CN1255633A - 渗透率的估算 - Google Patents

渗透率的估算 Download PDF

Info

Publication number
CN1255633A
CN1255633A CN99123911A CN99123911A CN1255633A CN 1255633 A CN1255633 A CN 1255633A CN 99123911 A CN99123911 A CN 99123911A CN 99123911 A CN99123911 A CN 99123911A CN 1255633 A CN1255633 A CN 1255633A
Authority
CN
China
Prior art keywords
permeability
amplitude
spin echo
indicated value
summation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN99123911A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1213291C (zh
Inventor
C·C·敏
N·J·希顿
A·塞兹希内尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schlumberger Overseas SA
Original Assignee
Schlumberger Overseas SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Overseas SA filed Critical Schlumberger Overseas SA
Publication of CN1255633A publication Critical patent/CN1255633A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1213291C publication Critical patent/CN1213291C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G01N24/08Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
    • G01N24/081Making measurements of geologic samples, e.g. measurements of moisture, pH, porosity, permeability, tortuosity or viscosity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/32Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with electron or nuclear magnetic resonance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/46NMR spectroscopy
    • G01R33/4625Processing of acquired signals, e.g. elimination of phase errors, baseline fitting, chemometric analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

一种采用从样品接收自旋回波信号的渗透率估计技术包括对该自旋回波信号的振幅的指示值求和。采用所述求和的结果来确定上述样品的渗透率的指示值,而无需在测定中采用弛豫时间的分布。可以对自旋回波信号的振幅的指示值的乘积求和,并且可采用所述求和的结果来确定该样品的渗透率的指示值,而无需在测定中采用弛豫时间的分布。

