NO342861B1

NO342861B1 - Datainnsamling og prosessering for invasjonsprofil og gass-sone analyse med NMR dobbel eller multippel interekko avstandstidslogger

Info

Publication number: NO342861B1
Application number: NO20110533A
Authority: NO
Inventors: Songhua Chen; Wei Shao
Original assignee: Baker Hughes A Ge Co Llc
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2018-08-20
Also published as: US8131469B2; BRPI0920711B1; US20100088033A1; GB201106257D0; NO20110533A1; WO2010039914A2; GB2476607A; WO2010039914A3; BRPI0920711A2; GB2476607B

Abstract

Det blir beskrevet en fremgangsmåte for å fremskaffe en parameter av interesse, relatert til en grunnformasjon, hvor fremgangsmåten innbefatter: å fremskaffe kjememagnetiske resonansdata (NMR-data) fra et NMR-verktøy som undersøker grunnformasjonen med et antall pulssekvenser med radiofrekvent energi, der hver pulssekvens har en unik frekvens, et første tog med pulser som har en første interekkotid (TE1) og et annet tog med pulser som har en annen interekkotid (TE2) som er forskjellig fra den første interekkotiden; å relatere NMRdataene til en partiell porøsitet ved punkter for å opprette en NMR-responsmodell; å løse NMR- responsmodellen for å beregne den partielle porøsiteten ved hvert av punktene i grunnformasjonen; å summere den partielle porøsiteten for hvert av punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde, for å tilveiebringe et porevolum; og å tilordne hvert porevolum til den tilsvarende undersøkelsesdybden for å tilveiebringe parameteren av interesse.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Teknisk område

[0001] Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en kjernemagnetisk resonansanordning (NMR-anordning) for bruk i brønnhull, fremgangsmåter for dataprosessering og tolkning for evaluering av en karakteristikk i et område, og spesielt for å detektere og kvantifisere en grunnformasjon som inneholder lette hydrokarboner, i et undergrunnsområde.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0002] Leting etter og produksjon av hydrokarboner krever generelt at et borehull må bores inn i en grunnformasjon. Borehullet gir tilgang til grunnformasjonen for å utføre målinger relatert til en egenskap ved formasjonen. Mange kabelverktøy og verktøy for logging-under-boring (LWD) undersøker formasjonen i det grunne område med radiale dybder som omgir borehullet. Informasjonen som er innsamlet ved hjelp av disse verktøyene i de grunne radiale undersøkelsesdybdene er ofte forurenset ved invasjon av borevæske, også kjent som slamfiltrat-invasjon. For nøyaktig å kvantifisere hydrokarbonmetning og forutsi flerfasestrømning i grunnformasjonen, er petrofysikere interessert i å bestemme hydrokarbon- og invaderende filtratvæskevolumer og -metninger som en funksjon av radial dybde. Variasjonen av slamfiltratmetning er ofte mer uttalt i gassreservoarer på grunn av den lette mobiliteten for gass. Det blir antatt at slamfiltratinvasjon kan variere innenfor noen få tommer i den invaderte sonen. US 2006/0290350 A1 beskriver en metode og et apparat for reservoarfluidkarakterisering ved NMR-logging.

[0003] I den tidligere kjente teknikk, har tre løsninger vanligvis blitt brukt til å detektere invasjonsvariasjoner og generere en invasjonsprofil. Invasjonsprofilen er en korrelasjon av dybde til invasjonsmengde. Den første løsningen sammenligner densitetsporøsitet med tilsynelatende NMR-porøsitet svarende til invasjonsdybde (og dermed frekvens). Den første løsningen krever kunnskap om matriksdensitet. Siden densitetsporøsitet ikke har noen veldefinert invasjonsdybde, kan videre tilsynelatende NMR-porøsitet bare avspeile den relative variasjonen av gassmetning i den invaderte sonen, ikke den absolutte gassmetningen i sonen. Den andre løsningen anvender en lineær begrensning på samtidig invertering av alle frekvensdata som er fremskaffet fra NMR-målinger. Den andre løsningen virker bare hvis invasjonsvariasjonen er konsistent med begrensningen, men vil være mindre effektiv for det tilfelle hvor gass fylles på i den invaderte sonen lenge etter at slamkaken bygges opp. En uavhengig målt gassmetningsprofil er ønsket. Den tredje løsningen krever NMR T2-fordelingslogger svarende til et antall undersøkelsesdybder og observerer forskjellene mellom loggene.

[0004] Tre løsninger som benytter NMR blir vanligvis også brukt til å detektere gass. Den første løsningen er basert på T1-kontrast mellom en langsomt relakserende gass og en hurtig relakserende væske. Den første løsningen er mindre effektiv for gass-soner som har vann i meget store porer og/eller som inneholder lettolje eller oljebasert slamfiltrat (OBMF). Den andre løsningen er basert på T1/T2app-kontrast, hvor tilsynelatende T2-relaksasjonstid, T2app, er redusert fra intrinsikk T2-relaksjonstid, T2intr, på grunn av diffusjonseffekt som forårsaker ytterligere diffusjonsindusert svekning i et magnetisk gradientmiljø. Siden diffusiviteten til gass er meget høyere enn for den flytende hydrokarbonfasen og vann, er forholdet for gass meget større enn det for væskene. Den tredje løsningen er basert på en hydrogenindeks-effekt.

