CN1157041A

CN1157041A - 地质结构的石油物理特性的核磁共振测定法

Info

Publication number: CN1157041A
Application number: CN95194565A
Authority: CN
Inventors: G·R·科茨
Original assignee: Numar Corp
Current assignee: Numar Corp
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1997-08-13
Also published as: ATE229189T1; RU2146380C1; WO1995035514A1; CA2193066A1; AU698536B2; EP0765486B1; NZ289730A; MX9606475A; US5557200A; CA2193066C; EP0765486A4; NO965410D0; EP0765486A1; DE69529068D1; NO965410L; AU2966095A

Abstract

本发明揭示一种改进的系统，利用磁共振技术以获得与地质结构有关的信息。本发明的系统(30和32)利用地层的总孔隙率和经MRL脉冲回波技术得到的孔隙率，引出与下伏的地质结构有关的附加信息，包括电阻率和水饱和度。

Description

地质结构的石油物理特性的核磁共振测定法

本发明涉及用于获取地质结构定量和定性测量的系统。具体地说，本发明提供一种高效而且是有效地利用由核磁共振(NMR)技术获取测定地质结构的石油物理特性信息的方法。

确定地层是否将产生可变数量碳氢化合物信息的关键石油物理特性是地层的含水饱和度S_W。S_W被定义为充有地层水的地层孔隙容积的百分率，并且与其它重要参数，如总容积水(BVW)、总容积碳氢化合物(BVH)及地层孔隙率(PHI)有如下关系：

BVW＝PHI×S_W；

BVW＝PHI×(1-S_W)。

显然，如果地层的孔隙容积被完全充以水，也即，若S_W＝100％，则这样的地层从找油的目的看是没有意义的。另一方面，若地层可能的含水饱和度为最小值，则将显示全是碳氢化合物而没有水。地层的最小可能含水饱和度被称为束缚水饱和度S_WIRR。

束缚水饱和度S_WIRR与地层的平均粒度有关。譬如页岩和粘土，它们的板状结构和小粒度相比于同体积的沙粒有很大的表面面积。这样的效果是使大量的水束缚到它们的结构中。此外，由于它们的粒度细以及把水保持在应有位置的能力强，以致页岩的透水性实际为零而且孔隙率高。所以页岩降低了保持可提取的(游离)液体的地层的孔隙率，同时，增加了被束缚于岩层的水量。利用上面的关系，束缚水饱和度S_WIRR使人们能像下面这样计算地层所束缚的水，被称为地层的总容积束缚水(BVI)，即单位体积地层束缚地层水的百分比，

BVI＝PHI×S_WIRR。

如上面所讨论的含水饱和度的关键性是，由此提出很多用来对给定的地层确定它的值的方法。要得到S_W值的标准方法是利用阿尔奇(Archie)地层因数法。地层因数F被定义为：

F＝R_O/R_W＝C_W/C_O，

其中R_O是储集岩被完全由电阻率为R_W的含水电解质饱和时的电阻率，C_O和C_W是相应的电导率。另外，给出了孔隙率(PHI)的含义，它是一个由孔隙和空隙所充满的取样总体积的组成部分；电阻率R_I，即以电阻率为R_O的电解质部分浸透至饱和度S_W的储集岩电阻，采用常规测井技术，阿尔奇(Archie)地层因数分析给出以下有关孔隙率(PHI)与地层因数(F)，以及电阻率与饱和度的经验关系，即

F = \frac{a}{PH I^{m}}

(1)

{S_{w}}^{n} = \frac{{FR}_{w}}{R_{t}}

实际上，“a”(地层因数系数)、“m”(粘结指数)和“n”(饱和指数)的值是随地层类型及碳氢化合物的性质变化的。但在大多数情况下，对于某一大范围各处，分析将使用同样的关系，所述范围包括多种岩性、孔隙类型和粒度。在这样的情况下，常常难于选择正确的“a”、“m”和“n”值。由于这些参数被用于使孔隙率与地层因数有关，还有电阻率与饱和度相联系，所以这种正确值的选择是非常重要的。

为减少上述关系的复杂性，已经注意到，如果“a”是常数，则它应等于1，因为在孔隙率为100％的情况下，F应为1。于是，地层因数F与孔隙率间的关系简化为

F = \frac{1}{{PHI}^{m}}

另外，如果孔隙率PHI和饱和度S_W不作为独立变量对待，可进一步简化关系式(1)。当假设孔隙率和饱和度单独被用于进行地质结构的实验室研究时，通称测井分析，对于解释实际的电阻率测井来说，这种模式的复杂性不是必需的。

考虑到上面这些，已经提出排除孔隙率和饱和度作为独立变量，而只用总体积水项(孔隙率与饱和度之积)来建立所含液体的电导率与所测量的地层电导率之间的关系。这种方法具有附带的好处，即避开了单独估算指数“m”和“n”数值的需要。

在G.R.Coates和J.L.Dumanoir的题为“一种改进导出测井透水性的新方法”(SPWLA，测井论文集第14年度P.1，1973)文章中，找到一个既能适用于饱和指数“n”，又能适合于粘结指数“m”的通用值“w”。所提出的用所述单一指数使BVW，即PHI×S_W与电阻率相关的表示式是：

(PHI×S_W)^W＝R_W/R_t

其中：

w是用于使BVW与R_W/R_t相联系的单一指数；

PHI是岩石的总孔隙率；

R_W是地层水的电阻率；

R_t是岩石的纯电阻率。

所提出的单一指数表示式直至最近才被广泛用于测井生产。因为为了测试W的近似值，测井分析只能假设岩石是全充水的。换句话说，该单一指数表示式只能通过假设PHI×S_W＝PHI而对W求解。孔隙率项可由常规测井仪器被确定。

由假设充水情况所得的结果只在水区有效，而在所关心的碳氢化合物区造成w的估计过高。常常需要对充有碳氢化合物的情况，即对PHI×S_W＝BVI情况求解w，以便能得到对所关心的碳氢化合物区有效的w结果。

在利用表示式(1)得出所需参数的准确值时的附带困难起因于这样的事实，即电阻率的测量要受到地层中存在粘土矿物的影响。为了补偿这些能明显降低测量精度的影响，必须得到地层粘土矿物含量的估计值。利用主观的、多次复杂的和不精确的粘土指示剂法，以传统方式得出这样的估计值。

随着NMR测井的出现，已经出现多种新的确定w以及多孔介质的其它液体流动特性的选择方案。在A.Timur的题为“孔隙率、活动液体及砂岩渗透性的脉冲核磁共振研究”一文(《石油工艺杂志》1996年6月P.775)中，以经验方式表示，NMR方法给出一种孔隙率、活动液体及岩层渗透性的快速无损测定法。

