CN117147609A - 一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气勘探中储层测井评价技术领域，公开一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，首先选择岩心模拟岩心油基泥浆侵入油层状态；其次采用核磁共振仪器分别对油基泥浆侵入油层状态的岩心和油基泥浆流体样进行核磁共振实验测量、处理得到岩心油基泥浆侵入油层状态及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱、核磁共振T2谱的总幅度以及岩心油基泥浆侵入状态的核磁孔隙度；然后，根据油基泥浆流体样与岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁共振总幅计算经油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度；利用油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度结合受油基泥浆侵入影响的油层核磁孔隙度计算出经油基泥浆侵入影响校正的核磁孔隙度以得到地层的真实孔隙度。
Description
技术领域
本发明属于油气勘探中储层测井评价技术领域，具体涉及一种核磁孔隙度计算技术领域，尤其涉及一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法。
背景技术
核磁共振测井在储层孔隙结构表征及关键参数评价中，具有常规测井方法所无可比拟的优势。对于饱含水的岩石而言，通过对其进行核磁共振测量，可以得到反映岩石孔隙结构的核磁共振T2谱、不受岩性影响的核磁孔隙度以及束缚水饱和度等。然而，在我国海上油田和西部高压地层，出于储层保护的需要，往往采用油基泥浆钻井。受钻井压力大于地层压力的影响，油基泥浆所携带的乳化剂会侵入到岩石孔隙空间。受乳化剂的核磁共振弛豫性质的影响，导致测量的核磁共振T2谱的形态、幅度及核磁孔隙度等参数偏离地层的真实值，在油层中测量的核磁共振测井资料受油基泥浆侵入的影响更为明显。此时，如果直接利用测量的核磁共振测井资料进行地层评价，势必会得出错误的评价结果。
孔隙度是储层评价的关键参数，其数值高低反映了储层能够储集油气的空间大小，同时，其数值也与岩石孔隙结构和渗流能力等密切相关。对于饱含水或饱含轻质油的岩石，利用核磁共振测井资料能够直接获取不受地层岩性影响的总孔隙度。然而，受油基泥浆侵入影响的油层，利用核磁共振测量的孔隙度往往较地层的真实孔隙度小。此时，如果直接利用核磁共振测井提供的孔隙度进行地层评价，势必会低估实际地层的真实孔隙度。
为了在受油基泥浆侵入影响的油层中，利用核磁共振测井获取地层的真实孔隙度，本发明在利用代表性岩心模拟油基泥浆侵入油层状态进行核磁共振实验的基础上，分析了油基泥浆的侵入对测量的核磁共振T2谱及核磁孔隙度的影响，提出一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法。
发明内容
在受油基泥浆侵入影响的油层中，为了克服直接利用核磁共振测井获取的核磁孔隙度较真实的地层孔隙度低的问题，本发明提供一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，该方法在充分考虑了油基泥浆侵入油层对核磁共振测量结果产生影响的基础上，对油基泥浆的侵入影响进行校正，以得到地层的真实孔隙度。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S01：选择代表性岩心，开展实验室驱替模拟实验，模拟岩心油基泥浆侵入油层状态；
步骤S02：利用核磁共振仪器分别对油基泥浆侵入油层状态的岩心和油基泥浆流体样进行核磁共振实验测量，并对测量的数据进行处理，得到岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁共振T2谱、核磁共振总幅度SAMP1和核磁孔隙度以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱和核磁共振总幅度SAMP2；
步骤S03：根据岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁共振总幅度SAMP1和油基泥浆流体样的核磁共振总幅度SAMP2，计算得到经油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP：