Description

渗透率的估算
本发明涉及渗透率的估算。
一般采用核磁共振(NMR)测量方法来研究样品的性质。例如,可使用NMR绳索式测井仪或随钻式测井仪(LWD)来测量地下地层的性质。按照这种方法,典型的井下NMR测井仪,例如,可以通过确定存在于地层流体中的总的氢含量来提供某一特定地层的与岩性无关的孔隙率的测量结果。同样重要的是,NMR测井仪还可以提供表明流体的动力学性质和环境的测量结果,因为这些因素可能与那些重要的岩石物理参数有关。例如,NMR的测量结果可提供用来导出地层渗透率和该地层的孔隙空间中所含的流体的粘滞性的信息。要用其它那些传统的测井装置来导出这种信息可能是困难的或者是根本不可能的。这样,与那些其它类型的井下测井仪相比,能够完成这些测量的NMR测井仪的能力就使得NMR测井仪特别吸引人。
典型的NMR测井测井仪包括一个用来极化地层中的氢核(质子)的磁体和一个发射射频(RF)脉冲的发射器线圈或天线。接收器天线可以测量极化了的氢对所发射的脉冲的响应(通过所接收的RF信号来表示)。经常的作法是,把发射器和接收器天线组合起来形成一个单个的发射器/接收器天线。
NMR技术采用了目前的NMR测井仪,这种NMR测井仪一般包括一种基本上包括极化时间以及随后使用采集程序的这一两步程序的某些变型。在极化时间期间(或叫作“等待时间”),地层中的质子按照由一个(NMR测井仪的)永磁体确立的静磁场(叫作B0)的方向极化。核磁化的增长M(t)(也就是说,极化的增长)由流体的“纵向弛豫时间”(叫作T1)和它的平衡值(叫作M0)来表征。当样品在一段时间tp中经受一个恒定磁场时,由下述公式来说明纵向磁化强度:
Figure A9912391100041
由(进行测量的)操作者指定极化时间的持续时间,而且,该极化时间的持续时间包括在一个采集程序的终结和下一个程序开始之间的那段时间。对于一个移动的测井仪,有效极化时间还取决于测井仪的尺寸和测井速度。
参照图1,作为一个例子,一个样品(在所研究的地层中的)开始可以有一个近似为零的纵向磁化强度10(叫作Mz)。零磁化例如可归因于前面的采集程序。然而,按照公式(公式1),Mz磁化强度10(在B0磁场的影响下)在零磁化后经过极化时间tp(1)以后增加到一个磁化强度级(叫作M(tp(1)))。如所示出的那样,在从零磁化开始的一段更长的极化时间tp(2)以后,Mz磁化强度10增加到一个更高的磁化强度级M(tp(2))。
采集程序(NMR测量中的下一步)一般在极化时间以后开始。例如,采集程序可以在时间tp(1)开始,在此时,Mz磁化强度10是在M(tp(1))这一级。这时,从NMR测井仪的发射器天线发射一些RF脉冲。这些RF脉冲转而产生作为对于该NMR测井仪的RF信号而出现的、自旋回波信号16。一个接收器天线(其可以用与所述发射器天线同样的线圈构成)接收自旋回波信号16并存储表明自旋回波信号16的数字信号。例如,自旋回波信号16的初始振幅表示诸如M(tp(1))那样级别的、在Mz磁化强度曲线10上的一个点。因此,通过进行具有不同极化时间的几次测量,可以导出在Mz磁化强度10曲线上的那些点,这样,可以确定对于特定地层的T1时间。
作为一个更特殊的例子,对于采集程序,一个典型的采集测井仪可基于CPMG(Carr-Purccll-Meiboom-Gill)脉冲序列发射一个脉冲系列。施加CPMG脉冲序列包括首先将一个脉冲发射进一个垂直于B0磁场的平面,所述这个脉冲将初始沿着B0磁场极化的磁场旋转了90°。随后是一系列等间隔的脉冲,它们的作用是保持在横向平面内的极化磁化强度。在两个脉冲之间,磁化强度重新汇聚,以便形成可以用同一天线测量的自旋回波信号16。因为热运动,在该脉冲序列期间,单独的氢原子核经受了稍微不同的磁环境,这一情况导致了磁化强度的不可逆的损失以及随后的连续回波振幅的减少。磁化强度的这一损失速率由“横向弛豫时间”(叫作T2)来表征,而且,图1中的衰减包络12描绘了磁化强度的这一损失速率。这可以叫作一个基于T2的实验。
弛豫时间可以用来估计井下地层的渗透率。用这种方法,充满水的孔隙(地层的)的磁共振弛豫时间正比于该孔隙的体积对表面的比值。大的表面对体积的比值表明在该孔隙空间或微孔部分中存在有粘土或矿物,该粘土和矿物都阻碍流体流动。因此,在磁共振弛豫时间和渗透率之间是有关系的。
从磁共振测井记录得到时间T2有一个不合适的问题。衰减时间谱的精度或分辨率严重地受到测量的信噪比的限制。相当经常的情况是磁共振测井记录在信号处理之前是深度叠加的,以便提高数据的信噪比。深度叠加通过相加或叠加相应的从不同的NMR测量所得到的自旋回波信号的振幅来提高信噪比(SNR)。例如,从第一个CPMG测量所得到的第十个自旋回波信号的振幅可以与从第二个CPMG测量所得到的第十个自旋回波信号的振幅组合。因为测井仪可能正在移动,CPMG测量是在不同深度进行的。
上述深度叠加通过因子
Figure A9912391100061
提高信噪比。这里,“N”代表在深度叠加中所组合的测量次数。有关深度叠加的一个问题是叠加降低了NMR测量的垂直分辨率。进一步,用来得到深度叠加测量结果的NMR测井仪可能在两次测量之间移动。这样,在薄层沙一页岩层序列中,对于沙和页岩层的测量结果可以叠加在一起,由此,使得难以区分来自一系列页岩的页岩沙和可高度延长的沙。有几种技术可用来估计地层的渗透率,而这些技术可包括使NMR信号适配一个模型函数,这是一种可能增加所导出的渗透率估计值中的统计误差的技术。例如,一种导出渗透率估计值的技术包括用一个求和来代表每一自旋回波信号的振幅,如下所述:
Figure A9912391100062