公知的是，当使磁矩组合，如氢核的磁矩组合暴露于静态磁场时，它们有沿着磁场方向取向的趋势，由此产生体磁化强度。这种体磁化强度相对于静态磁场的条件而建立平衡的速率是由被称作自旋点阵弛豫时间的参数T1表征的。

已知确定T1值的机理与分子动态特性有关。液体中的分子动态特性是分子大小及分子间相互作用的函数。所以，水以及不同种类的石油有不同的T1值。

在非均质介质，如其孔内包含液体的多孔固体中，靠近固体表面的分子的动态特性也是显著与液体基本部分的动态特性不同的。因此，可以理解，所述参数T1提供很好的有关测井参数的有价值的重要信息。

对于T1参数的测量来说，存在许多干扰磁矩组合，如氢核的磁矩组合平衡的方法。这些方法中的每一种提供测量一定体积(称为“灵敏体积”)内岩层的T1的装置，所述体积主要由围绕着所述磁结构的磁场形状确定。测量的信噪比受到灵敏体积与所述体积内磁场均一度(最大通量密度减去最小通量密度)之比的限制，并随这个比率正比地增大。

在任何给定的NMR仪器结构中，所述设备将只响应属于灵敏体积内的核。在本发明的以及这里描述的现有技术的仪器中，所述灵敏体积的范围由发射天线和接收天线的辐射方向图以及磁场的详细结构与接收器的通频带宽的配合确定。一个给定的核在受到激发时将要响应或将要发射的辐射频率与它所在磁场的通量密度成正比。比例常数与核素有关。对于氢核而言，此常数为42.5759MHz/Tesla.如果NMR接收器的通频带从1.30MHz延伸到1.31MHz，该仪器将在通量密度为30.5mT至30.8mT之间的磁场范围对氢核灵敏，同时提供的天线辐射方向图，使得能从这些位置接收足够的信号。

如果需要研究位于特殊区域内的核，必须将磁场结构、天线辐射方向图以及接收器通频带全都调节成对这个区域，而且只对这个区域灵敏。由于最终信号的信噪比正比于(连同另外的常数一起)接收器通频带宽的平方根，所以，重要的在于使所需灵敏体积内磁场的变化最小；这个变化越小(磁场均一度越好)，意味着信噪比越好。由于信噪比还随频率的增大而增大，所以，所述体积内均匀的磁场强度也是非常重要的。是否将这个均匀的强度规定为中间值、平均值或这个灵敏体积所拥有的值范围内的某些其它值则是不重要的，因为只有在信噪比是值得注意的情况下才有较大的差别。

被称为“施吕姆贝格(Schlumberger)核磁共振测井仪器”的举例中说明了一种测量岩层的T1的方法。这种仪器由R.C.Herrick、S.H.Couturie和D.L.Best在“一种改进的核磁测井系统及其对地层评价的应用”(刊出在54th Annual Fall Technicl Conference&Exhibition of theSociety of Petroleum Engineers of AIME，held in Las Vegas，Nev.，Sept.23-26，1979的SPE8361)中有所描述，并且还由R.J.S.Brown等人在名为“利用核磁弛豫速率的确定探查地球的地层及流体物质”的美国专利US3,213,357中有所描述。

施吕姆贝格核磁共振测井仪器利用比较强的DC极化场围绕岩层，为的是使质子的自旋近似垂直于地磁场排列，以此测量在地磁场中质子核磁矩的自由旋进。为了充分的极化(近似2秒)，所述极化场必须加给一个大约5倍于T1(自旋点阵弛豫时间)的时间。极化结束时，该场快速改变方向。由于质子自旋不能跟上这种突然的变化，它们仍保持排成垂直于地磁场并在“拉莫频率”下相对于所在地的地磁场绕该场旋进(根据位置，大约从1300至2600Hz)。

所述自旋旋进在拾波线圈中感应出一个正弦信号，其幅值正比于地层中存在的质子密度。由于在整个灵敏体积内局域磁场的不均匀性，信号随对照于T2(横弛豫时间)的时间衰减。

多种改进的NMR测井仪器和使用这些仪器的方法广泛地记述于美国专利US 4,710,713、4,717,876、4,717,877、4,717,878；5,212,447和5,280,243，所有这些都为本发明的受让人所拥有。

下面更为详细描述的本发明方法采用上面所引用的各专利描述的仪器和方法，以得到以前得不到的有关地质结构组分的数据。来自上述仪器的测量结果被用于与新的和现存的理论发展结合在一起，得到增强的、与地质结构的石油物理特性有关的信息。详细地说，利用标准的和NMR测量结果的新说明得到包括其粘土矿物内容的地层特性，然后这些内容就可被用来确定关键的石油物理特性，如含水饱和度。

本发明的方法提供一种改进的系统，利用NMR方法得到有关地质结构的信息。在本发明的系统中，一种NMR测井仪器被用于把磁极化场给予部分地质层。然后可检测来自所述地层中受激核的核磁共振信号，以得到计算许多重要的、包括地层的孔隙率、粘土矿物内容及总容积束缚水的石油物理参数的数据。

本发明的系统和方法提供直接测定束缚水(BVI)容积的可能性，这种测量结果被用于改善由含水饱和度引出的测井曲线的可靠性，尤其是在岩性复杂的情况下。另外，与其它孔隙率测量相比，磁共振测井(MRL)孔隙率响应的实测值比起普通测井数据一般所能达到的，提供一种更为直接的确定粘土矿物结合水含量的方法。

具体地说，由于NMR仪器发现不了短于1.5ms的弛豫时间，而这是有粘土矿物结合水和其它具有短弛豫特性多孔系统的征兆，按照本发明，在大约2ms脉冲速率条件下运行的MRL测量孔隙率，在排除粘土孔隙率影响的同时，这种孔隙率可被用为地层有效孔隙容积的估计量。于是，有效孔隙率(PHI_EF)与总孔隙率(PHI_T)及粘土结合水孔隙率(PHI_CL)有如下关系：

PHI_MRL＝PHI_EF＝PHI_T-PHI_CL，

其中PHI_MRL是MRL测得的孔隙率。

按照本发明的优选实施例，在MRL孔隙率测量结果与由常规来源所得到的总孔隙率的估计量结合的情况下，这个关系式提供直接确定粘土矿物结合水组成部分(S_Wb)的可能性，这一特性反过来使得用户能对电阻率测井的测量结果进行修正，从而得到精确的含水饱和度估计量。