[0005] De fremgangsmåtene for gassdeteksjon som er basert på T1eller T1/T2appkrever vanligvis lang datainnsamlingstid for oppbygning av NMR-signaler ved flere polariseringstrinn. Sammenlignet med CPMG-T2-måling er T1en ineffektiv fremgangsmåte uttrykt ved mengden med data i en tidsenhet. Vanligvis må følgelig loggehastigheten reduseres for T1-loggen. T1-logging er følgelig nyttigere ved LWD enn i kabellogging. For å øke loggehastigheten, blir et multifrekvent NMR-verktøy brukt slik at i NMR-verktøyets ventetid for å polarisere protoner i undersøkelsessonen tilbake til den fullstendige polariseringstilstanden, kan NMR-verktøyet samle inn data ved forskjellige frekvenser, noe som svarer til forskjellige undersøkelsesdybder. Ved å fordele forskjellige ventetider blant disse frekvensene, kan man med hell innhente mange polariseringstrinn blant de forskjellige frekvensene og så behandle dataene sammen som om dataene var blitt fremskaffet fra den samme polariseringsoppbyggingen. Denne siste prosessen utelukker betydelige variasjoner av formasjonsegenskaper eller i en invasjonssone. For et forholdsvis smalt område av invasjonsdybder og for fluider med lav mobilitet, kan variasjonen av invasjon være ubetydelig. Noen ganger kan den meget mobile gassen forårsake en liten variasjon av invasjonen innenfor noen få tommer.

[0006] I motsetning til T2-målinger, tilveiebringer T1-loggedata den intrinsikke relaksasjonstiden på grunn av diffusjonsindusert dempning,

<(1)>

bare påvirker T1-målingene. For å redusere diffusjonseffekten på T2-målinger, må man redusere G · TE, som er underkastet begrensninger i NMR-verktøyet.

[0007] Det er følgelig behov for teknikker for innsamling av NMR-data på en effektiv måte og likevel tilveiebringe en relaksasjonstid som er i nærheten av den intrinsikke relaksasjonstiden.

KORT OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

[0008] Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. Det blir beskrevet en fremgangsmåte for å fremskaffe en parameter av interesse relatert til en grunnformasjon, hvor fremgangsmåten innbefatter: å fremskaffe kjernemagnetiske datasekvenser (NMR-datasekvenser) med radiofrekvent energi, der hver pulssekvens har en unik frekvens, hvor et første tog med pulser har en første interekkotid (TE1) og en annen av pulsene har en annen inter-ekkotid (TE2) som er forskjellig fra den første inter-ekkotiden; å relatere NMR-dataene til en partial porøsitet ved punkter (i,j) relater til en første transversal tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE1,i) fremskaffet med (TE1) og en annen transversal tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE2,j) fremskaffet med (TE2) for å etablere en NMR-responsmodell; å løse NMR-responsmodellen for å beregne minst én av den partielle porøsiteten og et fluidfylt porevolum ved hvert av punktene i undergrunnsformasjonen; å summere i det minste én av den partielle porøsiteten og det fluidfylte porevolumet for hvert av punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde, for å tilveiebringe minst én av et porevolum og et totalt fluidfylt porevolum, og å tilordne i det minste én av hvert porevolum og hvert totalt fluidfylt porevolum med den tilsvarende undersøkelsesdybden for å tilveiebringe parameteren av interesse.

[0009] Det blir også beskrevet en anordning for å fremskaffe en parameter av interesse relatert til en grunnformasjon, hvor anordningen innbefatter: et prosesse ringssystem innrettet for å implementere følgende instruksjoner: å fremskaffe kjernemagnetiske resonansdata (NMR-data) fra et NMR-verktøy som undersøker grunnformasjonen med et antall pulssekvenser av elektromagnetisk energi, der hver pulssekvens har en unik frekvens, og et første tog av pulser med en første inter-ekkotid (TE1) og et annet tog med pulser som har en annen inter-ekkotid (TE2) forskjellig fra den første inter-ekkotiden, hvor verktøyet etablerer en magnetisk feltgradient i grunnformasjonen der en undersøkelsesdybde svarer til hver frekvens og den magnetiske feltgradienten; å relatere NMR-dataene til en partiell porøsitet ved punkter (i,j) relatert til en første transversal tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE1,i) fremskaffet med (TE1) og en annen transversal, tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE2,j) fremskaffet med (TE2) for å etablere en NMR-responsmodell; å løse NMR-responsmodellen for å beregne i det minste én av partiell porøsitet og et fluidfylt porevolum ved hvert av punktene i grunnformasjonen; å summere i det minste én av den partielle porøsiteten og det fluidfylte porevolumet for hvert av punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde for å tilveiebringe minst én av et porevolum og et fullstendig fluidfylt porevolum; og å tilordne minst én av hvert porevolum og hvert fullstendig fluidfylt porevolum til den tilsvarende undersøkelsesdybden for å frembringe parameteren av interesse.

