据本公开的一个示例性实施方案的地下地层的样品的NMR读数(谱)，样品添加有不同的流体含量。例如，可对岩屑样品进行一系列NMR实验并可获得如图3所示的T2增量式分布谱。可以将已知量的钻井液(例如，柴油)逐渐添加至岩屑样品中并可进行测量，例如“1.5ML柴油Inc.”代表在将1.5ml柴油添加至初始岩屑样品后的增量式T2分布曲线。可注意到两种模式的T2分布，例如，大约25ms的较大的峰表示自由流体，而低于1ms的较小的峰表示岩屑样品内部的流体。
对岩屑的一系列NMR实验表明，随着逐渐添加更多的流体，岩屑外部的OBM的T2信号的模式位置的确移动至更长的弛豫时间(图3)，并且当添加的流体的体积与表面上流体的初始量相比相对较大时停止移动。还应当注意的是，由于存在两种模式的T2分布(图3)，当存在大量钻井液时，可以实现岩屑内部液体的分离和定量。大约25ms的较大的峰表示岩屑外部的自由流体，而低于1ms的较小的峰表示岩屑样品内部的流体。相比于底部曲线(按原样，即未添加额外的柴油)，在顶部曲线上(1.5ml柴油inc.，其中词语“inc.”代表增量式T2分布)可更清晰地区分这两种模式。
图4示出了通过NMR测量的流体总量(纵轴)相对于以ml为单位添加至岩屑样品的额外流体(横轴)的示例图40。从图中可以看出，线45在纵轴上的截距刚好高于1，这是在添加柴油之前岩屑样品表面和内部的流体总量。图5示出了未添加额外流体的图表50；一种区分Vsur和VΦ的单点分离方法。在这里可以看出，绘制了通过NMR测量得到的流体的T2分布的累积体积52(右侧刻度)和通过NMR测量得到的流体的增量体积53(左侧刻度)。
在该方法的这种变化形式中，未添加额外的流体。由增量式T2分布线选择截止线51(在图5的增量曲线上的低谷处画出的垂直虚线，其左侧的体积代表岩屑内部的流体的体积，而其右侧的体积代表表面上的体积或当添加更多流体时的可移动的总体积(BVM))。可以从累积曲线52中读取岩屑内部的流体的总体积(54，虚线)，并且岩屑表面上的体积是总体积和岩屑内部的体积之差(图5中的Vsur，或当添加已知量的额外流体时实验中的BVM)。
在存在过量流体的情况下，可以绘制如图6所示的曲线。类似于图4所示的线45，图6所示的图表60中的线65示出了随着将额外的流体添加至岩屑样品中，来自NMR的BVM体积测量值增大。图表60示出了来自BVM的多点测量以区分Vsur和VΦ，即，BVM相对于添加至岩屑样品的流体的量。回归线65的截距示出了岩屑表面上的流体的体积(Vsur为回归线的截距，即，对于本例而言为1.0073ml)。
图7示出了另一个示例图70，其中将1.5ml的流体添加至样品。再次绘制了通过NMR测量得到的流体的T2分布的累积体积75(右侧刻度)和通过NMR测量得到的流体的T2分布的增量体积72(左侧刻度)。从T2分布曲线的增量体积72(左侧刻度)可以找到可移动的总体积的平均值，标记为“T2BVM”。当将不同量的流体添加至样品中时，可以以本文概述的方法或者与本文概述的方法类似的其他方法获得一系列“T2BVM”值，并且在图8中示出了“T2BVM”的使用。图8所示的图表80示出了使用T2BVM值来获得岩屑表面上的流体量Vsur的第三种方法。回归线85的截距的负值是样品表面上的流体的体积(Vsur为回归线的负截距，即对于本例而言为1.00222ml，其中T2散装泥浆为冲洗样品用的流体(可能是钻井液或其他流体)的T2弛豫时间。
下一步是测量样品在称重流体中的质量。图9示出了根据一个示例性实施方案的实验装置90，其包括用于测量样品在流体中的质量的设备25。在该实例中，可将流体饱和样品10置于称重流体94中，并且可使用称重秤25来测量样品10在流体中的质量。称重流体可以为钻井液或者重量性质类似于钻井液的流体。在一个示例性实施方案中，称重流体为柴油。
样品在称重流体中的质量mf可由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为称重流体的密度。通过两次质量测量和NMR测量的组合，可以如以下各部分所述获得多个关键参数，以进行储层表征。这些参数包括孔隙度、岩屑总体积、体积密度和基岩/颗粒密度。例如，该方法可进一步包括使用下式来确定样品的体积Vc
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
在下一步中，该方法还可包括使用下式来确定样品的体积密度ρb
Figure BDA0002380446110000091
在下一步中，该方法可进一步包括使用下式来确定基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
作为最后一步，该方法可包括使用下式来确定地下地层的基岩或颗粒密度ρm
Figure BDA0002380446110000092
可以沿着整个钻井对岩屑样品进行这些测量，因此可以获得数据以评价垂直井或水平井的不均匀性。这有可能被实时使用，以优化非常规储层的压裂段(frac stage)的数量和位置。
这里，由于选择了与岩屑的体积相比体积最小化的样品支撑设备，因此忽略样品支撑设备(图1中的12)的贡献。钻井岩屑分析涉及三种类型的流体：岩屑样品内部的流体、钻井液和称重流体。在井场，根据岩石的渗透性，可以用钻井液不同程度地取代内部的流体。例如，对于非常规岩石的岩屑，岩屑表面上的流体很可能与内部的流体不同，而对于渗透性很强的岩屑，岩屑内部的初始流体很快就会被钻井液取代。如果我们选择钻井液作为称重流体，则最复杂的情况涉及两种类型的流体：孔隙内部的初始流体和钻井液。在所有三种流体对于高渗透性岩石都相同的情况下，可更进一步简化以下计算。以下计算使用两种类型的流体作为实例。
图10示出了用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的示例性方法100。该方法包括在步骤102中测量地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中在空气中的质量包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体的质量。流体饱和样品在空气中的质量ms可由下式给出