在另一则实施例中，孔隙率和一定容积的束缚水还被用于确定另外的地层石油物理特性。特别是利用表示式：

(PHI×S_W)^W＝R_W/R_t计算总容积水，w的第一表观值是假设为充水地层(PHI×S_W＝PHI)，而w的第二表观值是假设为充油的地层(PHI×S_W＝BVI)。由一种使参数w与w的两个表观值相联系的新模型引出另外的地层石油物理参数，如地层的束缚水含水饱和度分布图。

图1是一个表示用于得到地质结构的核磁共振测量结果的测井设备局部框示图；

图2表示一连串自旋回波弛豫信号的图线，这些信号作为利用图1所示核磁共振系统研究的地质结构的幅值-时间的函数；

图3是典型的美国海湾沿岸地区高孔隙率沙滩地的测井曲线图，包括w的地层表观值(曲线3)以及NMR孔隙率和总容积束缚水(曲线4)；

图4是图3地层的ww与R_XO/R_t值的比较；

图5是图3地层的wi与R_XO/R_t值的比较；

图6是图3地层的ww与wi值的比较；

图7是图3地层的ww与S_WIRR(由总容积束缚水和孔隙率的NMR测量结果确定)值的比较；

图8是常规结果(曲线4)与本发明方法在对图3地层确定总容积束缚水时所得结果(曲线3)的比较；

图9是爱德华碳酸盐地层的测井曲线图；

图10是图9地层的ww与wi值的比较；

图11是图9地层的ww与R_XO/R_t值的比较；

图12是图9地层的wi与R_XO/R_t值的比较；

图13是图9地层的wi与ww值的比较；

图14是图9地层的ww与S_WIRR(由总容积束缚水和孔隙率的NMR测量结果确定)值的比较；

图15是确定岩心的S_WIRR与图9地层附近的一个井所取岩心取样的w的比较；

图16是常规结果(曲线4)与本发明方法在对图9地层确定总容积水时所得结果(曲线3)的比较；

图17是在页岩型沙地情况下密度-中子MRL孔隙率测量结果的比较；

图18是多种粘土结合水指示剂对比的图示；

图19是本发明MRL分析法的方框图；

图20是由C_Wa所得S_Wb与本发明MRL法比较的图示；

图21表示根据发明方法在傅氏(Frio)页岩型沙地的实例中计算S_Wb所得的结果；

图22表示由本发明方法在墨西哥Eugene岛海湾的实例中计算S_Wb所得的结果；

图23表示来自德克萨斯海湾沿海地区含水傅氏(Frio)页岩型沙地的区间；

图24A是表示利用密度-中子交会图孔隙率的R_W的Pickett图线；

图24B是表示利用密度-中子交会图孔隙率的富粘土页岩的Pickett图线；

图24C是表示利用密度孔隙率(砂岩基质)的富粘土页岩的Pickett图线；

图25A是关于最纯净、最潮湿的沙地的密度-中子图线；

图25B是着重关于富粘土页岩的密度-中子图线；

图26A是以总孔隙率平衡C_CW的密度-中子图线；

图26B是以总孔隙率定标的密度-中子图线；

图27是采用新的总空隙率的水实例的Pickett图线。

参照图1，钻孔10被示于地层12中，地层12具有要用本发明的方法和设备测试的结构。所述钻孔内有一测井仪器16，它由绕过上方的滑轮20和22的钢索18所悬挂，钢索18的位置由电机24确定。

测井仪器16的上部包括测距电子线路26、γ射线检测电子线路28和磁共振成象(MRI)电子线路30。MRI传感器32被悬挂在仪器的底部，用以激励周围的地质地层。这种激励场一般为如参考标号34所表示的那样的圆柱形。可被用于所述传感器32的改进装置广泛地记述于美国专利US4,710,713、4,717,876、4,717,877和4,717,878，借助这些参考文献，可将所有的目的包含于其中。

在均匀的同位素介质中，试样的自旋-回波弛豫的自旋-自旋脉冲-回波测量结果反映孔隙的表面-体积特性。在测井环境遇到的各种典型岩石中，这些岩石是多种矿物的复杂混合物，它们常常包括各种各样的孔隙尺寸。因此，在这样的环境下测得的自旋-回波弛豫是一种复杂的现象，是就孔隙的表面-体积比率以及表面-液体相互作用方面存在变化的反映。

图2表示一连串自旋回波弛豫信号的图线，这些信号作为利用图1所示核磁共振系统研究的地质结构的幅值-时间的函数。这种应用中的各脉冲间的时间间隔一般在1.5至3ms之间。标记为“A-H”的时间间隔对应于各种粒径的信号间隔，间隔“A”对应于颗粒大于500μm的间隔，间隔

“H”对应于颗粒大于8μm的间隔等。

利用每个选通信号时间窗口的回波回归到时刻0得到表观的孔隙幅值。这种回归方法为那些熟悉本领域的人所公知，并在以下的参考文献中有所描述，即：K.Fukunaga，Introduction to Statistical Pattern Recognition，Academic Press，1972；Bhattacharyya&Johnson，Statistical Conceptsand Methods，wiley&Sons，1977；以及Devijver&Kittler，PatternRecognition--A Statistical Approach，Prentice Hall，1982.

作为实际仪器工作的结果，自旋-回波信息的测量结果被延迟几毫秒(对于这里列为参考文献的上面所参照的专利中描述的仪器而言，一般是＜5ms)。在这段时间间隔(t_del)内，没有地层信息被单值地测量。这段时间间隔t_del包括与一组选择的孔隙尺寸相关的表面-体积响应曲线，这组响应曲线直接与和粘土粒度有关的孔隙尺寸有联系。因此，通过利用参数t_del适当选择回波信号通过的选通窗口，可以给出自旋-回波测量结果，这样就能测量去掉那些相关的、与所要说明的粒径有关的孔隙表面-体积比的总孔隙容积。

这段时间间隔t_del内漏掉的那些孔隙表面-体积响应曲线包括岩石容积的粘土矿物组成部分，于是，给出这种NMR测得的孔隙率与岩石总孔隙率间的直接联系。换句话说，在孔隙＞2μm的没有粘土矿物的环境中，NMR回波信号外推到时刻0，给出总孔隙率PHI_t的测量，但在包含粘土矿物，从而含有粘土孔隙尺寸的页岩型沙地中，NMR孔隙率测量不考虑无储油特性微孔隙的影响。正如下面将要详细描述的那样，这种特性使得NMR孔隙率测量特适用于估计油储容量，以保证生产。

上面讨论的现有技术参考文献(例如，参见A.Timur的文章Journal ofPetroleum Technology)表示可将NMR用于确定被称为“自由流体指数”(FFI)的岩石参数。FFI方法依赖弛豫的使用，这种弛豫存出现在选择tdel之后的测量时间。这段时间间隔叫作弛豫现象的长分量(一般t_del≥22ms)。被描述为长分量弛豫的孔隙容积与由完整的NMR谱给出的孔隙容积之间的差值提供一种孔隙总容积的直接测量，由存在的表面张力及其它毛细作用力，将这种孔隙总容积固定在应有的位置。这种参数，即束缚水总容积直接与非粘土粒径岩石的孔隙表面-体积有关。