这里,“TE”代表回波间隔,而“Aj”代表具有弛豫时间T2j的那些分量的振幅。如图2所示出的那样,Aj系数的一个直方图17确定了T2的分布。如下所述,Aj系数可在两种不同的技术中用来导出渗透率的指示值。
在叫作Timur-Coates的技术中,采用一个束缚流体体积(BFV)截止时间(叫作T2CUTOFF)。用这种方法,可以对T2CUTOFF时间以下的极化时间的Aj系数求和,以便通过下述公式导出BFV:
Figure A9912391100063
这里,“jmax”相应于叫作T2CUTOFF的一个截止时间的T2的值。由所计算的BFV,可用下述公式来估计Timur-Coates渗透率(叫作KTC):这里,α,m和n都是可调节的参数,而“φ”代表由NMR数据的分析或一个独立的测量所得到的孔隙率。
用直方图17导出渗透率估计值的另一种方法是计算log(T2)时间的平均值,这常常叫作T2LM,由下述公式做如下说明:
Figure A9912391100071
由T2LM时间可如下导出渗透率的估计值:
       KSDR=α’φm’(T2LM)n’    (公式6)这里,α’、m’、和n’都是可调节的参数。
上述技术的一个缺点是一旦进行了NMR测量,就采用几个处理步骤(例10如,诸如用来导出弛豫时间分布的那些步骤)来导出渗透率的估计值。不幸的是,这些处理步骤都增加了所导出的渗透率的估计值的统计误差。
还可以从NMR数据导出渗透率的估计值而不用明显地调整NMR信号。例如,1990年6月12日授权的、名为“地层的NMR特性的钻孔测量及其解释”的、美国专利US4,933,638中公开了下述估计渗透率的技术。首先,15利用几个极化时间(tp1,tp2,…tpN)测量Mz磁化强度曲线的几个磁化强度级(叫作M(tp1),M(tp2),…M(tpN))。可用下述公式说明每一个M(tpi)磁化强度级:
Figure A9912391100072
这里,“i”代表从1到N的整数。其次,可用M(tpi)磁化强度级来导出粗略近似于Mz磁化强度曲线的分段直线图。可按下述公式计算分段直线图下面的面积(叫作A):由面积A,利用下述公式可以计算渗透率(叫作K):这里,“φi”代表独立测量的孔隙率,而“m”代表一个整数。然而,这种方法采用了基于测量结果的T1,这就比较耗时,由此,对于测井目的来说并不实用。进一步,公式9需要独立测量孔隙率φ,而φ并非必须得到的。
这样,就进一步需要一种技术着重解决上述一个或多个问题。
在本发明的一个实施例中,采用从样品中接收的自旋回波信号的一种方法包括对那些自旋回波信号的振幅指示值求和。利用求和的结果来确定该样品的渗透率的指示值,而无需在测定过程中使用弛豫时间的分布。
在本发明的另一个实施例中,采用从样品中接收的自旋回波信号的一种方法包括对那些自旋回波信号的振幅的指示值的乘积求和。利用求和的结果来确定该样品渗透率的指示值而无需在测定中使用弛豫时间的分布。
可以采用通过对回波振幅或回波振幅的乘积的指示值求和所导出的渗透率指示值来提供地层质量的定量指示,以便帮助确定潜在的储藏量。
由下面的说明、附图、以及权利要求书,本发明的一些优点和其它一些特征将会变得显而易见。
图1是说明现有技术的基于T1和基于T2的测量的示意图。
图2是现有技术的、指明T2分布的那些系数的直方图。
图3是说明按照本发明的一个实施例导出一个渗透率估计值的技术的流程图。
图4是来自NMR测量的自旋回波的示意图。
图5是说明渗透率与一些自旋回波的求和之间的关系的曲线图。
图6是NMR测量的测井记录的示意图,该NMR测量的测井记录表明自旋回波振幅的求和的噪声的不灵敏性。
图7是说明对于不同的自旋回波数目、按照本发明的一个实施例的渗透率的估计值曲线。
图8是说明不同的渗透率估算技术的NMR测量的测井记录的一幅图。
图9是本发明的一个实施例的绳索系统的示意图。
图10是本发明的一个实施例的一个随钻测井系统的示意图。
图11是要从所接收的RF信号得到自旋回波振幅的系统的方框图。
图12是图10的井下NMR测井仪的示意图。
参照图3,一种用来按照本发明导出渗透率的估计值的技术的实施例50包括进行核磁共振(NMR)测量(方框52),以便得到自旋回波振幅,例如,按照图形72衰减的自旋回波信号701、702、703、…70N(见图4)的振幅。如下所述,业已发现,通过对单个的回波序列的自旋回波振幅一起求和(方框54),所得到的求和值可以直接用作渗透率的估计值(方框56)。这样,作为这种安排的结果,导出渗透率的估计值就涉及到最少数量的处理步骤,并且并不涉及到确定弛豫时间的分布。因此,并不需要所测量的数据的非线性/线性反演。进一步,并不需要独立测量孔隙率,由此,就无需孔隙率测量仪。此外,上述技术产生高分辨率的渗透率的估计值,这是因为不用深度叠加。
更具体地说,可以通过下述公式来说明对由CPMG序列产生的那些自旋回波振幅求和(叫作p):
Figure A9912391100091
这里,“A(T2)dT2”代表含氢指数和弛豫时间在T2-dT2/2到T2-dT2/2之间的流体的体积分量的乘积;标记回波的指数“n”是一个从1到N(在CPMG序列中的回波数目)的整数;而“TE”代表以秒表示的回波间隔。在公式10中,“回波(n)”代表第n个自旋回波的振幅,并且“噪声(n)”代表在测量中的零平均随机附加噪声。P求和的随机部分可用“ζ”来标记,“ζ”是用下述公式来说明的一个分量:这样,利用这个记号,p求和可用另一种方法表达为:p的期待值是弛豫时间分布的一个加权整数。由下述表达式给出权重函数:w(T2/TE,N)≡[1-exp(-N TE/T2)]/[1-exp(-TF/T2)]exp(-TE/T2)≈T2/TE    (公式13)当TE<<T2<NTE时,在公式13的第二行上的近似是有效的。对于这种情况,p求和可用另一种方法表达为:
