CN111827968B - 一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法、装置及计算机可读存储介质，属于储层评价技术领域，解决了现有技术中对储层非均质性评价精度较低的技术问题。一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，包括以下步骤：通过核磁共振测井，使磁体在井眼和地层中形成梯度磁场，获取径向剖面上的核磁共振信号；根据所述核磁共振信号获取不同探测深度的回波信号，对所述回波信号进行反演拟合，得到核磁横向弛豫时间分布谱；根据所述核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性。本发明所述方法提高了对储层非均质性评价的精度。
Description
技术领域
本发明涉及储层评价技术领域，尤其是涉及一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
储层非均质性是指储层的空间分布和内部的各种属性存在极不均匀变化的属性；在石油勘探开发中，储层非均质性是油藏描述和表征的核心内容，将直接影响到储层中油、气、水的分布及开发效果，所以对储层的非均质性进行分析是很有必要的。
目前识别储层非均质性的方法主要包括综合地质分析方法、储层地质建模法和实验室分析法等。综合地质分析法主要利用渗透率变异参数等来综合分析储层非均质性；储层地质建模法利用地质统计学法，根据已知数据实现对油气非均质性的表征和刻画；实验室分析法通过岩心薄片、扫描电镜及压汞识别等方法评价储层非均质性，主要是对储层微观非均质性进行研究。
然而，综合地质分析方法和储层地质建模法的孔隙度、渗透率等资料来源于常规测井资料，精度较低，而且这两种方法仅能从宏观角度识别储层非均质性；实验室识别法所用的岩心较少且零散，实验室识别法具有很大的局限性，无法全面、连续的对储层进行非均质性评价。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于核磁共振测井的储层非均质性分析方法，以解决现有技术中对储层非均质性评价精度较低的技术问题。
一方面，本发明提供了一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，包括以下步骤：
通过核磁共振测井，使磁体在井眼和地层中形成梯度磁场，获取径向剖面上的核磁共振信号；
根据所述核磁共振信号获取不同探测深度的回波信号，对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱；
根据所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性。
进一步地，所述获取径向剖面上的核磁共振信号，具体包括，发射多种不同频率的信号，测量地层孔隙流体中氢核的核磁共振信号，得到径向剖面上不同探测深度的核磁共振信号。
进一步地，对所述回波信号进行反演拟合，得到核磁横向弛豫时间分布谱，具体包括，对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，具体包括，利用奇异值分解对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱。
进一步地，根据所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，具体包括，对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值。
进一步地，对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值，具体包括，利用公式
对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值，其中，Φm为孔隙度值，T2max为核磁横向弛豫时间分布谱布点最大值，T2min为核磁横向弛豫时间分布谱布点最小值，T2为核磁横向弛豫时间，f(T2)为核磁横向弛豫时间分布。
进一步地，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，具体包括，利用变异系数公式获取孔隙度值的变异系数，其中，变异系数公式为N为不同探测深度得到的孔隙度值的数量，xi为第i个探测深度的孔隙度值乘以100的数值，V为孔隙度值的变异系数。
进一步地，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性，具体包括，所述孔隙度值的变异系数越小，则储层孔隙度差异越小，储层均质程度越高，所述孔隙度值的变异系数越大，则储层孔隙度差异越大，储层均质程度越低。
另一方面，本发明还提供了一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法。
另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过核磁共振测井，使磁体在井眼和地层中形成梯度磁场，获取径向剖面上的核磁共振信号；根据所述核磁共振信号获取不同探测深度的回波信号，对所述回波信号进行反演拟合，得到核磁横向弛豫时间分布谱；根据所述核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性；提高了对储层非均质性评价的精度。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1所述的储层径向剖面上6种探测深度的核磁信号的示意图；
图3为本发明实施例1所述的T2谱反演示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供了一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，其流程示意图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S1、通过核磁共振测井，使磁体在井眼和地层中形成梯度磁场，获取径向剖面上的核磁共振信号；
