RU2275621C1 - Способ определения порометрических характеристик горных пород - Google Patents
Способ определения порометрических характеристик горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2275621C1 RU2275621C1 RU2004134314/28A RU2004134314A RU2275621C1 RU 2275621 C1 RU2275621 C1 RU 2275621C1 RU 2004134314/28 A RU2004134314/28 A RU 2004134314/28A RU 2004134314 A RU2004134314 A RU 2004134314A RU 2275621 C1 RU2275621 C1 RU 2275621C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- magnetic field
- sample
- gradient
- porometric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Использование: для определения порометрических характеристик горных пород. Сущность: заключается в том, что насыщают исследуемый образец (ИО) протонсодержащей жидкостью (ПСЖ), осуществляют воздействие на него импульсным градиентом магнитного поля (ИГМП), измеряя при этом амплитуды сигнала спинового эха от ПСЖ в ИО без воздействия и после воздействия на него указанным ИГМП, и определяют по полученным данным текущий коэффициент диффузионного затухания (КДЗ). Воздействие на ИО ИГМП производят ступенчато с использованием для каждой ступени определенной величины ИГМП, при этом указанное ступенчатое воздействие производят по возрастающему или убывающему закону до получения КДЗ в исследуемом образце, соответственно близкого к нулевому значению или близкого к единице, повторяют все указанные выше операции для эталонного образца (ЭО) с известной кумулятивной порометрической кривой (ПК), далее для ЭО сопоставляют равные значения величины КДЗ и величины частости на указанной ПК, устанавливают при этом для ЭО соответствие величины ИГМП, при котором определяли КДЗ, и текущего диаметра пор ЭО, по указанному соответствию строят для ЭО калибровочный график (КГ) связи величины ИГМП и текущего диаметра пор, далее, используя значения величины воздействующего ИГМП на каждой ступени в ИО и указанный КГ, определяют текущие диаметры пор в ИО, затем строят для ИО ПК в координатах "КДЗ - текущий диаметр пор", по которой определяют порометрические характеристики ИО. Технический результат: расширение функциональных возможностей способа за счет получения полной порометрической кривой и повышение точности оценки размеров пор в образцах горных пород при одновременном упрощении способа. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
Description
Изобретение относится к области исследования структуры пустотного пространства горных пород-коллекторов методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и предназначается для определения порометрических характеристик, в частности средних размеров пор и функции распределения пор по размерам. Изобретение может быть использовано в нефтяной геологии, петрофизике, физике твердого тела.
Известен способ определения порометрических характеристик горных пород по методу ЯМР [1], основанный на явлении ограниченной самодиффузии молекул жидкости с использованием импульсного градиента магнитного поля. Согласно известному способу к исследуемому образцу горной породы прикладывают фиксированный импульсный градиент магнитного поля и измеряют амплитуду сигнала спинового эха от протонсодержащей жидкости в исследуемом образце, по значению которой и соответствующим формулам для модели пор в виде бесконечного барьера или сферической поры рассчитывают такую порометрическую характеристику, как средний диаметр пор в образце.
Указанный известный способ является бесконтактным, экспрессным и простым в исполнении, однако основной недостаток этого способа заключается в том, что он позволяет определять только одну порометрическую характеристику - эффективный размер пор, который не всегда точно отражает реальный размер, особенно если исследуемый образец имеет поры не одного размера, а характеризуется сложной функцией распределения пор по размерам.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ определения порометрических характеристик, в частности размеров пор, в капиллярно-пористых средах (2). Согласно указанному способу производят подготовку исследуемого образца, насыщение его протонсодержащей жидкостью - водой, установку в датчик ЯМР-спектрометра, воздействие импульсным градиентом магнитного поля с измерением амплитуды сигнала спинового эха от воды в исследуемом образце, при этом величину импульсного градиента магнитного поля увеличивают от нуля до тех пор, пока амплитуда спинового эха не уменьшится в 2,5 раза, определяют при этом текущий коэффициент диффузионного затухания, который равен отношению амплитуды сигнала спинового эха при воздействии импульсного градиента магнитного поля и амплитуды сигнала без воздействия, и измеряют площадь импульсов градиента магнитного поля, увеличивают эту площадь в 2 раза и измеряют амплитуду сигнала спинового эха, по этой амплитуде судят о ширине распределения пор по размерам, а по площади импульсов градиента судят о среднем размере пор в образце.