Figure A9912391100094
这里,“Φ”代表孔隙率,“HI”代表含氢指数。为简单起见,这里的讨论都是指单独的流体相。“<T2>”代表平均弛豫时间,这是一个与磁共振测井中通常使用的测井平均弛豫时间不同的一个时间。因为地层的渗透率是孔隙率Φ和平均弛豫时间<T2>这两者的递增函数,自旋回波振幅的p求和可直接用作渗透率的指示值。
如上所述,渗透率的指示值是孔隙率的递增函数。它还可以是充满水的碎屑地层中的体积和表面的比值的递增函数,这个体积和表面的比值与该地层的渗透率相关。增加粘土含量就减少p,而储层的质量越好,渗透率的指示值就越高。利用磁共振测井记录来估计渗透率的两种通常使用的方法都基于这些相关性,并且可用准确到一个数量级的大小。如图5所示,通过使p与对于作为对照的样品的标准渗透率的测量结果272相关,可以导出渗透率的定量估计值。利用下述经验关系从p导出定量估计值:
K=α”pb                                (公式15)这里,α”和b通过调整所测得的渗透率数据来确定。用这种方法,可校正回波振幅渗透率的估计值的求和,以便提供定量的渗透率的值。
已经用NMR测井仪器进行的那些测量表明回波中的噪声具有零平均值且互不相关,正如下述公式所说明的那样:
E[噪声(n)]=0,和                          (公式16)
E[噪声(n)噪声(m)]=σ2δmn               (公式17)这里,“E[x]”表示随机变量x的期待值(总体平均值)。P的变化为:Var[p]=Var[ζ]=Nσ2                         (公式18)而回波求和的信噪比(SNR)为:
SNR[p]=HIΦ<T2>/(TEN1/2σ)             (公式19)
对于绝大多数实际感兴趣的情况,回波求和p的精度基本上比一般基于孔隙率和弛豫情况这两者的测量所求得的标准NMR渗透率的估计值要高。通过图6的NMR测量测井记录280说明了这一改进的精度。测井记录280包括每一回波轨迹282的噪声,回波轨迹282示出了两个不同的曲线图288和290。下面的噪声曲线图(290)是由原始测井数据所导出的每一回波的噪声。上面的噪声曲线图(288)是由同一数据导出,但加入了综合零平均高斯噪声。然后处理两个数据组(也就是说,最初的原始数据和添加了噪声的原始数据),以便产生通常的渗透率的估计值和由自旋回波振幅的求和所导出的渗透率的估计值。测井记录280的轨迹284描绘了通过采用通常的渗透率计算所导出的曲线图292(相应于噪声曲线图288)和294(相应于噪声曲线图290)。另一测井记录280的轨迹286描绘了通过采用自旋回波振幅的求和的渗透率计算所导出的曲线图296(相应于噪声曲线图288)和298(相应于噪声曲线图290)。如所示出的那样,自旋回波振幅的求和技术对噪声不太灵敏。这样,这些结果表明从具有相同的信号衰减形式但具有不同的零平均高斯随机噪声的数据组导出的渗透率的估计值。而标准的渗透率的估计值(KSDR)显示了在两个数据组之间的显著的变化,这是由于不同的噪声分量的影响,利用自旋回波振幅技术的求和所确定的渗透率相对来说不受噪声的影响。
由于回波求和的高SNR,就无需对所获得的测井记录进行垂直平均,因此,就可能以测井仪的最高分辨率得到渗透率的估计值。例如,具有4英寸(in.)高的孔径的一个传感器在以大约1800ft/hr的垂直测井速度获得1000个回波期间可大约移动1.2英寸。对于这个例子,这1000个回波隔开0.2毫秒(ms)的间隔并且是在0.2秒中获得。垂直分辨率是传感器的孔和所移动的距离的求和,为5.2”。另一方面,如果平均弛豫时间短,例如,2毫秒,SNR[p]就比一个单独的回波的SNR小。一般来说,渗透率的指示值的SNR可随着该渗透率的指示值的减少而快速减少。
更具体地说,图7描绘了一些曲线200(曲线2001、2002,……200N作为例子),每一条曲线代表随对于HI·Φ的单一值的T2/TE变化的这些回波的一个求和。所选择的回波的数目从底下的曲线2001上升到顶上的曲线200N。虚线202描绘了T2/TE,即P求和的近似值。如示出的那样,对于大的T2的值,如图7所示出的那样,回波的求和在(HIΦN)处饱和。作为一个例子,对于N=100,对于1<T2/TE<100的情况,公式14中的近似关系成立。
图7的岩石物理学的含义是同样孔隙率和流体含量但不同渗透率的两种岩石对于大的T2值来说是不可区分的。这些大的T2值转而对应于大的渗透率的值。这样,通过对回波求和所得到的指示值就会有一个限值,而在CPMG序列中的回波数目越大,公式13中所用近似的有效范围就越宽。
为使公式13的近似关系成立,自旋回波振幅的求和应是T2的连续、单调函数并且是(HIΦ)的线性函数。这个关系决不会导致错误的方向。为使公式13近似关系成立,多孔岩石的弛豫时间T2随着孔的尺寸的增加而饱和。充满流体的多孔岩石的弛豫时间不可能超过受扩散影响的流体的整体的弛豫时间:
(1/T2)APPARENT=(1/T2)BULK+D(TEγG)2/12+ρS/V           (公式20)这里,“D”代表有效分子扩散系数,“G”代表磁场梯度,“ρ”代表表面弛豫性,“γ”代表旋磁比,而“S/V”表示一个孔的表面积和体积的比值。在公式20中忽略了对流体分子扩散的限制。随着渗透率的增加,S/V这一项越来越小,而最终,公式20的右边的前两项就起主要的作用。由于T2随着渗透率的增加被限制了上限,对于响应的高T2的值而饱和的生产率指数就没有显著的限制。