[0010] Videre blir det beskrevet et datamaskin-programprodukt lagret på maskinlesbare media som har maskinutførbare instruksjoner for å fremskaffe en parameter av interesse relatert til en grunnformasjon, ved å implementere en fremgangsmåte som innbefatter: å fremskaffe kjernemagnetiske resonansdata (NMR-data) fra et NMR-verktøy som undersøker grunnformasjonen med et antall pulssekvenser av elektromagnetisk energi, der hver pulssekvens har en unik frekvens, og et første tog av pulser med en første inter-ekkotid (TE1) og et annet tog med pulser som har en annen inter-ekkotid (TE2) som er forskjellig fra den første inter-ekkotiden, hvor verktøyet etablerer en magnetisk feltgradient i grunnformasjonen der en undersøkelsesdybde svarer til hver frekvens og hver magnetisk feltgradient; å relatere NMR-dataene til en partiell porøsitet ved punkter (i,j) relatert til en første transversal, tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE1,i) fremskaffet med (TE1) og en annen transversal, tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE2,j) fremskaffet med (TE2) for å etablere en NMR-responsmodell; å løse NMR-responsmodellen for å beregne i det minste én av den partielle porøsiteten og et fluidfylt porevolum ved hvert av punktene i grunnformasjonen; å summere i det minste én av den partielle porøsiteten og det fluidfylte porevolumet for hvert av punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde for å tilveiebringe i det minste én av et porevolum og et fullstendig fluidfylt porevolum; og å tilordne i det minste én av hvert porevolum og hvert fullstendig fluidfylt porevolum til den tilsvarende undersøkelsesdybden for å frembringe parameteren av interesse.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0011] Det innholdet som er ansett som oppfinnelsen, er spesielt utpekt og tydelig angitt i patentkravene ved slutten av fremstillingen. De foregående og andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen fremgår tydelig av den følgende detaljerte beskrivelse tatt i forbindelse med de vedføyde tegningene hvor like elementer er nummeret likt, og hvor:

Fig. 1 illustrerer et eksempel på en utførelsesform av et loggeverktøy anordnet i et borehull som trenger inn i jorden;

Fig. 2 illustrerer et eksempel på en plotting av transversal relaksasjonstid T2for en første inter-ekkotid som funksjon av T2for en annen inter-ekkotid for et første sett med parametere;

Fig. 3 illustrerer et annet eksempel på en plotting av T2for å en første interekkotid som funksjon av T2for en annen inter-ekkotid for et annet sett med parametere;

Fig. 4 illustrerer et annet eksempel på en plotting av T2for å en første interekkotid som funksjon av T2for en annen inter-ekkotid for et tredje sett med parametere;

Fig. 5 illustrerer et diagram over løsningsbegrensninger for løsning av T2apparent for den første inter-ekkotiden og T2apparent for den andre inter-ekkotiden;

Fig. 6 illustrerer et eksempel på en utførelsesform av et parameterrom for fordelingsmønstre for gass og væske i et r/ θ-plan;

Fig. 7 illustrerer en rekke med seks pulstog brukt for innsamling av NMR-data; Fig. 8 skisserer gruppering av alle NMR-dataene sammen for behandling; Fig. 9 skisserer gruppering av NMR-dataene sammen i grupper som bruker to tilstøtende frekvenser; og

Fig. 10 presenterer et eksempel på en fremgangsmåte for å bestemme en parameter av interesse relatert til et område av interesse i en undergrunnsformasjon.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0012] Det er beskrevet utførelsesformer av teknikker for effektiv innsamling av data fra et kjernemagnetisk resonansverktøy (NMR-verktøy) under frembringelse av en relaksasjonstid ganske nær den intrinsikke relaksasjonstiden. Teknikkene, som innbefatter en anordning og en fremgangsmåte, krever endring av NMR-data fra en formasjon som undersøkes ved å bruke minst to forskjellige inter-ekkotider (TE). Den første TE er liten, slik som 3 millisekunder (ms). Den tilsvarende fordelingen av transversale relaksasjonstider T2er hovedsakelig nær den intrinsikke relaksasjonstiden for fluider som har langsom diffusjon. Den annen TE er betydelig større enn den første TE. Verdien av den annen TE kan variere for forskjellige fluider og forskjellige NMR-verktøy. MREX<SM>-verktøyet som er tilgjengelig fra Baker Hughes Corporation of Houston, Texas, er et eksempel på et NMR-verktøy som kan brukes til å samle inn NMR ved bruk av de teknikker som diskuteres her. For gassdeteksjon ved bruk av MREX-verktøyet kan den annen TE være valgt til å være 1,0 ms. Dette tallet (1,0 ms) kan selvsagt endres om nødvendig, avhengig av verktøyet og det mediet som skal detekteres. De to TE-tidene kan utvides til flere enn to, og de doble eller multiple TE-innsamlingselementene kan være integrert i den objektivorienterte loggesekvensen som er beskrevet i US-patent nr.6,972,564 til Chen og Edwards.

[0013] Selv om det generelt ikke er nødvendig å velge de samme TE-par for forskjellig frekvens i en multifrekvens datainnsamlingsmetode for deteksjon av invasjonsprofil, gjør repetisjon av de samme TE-parene for alle frekvenser det lettere å sammenligne resultatene som er innsamlet fra forskjellige frekvenser.

[0014] NMR-verktøyer kan utføre NMR-målinger ved forskjellige avstander inn i formasjonen basert på en intensitet for en magnetisk feltgradient som påtrykkes formasjonen, og en frekvens som brukes til sekvenser av pulser av elektromagnetisk energi, som på dette område kalles Carr-Purcell-Meiboom-Gill-målesekvensene for spinnekko (dvs. CPMG-sekvensene). Pulsene av elektromagnetisk energi er generelt i det radiofrekvente område. Den avstand som brukes for en NMR-måling blir referert til som "undersøkelsesdybde". Undersøkelsesdybden blir vanligvis målt fra et borehull som NMR-verktøyet er plassert i, til en avstand inn i formasjonen.