Недостатком указанного способа является то, что он так же, как и аналог, дает лишь два частных порометрических параметра горной породы - средний диаметр пор и некую среднюю ширину распределения пор по размерам. Указанные параметры не позволяют установить полное представление о типе и характере строения пустотного пространства горных пород. Для этого необходимо иметь всю полную порометрическую кривую для исследуемой горной породы, которая, в частности, отражает весь диапазон размеров пор от минимальных до максимальных, модальный размер, оригинальную форму линии (высоту, ширину, асимметрию), а также локальные особенности дифференциальной функции распределения пор. Все это получают, например, в методах жидкостной порометрии.
Во-вторых, известный способ позволяет получать в общем точечные оценки порометрических свойств исследуемого образца горной породы, основанные на упрощенных математических моделях формы пор (только в виде сферы или непрерывного барьера) и распределения пор по размерам (логнормального или гауссовского), что в конечном итоге дает неточную, приближенную информацию лишь качественного плана о размерах пор в реальных образцах, которую необходимо проверять при сравнении с данными прямого метода, например, анализа петрографических шлифов.
В-третьих, недостатком указанного известного способа является более сложное техническое исполнение, которое требует подготовленного оператора и дополнительного измерительного оборудования. В этом способе периодически в течение трех операций требуется выполнение точной регулировки амплитуды градиента поля, точного измерения ширины конечного импульсного градиента поля и точной регулировки и установки его новой площади. Однако в каждом образце численные значения этих параметров меняются, например, при переходе к менее пористым образцам с малым размером пор необходимо существенно увеличивать абсолютную величину начального импульсного градиента магнитного поля для получения диффузионного затухания сигнала эха. Таким образом, необходимо каждый раз в опыте вначале настраиваться на тип исследуемого образца и далее осуществлять повторение всех перечисленных измерительных операций. Отсюда конечная точность расчетных структурных параметров зависит от точности определения промежуточных величин. Если амплитуду спинового эха и импульсного градиента магнитного поля можно измерить с ошибкой не хуже 5-7 отн.%, то площадь реального импульса градиента измерить уже сложней: при индуктивной нагрузке в виде градиентных катушек форма выходных (действующих) импульсов градиента поля может сильно отличаться от прямоугольной за счет переходных процессов в усилителе мощности и формирования затянутых фронтов импульса (переднего и заднего), а также скоса вершины импульса. Поэтому должна быть специальная методика "считывания" величины текущей криволинейной площади импульса градиента магнитного поля с ошибкой не более 5 отн.%. В итоге накопленная ошибка может превышать 10% и более. Дополнительно каждая последующая операция в способе зависит от предыдущей, поэтому все измерения и расчеты делаются в реальном масштабе времени, что, несомненно, будет сказываться на общем снижении экспрессности опытов.
Известный способ также трудно автоматизировать с компьютера в связи с тем, что алгоритм включает поиск и определение заранее не известной точки оптимума (уровня снижения амплитуды спинового эха), от которой рассчитываются следующие этапы эксперимента.
Таким образом, перечисленные выше недостатки препятствуют широкому внедрению указанного известного способа в практику производственных лабораторий нефтегазодобывающей отрасли.
Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, заключается в расширении информативности и функциональных возможностей способа за счет получения полной порометрической кривой для исследуемого образца и повышения при этом точности оценки порометрических характеристик, в частности, размеров пор, образцов горных пород, при одновременном упрощении способа.