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为地下地层的基岩的密度，ρl为样品内部和周围的流体的密度，Vm为基岩的体积，Vφ为样品内部的流体的体积，并且Vsur为样品周围的流体的体积。该方法还包括在步骤104利用核磁共振(NMR)分别确定样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur。该方法可进一步包括在步骤106将样品置于预定体积的称重流体中，并且在步骤108测量流体饱和样品在称重流体中的质量。样品在称重流体中的质量mf可由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为称重流体的密度。在步骤110，该方法可进一步包括使用下式来确定样品的体积Vc,
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
该方法还可包括使用下式来确定样品的体积密度ρb
Figure BDA0002380446110000111
在步骤112，该方法可进一步包括使用下式来确定基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
最后，在步骤114，该方法可包括使用下式来确定地下地层的基岩或颗粒密度ρm
Figure BDA0002380446110000112
计算机可读介质
另一个示例性实施方案涉及存储在计算机可读介质中的计算机程序。参照图11，可以以计算机可读代码来实现如参照图1至图10所述的前述过程。代码可以存储在(例如)非暂态计算机可读介质上，例如软盘164、可由磁盘驱动器156、158读取的CD-ROM162或者形成通用可编程计算机的一部分的磁性(或其他类型)硬盘驱动器160。如本领域所公知的，计算机包括中央处理单元150、诸如键盘154之类的用户输入设备、以及诸如平板LCD显示器或阴极射线管显示器之类的用户显示器152。根据该实施方案，计算机可读介质160、162、164包括能够触发计算机以执行如上所述和关于先前附图所解释的动作的逻辑。非暂态计算机可读介质160、162、164可具有(例如)触发计算机以执行以下操作的计算机可执行的指令：接收地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中在空气中的质量包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体的质量。流体饱和样品在空气中的质量ms可由下式给出
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为地下地层的基岩的密度，ρl为样品内部和周围的流体的密度，Vm为基岩的体积，Vφ为样品内部的流体的体积，并且Vsur为样品周围的流体的体积。该计算机可执行的指令还可触发计算机以利用核磁共振(NMR)确定样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur。该计算机可执行的指令还可触发计算机以接收流体饱和样品在称重流体中的质量，样品在称重流体中的质量mf可由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为称重流体的密度。该计算机可执行的指令还可触发计算机以使用下式来确定样品的体积Vc
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定样品的体积密度ρb
Figure BDA0002380446110000121
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定地下地层的基岩或颗粒密度ρm
Figure BDA0002380446110000122
示例性系统
另一个示例性实施方案是用于确定地下地层的基岩或颗粒密度的系统1200。如图1、图2和图9所示，系统1200可包括地下地层的流体饱和样品10。如图2和图9所示，系统1200还可包括称重秤25，可将称重秤配置为接收流体饱和样品10并输出样品10在空气中的质量和在流体中的质量。系统1200还可包括计算机200和非暂态计算机可读介质160，计算机200具有一个或多个处理器150，非暂态计算机可读介质160可包括计算机可执行的指令，当由一个或多个处理器150执行该计算机可执行的指令时，触发计算机200以从称重秤25接收地下地层的流体饱和样品10在空气中的质量。在空气中的质量可包括样品的质量、样品周围的流体的质量以及样品内部的流体的质量。流体饱和样品在空气中的质量ms可由下式给出
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中，ρm为地下地层的基岩的密度，ρl为样品内部和周围的流体的密度，Vm为基岩的体积，Vφ为样品内部的流体的体积，并且Vsur为样品周围的流体的体积。系统1200还可包括NMR设备500，NMR设备500能够连接至计算机200，并且被配置为利用核磁共振来确定样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur。可将计算机200配置为从NMR设备500接收样品内部的流体的体积Vφ和样品周围的流体的体积Vsur，并且从称重秤25接收流体饱和样品在称重流体中的质量。样品在称重流体中的质量mf可由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为称重流体的密度。该计算机可执行的指令还可触发计算机以使用下式来确定样品的体积Vc
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定样品的体积密度ρb
Figure BDA0002380446110000131
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
该计算机可执行的指令可进一步触发计算机以使用下式来确定地下地层的基岩或颗粒密度ρm
Figure BDA0002380446110000132
虽然已经针对有限数量的实施方案描述了本发明，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解，可以设计出不脱离如本文公开的本发明的范围的其他实施方案。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种用于表征地下地层的方法，该方法包括：
测量所述地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中所述在空气中的质量包括所述样品的质量、所述样品周围的流体的质量以及所述样品内部的流体的质量，所述流体饱和样品在空气中的质量ms由下式给出：