图8描绘了在试验矿井中用NMR测井仪所得到的测井记录250,该试验矿井具有由粗毛石块所制成的模拟地层。在右边的轨迹252描绘了两个不同的图268和270(上述生产率指数的),这两个图从两个连续的测井过程得到。在中间的轨迹254描绘了对于整个深度的一幅连续的孔隙率的图264,而不连续的图部分274描绘了从岩石中所取得的型芯塞的孔隙率。
左边的轨迹256包括一幅从上述本发明的渗透率的估计值所导出的图262以及由Timur-Coates渗透率计算所导出的一幅图260。如所示出的那样,这两种渗透率紧密相关。不过,图262的垂直分辨率显著地高于Timur-Coates渗透率的图260的垂直分辨率。
可推广上述导出渗透率的估计值的技术,正如下面的公式所说明的那样:
Figure A9912391100121
这里
Figure A9912391100122
Gi(n)=M(n)                        (公式23)
G0(n)=1                           (公式24)a和b是指数;i、j、k、m、n是整数;M(n)是第n个回波的振幅的测量值。因此,前述技术意味着a=b=1,m=1,j=0,以及k=0。
公式21的另一个例子是a=b=1,m=j=0,以及k=0。这代表回波振幅平方的求和。对于这种情况,以及其它一些关于回波的偶次幂求和的情况,校正了噪声分量。要解决这个问题,取(对于时间)连续的自旋回波振幅的乘积并加到总和中。这相应于公式21中a=b=1,m=j=1,以及k=1。
例如,回过来参照图4,不对每一个回波振幅的平方求和,而是采用两个自旋回波振幅的一个可调整的窗口。用这种方法,取窗口75中的自旋回波振幅701和702的乘积,而窗口75如参考标号75’所示滑动到包括自旋回波702和703的振幅。取自旋回波702和703的振幅的乘积并加到自旋回波701和702的振幅的乘积上。用这种技术并没有校正噪声。还可以用这种技术对升高到另一个偶次幂的自旋回波振幅求和。
在本申请的文件中,术语“自旋回波振幅”是指以下述方式形成的振幅:
回波(n)=I(n)cosθ+Q(n)sinθ                 (公式25)这里,I(n)是回波(n)的振幅的同相位分量,而Q(n)是回波(n)的振幅相移90度的分量。通常用下述公式来估计相位角θ:
Figure A9912391100131
因为Q(n)和I(n)都包含噪声以及信号分量,可得到0的情况的精度是有限的,不可逆地导致从调整了相位的数据所计算出的任何量中的某些统计误差。这一误差可通过对回波振幅的偶次幂求和来消除。例如,用来导出具有零相位误差和零平均噪声(即,无需噪声校正)的渗透率相关量的一种方法是计算下述和式:
Figure A9912391100132
还可计算回波振幅的偶次幂的另一种类似的求和,这种计算提供了零平均噪声和零相位误差。
在某些实施例中,可采用图11中所示出的一种系统100,以便导出I和Q分量。为了产生I分量,系统100可包括一个乘法器102,这个乘法器102从用于进行NMR测量的接收天线那里接收射频(RF)信号。乘法器102将该RF信号乘以cosωt,这里,“ω”代表RF信号的载波频率。通过低通滤波器(LPF)104接收所得到的信号。用模拟一数字转换器(ADC)106将LPF104的输出信号数字化,以便产生I分量。为了产生Q分量,系统100可包括一个乘法器110,这个乘法器110从接收天线接收RF信号并将该RF信号乘以sinωt。用LPF112接收所得到的信号。通过ADC114将LPF112的输出信号数字化,以便产生Q分量。作为一个例子,I和Q分量可存储在数据存储器108中直到被加以处理。
作为一些例子,在不同的实施例中,NMR测量仪可以是用绳索式测井仪62(如图9所示)或作为钻具组65的一部分的随钻测井(LWD)仪68(如图10所示)。作为一个例子,绳索式测井仪62可以发射表示NMR测量数据的信号给计算机300的信号,计算机300位于井的表面上。计算机300中存储了一个程序302可使得计算机300执行上述叠加计算,以便导出渗透率的估计值。
作为另一个例子,参照图12,在某些实施例中,LWD测井仪68可包括一个存储了一个程序(例如,程序302)的存储器326(作为LWD测井仪68的整机电路324的一部分)。这个程序可使得LWD测井仪68的处理器328如上述的那样导出渗透率的估计值。在LWD测井仪68的其它特征中,测井仪68可包括一个永磁体322,以便产生一个静磁场,并至少包括一个发射器/接收器线圈或者天线310。用这种方法,处理器328可以与天线310耦合,以便接收自旋回波信号。在一些实施例中,上述程序可使得处理器328对自旋回波信号的振幅的指示值求和,并利用该求和的值确定样品的渗透率的指示值,而不用在测定时采用弛豫时间的分布。在一些实施例中,上述程序可使得处理器328对自旋回波信号的振幅的指示值的乘积求和,并采用该求和的值来确定样品的渗透率的指示值,而不用在测定中采用弛豫时间的分布。整机电路324还可用于图11中所示的系统100中。LWD测井仪68只是一个例子,而并不打算使这个例子来限定权利要求书的范围。
尽管业已参照有限数量的实施例公开了本发明,本领域普通技术人员借助于公开的内容,将会作出众多的改进及其变型。打算使所附的权利要求书来覆盖所有这些改进和变型,使得这些改进和变型都属于本发明的构思和范围。