Указанный технический результат достигается предлагаемым способом определения порометрических характеристик горных пород методом ядерного магнитного резонанса, основанным на явлении ограниченной самодиффузии молекул жидкости, насыщающей поровое пространство горных пород, включающем подготовку исследуемого образца и насыщение его протонсодержащей жидкостью, измерение амплитуды сигнала спинового эха от протонсодержащей жидкости в исследуемом образце без воздействия и после воздействия на него импульсным градиентом магнитного поля и определение по полученным данным текущего коэффициента диффузионного затухания, при этом новым является то, что воздействие на исследуемый образец импульсным градиентом магнитного поля производят ступенчато с использованием для каждой ступени определенной величины текущего импульсного градиента магнитного поля, при этом указанное ступенчатое воздействие производят по возрастающему или убывающему закону до получения текущего коэффициента диффузионного затухания в исследуемом образце, соответственно близкого к нулевому значению или близкого к единице, указанное испытание также проводят для эталонного образца, для которого известна полученная по шлифам кумулятивная порометрическая кривая зависимости величины накопленной частости от изменения текущего диаметра пор, далее для эталонного образца сопоставляют равные значения величины текущего коэффициента диффузионного затухания и величины частости на указанной порометрической кривой и устанавливают при этом для эталонного образца соответствие величины текущего импульсного градиента магнитного поля, при котором определяли текущий коэффициент диффузионного затухания, и текущего диаметра пор эталонного образца, по указанному соответствию строят для эталонного образца калибровочный график связи величины текущего импульсного градиента магнитного поля и текущего диаметра пор, далее, используя значения величины воздействующего текущего импульсного градиента магнитного поля на каждой ступени в исследуемом образце и указанный калибровочный график, определяют текущие диаметры пор в исследуемом образце, затем строят для исследуемого образца кумулятивную порометрическую кривую в координатах "текущий коэффициент диффузионного затухания - текущий диаметр пор", по которой определяют порометрические характеристики исследуемого образца.
По кумулятивной порометрической кривой в координатах "текущий коэффициент диффузионного затухания - текущий диаметр пор" для исследуемого образца расчетным или графическим путем определяют преимущественно следующие порометрические характеристики: модальный, медианный, средний диаметр пор, коэффициент неоднородности, параметры формы дифференциальной функции распределения диаметров пор.
Благодаря предложенной совокупности указанных выше операций при осуществлении заявляемого способа обеспечивается достижение нового технического результата - получение возможности установить полную кумулятивную порометрическую кривую распределения размеров пор, повысить информативность и точность оценки порометрических характеристик образцов горных пород. Достижение такого нового технического результата получено впервые и неожиданно в ходе проводимых экспериментальных исследований по определению петрофизических и структурных свойств горных пород методом ЯМР.
Первое, основное и существенное отличие заявляемого способа от известного по прототипу заключается в том, что в процессе экспериментов получают не отдельные точечные оценки структурных параметров пород, а полную информацию по строению пустотного пространства исследуемого образца в виде гладкой монотонной кумулятивной порометрической кривой (интегральной или дифференциальной), из которой по стандартной программе рассчитывают целый набор порометрических характеристик среды, например: средний арифметический, средний геометрический, модальный, медианный диаметры пор, минимальный и максимальный диаметры пор, коэффициент неоднородности строения порового пространства, форму графика функции распределения размеров пор (высоту и ширину). Полная порометрическая кривая получается в процессе целенаправленного непрерывного диффузионного зондирования порового пространства образца породы при ступенчатом изменении величины внешнего импульсного градиента магнитного поля. При этом отсутствует необходимость сложной регулировки и повторной переустановки начальной величины указанного градиента магнитного поля, как это требуется в известном способе по прототипу.
Высокая воспроизводимость и точность расчетов в предлагаемом способе достигается статистическим накоплением текущих отсчетов амплитуды спинового эха, а точность деталировки формы порометрической кривой распределения размеров пор для исследуемого образца - выбором оптимального шага квантования импульсного градиента магнитного поля.
Второе существенное отличие - в предлагаемом способе для определения размеров пор используется метод сравнения с эталоном. На этапе опыта измеряют и сопоставляют действие импульсного градиента магнитного поля на амплитуду сигнала спинового эха в образце и эталоне с аналогичной структурой и известным распределением размеров пор в одинаковых лабораторных условиях и дополнительно проводят калибровку эталона по прямому методу анализа шлифов. Такой подход является абсолютно новым, не тривиальным и неожиданным, и позволяет в итоге обеспечить высокую достоверность и точность определения порометрических характеристик исследуемого образца, в частности, реальных размеров пор и функции распределения размеров пор, за счет исключения вариантов упрощенного модельного расчета, как это делается во всех известных способах.