[0015] En responsmodell kan etableres vedrørende NMR-dataene, som er en respons fra NMR-verktøyet, til forskjellige NMR-datainnsamlingsparametere, slik som to forskjellige inter-ekkotider og en egenskap ved grunnformasjonen, slik som porøsitet. Invertering blir så utført på responsmodellen for å bestemme porøsiteten ved punkter i grunnformasjonen. Ved å summere porøsiteten ved de punktene som er tilknyttet en spesiell undersøkelsesdybde, kan et totalt porevolum beregnes for den spesifikke undersøkelsesdybden. Det totale porevolumet kan videre inndeles i gassholdig porevolum og væskeholdig (dvs. filtrat, vann, osv.) porevolum som bestemt fra NMR-målingene. Hvert filtratporevolum kan plottes mot en tilhørende undersøkelsesdybde for å frembringe en filtratinvasjonsprofil. På den annen side, kan endringer i porevolum langs borehullsdybden brukes som en indikasjon på en grense mellom lag i formasjonen.

[0016] Visse definisjoner kan hensiktsmessig presenteres. Uttrykket "inter-ekkotid" er relatert til tiden mellom to påfølgende ekko. Uttrykket "ventetid" (TW) er relatert til den tiden som er tildelt for innretting av protoner med den påtrykte magnetiske feltstyrken under en NMR-måling. Uttrykket "longitudinal relaksasjonstid" (T1) er relatert til en tidskonstant som beskriver hydrogenatomer under en NMR-måling etter hvert som de taper energi og innrettes med en påtrykt magnetisk feltgradient. Uttrykket "transversal relaksasjonstid" (T2) er relatert til en tidskonstant som beskriver protoner som taper koherent energi under en NMR-måling. "T2,app" representerer tilsynelatende transversal relaksasjonstid. "T2,diff" representerer transversal relaksasjonstid som skyldes diffusjonsindusert dempning under en magnetisk feltgradient. "T2,int" representerer intrinsikk transversal relaksasjonstid. "R" representerer forholdet T1/T2,int.

[0017] Det vises til fig.1, hvor et brønnloggingsverktøy 10 er vist anordnet i et borehull 2. Borehullet 2 er boret gjennom jorden 3 og trenger inn i en formasjon 4 som innbefatter forskjellige formasjonslag 4A-4E (og grenser mellom lagene). I utførelsesformen på fig.1, blir loggeinstrumenter 10 senket ned i og trukket opp fra borehullet 2 ved bruk av en armert elektrisk kabel 5 eller en lignende transportanordning som er kjent på området. I andre utførelsesformer kan loggeverktøyet 10 utføre målinger kalt "logging-under-boring" (LWD) under boreoperasjoner eller under en midlertidig stans.

[0018] Loggeverktøyet 10, som er vist på fig.1, er innrettet for å utføre NMR-målinger av formasjonen 4. For å utføre NMR-målingene, og samle inn NMR-dataene, innbefatter loggeinstrumentet 10 NMR-komponenter som kjent på området. Ikke begrensende eksempler på NMR-komponentene innbefatter en antenne, en sender, en mottaker og en magnet. I utførelsesformen på fig. 1 , innbefatter loggeverktøyet 10 en elektronisk enhet 8. Den elektroniske enheten kan være innrettet for å overføre NMR-dataene fra loggeverktøyet 10 til et behandlingssystem 9 på jordoverflaten 3 ved å bruke den elektriske kabelen 5 eller et telemetrisystem for LWD-anvendelser. For LWD-anvendelser kan NMR-dataene i tillegg lagres i den elektroniske enheten 8 for senere opphenting når loggeinstrumentet 10 blir fjernet fra borehullet 2.

[0019] Borehullet 2 innbefatter vanligvis materialer som kan finnes ved oljeutvinning, innbefattende en blanding av væsker slik som vann, borevæske, slam, olje, gass og formasjonsfluider som stammer fra de forskjellige formasjonene.

[0020] I en foretrukket implementering, innbefatter datainnsamlingssekvensen små tog ved 0,3 ms, og de lange ekkotogene er henholdsvis TE = 0,3 ms og 1 ,0 ms med ekkolengde på 800 ms. (I andre utførelsesformer kan andre inter-ekkotider og ekkolengder brukes). Den samme kombinasjonen blir gjentatt for hver frekvens. Små tog med disse parameterne blir generelt brukt til å detektere leirbundet vann (CBW).

[0021] En variant av fremgangsmåten for datainnsamling innbefatter bruk av to frekvenser til å fremskaffe multiple TW-data, og de gjenværende frekvensene innhenter doble TE-data som beskrevet ovenfor. De skal derfor ha både T1/T2,app-forholdet og T2,app(0,3)/T2,app(1,0)-forholdet.