Claims (13)

1、一种用于从样品接收自旋回波信号的方法,该方法包括:
a)对自旋回波信号的振幅的指示值求和;以及
b)利用求和的结果来确定该样品的渗透率的指示值,无需在测定中采用弛豫时间的分布。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于步骤a)进一步包括对自旋回波信号的振幅的乘积求和的步骤。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于步骤b)进一步包括当确定样品的渗透率时,排除弛豫时间的自旋回波振幅的非线性反演的步骤。
4、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于步骤b)进一步包括当确定样品的渗透率时,排除弛豫时间的自旋回波振幅的线性反演的步骤。
5、如权利要求3到4所述的方法,其特征在于振幅的每一指示值包括升高了幂指数的一个振幅的指示值。
6、如权利要求5所述的方法,进一步包括用所测量的渗透率的数据校正所确定的渗透率的步骤。
7、一种核磁共振测量装置,这种装置包括:
a)至少一个天线用来从样品接收自旋回波信号;
b)一个与所述至少一个天线耦合的处理器;以及
c)一个存储有一个程序的存储器以便使得所述处理器:
    i)对自旋回波信号的振幅的指示值求和;以及
    ii)利用所述求和来确定所述样品的渗透率的指示值,而无需在测定
中采用弛豫时间的分布。
8、如权利要求7所述的装置,其特征在于所述程序进一步包括使所述处理器对自旋回波信号的振幅的指示值的乘积求和。
9、如权利要求7或8所述的装置,其特征在于所述处理器当确定上述样品的渗透率时排除弛豫时间的自旋回波振幅的非线性反演。
10、如权利要求7或8所述的装置,其特征在于所述处理器当确定上述样品的渗透率时,排除弛豫时间的自旋回波振幅的线性反演。
11、如权利要求9或10所述的装置,其特征在于每一振幅的指示值包括升高了幂指数的一个振幅的指示值。
12、如权利要求11所述的装置,其特征在于上述装置包括随钻测井仪。
13、如权利要求11所述的装置,其特征在于上述装置包括绳索式测井仪。
CNB991239113A 1998-10-02 1999-09-30 渗透率的估算方法及所用的核磁共振测井仪 Expired - Fee Related CN1213291C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10286398P 1998-10-02 1998-10-02
US60/102863 1998-10-02
US11492899P 1999-01-06 1999-01-06
US60/114928 1999-01-06
US09/397581 1999-09-16
US09/397,581 US6559639B2 (en) 1998-10-02 1999-09-16 Estimating permeability without determinating a distribution of relaxation times

