核磁共振与压汞法的孔隙结构一致性研究

实验研究表明，核磁共振横向弛豫时间（T₂）与压汞法都能很好地反映地层岩石的孔隙结构，二者之间存在着必然的相关性。即由毛细管压力曲线可以计算出相应的T₂分布；反之亦可。这一物理理论的获证为利用核磁共振测井资料研究储层孔隙结构提供了理论依据。因此，从理论入手，分析了核磁共振T₂分布与毛细管压力曲线得到的孔喉半径分布之间的关系，找到它们之间的相互转换关系式。以岩心压汞资料为基础，同相应岩心的T₂几何平均值进行拟合，建立了适合鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界盒3段致密砂岩气层的核磁共振测井中的T₂几何平均值与孔隙结构参数之间的关系，还建立了应用核磁共振测井资料确定储层微观孔隙结构参数的方法，对于指导盒3段致密砂岩气层的生产具有重要的意义。     

核磁共振与半渗透隔板结合确定毛细管压力实验

根据压汞、半渗透隔板等途径确定的毛细管压力曲线对核磁毛细管压力进行刻度,提出了通过T₂分布获得地层毛细管压力信息的方法。选取了准噶尔盆地储集层50 多块岩样进行了核磁共振、半渗透隔板的实验研究,分析了核磁共振T₂分布与孔径分布的相关性,对压汞和半渗透隔板毛细管压力曲线进行了对比分析,建立了核磁共振T₂分布与毛细管压力曲线的转换关系,从而为准噶尔盆地复杂孔隙结构低电阻油气藏测井解释提供了新方法。     

基于核磁共振测井的砂砾岩储层分类与产能预测方法

砂砾岩储层具有岩石颗粒粒径范围大、低孔低渗、孔隙结构复杂和非均质性强等特点,其品质分类与产能预测难度较大。基于核磁共振测井,提出了砂砾岩储层的分类方案与产能预测方法。利用岩石核磁共振实验测量的横向弛豫时间（T₂）分布,提取三孔隙组分百分比（小孔隙组分百分比S₁、中孔隙组分百分比S₂、大孔隙组分百分比S₃）、T₂分布几何平均值（T_{2_LM}）等T₂分布特征参数,构建了综合反映储层孔隙结构和岩石物理性质的储层品质指数（I_RQ）。T₂分布特征参数和储层品质指数与孔喉半径、排驱压力等压汞实验参数具有良好的相关性,可定量表征岩石孔隙结构。利用S₃/S₁和I_RQ建立了砂砾岩储层分类图版,基于S₃/S₁、T_{2_LM}、I_RQ和储层有效厚度（H）构建了砂砾岩储层的产能预测综合指数（F）和产能预测模型。基于核磁共振测井的砂砾岩储层分类方法和产能预测模型在准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡百口泉组砂砾岩储层研究中取得了良好的应用效果,验证了该方法的有效性和实用性。研究方法与认识对开展砂砾岩储层的分类与产能研究具有一定参考意义。     

致密含气砂岩核磁共振-声波速度联合实验

为研究致密含气砂岩有效储层划分、流体识别方法,选取了典型致密含气砂岩样品,开展核磁共振-声波速度联合实验。以核磁共振实验为基础,结合压汞曲线特征,研究了储层孔隙结构特征,分析了储层可储性;以岩石声学特性实验为基础,研究纵、横波速对储层含气性的敏感性;分析了核磁共振T₂谱与横波速度对岩石孔隙特征的共性反映,得出了T₂几何平均值(T_2gm)与横波速度之间的关系,进而建立了核磁共振-声波速度联合含气性识别图版。研究表明,目标区致密砂岩储层有4种孔隙结构,孔隙发育尺度与粗-细小喉道交互配位关系,决定了4种孔隙结构储层的储集和渗透能力。致密含气砂岩纵波速度对含气性敏感,利用纵波时差与纵、横波速比交会识别含气性效果良好;核磁共振T_2gm与横波速度呈幂函数关系,为利用核磁共振测井预测地层横波速度提供了帮助。进而将不同含气岩石纵波时差与核磁共振T_2gm进行交会,显示该方法对致密砂岩储层含气性具有较好的识别效果。     

核磁测井资料在岩石粒度反演中的应用

岩石粒度参数是储层岩石物理分析的关键评价参数。研究岩心核磁共振T₂谱与岩石粒度分布曲线之间的关系,发现核磁共振T₂分布与岩石粒度分布直接相关,因此可以利用核磁T₂谱资料来反演岩石粒度分布。首先基于岩心实验结果对每块岩心采用分段非线性刻度转换方法由核磁T₂分布计算岩石粒度分布,调整刻度参数使得计算得到的粒度分布与岩心分析粒度分布逼近,误差最小时即获得每块岩心的转换刻度参数。然后结合孔渗参数对岩心进行分类,确定每类岩心的刻度参数。最后根据实际核磁测井T₂分布曲线对井下岩石粒度进行反演,反演结果与岩心分析结果对比效果良好,验证了方法的可靠性,为地质储层岩石物理分析提供准确的连续岩石粒度分布剖面。     