这里明确地将其内容结合至参考文献的上述美国系列专利07/701,516(1991年5月16日申请)中，通过比如Coates的自由流体坡莫(perm)模型，孔隙率及总容积束缚水的NMR测量结果也被用于发现岩石的固有透水性，因为这些被测的参数(孔隙率及总容积束缚水)反映岩石可生产性的本质组成部分。

本发明的方法和设备是以这样的发现为基础的，即孔隙率及总容积束缚水的NMR值还可通过下述表示式被用于确定地层的总容积水(BVW＝PHI×S_W)与电阻率比值R_W/R_t之间的弛豫关系“w”：

(PHI×S_W)^W＝R_W/R_t (2)

其中：

w是用于使BVW与R_W/R_t相联系的单一指数；

PHI是岩石的总孔隙率；

R_W是地层水的电阻率；

R_t是岩石的纯电阻率。

如上面所讨论的那样，由于现有技术的装置能测量孔隙率，但不能测量总容积束缚水，所以，现有技术的方法只能通过假设充水情况(PHI×S_W＝PHI)求解一个表观的w值。这就造成在碳氢化合物区中w的过高估计。有益的是，利用已知的NMR总容积束缚水(BVI)，通过假设充有碳氢化合物的地层(PHI×S_W＝BVI)可求解一个第二表观w值。所以，本发明对充水地层也对充碳氢化合物的地层提供w的表观值。

通过下述两个假设来求解W的这些表观值，即第一，地层的这些区域处于束缚水饱和(S_W＝S_WIRR，BVW＝BVI，w＝wi)情况，第二，这些区域是充水的(S_W＝1.0，BVW＝PHI，w＝ww)。在这些假设条件下，对w的表观值求解表示式(2)，得到两个表示式：

wi＝log(R_W/R_t)/log(BVI) (3)

ww＝log(R_W/R_t)/log(PHI) (4)

于是，由于用本领域公知的常规电阻率测井可确定R_t，而且对于给定的地层来说，由上述NMR装置可确定BVI和PHI，所以一旦已知R_W，就可对其两个端点wi和ww求解w。

对于典型的美国海湾沿岸地区高孔隙率页岩型沙地来说，已由熟悉本领域的人找到Pickett图线，用以确定R_W。一旦由该Pickett图线确定R_W时，还应该就粘土的影响对它修正。粘土修正也为熟悉本领域的人所公知，而且可以通过利用多重粘土指示剂的分选作用，确定相当的粘土结合水组成部分，来完成这种修正。

在已确定经过粘土修正的R_W值的同时，可以通过用NMR测得的值分别代替表示式(3)和(4)中的BVI和PHI，定出w的表观值。可从图3中的曲线3观察关于上述海湾沿岸地层的ww和wi测井曲线。正如所预期的那样，当PHI接近BVI时，w的两个估计值趋于接近相同值。

在已确定w表观值的同时，利用常规测井曲线判读装置，就能确定证实这些值是否对所假设的条件给出准确的结果。这种装置将帮助确定是否一个特别的勘测区域很可能是充水的或处于束缚水的情况下。

一种实现这个的装置是靠绘制ww和wi的图线，每个图线各自对应一个不同的、密切相关的饱和度，但其中的一个很大程度地不受地层因素，如比值R_XO/R_t(其中R_XO是潮湿区的电阻率)的影响。图4和5分别示出上述美国海湾沿岸地区高孔隙率页岩型沙地所得到的这种ww和wi图线的实例。

根据图4，熟悉测井曲线的分析员可以分辨出几种有关结构的情况，它们包括：束缚水情况下的沙地、接近于S_W＝1的沙地、页岩截面、矿物变化，以及反映粘土矿物和碳氢化合物含量影响的趋势。特别重要的是，含水的沙地中，处于所假设的条件下或接近该条件的情况，即S_W＝1时，WW的值接近1.8。这个值正好与同类岩石的实验室研究中所常看到的值相对应。于是，随着我们接近所假设的PHI×S_W＝PHI条件，WW给出W的精确测定。

根据图5，Wi图线表示与假设的改变相关的数据图线的变化。根据对同类岩石的实验室研究中所观察到的值，现在沙地的碳氢化合物含量高于给定的值比较多，而非束缚水区给出的值非常低。于是，随着我们接近所假设的PHI×S_W＝BVI条件，Wi给出W的精确测定。

此外，特别重要的是，从图4和5看出，W明显地随束缚水饱和度变化。如图5所示，随着Wi的减小，S_W增加。这意味着含水区和含碳氢化合物区域中采用“m”和“n”常数值的现有技术可能产生误差，因为那会造成在有些地层中过度估计碳氢化合物的含量，而在其它地层低估它们。

这种趋势可从图6的Wi对WW图线得到进一步的研究。研究图6，熟悉本领域的人可以看出，含水的沙地是一条在值1.8处的竖直走向，而在S_WIRR处的沙地趋于右上方并超过该值。

从图7的WW对表观S_WIRR的图线可确定W随束缚水饱和度变化的进一步证明，其中表观的S_WIRR等于NMR测得的总容积束缚水BVI被NMR测得的孔隙率PHI除。图7使得能够判断与S_W增加的影响相关的趋势以及与增大S_WIRR的趋势。重要的在于，还示出S_WIRR和W之间的趋势，同时提供显现类似这些的页岩型沙地地层所用W值的关系图线。从图7描绘的趋势确定的最佳第一级方程引出下述方程：

W＝0.4×S_WIRR+1.65 (5)

图8的曲线2表示关于上述地层的W(用表示式(4)计算的)、Wi和WW测井曲线。用W计算的最终总容积水被示于图8的曲线3，这里所用的W被限定为大于或等于Wi，并小于或等于WW，因为WW和Wi代表W的端点。正如所能看到的，比较曲线4所描绘的普通“m”和“n”的分析，结果在有些原有的“表示”中增加了水，而在另一些“表示”中则减少了水。

图8还表示W信息通过将所预测的W与WW和Wi相比较来预测S_WIRR值的能力。正像所能看到的那样，当WW＞W时，存在碳氢化合物，而当W大于Wi时，表示无S_WIRR区。只有当W＝Wi时，才会有S_WIRR区域。

对于上述地层，图8的上部沙地的顶部表示的是所测试的成品，并且造成600mcfpd气体共30日，然后产生大约20BWPD和50BOPD，最后在100BWPD和40BOPD情况下达到平衡。