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1255633A true CN1255633A (zh) 2000-06-07
CN1213291C CN1213291C (zh) 2005-08-03

Family

ID=27379428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB991239113A Expired - Fee Related CN1213291C (zh) 1998-10-02 1999-09-30 渗透率的估算方法及所用的核磁共振测井仪

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6559639B2 (zh)
CN (1) CN1213291C (zh)
AR (1) AR021851A1 (zh)
AU (1) AU741420B2 (zh)
CA (1) CA2283996C (zh)
GB (1) GB2343256B (zh)
NL (1) NL1013149C2 (zh)
NO (1) NO317464B1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104101562A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 中国石油天然气集团公司 一种确定储层渗透率的方法
CN104634804A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 中国石油天然气股份有限公司 一种利用核磁共振t2谱确定储层相对渗透率的方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6392409B1 (en) 2000-01-14 2002-05-21 Baker Hughes Incorporated Determination of T1 relaxation time from multiple wait time NMR logs acquired in the same or different logging passes
US6977499B2 (en) * 1999-02-09 2005-12-20 Baker Hughes Incorporated Formation-based interpretation of NMR data for carbonate reservoirs
GB2379046B (en) * 2001-08-24 2003-07-30 3Com Corp Storage disk failover and replacement system
US20050106346A1 (en) * 2002-03-04 2005-05-19 Kazuyuki Yamane Method of heat-treating packaged product and heat-treated packaged product
US7016026B2 (en) * 2002-04-10 2006-03-21 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for a downhole refractometer and attenuated reflectance spectrometer
US6838875B2 (en) * 2002-05-10 2005-01-04 Schlumberger Technology Corporation Processing NMR data in the presence of coherent ringing
US6833698B2 (en) * 2002-05-15 2004-12-21 Chevrontexaco U.S.A. Inc. Methods of decoupling diffusion effects from relaxation times to determine properties of porous media containing fluids
US6937014B2 (en) 2003-03-24 2005-08-30 Chevron U.S.A. Inc. Method for obtaining multi-dimensional proton density distributions from a system of nuclear spins
US7528600B2 (en) 2006-12-08 2009-05-05 Schlumberger Technology Corporation System and method for downhole time-of-flight sensing, remote NMR detection of fluid flow in rock formations
US20100015423A1 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Schaefer Suzanne E Polyamide structures for the packaging of moisture containing products
US8614573B2 (en) * 2009-09-23 2013-12-24 Schlumberger Technology Corporation Estimating porosity and fluid volume
US8970217B1 (en) 2010-04-14 2015-03-03 Hypres, Inc. System and method for noise reduction in magnetic resonance imaging
US9696250B2 (en) 2011-04-18 2017-07-04 Halliburton Energy Services, Inc. Relaxivity-insensitive measurement of formation permeability
CA2914969A1 (en) * 2013-06-30 2015-01-08 Schlumberger Canada Limited Semi-analytic inversion method for nuclear magnetic resonance (nmr) signal processing
US9851315B2 (en) 2014-12-11 2017-12-26 Chevron U.S.A. Inc. Methods for quantitative characterization of asphaltenes in solutions using two-dimensional low-field NMR measurement
US10061053B2 (en) * 2015-04-30 2018-08-28 Baker Hughes, A Ge Company, Llc NMR T2 distribution from simultaneous T1 and T2 inversions for geologic applications
US10634746B2 (en) 2016-03-29 2020-04-28 Chevron U.S.A. Inc. NMR measured pore fluid phase behavior measurements
CN105866160B (zh) * 2016-06-16 2017-09-01 中国石油大学(华东) 一种基于纵波约束的核磁共振t2截止值计算方法
CN111122417B (zh) * 2020-02-22 2022-06-21 太原理工大学 一种测定含瓦斯煤开闭孔总体积膨胀率的装置及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4412179A (en) 1981-04-15 1983-10-25 Chevron Research Company Computer-controlled, portable pulsed NMR instrument and method of use wherein the times of RF interrogation are distributed over at least a cycle at the nuclear magnetization precessional frequency
US4728892A (en) 1985-08-13 1988-03-01 Shell Oil Company NMR imaging of materials
US4933638A (en) 1986-08-27 1990-06-12 Schlumber Technology Corp. Borehole measurement of NMR characteristics of earth formations, and interpretations thereof
US5055787A (en) 1986-08-27 1991-10-08 Schlumberger Technology Corporation Borehole measurement of NMR characteristics of earth formations
CA2119785A1 (en) 1991-05-16 1992-11-26 Georges R. Coates Nuclear magnetic resonance detection of geologic structures
US5289124A (en) 1991-09-20 1994-02-22 Exxon Research And Engineering Company Permeability determination from NMR relaxation measurements for fluids in porous media
US5387865A (en) 1991-09-20 1995-02-07 Exxon Research And Engineering Company Permeability determination from NMR relaxation measurements for fluids in porous media
US5596274A (en) 1992-12-31 1997-01-21 Schlumberger Technology Corporation Determining bound and unbound fluid volumes using nuclear magnetic resonance pulse sequences
AU7484694A (en) 1993-08-13 1995-03-14 Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services, The Method for magnetic resonance spectroscopic imaging with multiple spin-echoes
DZ1936A1 (fr) 1994-10-20 2002-02-17 Shell Int Research Diagraphie par résonance magnetique nucleaire du gaz naturel dns des réservoirs.
FR2729228A1 (fr) 1995-01-10 1996-07-12 Commissariat Energie Atomique Procede de determination de la porosite et de la permeabilite de formations geologiques et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
US6008645A (en) * 1997-03-11 1999-12-28 Conoco Inc. Prediction of permeability from capillary pressure curves derived from nuclear magnetic resonance pore size distributions
US6147489A (en) * 1997-04-09 2000-11-14 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring total nuclear magnetic resonance porosity