[0022] Tolkning av egenskaper ved gass fra data fremskaffet ved bruk av de to forskjellige TE-tidene blir så diskutert. I en betydelig stor magnetisk feltgradient, slik som det i MREX-verktøyet, blir den tilsynelatende T2dominert av diffusjonsindusert dempning, slik at hvis vi velger henholdsvis TE=0,3 ms og 1 ,0 ms, er forholdet til T2 apptilnærmet lik

Siden Τ2,aρρfor gass blir dominert av den diffusjonsinduserte dempningen, er dette forholdet ikke avhengig av temperatur eller trykk, og er også uavhengig av intern gradient. Den virker videre for en blanding av hydrokarbongasser. Fordi både metan og etan har store diffusjonskoeffisienter, blirf.eks. også blandinger som innbefatter metan eller etan også dominert av diffusjonsdempning. Dette trekket er illustrert på figurene 2-4, hvor visningsverdiene T2for både 100% CH4og 90% CH4+ 10% C2H6-gasser er vist på disse plottingene.

[0023] T2 app(TE=0,3 ms)-verdien for gass er avhengig av den magnetiske gradienten og frekvensområdet til MREX-instrumentet, og verdien er vanligvis i området omkring 100-600 ms. En linje er trukket som skjærer ved koordinatene (100, 10) og (10000, 1000). Det kan ses at gass-symboler alle er på et segment av linjen hvor verken olje eller vann er nær vedkommende segment.

[0024] Sammenlignet med fremgangsmåten som benytter T1/ T2 app-forholdet som er avhengig av frekvens og intern gradient, er tolkningen enklere med

og generelt, sa lenge TE ikke er sa liten at T2 appfor gass ikke

lenger domineres av T2diff, kan vi generalisere til andre TE-verdier og forholdet blir

[0025] Fordi det forholdet som er beskrevet i ligning (2), er frekvensuavhengig, kan vi forbedre signal/støy-forholdet og redusere ytterligere den vertikale stakkingen, hvis informasjonsprofilen blir bestemt ikke å være uviktig i en formasjon av interesse.

[0026] I en annen utførelsesform, blir data innsamlet med individuelle frekvenser behandlet separat for å bestemme den tilsynelatende porøsiteten og gassmetningen. Disse resultatene er videre plottet uttrykt ved invasjonsdybde (DOI) for å vise invasjonsprofilen.

[0027] I nok en annen utførelsesform, blir de forskjellige frekvensdataene plottet på samme figur (se figurene 1-3 og de tilsvarende figurtekstene for forklaringen) uten stakking, kan det være nyttig å identifisere gass ved å observere at gassporøsiteten er på (100,0) til (0, 1000)-linjen.

[0028] Aspekter ved en fremgangsmåte for behandling av data, blir så presentert i tre deler - del (A), del (B) og del (C).

[0029] Del (a) - beskrivelse av dobbel tilsynelatende T2-modell:

[0030] En utførelsesform av fremgangsmåtene for databehandling er å bruke en ekkodempningsmodell som innbefatter både den intrinsikke T2og diffusiviteten D.

Effekten av diffusivitet i et magnetisk gradientfelt gir et ytterligere dempningsledd til den intrinsikke transversale relaksasjonsdempningen, noe som resulterer i at den målte tilsynelatende transversale relaksasjonstiden, T2,app, blir som vist i følgende ligning:

[0031] For data innsamlet ved to forskjellige TE-verdier:

hvor T2app TE1er den tilsynelatende T2med TE1 og gradient lik G-i, og T2app TE2er den

tilsynelatende T2med TE2og gradient G2, og γ er det gyromagnetiske forholdet.

[0032] Fra ligningene (5) og (6) kan fluidegenskapene D og T2intuttrykkes med den målte, tilsynelatende Τ2,aρρfor dobbelte TE-innsamlingsdata, verktøyets 10 innsamlingsparameter G, datainnsamlingsparameteren TE, og diffusiviteten, ved:

og det intrinsikke relaksasjonsleddet, ved:

342861

11

bare er avhengig av verktøyet 10 og datainnsamlingsparameterne.

[0033] Ved å bruke det som er beskrevet ovenfor, uttrykker vi NMR-responsen ved hjelp av den tilsynelatende T2app,TEden tilsynelatende T2apP,TE2, og en partiell porøsitet Pi,j som svarer til den i. T2app TEiJ, og den j. T2app TE2 j, (dvs. punkter i T2app,TE1og T2app,TE2-parameterrommet):

[0034] Anvendelse av den ikke-negativitets-konstanten for relaksasjonshastigheten 1

> 0, hvor

2,int

[0035] Ved å kombinere ligningene (11 ) og (12), blir følgende oppnådd:

[0036] Del (b) - parameter/rom-transformasjon:

342861

12

[0037] Den ulikheten som er presentert i ligning (13), indikerer at NMR-responsene er

,

begrenset til et trekantformet område definert ved

T2 app TEog T2 app TE2-parameterrom, som illustrert på fig. 4. Det skraverte område er det mer hensiktsmessig å beskrive i polarkoordinat-systemet, som gjør det enklere å fastsette inverteringsparameterne. For dette formål blir T2 app TE1- og T2,app,TE-para2meterrom konvertert til det polare (r,0)-koordinatsystemet som følger:

[0038] I polarkoordinat-systemet, kan ekkotog-forsinkelsen beskrives uttrykt ved (r,0):

[0040] Inverteringsprosessen blir ustabil nær de to grensene. Problemet kan løses ved å tilordne θ-verdien til et uendelig rom med følgende:

[0041] Del (c) - anvendelse av begrensninger på databehandlingsprosessen:

[0042] I (r, θ)-parameterrommet kan det identifiseres områder hvor ingen fluider kan være tilstede. Ved å gjøre dette, kan nøyaktigheten av inverteringsprosessen økes.