作为例子，研究比上述页岩型沙地更为复杂的碳酸盐地层，以证实上述结果。图9表示有关这种地层的测井曲线数据。所示的区间是德克萨斯中部的爱德华地层。正如以表观石灰石孔隙率单位所表示的常规孔隙率测井曲线(图9的曲线3)所示的那样，岩性是复杂的，并且难于得到正确的“a”，“m”和“n”值。但NMR导出的孔隙率紧密地跟随岩心导出的孔隙率(图9的曲线4)，证明了NMR测井确定孔隙率而不影响复杂岩性的能力。于是，使确定复杂岩性的孔隙率的问题减至最小，同时脱离有关孔隙率对地层因数的争论点。

图10的曲线3表示Wi和WW的第一个合格的类比结果。图11表示这种区间的WW对R_XO/R_t的图线。较高的R_XO/R_t最大值给出很好的证明，即这种区间的主要部分有较高的水含量。根据Wi对R_XO/R_t的图线看相邻的BVI时，图12证实了较高的水含量和有碳氢化合物存在的证据。由图11和12中的WW和Wi对比表明了这一点。这些结论还得到了图13中Wi对WW图线所能看到的趋势的支持。

图14表示WW与S_WIRR的比较，其中S_WIRR由有如上述的NMR孔隙率及总容积束缚水的值导出。上面所讨论的海湾沿岸地区页岩型沙地的实例中所看到的趋势如实线(等效于表示式(4))所示。正如所能见到的那样，该实线与证实表示式(4)对这类地层可行的数据下界限严密地相符。落在上述这条线上的数据意味着在S_WIRR或碳氢化合物影响下的非储油岩(页岩)。

表1示出在这种场合下有关井附近同类岩石的全岩心分析结果。将常规a、m和n值转换成W的结果也被列入表中。

表1

深度	m	n	w	PHI	PERM	SAT
深度	m	n	w	PHI	PERM	SAT	10380.80	1.888	1.230	1.802	12.800	1.200	73.500
10382.60	2.063	1.020	1.738	6.300	0.510	28.600	10380.80	1.888	1.230	1.802	12.800	1.200	73.500
10382.60	2.063	1.020	1.738	6.300	0.510	28.600	10383.60	2.021	1.020	1.823	6.700	0.130	51.300
10451.40	2.119	1.120	1.796	9.200	0.910	32.00	10383.60	2.021	1.020	1.823	6.700	0.130	51.300
10451.40	2.119	1.120	1.796	9.200	0.910	32.00	10452.80	2.111	1.230	1.758	9.700	2.500	21.00
10453.40	2.055	1.160	1.688	11.200	5.500	21.900	10452.80	2.111	1.230	1.758	9.700	2.500	21.00

图15表示从表1导出的W对岩心的S_WIRR图线。另外图15还包含实线所表示的有关页岩型沙地以及导出图14(即表示式(4))所示值的测井曲线所看到的趋势。虽然这组数据受到限制，但它的给出相当地符合所看到的趋势。

由表示式(4)算出的实际W(以及表观W)值由图16的曲线2表示。为确定BVW项，先由表示式(4)计算要用的W，再像上面所讨论的那样限定其大于或等于Wi，以及小于或等于WW。结果(曲线3)表明，大部分透水性好的截面在非S_WIRR状态。关于这种井的生产试验由最初从来自该区间所有主要孔隙的低水流产生1.1MMCF的气体束确定。不过，由这种情况快速转变成非商业化生产的高水流情况要中止生产不少于60天。

利用MRL孔隙率信息

正如上面所简单讨论的那样，与其它孔隙率的测试相比，磁共振测井(MRL)孔隙率响应的实测给出一种更为直接的确定粘土矿物地层水含量的方法，而这一般是可由常规测井数据实际得到的。Coates等人的论文“The MRIL in Conoco 33-1：An investigation of a new magneticimaging log，”(DD paper，32-nd Annual Logging Symposium of theSociety of Professional Well Log Analysts，Midland，TX，1991)中的内容在此被明确地列为参考文献，从中看出，MRL所确定的孔隙率与常规测井曲线判读中所用的有效孔隙率是同样的，因为它不考虑尺寸小于大约2μm孔隙的贡献。原因在于如此小尺寸的孔隙的弛豫时间极快，不能由NMR仪器记录。因此，可以利用下述关系式得到MRL孔隙率测量值PHI_M作为等于有效孔隙率PHI_EF：

PHI_M＝PHI_EF＝PHI_T-PHI_CL， (6)

其中的PHI_T是由其它独立的方法测得的地层总孔隙率，PHI_CL是地层的粘土孔隙率。用总孔隙率PHI_T除表示式(6)两边并重新排列各项，给出有关游离水饱和度S_Wf和束缚水饱和度的S_Wb表示式：

S_Wf+S_Wb＝1。 (7)

正如本领域所公知的，可由声波测井、密度测井或中子测井得到总孔隙率PHI_T的估计值，同时得以认识地层岩性。如果不了解岩性或者存在已知矿物的混合物，则可用两种或多种孔隙率和对岩性灵敏的测井曲线的组合确定岩性，并给出总孔隙率的准确值。

确认可将PHI_M孔隙率测量结果用于接近地层有效孔隙率PHI_EF的观察事实是，在碎屑状的页岩型沙地情况下，MRL导出的孔隙率PHI_M小于由一种独立方法测得的总孔隙率PHI_T。另一方面，在较为纯净的沙地中，如图17中5212ft与5221之间的那些沙地(曲线4)中，MRL孔隙率读数接近由常规的密度测井曲线确定的总孔隙率。

图18中的曲线3表示几种包括γ射线、自生电位的粘土结合水指示剂与本发明MRL粘土结合水指示剂之间的相互关系。应予说明的是，当这些指示剂的计算结果不完全重叠时，MRL指示剂的计算结果清晰地与其它较常用的指示剂的输出量相一致。

已发现MRL孔隙率测量结果与密度(或总)孔隙率测量结果之间的比较值对特定NMR实验中所用的内回波间隔(TE)灵敏。下表2表明随这种间隔TE的加大，MRL孔隙率减小。

表2孔隙率对回波间隔灵敏度的MRL岩心分析表示

NMR岩心分析孔隙率
NMR岩心分析孔隙率					试样	岩心孔隙率	TE＝05ms	TE＝1ms	TE＝2ms
J7-A15-18	14.69	14.21	13.62		试样	岩心孔隙率	TE＝05ms	TE＝1ms	TE＝2ms
J7-A15-18	14.69	14.21	13.62		J7-B	16.33	15.62	15.52	15.20
J7-C	14.17	14.04	13.56	13.18	J7-B	16.33	15.62	15.52	15.20
J7-C	14.17	14.04	13.56	13.18	J7-D	16.64	15.43	15.36	15.26
J10-1	23.04	21.49	19.82	17.68	J7-D	16.64	15.43	15.36	15.26
J10-1	23.04	21.49	19.82	17.68	J12-14	9.42	9.63	-	8.67
J14-1	14.67	14.46	14.46	13.72	J12-14	9.42	9.63	-	8.67