Третье отличие состоит в более простом техническом исполнении эксперимента: в предлагаемом способе отсутствуют какие-либо численные критерии и зависимости настройки параметров эксперимента от свойств исследуемого образца, как, например, в известном способе по прототипу. В предлагаемом способе при переходе от образца к образцу не меняются условия проведения эксперимента по измерению и записи амплитуды сигнала спинового эха при изменении действующего значения текущего импульсного градиента магнитного поля. Ко всему, отсутствует сложная операция измерения и регулировки площади импульсов градиента, как в прототипе. Так как все расчеты в заявляемом способе проводятся после окончания эксперимента, и, ко всему, калибровка полевых характеристик по эталону проводится один раз для целой коллекции образцов, предлагаемый способ существенно повышает экспрессность определений порометрических характеристик. Дополнительно к указанному процессы измерения, расчета и построения графиков полностью автоматизируются с применением компьютера, что не требует специальной подготовки лабораторного персонала.
При осуществлении предлагаемого способа производят следующие операции в нижеуказанной последовательности:
- готовят исследуемый образец к испытаниям и насыщают его протонсодержащей жидкостью, например, водой, ацетоном и др.;
- помещают исследуемый образец в датчик спектрометра ЯМР;
- осуществляют воздействие на исследуемый образец импульсным градиентом магнитного поля, измеряя при этом амплитуды сигнала спинового эха от протонсодержащей жидкости в исследуемом образце без воздействия и после воздействия на него указанным градиентом магнитного поля,
- определяют по полученным данным текущий коэффициент диффузионного затухания,
- при этом воздействие на исследуемый образец импульсным градиентом магнитного поля производят ступенчато с использованием для каждой ступени определенной величины текущего импульсного градиента магнитного поля,
- при этом указанное ступенчатое воздействие производят по возрастающему или убывающему закону
- до получения текущего коэффициента диффузионного затухания в исследуемом образце, соответственно близкого к нулевому значению или близкого к единице,
- повторяют все те же указанные выше операции для эталонного образца (для которого известна полученная ранее по шлифам кумулятивная порометрическая кривая зависимости величины накопленной частости от изменения текущего диаметра пор),
- далее для эталонного образца сопоставляют равные значения величины текущего коэффициента диффузионного затухания и величины частости на указанной кумулятивной порометрической кривой,
- устанавливают при этом для эталонного образца соответствие величины текущего импульсного градиента магнитного поля, при котором определяли текущий коэффициент диффузионного затухания, и текущего диаметра пор эталонного образца,
- по указанному соответствию строят для эталонного образца калибровочный график связи величины текущего импульсного градиента магнитного поля и текущего диаметра пор,
- далее, используя значения величины воздействующего текущего импульсного градиента магнитного поля на каждой ступени в исследуемом образце и указанный калибровочный график для эталонного образца, определяют текущие диаметры пор в исследуемом образце,
- затем строят для исследуемого образца кумулятивную порометрическую кривую в координатах "текущий коэффициент диффузионного затухания - текущий диаметр пор",
- по которой графическим или расчетным путем определяют порометрические характеристики исследуемого образца, в частности: модальный, медианный, средний диаметр пор, коэффициент неоднородности, параметры формы дифференциальной функции распределения диаметров пор и другие параметры.
Предлагаемый способ характеризуется чертежами, где на фиг.1 приведен калибровочный график связи величины текущего импульсного градиента магнитного поля и текущего диаметра пор для эталонного образца; на фиг.2 показаны кумулятивные порометрические кривые в координатах "текущий коэффициент диффузионного затухания - текущий диаметр пор", полученные по предлагаемому способу, для 4-х исследуемых фораминиферово-водорослевых карбонатных образцов горных пород; на фиг.3 - соответствующие дифференциальные кривые распределения диаметров пор (т.е. график плотности вероятности распределения размеров пор) для тех же 4-х исследуемых образцов горных пород.
Для осуществления предлагаемого способа были использованы экстрагированные образцы горных пород из нефтенасыщенной части пласта Осинской площади Пермской области, а также следующие вещества и оборудование:
- исследуемые образцы пород-коллекторов цилиндрической формы диаметром 10 мм и длиной 20 мм;
- эталонные образцы пород с известным распределением размеров пор по шлифам; импульсный когерентный протонный ЯМР-спектрометр "MINISPEC P-20" (Bruker, Германия) с частотой 20 МГц, сопряженный с компьютером АТХ "Pentium-160" и оснащенный системой термостабилизации измерительного датчика с ультратермостатом U-10;
- блок кварцевого генератора импульсов градиента магнитного поля с плоскими градиентными катушками Гельмгольца;
- бумага фильтровальная по ГОСТ 12026-76;
- аналитические весы ВЛА-200М по ГОСТ 24104-80;
- шкаф сушильный WS-983 с температурой 105°С;
- бюксы объемом 45 см3;
- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
- установка для вакуумирования и насыщения горных пород.