SAMP＝SAMP1+x*SAMP2
式中，SAMP为岩心经过油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度，v/v；SAMP1为油基泥浆侵入油层状态下测量的核磁共振总幅度，v/v；SAMP2为测量的油基泥浆流体样的核磁共振总幅度，v/v；x为油基泥浆侵入校正因子，x的数值介于0～1之间，通过岩心实验资料标定得到；
步骤S04：利用油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP计算岩心经油基泥浆侵入校正后的核磁孔隙度为地层的真实孔隙度：
式中，为岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁孔隙度，％；/>为岩心经油基泥浆侵入校正后的核磁孔隙度，％。
进一步地，所述步骤S01中采用如下方法模拟岩心处于油基泥浆侵入油层状态：
步骤S011：将钻取的岩心进行加工、磨平处理，制备成柱塞样，并进行洗油、洗盐处理；
步骤S012：将经过洗油、洗盐处理的岩心放入蒸馏水中，加压饱和24小时，使其达到100％饱含水状态；
步骤S013：采用模拟地层原始状态的油样，加压驱替岩心，驱赶掉岩心大孔隙空间的可动水，使岩心达到饱含油状态；
步骤S014：用配置的油基泥浆流体样，加压驱替岩心，驱赶掉大孔隙空间的可动油，使岩心达到油基泥浆侵入油层状态。
进一步地，所述步骤S02中对模拟的油基泥浆侵入油层状态岩心和油基泥浆流体样进行核磁共振测量按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范SY/T6490-2014》标准的规定进行。
进一步地，所述步骤S02中岩心油基泥浆侵入油层状态核磁共振总幅度SAMP1计算方法为：
式中，amp1(i)为岩心油基泥浆侵入油层状态测量的核磁共振T2谱的幅度,v/v；n为测量的核磁共振T2谱的布点个数。
更进一步地，所述步骤S02中油基泥浆流体样核磁共振总幅度SAMP2计算方法为：
式中，amp2(i)为测量的油基泥浆流体样的核磁共振T2谱的幅度,v/v；n为测量的核磁共振T2谱的布点个数。
更进一步地，所述核磁共振T2谱的布点个数n的取值为200。
进一步地，所述步骤S03中，油基泥浆侵入校正因子x的数值介于0～1之间，通过岩心实验资料标定得到，即将实验测定的100％饱含水状态下测量的核磁共振总幅度、油基泥浆流体样测量的核磁共振总幅度SAMP2和模拟油基泥浆侵入油层状态的核磁共振总幅度SAMP1代入式子SAMP＝SAMP1+x*SAMP2，即可标定得到x的值。
与现有技术相比，本发明所产生的有益效果是：
本发明通过岩心实验资料标定得到核磁共振总幅度校正公式中的校正因子x，再将总幅度校正公式应用于实际生产测量，通过实际测得的油基泥浆侵入油层状态的核磁共振总幅度SAMP1以及油基泥浆流体样的核磁共振总幅度SAMP2，利用总幅度校正公式计算得到经油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP；然后结合受油基泥浆侵入影响的核磁孔隙度即可得到经油基泥浆侵入校正后、能够反映地层真实孔隙度的核磁孔隙度/>利用本发明所述方法得到的经油基泥浆侵入校正的12块岩心核磁孔隙度与100％饱含水状态测量的核磁孔隙度平均值之间的相对误差为0.61％，本发明方法得到的经油基泥浆侵入校正的核磁孔隙度与地层真实孔隙度基本吻合，证明了本发明所述方法的有效性；本发明的方法校正过程所需要的测井资料较少，便于实施，简单易行，准确可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的1块代表性岩心100％饱含水、模拟油基泥浆侵入油层以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱形态对比图。
图2是本发明实施例提供的12块岩心100％饱含水状态和模拟油基泥浆侵入油层状态下测量的核磁孔隙度对比图。
图3是本发明提供的一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法流程图。
图4是本发明实施例提供的12块岩心100％饱含水状态测量的核磁孔隙度和经过油基泥浆侵入校正后得到的核磁孔隙度对比图；