^*静态磁场梯度G＝6.74gauss/cm下进行的实验室NMR测量结果

如表2所示，随TE间隔增大PHI_M测量结果减小的趋势表明，NMR测量的回波间隔与孔隙率减小之间存在关系，这是由于地层中存在特别小尺寸的孔隙。由于小尺寸孔隙与地层的粘土矿物水含量有关，所以，按照本发明能够直接估算粘土的孔隙率。具体地说，在本发明的优选实施例中，设定TE间隔值等于2ms，发现这个值对于确定地层的粘土孔隙率PHI_CL是最佳的。较小的TE值一般会导致不能确定粘土孔隙率，而较大的值趋于消除诸如粉砂类非粘土类型的孔隙率组分。

本发明用MRL测量的粘土孔隙率PHI_CL的派生结果反过来能够确定粘土矿物结合水饱和度S_Wb，它可按标准电阻率模式直接被用来获得准确的含水饱和度估计，以及其它所关心的参数，如有效总容积水和地层透水性为基础的标准电阻率。

具体地说，回到表示式(1)，可将阿尔奇(Archie)地层因数分析式重新改写成假定是：

(PHI^mS_w ⁿ)C_W’′＝C_t (8)

其中C′是与纯净地层对应的综合电导率。对于页岩地层来说，可将电导率C′’表示成游离水电导率C_W、结合水饱和度S_Wb以及粘土水电导率参数C_CW的函数，这里的粘土水电导率参数C_CW可用比如Clavier等人在“The theoretical and experimental bases for the‘Dual Water’modelfor the interpretation of shaly sands”(SPE 6859，Annual TechnicalConference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers Journal，Denver，CO，October，1977)中讨论的二元水CEC法得到。正如该文所讨论的那样，粘土水电导率C_CW是地层温度Tf的函数，并由下述表示式给出：

C_CW＝0.000216×(Tf+504.4)×(Tf-16.7)。

像上面所讨论的那样，假设单一指数W模式，同时采用页岩地层的水电导率表示式，则可将表示式(8)改写如下：

BVW^W[C_W(1-S_Wb/S_Wt)+C_CWS_Wb/S_Wt]＝C_T (9)

其中S_Wt是总含水饱和度。表示式(9)的符号等效于表示式(2)的符号，以致它也能确定表观的Wi和WW指数因子的值。不过，表示式(9)中各量均可由MRL测井测量结果直接确定。

特别是，若假设总含水饱和度S_Wt＝100％，通过注意BVW＝PHI_T及S_Wt＝1，则可由表示式(9)得到充水WW指数参数的值。所有其它的量直接由MRL测量结果确定，因而可将所述WW参数计算成

WW＝log₁₀{C_T/[C_W+S_Wb×(C_CW-C_W)]}/log₁₀(PHI_T)；(10)

相反，若假设总含水饱和度S_Wt处于束缚水范围，则如上面所详细说明的，BVW＝BVI_T。可将总容积束缚水BVI_T表示如下：

BVI_T＝PHI_T×(S_irrcl+S_irrncl)

其中S_irrcl是与粘土矿物有关的束缚水饱和度组分，而S_irrncl是与非粘土因素有关的束缚水饱和度组分。可由MRL总容积束缚水BVI_M的测量结果直接计算S_irrncl因数，并且等于：

S_irrncl＝BVI_M/PHI_T。

代入并化简所述表示式，给出如下关于Wi指数参数的公式：

Wi＝log₁₀{C_T/[C_W+S_Wbi×(C_CW-C_W)]}/log₁₀(PHI_T)；(11)

其中S_Wbi是束缚水饱和度。

现在可由本发明的MRL测量结果直接计算表示式(5)给出的有效指数参数W，并由下述表示式给出：

W＝0.4×BVI_M/PHI_M+1.65 (12)

表示式(10)、(11)和(12)的结论具有超出现有技术的进步性，因为它们使测井曲线分析能避免使用非常通行的主观近似去确定参数S_Wb。

附加因数的修正

在本发明方法对MRL测量结果的应用中，重要的在于判别其它因素可能影响所提出的模式的精度。有两种情况很容易辨识，即测量孔隙容积时气体的存在，以及与铁磁性物质或顺磁物质相关的微孔隙的存在。例如，已经了解，上述测井仪器所用的梯度型磁场中，孔隙率测量对扩散系数D是灵敏的。因此，如果地层的一些孔隙容积是充气的，则这种仪器将不予记录。

上面所考虑的两种情况可能造成这样的情形，即本发明的MRL仪器不能测定实际地层孔隙率，结果过高估计粘土结合水含量。为了修正这种影响，有两种可能的方法。第一种方法是利用几种粘土结合水指示剂，它们对气体或铁磁性物质的存在不甚灵敏。第二种方法是利用一种迭代方法，对算得的粘土孔隙率参数值进行约束。

按照本发明，当采用第二种修正方法时，用来修正的准则被表示为下述条件：

BVM_T(res)≥BVI_T(M)

其中BVM_T(res)是由电阻率测量确定的总容积水，而BVI_T(M)是由本MRL仪器测定的总容积束缚水。这个条件认定地层中存在的总的水容积不可能少于总结合水容积的事实。如果满足此条件，则本发明的方法不再对算得的值作出修正。

如果此条件未被满足，则如上面所详细讨论的那样，根据表观的水电导率C_WA和粘土水电导率C_CW的近似值，可考虑三种可能的修正。

若C_WA＝C_CW，则按照本发明的方法，贴出一个误差标记，指示测井曲线分析人员在阿尔奇(Archie)因数分析中必须对R_W参数值进行单独的附加修正。

若C_WA＞C_CW，则贴出一个误差标记，指示必须对表观的水电导率进行单独的修正。最后，若C_WA＜C_CW，假设误差存在于算得的参数S_Wb中，在这种情况下则对算得的粘土结合水容积加入一个迭代修正。

图19表示一个构成本发明MRL分析方法的方框图，它对应于上述第三种修正，并提供补偿附加因数的可能性，这种因数影响MRL测量的精度。

在步骤100中，计算几个固有参数并贮存在计算机的存储器中。这些固有参数包括由独立的测量结果和MRL测定的游离液体标准值所确定的地层总孔隙率、粘土和游离水的电导率，以及地层的温度T和电导率C_t。