Пример осуществления заявляемого способа
Для экспериментов из куска керна выпиливают цилиндрической формы образцы горных пород.
Подготовка образцов горных пород к анализам включает стандартные по ГОСТу 26450.0-85, 26450.1-85 лабораторные операции:
горячую экстракцию спиртобензольной смесью от остаточной нефти, сушку образцов при 105°С до постоянного веса. Затем проводят стандартные определения емкостно-фильтрационных характеристик пород. Для тех образцов, которые далее использовались как эталонные, дополнительно изготавливают тонкие петрографические шлифы, и по ним предварительно экспериментально рассчитывают функцию распределения пор по размерам. Далее исследуемые образцы пород и эталонные образцы насыщают протонсодержащей жидкостью, например водой, ацетоном и т.п., в установке раздельного вакуумирования и насыщения горных пород.
В качестве примера для эксперимента из нефтяной части пласта скв.2303 Осинской площади был приготовлен сложнопостроенный карбонатный образец обр. №3 с пористостью Кп=14,1% и проницаемостью по газу вдоль напластования Кпрг=0,031 мкм2. В качестве эталона был выбран карбонатный обр. №27 с Кп=14,5%, Кпрг=0,196 мкм2, для которого по шлифу была рассчитана и построена нормированная к 100% интегральная (кумулятивная) порометрическая кривая зависимости частости (встречаемости) от изменения текущего диаметра пор. Средний диаметр пор при этом составил 61,1 мкм.
Исследуемый образец №3 после подготовки обтирают фильтровальной бумагой, помещают в герметичный контейнер и далее - в датчик ЯМР-спектрометра. Включают импульсную программу стимулированного эха [Т0-(90°-τ1-90°-τ2-90°)]n с амплитудным детектором, устанавливают интервал между импульсами градиента магнитного поля Δ=800 мс и с периодом в 10 с производят измерение 10 текущих значений исходной амплитуды Ао сигнала спинового эха без воздействия импульсного градиента магнитного поля, среднее значение которой составило Ао=345 ед. Это соответствует значению нулевого импульсного градиента δ=0 магнитного поля. Далее устанавливают начальную длительность импульсов градиента магнитного поля δ1=2 мкс и включают блок импульсного градиента магнитного поля. Проводят измерение 10 текущих значений амплитуды Ag сигнала спинового эха и определяют среднее значение, которое составило Ag=339 ед. Отсюда рассчитывают текущий коэффициент диффузионного затухания R1=Ао/Ag=339/345=98,3%. Затем устанавливают длительность текущего импульса градиента δ2, равную 5 мкс, и снова повторяют измерение и расчет следующего текущего коэффициента диффузионного затухания R2=93,7%. Измерение коэффициента диффузионного затухания R повторяют на каждой ступени градиента магнитного поля (в диапазоне длительностей от нуля до, например, 1000 мкс) до тех пор, пока его значение не приблизится к нулевому (если ступенчатое воздействие текущего импульсного градиента магнитного поля производится по возрастающему закону). Таким образом получают последовательность пар чисел изменения текущего коэффициента диффузионного затухания Rобр от величины текущего импульсного градиента магнитного поля gобр.
Затем помещают в датчик спектрометра эталонный образец обр. №27 и аналогичным образом получают графическую кривую зависимости коэффициента Rэт от gэт для эталона. Далее строят для эталонного образца калибровочный график, для чего выбирают на ступени текущего импульсного градиента магнитного поля g1 эт первое текущее значение R1 эт, которому ставили в соответствие равное значение частости f1(⌀) - ординаты на кумулятивной порометрической кривой распределения диаметров пор по шлифам для эталонного образца, по которому находили абсциссу - первое текущее значение диаметра пор ⌀1 эт. Пара значений чисел g1 эт (5 мкс) и ⌀1 эт (190 мкм) дают первую точку указанного калибровочного графика. Путем повторения операции оценки текущего диаметра пор эталона на каждой ступени увеличения градиента магнитного поля в итоге получили для эталонного образца калибровочный график связи величины текущего импульсного градиента магнитного поля и текущего диаметра пор, приведенный на фиг.1.