图5是本发明实施例提供的利用本发明提出方法对受油基泥浆侵入影响的实际测量的核磁共振测井资料进行处理以获取地层真实孔隙度的效果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明针对受油基泥浆侵入影响的油层，直接利用核磁共振测井测量的核磁孔隙度会低估实际地层真实孔隙度的问题，提出在对有限的岩心不同饱和状态下测量的核磁共振T2谱、核磁孔隙度以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱的形态进行对比分析的基础上，根据受油基泥浆侵入影响的油层以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱的总幅度SAMP1和SAMP2，计算出经油基泥浆侵入影响校正后的核磁共振总幅度SAMP，再结合测量的受油基泥浆侵入影响的油层核磁孔隙度计算出经过油基泥浆侵入影响校正的核磁孔隙度/>并将其视为地层的真实孔隙度。
下面通过对比取自于我国西部地区某碎屑岩储层的12块代表性岩心在100％饱含水状态、模拟油基泥浆侵入油层状态测量的核磁共振T2谱、核磁孔隙度以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱，来说明油基泥浆侵入油层对核磁共振T2谱形态以及核磁孔隙度的影响。
图1所示为选取的1块代表性岩心在100％饱含水、模拟油基泥浆侵入油层状态测量的核磁共振T2谱以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱形态对比图。从图中的对比可以得到如下规律：
(1)当核磁共振T2弛豫时间小于2.5ms时，100％饱含水状态和模拟油基泥浆侵入油层状态测量的核磁共振T2谱的形态几乎一致。这说明在小孔隙部分，受较高的毛细管力作用的影响，油基泥浆无法侵入到岩石中较小的孔隙空间，导致这部分核磁共振T2谱不受油基泥浆侵入的影响，只反映小孔隙束缚水的弛豫性质；
(2)当核磁共振T2弛豫时间大于2.5ms时，核磁共振T2谱的形态受油基泥浆侵入影响较大，导致核磁共振T2谱的分布变宽，但T2谱所包围的面积和T2谱的总幅度变小，反映测量核磁孔隙度降低；
(3)油基泥浆流体样的T2分布介于大孔隙和小孔隙交界处，表明油基泥浆流体样的幅度对核磁孔隙度有部分影响。
为了研究油基泥浆侵入油层对测量的核磁孔隙度的影响，本发明实施例读取了12块岩心100％饱含水状态和模拟油基泥浆侵入油层状态测量的核磁孔隙度，并做二者交会图，结果如图2所示。图中虚线为45度对角线，反映两种状态下测量的核磁孔隙度偏差。从图中的对比可以看到，当岩心受油基泥浆侵入影响后，会导致测量的核磁孔隙度普遍偏小，且岩石的孔隙度越大，测量的核磁孔隙度偏离真实孔隙度越多。通过对12块岩心测量的核磁孔隙度进行统计表明，100％饱含水状态下测量的平均核磁孔隙度为9.70％，而模拟油基泥浆侵入油层状态下测量的核磁孔隙度平均值为8.17％，二者之间的相对误差为15.75％，明显高于储量规范的孔隙度误差范围。为了在油基泥浆侵入油层中利用核磁共振测井获取可靠的地层孔隙度，本发明提出了一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法。
实施例1
本发明实施例以取自于我国西部地区某碎屑岩储层的12块代表性岩心为例，介绍本发明实施例的具体实施方式如下：
参见图3，一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，按照如下步骤进行：
步骤S01：选择代表性岩心，开展实验室驱替模拟实验，模拟岩心油基泥浆侵入油层状态；
其中，所述步骤S01中采用如下方法模拟岩心处于油基泥浆侵入油层状态：
步骤S011：将钻取的12块岩心进行加工、磨平处理，制备成柱塞样，并进行洗油、洗盐处理；
步骤S012：将经过步骤一处理的岩心放入蒸馏水中，加压饱和24小时，使其达到100％饱含水状态；
步骤S013：用模拟地层原始状态的油样，加压驱替岩心，驱赶掉岩心大孔隙空间的可动水，使岩心达到饱含油状态；
步骤S014：用配置的油基泥浆流体样，加压驱替岩心，驱赶掉大孔隙空间的可动油，使岩心达到油基泥浆侵入油层状态；
步骤S02：利用核磁共振仪器分别对油基泥浆侵入油层状态的岩心和油基泥浆流体样进行核磁共振实验测量，并对测量的数据进行处理，得到岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁共振T2谱、核磁共振总幅度SAMP1和核磁孔隙度以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱和核磁共振总幅度SAMP2。