在步骤110中，本算法核对总孔隙率值是否小于MRL测量确定的孔隙率PHI_M，如果是这种情况，则在步骤115中确定该总孔隙率等于MRL测得的孔隙率值。

在步骤120中计算本发明限定的结合水饱和度S_Wb，表观总容积束缚水和结合水饱和度。在步骤130和135中，使所算得的结合水饱和度S_Wb参数值与在步骤120中所限定的其极限值进行核对，如果算得的值大，则将其设定成等于S_WbLiM。在接下去的步骤140中，由总孔隙率值和结合水饱和度值计算粘土孔隙率。

在步骤150中，按照表示式(10-12)计算几个输出参数值。在步骤160至175中，本方法核对可变的W指数值是否落在由边界值Wi和WW所限定的值的范围内，如果落在这个范围的任一方向的外面，则指定W值等于相应的边界值。

在步骤180中，计算表观的常规总容积水参数(BVW_A)值和总的常规总容积水参数(BVW_T)值。本法的MRL分析由步骤100-180构成，其中不进行修正。在步骤190中，如果算得的粘土孔隙率PHI_CL的值小于确定的阈值(本发明的特定实施例中设定它等于0.001)，则控制进到步骤240，在那里计算有效的BVW_EF。在步骤240中，还可以按照下述公式计算地层的透水性PERM：

PERM_M＝100×(PHI_T)^2×[(PHI_T-BVI_T)/BVI_T]^2。

本法的步骤200像上面讨论的那样加入了修正，核对总容积水BVW_T是否大于总容积束缚水BVI_T。如果满足这种情况，则本法转进至步骤240。如果不满足这种情况，则在步骤210设定BVW_T等于参数BVI_T，并设定粘土孔隙率PHI_CL＝BVI_T-BVI_M。

在步骤220和225中，如果在步骤210算得的粘土孔隙率PHI_CL是负的，则设定它的值等于0，并将参数BVIT设定等于MRL计算的BVI_M值。最后，在步骤230，设定结合水饱和度参数S_Wb等于修正的粘土孔隙率PHI_CL被总孔隙率PHI_T除，同时本法回到步骤150。继续这种重复，直至步骤210时的条件被满足。下面给出图19分析中所用全部参数的说明，其中有些情况与上面的叙述中用的符号标记不同。

图19中所用参数

输入曲线

Phimd -MRL孔隙率(十进制)

Bvimd -MRL总容积束缚水(十进制)

Phiext-附带的总孔隙率(十进制)

T -地层温度(华氏度)

Rt -纯地层电阻率(欧姆)

输入参数

Ffimd -MRL游离液体指数

Ccw -粘土水电导率

Cw -游离水电导率

Ct -纯地层电导率

Swia -表观束缚水饱和度

Tbvia -表观总容积束缚水

Swblim-结合水饱和度极限

Swbi -束缚结合水饱和度

Dcww -100％水饱和度情况下二元水-水电导率的组合

Dcwi -束缚水饱和情况下二元水-水电导率的组合

Cbvwa -常规表观总容积水

结果曲线

Tpor -总孔隙率

Swb -结合水饱和度

Clpor -粘土孔隙率

Bvit -总容积束缚水总数

Ww -可变w-100％水饱和度

条件

Wi -可变w-束缚水饱和度情况

Wq -可变w

Cbvwt -常规总容积水总数

Cbvwe -常规总容积水

效果

Pmri -MRIAN透水性

图20表示用常规电阻率测井法与本发明MRL方法算得的结合水饱和度值的比较。图线清楚地表明两种情况下算得的参数的良好符合。

图21和22中的曲线4表明本发明方法测定粘土存在的电位，以及包含碳氢化合物和可提出水的游离液体容积。

下面的段落给出附加的信息以及本发明的补充叙述，在澄清发明思想的某些方面时它们是有用的。

虽然图18的曲线3中显示的数据证明了这种粘土指示剂与常规指示剂之间的良好对应，但它并未表明确定的定量值的联系。事实上，这同样对其它常规方法的局限性有影响，因为它们要经历对分析的参数的选择。

研究结果

因此，必须证明表示式(6)的结果给出粘土结合水的定量测量。可以通过用常规的孔隙率和电阻率测井数据，利用CEC模式做到这一点，也就是当总水饱和度Swt＝1时，纯地层电阻率Ct由下式给出：

Ct＝(phit^m)×[Cwf+Swb×(Ccw-Cwf)] (13)

其中m是粘结指数，Cwf和Ccw分别是游离水电导率和结合水电导率。粘土结合水饱和度Swb按照关系Swb＝αV_QQ_v与每单位孔隙容积(Q_v)的CEC有关，其中V是每单位粘土电荷的粘土结合水容积，α是与含盐量有关的因子。

作为说明，正像含水的页岩型沙地中所见到的那样，可由表观水电阻率的变化说明CEC对电阻率测井的影响。这可由表示式(13)的结果得到证明，同时利用理论的粘土水电导率、游离水电导率，以及Rt测量结果的表达式。图23所示的跨越德克萨斯沿海地区的傅氏(Frio)沙地三组测井曲线表示一种适用于这一目的的页岩型沙地。

由中子密度交会图引出的表观孔隙率常被用为总孔隙率的测量。这常在储油砂岩中给出较好的结果，并趋于作为粘土含量的更高孔隙率。当努力造成采用任何理论的CEC模式时，这可能造成困境，因为测得的电阻率必须与采用表示式(1)中地层因数F表示式的地层水电导率无关地与粘土含量平衡。

这些结果很容易从以下表示用以将电阻率转换成表观水电阻率的，表示阿尔奇(Archie)关系的表示式(14)看出，而且在表示式(15)中，表观结合水组成部分与视在水电导率及所有粘土结合水或非粘土水的端点值有关，即

Rwa＝Rt/F； (14)

Swb＝(Cwa-Cwf)/(Ccw-Cwf)。 (15)

如表示式(14)所示，最终的Rwa与孔隙率(Phit)以及指数m有关。很多页岩型沙地的研究已表明，典型的砂岩具有m＝1.8和a＝1。在各种页岩中，虽然有些实验室的数据暗示m是随粘土含量而增大的，但这些参数并非都是公知的。

图24A和24B所示的Pickett图线(其中按对数-对数标度标绘深处电阻率与中子密度交会图的孔隙率)分别示出最纯净的沙地和最富粘土的页岩的孔隙率与电阻率间的关系。作为参考，所标绘的区间还被标记在图25A和25B上，它们示出密度-中子交会图。