[0043] Anta for eksempel, at det intrinsikke T2-området for gassen er mellom

2 sekunder og 8 sekunder og at diffusivitetsområdet for gassen er mellom

8x10<-9>m<2>/s til 10x10<-7>m<2>/s, så kan den maksimale θ for gassen og den minimale og maksimale r for gassen estimeres. Gassfludet kan være avgrenset av disse estimatene.

[0044] Anta at for vann og olje er den maks

θ ert av den

maksimale diffusiviteten. (r, θ)-kurven er

2i

imaE 21siviteten for vann omkring 0,5x10<-8>m<2>/s, da vil vann og olje være avgrenset av en (r, )-kurve defin -forholdet med den maksimale

diffusiviteten.

[0045] Alle andre områder kan derfor betra2kaapptpep T Tle diffu

sE som usannsynlige steder for å påtreffe fluider. Disse områdene kan dermed ekskluderes fra inverteringsprosessen.

[0046] Fig.7 illustrerer en rekke med sekspuls-sekvenser 70 brukt til å samle inn NMR-data for å bestemme invasjonsprofilen ved å benytte de teknikkene som beskrives her. Hver pulssekvens 70 innbefatter et antall småtog med puls 71. I forbindelse med hvert pulstog 71 er en inter-ekkotid og en ventetid. Hvis differansene i invasjon ikke er opplagte, så kan alle dataene grupperes sammen for behandling som vist på fig.8. Tre invasjonsprofiler kan fremskaffes fra de dataene som er innsamlet fra de seks pulstogene som er skissert på fig.7, ved å gruppere dataene ved hjelp av to tilstøtende frekvenser for behandling som vist på fig.9. En fordel ved gruppering av data er et høyere signal/støy-forhold, men på bekostning av mindre oppløsning av undersøkelsesdybden.

[0047] For læringsformål, ble utførelsesformene av teknikkene presentert ved å bruke to forskjellige inter-ekkotider. De to forskjellige inter-ekkotidene kan utvides til mer enn to. Variasjoner av datainnsamlingsparametere kan genereres ved å tilpasse de teknikkene som er presentert her. Den essensielle delen av teknikkene er å samle inn de minst to settene med data ved å bruke forskjellige inter-ekkotider som er egnet for fluididentifikasjon og kvantifisering.

[0048] Fig.10 presenterer en fremgangsmåte 100 for å estimere en parameter av interesse relatert til grunnformasjonen 4. Fremgangsmåten 100 krever (trinn 101) fremskaffelse av kjernemagnetiske resonansdata (NMR-data) fra NMR-verktøyet 10 som undersøker grunnformasjonen 4 med et antall pulssekvenser 70 der hver pulssekvens 70 har en unik frekvens. I hver pulssekvens 70 har et første tog med pulser en første inter-ekkotid (TE1) og et annet tog med pulser har en annen inter-ekkotid (TE2) som er forskjellig fra den første inter-ekkotiden. Verktøyet 10 etablerer et magnetfelt og en magnetisk feltgradient i grunnformasjonen 4. En undersøkelsesdybde svarer til hver frekvens og en intensitet av magnetfeltet. Fremgangsmåten 100 krever videre (trinn 102) relatering av NMR-dataene til en partiell porøsitet ved punkter (i,j) relatert til en første tilsynelatende, transversal relaksasjonstid (T2,app,TE1,j) fremskaffet med (TE1) og en annen tilsynelatende, transversal relaksasjonstid (T2,app,TE2,i) fremskaffet med (TE2) for å etablere en NMR-responsmodell. Fremgangsmåten 100 krever videre (trinn 103) løsning av NMR-responsmodellen for å beregne minst én av den partielle porøsiteten og et fluidfylt porevolum ved hvert av punktene. Fremgangsmåten 100 krever videre (trinn 104) summering av minst én av den partielle porøsiteten og det fluidfylte porevolumet for hvert av de punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde, for å tilveiebringe minst én av et porevolum og et totalt fluidfylt porevolum. Fremgangsmåten 100 krever videre (trinn 105) tilordning av minst ett av hvert porevolum og hvert totalt fluidfylt porevolum med den tilsvarende undersøkelsesdybden for å tilveiebringe parameteren av interesse.

[0049] For å understøtte det som er beskrevet her, kan forskjellige analysekomponenter brukes, innbefattende et digitalt og/eller analogt system. Den elektroniske enheten 8 eller behandlingstrinnet 9 kan f.eks. innbefatte det digitale og/eller analoge systemet. Systemet kan ha komponenter slik som en prosessor, lagringsmedia, arbeidslager, innmating, utmating, kommunikasjonsforbindelser (ledningsførte, trådløse, pulset slam, optisk eller andre), brukergrensesnitt, programvare, signalprosessorer (digitale eller analoge) og andre slike komponenter (slik som resistorer, kondensatorer, induktorer og andre) for å sørge for drift og analyse av anordningen og fremgangsmåtene som er beskrevet her på noen av flere måter som er velkjente på området. Det antas at denne læren kan, men ikke behøver, å være implementert i forbindelse med et sett med datamaskinutførbare instruksjoner lagret på et datamaskinlesbart medium, innbefattende arbeidslager (ROM, RAM), optiske (CD-ROM) eller magnetiske (plater, harddisker) eller en hvilken som helst annen type som når de utføres får en datamaskin til å implementere fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Disse instruksjonene kan sørge for drift av utstyr, styring, datainnsamling og analyse og andre funksjoner som anses relevante av en systemdesigner, eier, bruker eller annet personell, i tillegg til de funksjonene som er beskrevet i denne fremstillingen.