其中，所述步骤S02中，对模拟的油基泥浆侵入油层状态岩心和油基泥浆流体样进行核磁共振测量按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范SY/T6490-2014》标准的规定进行。
具体地，所述步骤S02中，开展核磁共振测量，得到岩心模拟油基泥浆侵入油层状态核磁共振T2谱、核磁共振总幅度SAMP1以及核磁孔隙度油基泥浆侵入油层状态核磁共振总幅度SAMP1的计算公式为：
式中，amp1(i)为岩心油基泥浆侵入油层状态测量的核磁共振T2谱的幅度，v/v；n为测量的核磁共振T2谱的布点个数，一般取值为200。
所述步骤S02中，对配制的油基泥浆流体样开展核磁共振测量，得到油基泥浆流体样的核磁共振T2谱和核磁共振T2谱的总幅度SAMP2；油基泥浆流体样的核磁共振总幅度SAMP2计算公式为：
式中，amp2(i)为测量的油基泥浆流体样的核磁共振T2谱的幅度，v/v；n为测量的核磁共振T2谱的布点个数，一般取值为200。
步骤S03：分析油基泥浆流体样、岩心100％饱含水状态和模拟油基泥浆侵入油层状态的核磁共振T2谱的形态特征差异，采用下式计算经油基泥浆侵入校正的核磁共振总幅度SAMP：
SAMP＝SAMP1+x*SAMP2
式中，SAMP为岩心经过油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度，v/v；x为油基泥浆侵入校正因子，其数值介于0～1之间，具体通过岩心实验资料标定得到，即将实验测定的100％饱含水状态下测量的核磁共振总幅度充当经油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP、油基泥浆流体样测量的核磁共振总幅度SAMP2和模拟油基泥浆侵入油层状态的核磁共振总幅度SAMP1代入式子SAMP＝SAMP1+x*SAMP2，即可标定得到x的值；在本实施例中，经过12块岩心核磁共振实验结果，标定得到x取值为0.75。
步骤S04：结合油基泥浆侵入油层状态测量的核磁共振总幅度SAMP1、核磁孔隙度以及经油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP，采用下式得到经油基泥浆侵入校正的核磁孔隙度/>
式中，为岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁孔隙度，％；/>为岩心经油基泥浆侵入校正后得到的核磁孔隙度，％；
利用上式对油基泥浆侵入油层进行核磁孔隙度校正后，即得到地层的真实孔隙度。
图4为利用本发明所述方法经油基泥浆侵入校正得到的12块岩心核磁孔隙度与100％饱含水状态下测量的核磁孔隙度对比交会图。通过与图1进行对比可以看到，经过油基泥浆侵入校正后的核磁孔隙度数据点基本分布在45度对角线附近，且12块岩心样品经过油基泥浆侵入校正后得到的核磁孔隙度平均值为9.76％，与100％饱含水状态测量的核磁孔隙度平均值之间的相对误差为0.61％。通过本发明所述方法得到经油基泥浆侵入校正的核磁孔隙度与地层真实孔隙度基本吻合，证明了本发明所述方法的有效性。
实施例2
利用本发明建立的油基泥浆侵入油层核磁孔隙度校正方法，对我国西部地区某油基泥浆钻进的碎屑岩储层实际测量的核磁共振测井资料进行了处理，以获取经过油基泥浆侵入校正后的核磁孔隙度。将实际测量的核磁孔隙度(受油基泥浆侵入影响)、经过油基泥浆侵入校正的核磁孔隙度与岩心分析的孔隙度进行了对比。
图5为某井中油层段获取的三种孔隙度对比效果图：图中从左边起，第一道曲线所示为自然伽马曲线(GR)，用以指示有效储层；第二道所示为声波时差曲线(AC)，用以确定地层的孔隙度；第三道分别为深、中、浅电阻率(RT、RI、RXO)，第四道则展示了气测录井曲线，结合第三道电阻率和第四道气测录井曲线，判断目标储层5831.5～5845.0m层段为油层；第五道中AMP_DIST为实际测量的受油基泥浆侵入影响的核磁共振测井T2谱；第六道中TCMR为根据实际测量的受油基泥浆侵入影响的核磁共振测井资料获取的核磁孔隙度、TCMR_CORR为根据本发明提出方法计算的经油基泥浆侵入影响校正后的核磁孔隙度、CPOR为岩心分析的孔隙度，代表地层的真实孔隙度。
从岩心分析孔隙度与直接从实际测量的核磁共振测井资料中获取的核磁孔隙度以及利用本发明提出方法校正的核磁孔隙度的对比可以看到，受油基泥浆侵入影响，直接从核磁共振测井资料中获取的孔隙度明显较岩心分析的孔隙度低，而利用本发明提出方法对实际测量的受油基泥浆侵入影响的核磁孔隙度进行校正后，得到的核磁孔隙度明显与岩心吻合较好，充分了证明了本发明提出方法的可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S01：选择代表性岩心，开展实验室驱替模拟实验，模拟岩心油基泥浆侵入油层状态；