这些Pickett图线可被用于确定Rw，或给出Rw，在假设a＝1时用于限定m。对于纯净的沙地，图24A被用于在采用典型值a＝1时确定Rw＝0.35欧姆。对于由密度-中子页岩型沙地模式限定的富粘土沙地，图24B示出为使数据族适合于给定的粘土水电导率所需的表观m斜度。由于在这种深度处的页岩主要包含粘土结合水(见上面的C_CW表示式)是可能的，所以可以通过所述数据族的上缘从C_CW(17mho/m)点引出S_WT＝1.0线。所述数据族中的这种定位理解为游离地层水的电导率大于与粘土相关的电导率。这种趋势线的斜度反映阿尔奇(Archie)孔隙率-地层因数关系的m指数，即

m＝log(Rw/Rt)/log(phit) (16)

所观察到的斜度2.79大大高于大部分沙地所需要的1.8的值，甚至高于在这些变形中所采用的2.0的值。在可能预期m＞1.8时，特别是在考虑到孔隙率的误差是一种极为似是而非的影响这种斜度的原因之后，m也不大可能像是2.79这样高。当把中子-密度交会图的36pu的孔隙率同用于这种富粘土的页岩族的m＝2所需的23pu的孔隙率相比时，这种论点就尤为合理。

采用以密度测井为基础的总孔隙率的同时，采用一种假设的基质密度是另一种方法。在类似于海湾沿岸地区页岩型沙地的情况下，石英颗粒的密度2.65g/cc正好用于沙地或页岩情况，因为粘土矿物颗粒的密度接近2.65，而且页岩趋近于这两种矿物的二元组合。

这里支持采用密度孔隙率方法，因为它更近于适应使孔隙率与C_CW相配合的需要。这被示于图24C中，以采用密度孔隙率的同样的富粘土页岩的Pickett图线代替中子密度的Pickett图线。表观m斜度2.0与其它粘结指数的研究及它对粘土含量的相关性一致。

在试图利用二元含水CEC方法提供的理论的粘土电导率参数C_CW的情况下，这种过程需要用可变的指数，以适应沙地(m＝1.8)和粘土(m＝2)，这当中，当R_W小于0.16欧姆时，粘土水的电导率简单地是地层温度的函数，正像在上述C_CW参数的说明中所表示的那样。

1992年由Coates和Howard提出的可变W的方法可用于这个目的，其中的m和饱和度指数n被一个单独的指数所替代。通过把MRL省掉粘土孔隙率的假设结合到可变W的方法论中，一个可变的指数适用于作为纯净基质的表观束缚水饱和度函数的变化，这种函数关系有如上面表示式(12)所示。该表示式中，将最后的W保持在从总结合水的估计所算得的边界值Wi与WW之内，它们分别表示束缚水饱和的情况和水饱和的情况。

进一步的考虑

在实践时，重要的是识别其它的因素可能会影响这种方法的应用。有两种具体的情况很容易被认识，即测量孔隙容积时的气体和与铁磁性物质及顺磁性物质相关的微孔隙。此二者代表这样的情况，像上面所确定的那样，其中MRL可能使孔隙率过低，和导致如上述限定的粘土结合水的含量过高。因此，如果系统地应用这种MRL方法，则需改进其过程，以正确地适应这些情况。有两种方法是可能的：其一是利用多重粘土结合水指示剂，另一种是利用一种迭代方法正确地约束所述粘土孔隙率参数。

多重Swb的液体将MRL结合水饱和度(MSWB)用于校正另外的指示剂，并且通过使用加权方法，如Hodges-Lehmann方法选择一种典型的Swb。

那种已被合并到在处理图19中图解说明的成套设备的计算机中的迭代方法假设MSWB是正确的，并且通过二元水表示式的二次项解计算水的总容积。考虑到所得到的总水容积不应小于总结合水容积(即phicl+MRLBVI)，于是，确定边界条件为：当C_CW＞C_W时，允许粘土束缚水容积逐渐减小，直至两种水容积平衡。当C_CW＜C_W时，粘土束缚水的减小降低了水容积所确定的电阻率，同时，所述迭代被忽视。在迭代过程中，粘土孔隙率的任何减小都被加到原来的MRL孔隙率上，以便能显示修正了气体/微孔隙率的值。

图19的方框图是适合于使用多重粘土结合水法的，假设任何超过MSBW都通过加权选择的处理而被减轻。

MRIAN方法论的执行从以可变W指数为基础的表示式(1)和(14)提供一种表观的电导率。然后由表示式(15)将此用于计算表观的Swb。这种Swb与原有假设的Swb比较，如图20所见到的那样，其中在含水区间，两种Swb的方法趋于一致，提出经验的支持，即在这些页岩型沙地的情况下，来自一个2ms的TE脉冲-回波测井曲线的MRL孔隙率基本上省掉了粘土孔隙率。

来自傅氏(Frio)系列(图21)以及墨西哥Eugene岛海湾地区(图22)的实验整理结果表示出MRIAN迭代方法论的应用。但是，这些表示按照这种实际已经在作的超过200的方式所理解的两种井。一般地说，当通过生产和预测来评价时，m的结果已经是很好的了。然而，存在一些区域，其中液体的性质冲击这种模式，特别是重油(＜15API)情况下，以及当总孔隙率受到岩性变化或冲刷出的钻孔影响的时候。因此，开始进行附加的研究，以便更好地理解这些影响，并在实验室中研究Qv和MRIL孔隙率之间的外在联系。

图26A-B表示密度-中子图线，分别标度有与C_CW平衡的总孔隙率和总孔隙率。图27是利用本发明方法的新的总孔隙率的水实例的Pickett图线。

虽然已经结合优选实施例描述了本发明，但不要打算限制于这里所设定的特定形式，而要用以覆盖这样的变型、替换和等价物，正如可以适当地包括在以下各权利要求限定的本发明的主旨和范围那样。

Claims

1.一种确定地质结构组分的方法，包括以下步骤：

把一个极化的磁场加给地质结构一段预定的时间；

测量核磁共振信号，它们表示所述地质结构中颗粒总体的自旋-回波弛豫；

构造一连串代表所述颗粒总体特征的自旋-回波信号；

从所述自旋-回波信号串确定所述地质结构的磁共振测井(MRL)孔隙率(PHI_M)的值；

确定总孔隙率(PHI_t)的值；

从总孔隙率(PHI_t)值和MRL孔隙率(PHI_M)值引出所述地质结构的附加石油物理特性。

2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地质结构的附加石油物理特性是所述地质结构的束缚结合水饱和度Swb、总束缚水液体容积BVI_M和总容积水(BVW)。

3.一种如权利要求2所述的方法，其特征在于，Swb值由以下表示式确定：Swb＝(PHI_t-PHI_M)/PHI_t。