С использованием указанного калибровочного графика затем проводили решение обратной задачи для исследуемого образца обр. №3: по значению воздействующего на него при проведении опыта текущего импульсного градиента магнитного поля на каждой ступени диффузионного зондирования по указанному графику определяли текущий диаметр пор ⌀i обр. Учитывая, что каждой величине текущего импульсного градиента магнитного поля обр. №3 соответствует рассчитанный коэффициент диффузионного затухания Ri обр и соответствующий ему и определенный по вышеуказанному калибровочному графику текущий диаметр пор ⌀i обр, строили полную кумулятивную порометрическую кривую в координатах "текущий коэффициент диффузионного затухания - текущий диаметр пор" R=F(⌀), показанную на фиг.2 (кривая 3 для обр. №3). Далее, используя указанную кривую, получали сплайн-функцию, и, задавая шаг квантования, например, через 10 мкм, находили значения текущей производной dRi/d⌀i, по которым строят график функции плотности вероятности распределения пор по размерам, показанный на фиг.3 (график 3 для обр. №3), и рассчитывают по известной стандартной программе статистического анализа модальный диаметр, медианный диаметр, средний арифметический, средний геометрический диаметры пор в исследуемом образце породы. Непосредственно по графику, приведенному на фиг.3, оценивают характеристики формы кривой дифференциального распределения: высоту и ширину линии, сведения о которых приведены в таблице для различных образцов, в том числе и для обр. №3.
В ходе лабораторных испытаний проводили сравнение структурных параметров (порометрических характеристик), полученных для исследуемых образцов горных пород по прототипу и предлагаемому способу. Результаты испытаний приведены в таблице.
В таблице в качестве примера приведены результаты определения размеров пор в сложнопостроенных карбонатных (№1-4, 7-8) и терригенных (№5-6) образцах горных пород Осинской и Забродовской площадей Пермской области. Анализ приведенных в таблице данных показывает, что:
- во-первых, предлагаемый способ является более информативным, т.к. при его использовании получают значительно больше структурных параметров порового пространства, чем по прототипу (8 против 2-х);
- во-вторых, видно, что по точности заявляемый способ выше, чем прототип, например, для проницаемых пород-коллекторов обр. №4 и 3 (см. таблицу) относительная ошибка определения среднего диаметра пор составляет соответственно 0,56% (т.к. для обр. №4 определенный предлагаемым способом средний диаметр пор равен 62,2 мкм, а для этого же образца по шлифам равен 62,5 мкм) и 1,91% (т.к. для обр. №3 определенный предлагаемым способом средний диаметр пор равен 46,2 мкм, а для этого же образца по шлифам равен 47,1 мкм), а по прототипу относительная ошибка составляет соответственно 53,12% (для обр. №4 определенный способом по прототипу средний диаметр пор равен 95,7 мкм, а для этого же образца по шлифам равен 62,5 мкм) и 58,17% (для обр. №3 определенный способом по прототипу средний диаметр пор равен 74,5 мкм, а для этого же образца по шлифам равен 47,1 мкм), что в среднем в 45 раз больше, чем по заявляемому способу. Высокая точность заявляемого способа объясняется эталонировкой его непосредственно по экспериментальным данным анализа шлифов.
В целом прототип дает близкие к истинным значения размеров пор только в низкопористых образцах горных пород, причем в неколлекторах (т.е. в породах, не содержащих нефть и газ) с малым диаметром пор (обр. №1, 2, 7 таблицы). Что же касается функции распределения размеров пор в реальных породах, то она имеет сложную асимметричную форму (фиг.3) и не может характеризоваться только одним числом, как в прототипе, который дает неопределенную (модельную) ширину линии, что в свою очередь снижает достоверность ЯМР-анализа.