S2、根据所述核磁共振信号获取不同探测深度的回波信号，对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱；
S3、根据所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性。
上述技术方案利用核磁共振测井资料精度较高且纵向连续，利用径向剖面不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱得到储层孔隙变异系数分析储层非均质性，有效的提高了储层非均质性评价精度，同时实现了对储层进行非均质性全面、连续的评价。
优选的，所述获取径向剖面上的核磁共振信号，具体包括，发射多种不同频率的信号，测量地层孔隙流体中氢核的核磁共振信号，得到径向剖面上不同探测深度的核磁共振信号；
一个具体实施例中，在核磁共振测井时，在梯度磁场中发射多种工作频率同时进行横向弛豫时间测量；对某区块进行核磁共振测井时，测井仪器的磁体在井眼和地层中形成梯度磁场，仪器发射6种频率(频率1—频率6分别为：616kHz、661kHz、717kHz、769kHz、812kHz、860kHz)的脉冲信号同时测量地层孔隙流体中氢核的核磁共振信号，得到区块目的层径向剖面上6种探测深度的核磁信号，储层径向剖面上6种探测深度的核磁信号的示意图，如图2所示；
原子核的共振频率即拉莫尔频率是磁场强度的函数，梯度磁场中磁场强度与位置相关，即拉莫尔频率是氢原子位置的函数，通过空间位置与频率的联系，能够确定不同频率对应的不同探测深度测量的核磁共振测井原始数据即回波信号；
优选的，对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，具体包括，利用奇异值分解对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱；
需要说明的是，将不同径向探测深度的回波信号进行反演得到核磁T2(横向弛豫时间)分布谱；地层信息的回波信号的幅度随时间衰减，服从多指数衰减规律，但是回波信号不能直接反映地质参数等储层信息；因此需要对回波信号进行多指数反演拟合得到T2分布谱(横向弛豫时间分布谱)；这个拟合过程叫做T2谱反演，T2谱反演示意图，如图3所示；T2谱结果的好坏，直接影响后续基于T2谱的应用，因此T2谱反演方法对于核磁测井数据处理来讲是关键的一个步骤；服从多指数衰减规律的回波信号为
上式中，M(t)是t时刻测量的磁化矢量，Mi(0)是第i个弛豫组分的初始磁化矢量，T2i是第i个横向弛豫组分的衰减常数；通常利用奇异值分解(SVD)算法来进行反演；
一个具体实施例中，奇异值分解(SVD)算法的原理为，对任意一个行数m不小于列数n的矩阵Am×n,其均可表示为一个正交矩阵Um×n,一个非负对角矩阵Wn×n以及一个正交矩阵Vn×n的转置的乘积,即
Am×n＝Um×n·[diag(Wj)]n×n·VT n×n
其中，Wj≥0(1≤j≤n)，U、V为正交矩阵，即满足
对于线性方程组A·x＝b，设A＝UDVT是A的奇异值分解，则线性方程组A·x＝b的最小二乘解为
x＝A-b＝VD-UTb
其中，A-表示A的广义逆，对于如下核磁的多指数衰减T2模型，有M＝A·f；其中，M＝(M1,M2,...,Mn)T为测量得到的自旋回波衰减信号(回波信号)，f＝(f1,f2,...,fm)T为T2j弛豫时间对应的各点的幅度值，T2j(j＝1，2，...,m)为指定的横向弛豫时间分布；矩阵条件数用矩阵的最大特征值与最小特征值的比值来表示；对角矩阵为diag(Wj)，其对角元呈递减排列，则可求得方程在最小二乘意义下的解为
将目的层某一深度的6种径向探测深度的回波信号利用奇异值分解法(SVD)分别进行反演，得到不同径向探测深度分别对应的核磁T2谱；不同探测深度的T2谱能直观有效的反映储层的孔隙结构；
优选的，根据所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，具体包括，对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值；
优选的，对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值，具体包括，利用公式
对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值，其中，Φm为(核磁)孔隙度值，T2max为核磁横向弛豫时间分布谱布点最大值，T2min为核磁横向弛豫时间分布谱布点最小值，T2为核磁横向弛豫时间，f(T2)为核磁横向弛豫时间分布；按照上述方法可由6种探测深度的T2分布获得不同探测深度上与岩石矿物骨架成分无关的孔隙度，频率1—频率6测量得到对应探测深度的孔隙度分别为8.23％、7.51％、7.84％、7.66％、8.02％、7.83％；
优选的，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，具体包括，利用变异系数公式获取孔隙度值的变异系数，其中，变异系数公式为N为不同探测深度得到的孔隙度值的数量，xi为第i个探测深度的孔隙度值乘以100的数值，V为孔隙度值的变异系数；
需要说明的是，对于得到的一系列不同探测深度对应的孔隙度值进行分析，从而评价储层的非均质性；采用孔隙度的变异系数来评价储层非均质性；孔隙度变异系数取值范围在0—1之间，其值越小，说明储层孔隙度差异小，储层比较均质；其值越大，说明孔隙度差异大，储层非均质性强；根据上述区块的测井资料，得到当V<0.3时为均匀型，表示非均质程度弱；当0.3<V<0.6时为较均匀；当V>0.6时为不均匀型；由变异系数公式计算得出储层孔隙变异系数V为0.030，表明目的层不同径向探测深度对应孔隙度值的波动程度很小，孔隙度一致性好，储层的非均质程度很弱；