步骤S02：利用核磁共振仪器分别对油基泥浆侵入油层状态的岩心和油基泥浆流体样进行核磁共振实验测量，并对测量的数据进行处理，得到岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁共振T2谱、核磁共振总幅度SAMP1和核磁孔隙度以及油基泥浆流体样的核磁共振T2谱和核磁共振总幅度SAMP2；
步骤S03：根据岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁共振总幅度SAMP1和油基泥浆流体样的核磁共振总幅度SAMP2，计算得到经油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP：
SAMP＝SAMP1+x*SAMP2
式中，SAMP为岩心经过油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度，v/v；SAMP1为油基泥浆侵入油层状态下测量的核磁共振总幅度，v/v；SAMP2为测量的油基泥浆流体样的核磁共振总幅度，v/v；x为油基泥浆侵入校正因子，x的数值介于0～1之间，通过岩心实验资料标定得到；
步骤S04：利用油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP计算岩心经油基泥浆侵入校正后的核磁孔隙度为地层的真实孔隙度：
式中，为岩心油基泥浆侵入油层状态的核磁孔隙度，％；/>为岩心经油基泥浆侵入校正后的核磁孔隙度，％。
2.根据权利要求1所述的一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，其特征在于，所述步骤S01中采用如下方法模拟岩心处于油基泥浆侵入油层状态：
步骤S011：将钻取的岩心进行加工、磨平处理，制备成柱塞样，并进行洗油、洗盐处理；
步骤S012：将经过洗油、洗盐处理的岩心放入蒸馏水中，加压饱和24小时，使其达到100％饱含水状态；
步骤S013：采用模拟地层原始状态的油样，加压驱替岩心，驱赶掉岩心大孔隙空间的可动水，使岩心达到饱含油状态；
步骤S014：用配置的油基泥浆流体样，加压驱替岩心，驱赶掉大孔隙空间的可动油，使岩心达到油基泥浆侵入油层状态。
3.根据权利要求1或2所述的一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，其特征在于，所述步骤S02中，对模拟的油基泥浆侵入油层状态岩心和油基泥浆流体样进行核磁共振测量按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范SY/T6490-2014》标准的规定进行。
4.根据权利要求1或2所述的一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，其特征在于，所述步骤S02中岩心油基泥浆侵入油层状态核磁共振总幅度SAMP1计算方法为：
式中，amp1(i)为岩心油基泥浆侵入油层状态测量的核磁共振T2谱的幅度,v/v；n为测量的核磁共振T2谱的布点个数。
5.根据权利要求4所述的一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，其特征在于，所述步骤S02中油基泥浆流体样核磁共振总幅度SAMP2计算方法为：
式中，amp2(i)为测量的油基泥浆流体样的核磁共振T2谱的幅度,v/v；n为测量的核磁共振T2谱的布点个数。
6.根据权利要求5所述的一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，其特征在于，所述核磁共振T2谱的布点个数n的取值为200。
7.根据权利要求1或2所述的一种油基泥浆侵入油层的核磁孔隙度计算方法，所述步骤S03中，油基泥浆侵入校正因子x的数值介于0～1之间，通过岩心实验资料标定得到，即将实验测定的100％饱含水状态下测量的核磁共振总幅度充当经油基泥浆侵入校正后的核磁共振总幅度SAMP、油基泥浆流体样测量的核磁共振总幅度SAMP2和模拟油基泥浆侵入油层状态的核磁共振总幅度SAMP1代入式子SAMP＝SAMP1+x*SAMP2，即可标定得到x的值。
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