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为所述地下地层的基岩的密度，ρl为所述样品内部和周围的流体的密度，Vm为所述基岩的体积，Vφ为所述样品内部的流体的体积，并且Vsur为所述样品周围的流体的体积；
利用核磁共振(NMR)确定所述样品内部的流体的体积Vφ和所述样品周围的流体的体积Vsur；
将所述样品置于预定体积的称重流体中；
测量所述流体饱和样品在所述称重流体中的质量，所述样品在所述称重流体中的质量mf由下式给出：
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为所述称重流体的密度；以及
使用下式来确定所述样品的体积Vc：
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用下式来确定所述样品的体积密度ρb：
Figure FDA0002380446100000011
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
使用下式来确定所述基岩的体积Vm：
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
使用下式来确定所述地下地层的基岩或颗粒密度ρm：
Figure FDA0002380446100000021
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
在测量之前使用冲洗液冲洗所述样品，其中所述冲洗液与钻井液相同。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体饱和样品的至少一个尺寸为约0.5mm至3mm。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述称重流体为钻井液或者重量性质类似于所述钻井液的流体。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述称重流体为柴油。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体饱和样品不需要物理去除表面流体。
10.一种包括计算机可执行的指令的非暂态计算机可读介质，所述计算机可执行的指令触发计算机以执行以下操作：
接收地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中所述在空气中的质量包括所述样品的质量、所述样品周围的流体的质量以及所述样品内部的流体的质量，所述流体饱和样品在空气中的质量ms由下式给出：
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为所述地下地层的基岩的密度，ρl为所述样品内部和周围的流体的密度，Vm为所述基岩的体积，Vφ为所述样品内部的流体的体积，并且Vsur为所述样品周围的流体的体积；
利用核磁共振(NMR)确定所述样品内部的流体的体积Vφ和所述样品周围的流体的体积Vsur；
接收所述流体饱和样品在称重流体中的质量，所述样品在所述称重流体中的质量mf由下式给出：
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为所述称重流体的密度；以及
使用下式来确定所述样品的体积Vc：
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
11.根据权利要求10所述的非暂态计算机可读介质，其中所述计算机可执行的指令还触发所述计算机以执行以下操作：
使用下式来确定所述样品的体积密度ρb：
Figure FDA0002380446100000031
12.根据权利要求11所述的非暂态计算机可读介质，其中所述计算机可执行的指令还触发所述计算机以执行以下操作：
使用下式来确定所述基岩的体积Vm：
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
13.根据权利要求12所述的非暂态计算机可读介质，其中所述计算机可执行的指令还触发所述计算机以执行以下操作：
使用下式来确定所述地下地层的基岩或颗粒密度ρm：
Figure FDA0002380446100000032
14.一种用于表征地下地层的系统，该系统包括：
地下地层的流体饱和样品；
天平，将所述天平配置为接收所述流体饱和样品并输出所述样品在空气中的质量；
计算机以及非暂态计算机可读介质，所述计算机包括一个或多个处理器，所述非暂态计算机可读介质包括计算机可执行的指令，当由一个或多个处理器执行所述计算机可执行的指令时，触发所述计算机以：
接收所述地下地层的流体饱和样品在空气中的质量，其中所述在空气中的质量包括所述样品的质量、所述样品周围的流体的质量以及所述样品内部的流体的质量，所述流体饱和样品在空气中的质量ms由下式给出：
ms＝Vmρm+(Vφ+Vsur)ρl
其中ρm为所述地下地层的基岩的密度，ρl为所述样品内部和周围的流体的密度，Vm为所述基岩的体积，Vφ为所述样品内部的流体的体积，并且Vsur为所述样品周围的流体的体积；
利用核磁共振(NMR)确定所述样品内部的流体的体积Vφ和所述样品周围的流体的体积Vsur；
接收所述流体饱和样品在称重流体中的质量，所述样品在所述称重流体中的质量mf由下式给出
mf＝Vmρm+Vφρl-Vcρf
其中ρf为所述称重流体的密度；以及
使用下式来确定所述样品的体积Vc
Vc＝(ms-mf-Vsurρl)/ρf。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述计算机可执行的指令还触发所述计算机以：
使用下式来确定所述样品的体积密度ρb
Figure FDA0002380446100000041
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述计算机可执行的指令还触发所述计算机以：
使用下式来确定所述基岩的体积Vm
Vm＝(ms-mf-Vsurρf)/ρf-Vφ。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述计算机可执行的指令还触发所述计算机以：
使用下式来确定所述地下地层的基岩或颗粒密度ρm：
Figure FDA0002380446100000051
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