[0050] Forskjellige andre komponenter kan videre være innbefattet og kan benyttes for å tilveiebringe aspekter ved det som er beskrevet her. En kraftforsyning (f.eks. minst én av en generator, en fjernforsyning og et batteri), en kjølekomponent, en varmekomponent), en magnet, en elektromagnet, en sensor, en elektrode, en sender, en mottaker, en kombinert sender/mottaker, en antenne, en styringsenhet, en optisk enhet, en elektrisk enhet, en elektromekanisk enhet, kan f.eks. være innbefattet for å understøtte de forskjellige aspektene som er diskutert her eller for å understøtte andre funksjoner utover det som er angitt her.

[0051] Elementer i utførelsesformene er blitt introdusert med artiklene "en" eller "ett". Artiklene er ment å bety at det er ett eller flere av disse elementene. Uttrykkene "innbefattende" og "som har" og avledninger av disse, er ment å være inklusive slik at det kan være ytterligere elementer enn de elementene som er listet opp. Konjunksjonen "eller" når den er brukt i forbindelse med en liste med minst to elementer er ment å bety ethvert uttrykk eller enhver kombinasjon av uttrykk. Uttrykket "første" og "annen" er brukt for å skjelne mellom elementer og er ikke brukt for å betegne en spesiell rekkefølge.

[0052] Det skal bemerkes at de forskjellige komponentene eller teknologiene kan tilveiebringe visse nødvendige eller gunstige funksjonaliteter eller trekk. Disse funksjonene og trekkene som kan være nødvendige for å understøtte de vedføyde patentkravene og varianter av disse, skal følgelig anses å være iboende innbefattet som en del av den her angitte lære og en del av den beskrevne oppfinnelsen.

[0053] Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til utførelseseksempler, vil man forstå at forskjellige endringer kan gjøres og ekvivalenter kan erstatte elementer i utførelsesformene uten å avvike fra oppfinnelsens ramme som er definert av de vedføyde patentkravene. I tillegg, vil modifikasjoner gjøres for å tilpasse et spesielt instrument, en situasjon eller et materiale til læren ifølge oppfinnelsen uten å avvike fra oppfinnelsens ramme definert av kravene. Det er derfor ment at oppfinnelsen ikke skal begrenses til den spesielle utførelsesformen som er beskrevet som den beste måte å utføre oppfinnelsen på, men at oppfinnelsen skal innbefatte alle utførelsesformer som faller innenfor omfanget av de vedføyde patentkravene.

Claims

PATENTKRAV 1. Fremgangsmåte (100) for å fremskaffe en parameter av interesse relatert til en grunnformasjon (4), hvor fremgangsmåten omfatter: (a) å fremskaffe (101) kjernemagnetiske resonansdata (NMR-data) fra et NMR-verktøy (10) som undersøker grunnformasjonen (4) med et antall pulssekvenser (70) med radiofrekvent energi, der hver pulssekvens (70) har en unik frekvens, et første tog med pulser som har en første inter-ekkotid (TE1) og et annet tog med pulser som har en annen inter-ekkotid (TE2) som er forskjellig fra den første inter-ekkotiden, hvor verktøyet (10) oppretter en magnetisk feltgradient i grunnformasjonen (4) hvor en undersøkelsesdybde svarer til hver frekvens og den magnetiske feltgradienten; (b) å relatere (102) NMR-dataene til en partiell porøsitet ved punkter (i,j) relatert til en første transversal tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE1,i) fremskaffet med (TE1) og en annen transversal, tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE2,j) fremskaffet med (TE2) for å opprette en NMR-responsmodell; (c) å løse (103) NMR-responsmodellen for å beregne minst én av den partielle porøsiteten og et fluidfylt porevolum ved hvert av punktene; (d) å summere (104) minst én av den partielle porøsiteten og det fluidfylte porevolumet for hvert av punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde, for å tilveiebringe minst én av et porevolum og et totalt fluidfylt porevolum; og (e) å tilordne (105) minst ett av hvert porevolum og hvert totalt fluidfylt porevolum til den tilsvarende undersøkelsesdybden for å tilveiebringe parameteren av interesse.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fluidet er minst ett av en gass og en væske.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor fluidet er et filtrat.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den partielle porøsiteten omfatter en funksjon av tid t, en ventetid (TW) mellom pulstogene, en første magnetisk feltgradient (G1) påtrykt området, en andre magnetisk feltgradient (G2) påtrykt omr en første ransversale tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE1,i), den annen transversale tilsynelatende relaksasjonstid ((T2,app,TE2,j), og et forhold (R) mellom longitudinal relaksasjonstid og intrinsikk transversal relaksasjonstid (T1/T2,int), hvor G1og T2,app,TE1,ier tilknyttet det pulstoget som har den første inter-ekkotiden (TE1) og G2og T2,app,TE2,jer tilordnet det pulstoge j