Таким образом, показано, что заявляемый способ существенно расширяет возможности метода ЯМР, повышает его информативность при установлении порометрических характеристик горных пород и при этом значительно повышается достоверность и точность их определения, что соответствует поставленной технической задаче настоящего изобретения.
| Таблица Сравнение структурных параметров (порометрических характеристик) образцов горных пород, полученных по методу ЯМР с использованием импульсного градиента магнитного поля по прототипу и предлагаемому способу |
|||||||||||||
| № образца | Пористость, (Кп), д.ед. | Проницаемость, (Кпрг), мкм2 | Структурный параметр (Стр), мкм | Определяемые параметры по прототипу | Определяемые параметры по предлагаемому способу | ||||||||
| Диаметр пор (⌀), мкм | Коэффициент неоднородности, ед. | Форма функции распределения диаметров пор | |||||||||||
| Высота (h), % | Ширина (Δ⌀), мкм | ||||||||||||
| Средний диаметр пор, мкм | Средняя ширина функции распределения, мкм | Модальный | Медианный | Средний | на половине высоты, (0,5h) | на уровне "е", (0,37h) | на уровне 10% (0,1h) | ||||||
| 1 | 0,071 | 0,0003 | 0,206 | 16,7 | 16,5 | 12,5 | 13,9 | 16,7 | 4,0 | 17,5 | 19,2 | 28,4 | 50,5 |
| 2 | 0,095 | 0,0034 | 0,598 | 38,7 | 36,9 | 16,0 | 18,1 | 35,0 | 2,5 | 22,5 | 14,5 | 20,5 | 47,7 |
| 3 | 0,141 | 0,031 | 1,483 | 74,5 | 67,4 | 17,1 | 38,2 | 46,2 | 6,5 | 16,1 | 42,1 | 60,2 | 131,5 |
| 4 | 0,244 | 1,378 | 7,515 | 95,7 | 93,6 | 22,5 | 46,0 | 62,2 | 4,9 | 11,3 | 66,4 | 83,2 | 170,4 |
| 5 | 0,241 | 1,092 | 6,471 | 47,3 | 44,7 | 13,5 | 23,0 | 31,5 | 3,0 | 13,3 | 28,1 | 36,7 | 83,3 |
| 6 | 0,232 | 0,363 | 3,956 | 77,5 | 45,4 | 15,5 | 35,1 | 49,6 | 2,74 | 10,5 | 38,5 | 48,0 | 84,5 |
| 7 | 0,036 | 0,0001 | 0,167 | 14,0 | 13,8 | 7,4 | 12,2 | 13,2 | 2,83 | 5,02 | 17,9 | 22,6 | 33,2 |
| 8 | 0,011 | 0,00001 | 0,095 | 4,56 | 2,66 | 2,5 | 4,55 | 6,01 | 2,96 | 13,2 | 6,18 | 7,89 | 13,68 |
| Примечание: Для образцов №3 и №4 средний диаметр пор по анализу шлифов составляет 47,1 и 62,5 мкм соответственно. | |||||||||||||
Источники информации
1. С.В.Веденин, В.М.Винокуров, Т.А.Захарченко и др. Определение среднего диаметра пор гранулярных коллекторов нефти и газа импульсным методом ЯМР. - Геология нефти и газа. - 1974. - №4. - С.47-53.
2. Авторское свидетельство СССР №528489, Кл. G 01 N 27/12 от 23.09.76.