优选的，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性，具体包括，所述孔隙度值的变异系数越小，则储层孔隙度差异越小，储层均质程度越高，所述孔隙度值的变异系数越大，则储层孔隙度差异越大，储层均质程度越低。
实施例2
本发明实施例提供了一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述实施例1所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法。
实施例3
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述实施例1所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法。
本发明公开了一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法、装置及计算机可读存储介质，通过核磁共振测井，使磁体在井眼和地层中形成梯度磁场，获取径向剖面上的核磁共振信号；根据所述核磁共振信号获取不同探测深度的回波信号，对所述回波信号进行反演拟合，得到核磁横向弛豫时间分布谱；根据所述核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性；提高了对储层非均质性评价的精度；
本发明所述技术方案，基于核磁共振测井可以获取储层孔隙的大小及分布状况，且核磁测井信号连续，因此在进行核磁测井时通过发射多种工作频率，得到径向剖面的横向弛豫时间，利用核磁共振测井资料精度较高且纵向连续，利用径向剖面不同探测深度的核磁T2谱得到储层孔隙变异系数分析储层非均质性，有效的提高了储层非均质性评价精度，同时实现了对储层进行非均质性全面、连续的评价。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：通过核磁共振测井，使磁体在井眼和地层中形成梯度磁场，获取径向剖面上的核磁共振信号；根据所述核磁共振信号获取径向上不同探测深度的回波信号，对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱；根据所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值以测定地层中该深度位置的孔隙度在径向空间的分布情况，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性，所述获取径向剖面上的核磁共振信号，具体包括，在井筒中某一深度位置发射多种不同频率的信号，测量地层孔隙流体中氢核的核磁共振信号，得到该深度位置的径向剖面上不同探测深度的核磁共振信号，对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，具体包括，利用奇异值分解对所述不同探测深度的回波信号进行反演拟合，得到不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱。
2.根据权利要求 1所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，其特征在于，根据所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱，得到不同探测深度对应的孔隙度值，具体包括，对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值。
3.根据权利要求2所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，其特征在于，对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值，具体包括，利用公式
对所述不同探测深度的核磁横向弛豫时间分布谱进行面积积分，得到不同探测深度对应的孔隙度值，其中，Φm为孔隙度值，T2max为核磁横向弛豫时间分布谱布点最大值，T2min为核磁横向弛豫时间分布谱布点最小值，T2为核磁横向弛豫时间，f (T2)为核磁横向弛豫时间分布。
4.根据权利要求 1所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，其特征在于，根据所述孔隙度值获取孔隙度值的变异系数，具体包括，利用变异系数公式获取孔隙度值的变异系数，其中，变异系数公式为，N 为不同探测深度得到的孔隙度值的数量，xi 为第 i 个探测深度的孔隙度值乘以 100 的数值， μ = />，i=1 ，2，…，N ，V 为孔隙度值的变异系数。
5.根据权利要求 1 所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法，其特征在于，以所述孔隙度值的变异系数评价储层非均质性，具体包括，所述孔隙度值的变异系数越小，则储层孔隙度差异越小，储层均质程度越高，所述孔隙度值的变异系数越大，则储层孔隙度差异越大，储层均质程度越低。
6.一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价装置，其特征在于，包括处理器以及存储器， 所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求 1-5任一所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5任一所述的基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法。
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