λ<=> 6. Fre

Gmtådet, d g�GaTnEgGs1m�åTtEeG 1 i�f 2ø�ee<�>t TlxxgEe�� kraGv4��, hGvoer�x t N�1 MGR-� rr� t�elaso eslasjo tn n��en � 2 en tter <hvor se>

lst in λ112<henholdsvi p> og θ representerer polarkooiter-e r o��m <re> k cm koosfa <nter>�t som har den annen inter-ekkotid (TE2).
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor NMR-r o fatt1er: 2<� e>��<s re om>helst magne ient og en hvilken som he tid br t for å fremskaffe NMR-dataene, og r rdinater. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor G representerer G1og TE�:<�> <r e> uk repr� ��<G og TE n hvilk>��<e>��<n>��<s>� tisk feltgrad esenterer TE1. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det første pulstoget blir påtrykt forut for det andre pulstoget og en varighet av det første pulstoget er mindre enn en varighet for det andre pulstoget. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor varigheten av det andre pulstoget er minst tre ganger større enn varigheten av det første pulstoget. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor løsningen omfatter invertering av NMR-responsmodellen. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, videre omfattende: å gruppere NMR-dataene i grupper som har to pulssekvenser hvor en forskjell mellom frekvenser for de to pulssekvensene er et minimum med hensyn til alle frekvenser som brukes til å fremskaffe NMR-dataene, og å anvende inverteringen på hver gruppe separat, hvor grupperingen blir utført forut for løsningen. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende: å bestemme et fluid i porevolumet fra et forhold TE2/TE1. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor fluidet omfatter en gass. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor fluidet omfatter en væske. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende: gruppering av NMR-dataene i en gruppe forut for løsning, hvor den ene gruppen har et høyere signal/støy-forhold enn hver enkelt pulssekvens. 16. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende: å kartlegge en fordeling av fluidet i et r- θ-plan som representerer området ved å bruke polarkoordinater. 17. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor parameteren av interesse omfatter en invasjonsprofil. 18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor parameteren av interesse omfatter en grense for grunnformasjonen (4). 19. Anordning for å fremskaffe en parameter av interesse relatert til en grunnformasjon (4), hvor anordningen omfatter: et behandlingssystem (9) innrettet for å implementere følgende instruksjoner: (a) å fremskaffe (101) kjernemagnetiske resonansdata (NMR-data) fra et NMR-verktøy (10) for å undersøke grunnformasjonen (4) med et antall pulssekvenser (70) av elektromagnetisk energi, der hver pulssekvens (70) har en unik frekvens, og et første pulstog med en første inter-ekkotid (TE1) og et annet pulstog som har en annen inter-ekkotid (TE2) som er forskjellig fra den første inter-ekkotiden, hvor verktøyet (10) oppretter en magnetisk feltgradient i grunnformasjonen (4) der en undersøkelsesdybde svarer til hver frekvens og den magnetiske feltgradienten; (b) å relatere (102) NMR-dataene til en partiell porøsitet ved punkter (i,j) relatert til en første transversal tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE1,i) fremskaffet med (TE1) og en annen transversal, tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE2,j) fremskaffet med (TE2) for å opprette en NMR-responsmodell; (c) å løse (103) NMR-responsmodellen for å beregne minst én av den partielle porøsiteten og et fluidfylt porevolum ved hvert av punktene i grunnformasjonen; (d) å summere (104) minst én av den partielle porøsiteten og det fluidfylte porevolumet for hvert av punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde, for å tilveiebringe minst én av et porevolum og et totalt fluidfylt porevolum; og (e) å tilordne (105) minst ett av hvert porevolum og hvert totalt fluidfylt porevolum med den tilsvarende undersøkelsesdybde for å tilveiebringe parameteren av interesse. 20. Anordning ifølge krav 19, videre omfattende NMR-loggeverktøyet (10). 21. Anordning ifølge krav 19, hvor parameteren av interesse omfatter minst én av en invasjonsprofil og en grense. 22. Datamaskin-programprodukt lagret på maskinlesbare media, omfattende maskinutførbare instruksjoner for å fremskaffe en parameter av interesse relatert til en grunnformasjon (4), ved å implementere en fremgangsmåte som omfatter: (a) å fremskaffe (101) kjernemagnetiske resonansdata (NMR-data) fra et NMR-verktøy (10) som undersøker grunnformasjonen (4) med et antall pulssekvenser (70) med radiofrekvent energi, der hver pulssekvens (70) har en unik frekvens, et første tog med pulser som har en første inter-ekkotid (TE1) og et annet tog med pulser som har en annen inter-ekkotid (TE2) som er forskjellig fra den første inter-ekkotiden, hvor verktøyet (10) oppretter en magnetisk feltgradient i grunnformasjonen (4) hvor en undersøkelsesdybde svarer til hver frekvens og den magnetiske feltgradienten; (b) å relatere (102) NMR-dataene til en partiell porøsitet ved punkter (i,j) relatert til en første transversal tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE1,i) fremskaffet med (TE1) og en annen transversal, tilsynelatende relaksasjonstid (T2,app,TE2,j) fremskaffet med (TE2) for å opprette en NMR-responsmodell; (c) å løse (103) NMR-responsmodellen for å beregne i det minste én av den partielle porøsiteten og et fluidfylt porevolum ved hvert av punktene; (d) å summere (104) minst én av den partielle porøsiteten og det fluidfylte porevolumet for hvert av punktene som svarer til hver undersøkelsesdybde, for å tilveiebringe minst én av et porevolum og et totalt fluidfylt porevolum; og (e) å tilordne (105) minst ett av hvert porevolum og hvert totalt fluidfylt porevolum til den tilsvarende undersøkelsesdybden for å tilveiebringe parameteren av interesse.