Claims (2)
1. Способ определения порометрических характеристик горных пород методом ядерно-магнитного резонанса, основанный на явлении ограниченной самодиффузии молекул жидкости, насыщающей поровое пространство горных пород, включающий подготовку исследуемого образца и насыщение его протонсодержащей жидкостью, измерение амплитуды сигнала спинового эха от протонсодержащей жидкости в исследуемом образце без воздействия и после воздействия на него импульсным градиентом магнитного поля и определение по полученным данным текущего коэффициента диффузионного затухания, отличающийся тем, что воздействие на исследуемый образец импульсным градиентом магнитного поля производят ступенчато с использованием для каждой ступени определенной величины текущего импульсного градиента магнитного поля, при этом указанное ступенчатое воздействие производят по возрастающему или убывающему закону до получения текущего коэффициента диффузионного затухания в исследуемом образце, соответственно близкого к нулевому значению или близкого к единице, указанное испытание также проводят для эталонного образца, для которого известна полученная по шлифам кумулятивная порометрическая кривая зависимости величины накопленной частости от изменения текущего диаметра пор, далее для эталонного образца сопоставляют равные значения величины текущего коэффициента диффузионного затухания и величины частости на указанной порометрической кривой и устанавливают при этом для эталонного образца соответствие величины текущего импульсного градиента магнитного поля, при котором определяли текущий коэффициент диффузионного затухания и текущего диаметра пор эталонного образца, по указанному соответствию строят для эталонного образца калибровочный график связи величины текущего импульсного градиента магнитного поля и текущего диаметра пор, далее, используя значения величины воздействующего текущего импульсного градиента магнитного поля на каждой ступени в исследуемом образце и указанный калибровочный график, определяют текущие диаметры пор в исследуемом образце, затем строят для исследуемого образца кумулятивную порометрическую кривую в координатах "текущий коэффициент диффузионного затухания - текущий диаметр пор", по которой определяют порометрические характеристики исследуемого образца.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по кумулятивной порометрической кривой в координатах "текущий коэффициент диффузионного затухания - текущий диаметр пор" для исследуемого образца расчетным или графическим путем определяют, преимущественно, следующие порометрические характеристики: модальный, медианный, средний диаметр пор, коэффициент неоднородности, параметры формы дифференциальной функции распределения диаметров пор.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004134314/28A RU2275621C1 (ru) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | Способ определения порометрических характеристик горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004134314/28A RU2275621C1 (ru) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | Способ определения порометрических характеристик горных пород |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2275621C1 true RU2275621C1 (ru) | 2006-04-27 |
Family
ID=36655628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004134314/28A RU2275621C1 (ru) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | Способ определения порометрических характеристик горных пород |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2275621C1 (ru) |
-
2004
- 2004-11-24 RU RU2004134314/28A patent/RU2275621C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mitchell et al. | Contributed review: Nuclear magnetic resonance core analysis at 0.3 T | |
| US10551520B2 (en) | Surface relaxivity calculation using nuclear magnetic resonance (NMR) measurement, three dimensional (3D) rock model and NMR response simulation | |
| EP3593159B1 (en) | Absolute porosity and pore size determination of pore types in media with varying pore sizes using nmr | |
| CN103018148B (zh) | 一种测量煤芯孔隙度的方法 | |
| US8278922B2 (en) | Continuous wettability logging based on NMR measurements | |
| US7092822B2 (en) | Method of evaluating the capillary pressure curve of an underground deposit rocks based on rock cuttings measurements | |
| Mitchell et al. | Quantitative in situ enhanced oil recovery monitoring using nuclear magnetic resonance | |
| Al-Muthana et al. | Wettability as a function of pore size by NMR | |
| CA2983125A1 (en) | Nuclear magnetic resonance gas isotherm technique to evaluate reservoir rock wettability | |
| Reis Jr et al. | Investigation of the evaporation of embedded liquid droplets from porous surfaces using magnetic resonance imaging | |
| EP3658905A1 (en) | Estimating formation properties using saturation profiles | |
| RU2305277C1 (ru) | Способ определения смачиваемости поровой поверхности неэкстрагированных пород-коллекторов | |
| US20230251221A1 (en) | In-situ evaluation method and system for loess collapsibility based on non-destructive time-domain reflection technology | |
| CN111827968A (zh) | 一种基于核磁共振测井的储层非均质性评价方法及装置 | |
| CA3119540A1 (en) | Nuclear magnetic resonance gas isotherm technique to evaluate reservoir rock wettability | |
| McPhee et al. | Nuclear magnetic resonance (NMR) | |
| Stagno et al. | Microstructural features assessment of different waterlogged wood species by NMR diffusion validated with complementary techniques | |
| RU2275621C1 (ru) | Способ определения порометрических характеристик горных пород | |
| CN110487835A (zh) | 一种计算致密油气藏储层饱和度指数的新方法 | |
| Mohebbi et al. | Fast and robust quantification of liquid inside thin fibrous porous materials with single-sided NMR | |
| RU2248561C1 (ru) | Способ определения смачиваемости поровой поверхности пород-коллекторов | |
| EP3658904A1 (en) | Estimating formation properties using saturation profiles | |
| WO2022204297A1 (en) | The combined discrete gaussian analysis of micp and nmr t2 distributions of multi-modal carbonate rocks | |
| Grattoni et al. | An improved technique for deriving drainage capillary pressure from NMR T2 distributions | |
| Looyestijn | Practical Approach to Derive Wettability Index by NMR in Core Analysis Experiments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111031 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121125 |