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104101562A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 中国石油天然气集团公司 一种确定储层渗透率的方法
CN104634804A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 中国石油天然气股份有限公司 一种利用核磁共振t2谱确定储层相对渗透率的方法
CN104634804B (zh) * 2013-11-08 2016-10-26 中国石油天然气股份有限公司 一种利用核磁共振t2谱确定储层相对渗透率的方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU741420B2 (en) 2001-11-29
AU5015099A (en) 2000-04-06
NO994790L (no) 2000-04-03
NO317464B1 (no) 2004-11-01
GB2343256B (en) 2000-12-20
NO994790D0 (no) 1999-10-01
CA2283996C (en) 2004-11-02
NL1013149C2 (nl) 2000-05-30
AR021851A1 (es) 2002-08-07
US20030011366A1 (en) 2003-01-16
NL1013149A1 (nl) 2000-04-04
CA2283996A1 (en) 2000-04-02
GB2343256A (en) 2000-05-03
US6559639B2 (en) 2003-05-06
GB9922401D0 (en) 1999-11-24
CN1213291C (zh) 2005-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1213291C (zh) 渗透率的估算方法及所用的核磁共振测井仪
US6392409B1 (en) Determination of T1 relaxation time from multiple wait time NMR logs acquired in the same or different logging passes
CN1272640C (zh) 采用井筒核磁共振测量来确定油层的湿润性
US7199580B2 (en) System and methods for T1-based logging
US6140817A (en) Magnetic resonance well logging method and apparatus
US6859034B2 (en) Time-domain data integration of multiple gradient, multiple TE echo trains
US6531868B2 (en) System and methods for formation evaluation while drilling
CA2272968C (en) Method for obtaining nmr bound fluid volume using partial polarization
US6023163A (en) Well logging method and apparatus for determining gas and diffusion coefficient using NMR
CN101363315B (zh) 定量化薄层地层的电阻率和含烃饱和度的方法
CN1253294A (zh) 用于计算自旋-自旋驰豫时间分布的设备和方法
US6600315B1 (en) Method for improving resolution of nuclear magnetic resonance measurements by combining low resolution high accuracy measurements with high resolution low accuracy measurements
US20050231198A1 (en) Use of measurements made in one echo train to correct ringing in second to avoid use of phase alternated pair in the second
CN1122858C (zh) 油藏中天然气的核磁共振测井法
EP1397705A2 (en) System and methods for nmr signal processing without phase alternated pair stacking
CN112363226A (zh) 一种非常规油气有利区地球物理预测方法
US20020163334A1 (en) NMR logging using time-domain averaging
US6522138B2 (en) Resolution enhancement for sequential phase alternated pair nuclear magnetic resonance measurements
WO2002088775A1 (en) Estimation of transversal motion of the nmr tool during logging
Hassane Nuclear magnetic resonance and its applications for reservoir characterization
CN1235237A (zh) 用来确定表观t1/t2比,总孔隙度和边界流孔隙度的双等待时间nmr处理
Sun et al. The impact of T1/T2 ratio on porosity estimation
Salvignol-Bellando et al. The Use Of Nmr Logging For Gas Reservoir Characterisation In A North Sea Play With Complex And Variable Rock Properties
ITMI992039A1 (it) Procedimento ed apparecchiatura di misurazione a risonanza magnetica nucleare in particoalre per valutazione della permeabilita&#39;
Flaum et al. Bound Fluid Estimates

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050803

Termination date: 20110930