T2—Pc二维核磁共振岩心测试技术与应用

作为一种无损、高效、非侵入式的检测手段,核磁共振技术一直在油气岩心分析中发挥着重要作用。但传统核磁共振（NMR）检测结果（T₂谱）反映的是岩石孔隙的大小分布特征,孔隙的连通性无法直接被表征。通过对实验流程和数据处理方法的改进,在标准核磁T₂谱的基础上,增加毛管压力（P_c）维度,得到T₂—P_c二维核磁实验图谱,从另一个视角解决了核磁实验不能反映孔隙连通性的问题。实际应用表明,T₂—P_c二维核磁实验不但能够对储层连通性进行直观评价,也可以得到不同生产压差下的束缚水饱和度,从而为油气勘探开发提供更多储层信息。      

煤储层核磁共振测量参数优化与孔隙分布精细描述

煤储层具有特殊而复杂的孔隙、裂隙网络,包含孔隙和裂缝。煤储层孔隙分布对天然气的储集性能和产气能力具有重要影响。传统的实验技术不能完全描述煤储层的孔隙分布,为了准确描述煤储层的孔隙分布,研究了回波间隔时间和极化等待时间对煤储层核磁共振T₂谱和孔隙度测量的影响,明确了回波间隔时间应≤0.2 ms、极化等待时间应≥6 s才能准确描述煤储层孔隙分布。与低温氮气吸附实验相比,核磁共振T₂谱测量结果弥补了对煤储层孔径大于100 nm的孔隙、裂隙的描述。并利用核磁共振T₂谱转化为煤储层孔隙分布,建立了煤储层纳米孔体积与Langmuir体积、Langmuir压力的关系,由此可以利用核磁共振T₂谱描述煤储层对甲烷的吸附能力。     

致密油藏不同微观孔隙结构储层CO2驱动用特征及影响因素

致密砂岩储层微观孔隙结构对CO₂驱油特征有重大影响。基于铸体薄片分析、扫描电镜、高压压汞和核磁共振测试等实验结果,建立了姬塬油田长8油层组微观孔隙结构分类标准,并选取每种类型储层有代表性的岩心样品开展不同驱替压力下的CO₂驱油实验,辅以核磁共振T₂谱,对3种类型孔隙结构储层在不同驱替压力下大、小孔隙中的原油动用特征进行了研究,详细分析了储层物性、孔隙结构和黏土矿物对CO₂驱油效率的影响。结果表明：研究区长8油层组的孔隙结构可以划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,3种类型孔隙结构对应的储集空间和渗流能力依次下降。Ⅱ类储层CO₂混相驱油效率最大,Ⅲ类储层CO₂非混相驱油效率最大;不同孔径孔喉中原油的动用特征随驱替压力和储层孔隙结构类型的不同而存在较大差异。CO₂非混相驱油效率与岩石渗透率、孔喉半径、分选系数和黏土矿物含量存在较好的相关性,而CO₂混相驱油效率的高低与孔隙结构参数和黏土矿物含量有关。Ⅱ类储层作为未来主要挖潜层位更适合开展注CO₂驱。     

复杂储层连通孔隙度评价与渗透率定量计算方法

复杂储层中普遍存在孔隙度相近而渗透率差异较大的现象。为了揭示其原因,采用铸体薄片、核磁共振、CT扫描成像等实验评价孔隙的连通性。连通孔隙度是渗透率的一个主要贡献参数。因此,从岩石孔隙空间的导电机理出发,以导电孔隙度为桥梁,建立连通孔隙度的计算模型,并分析十二种不同类型岩石中连通孔隙度与总孔隙度的函数关系;基于连通孔隙度的计算模型,建立普适性的核磁共振T₂模型;以石灰岩储层为例,在相近孔隙度条件下,从不同类型岩石渗透率之间的差异出发,推导、建立孔隙度指数模型,得到孔隙度指数的分布范围。基于普适性的核磁共振T₂模型,可将石灰岩储层渗透率预测的平均绝对误差从20.41mD降至0.83mD。该方法具有一定的理论价值和实际意义。     

用核磁共振技术确定岩石孔隙结构的实验研究

目前核磁共振技术对岩石的孔隙结构进行评价还停留在定性评价阶段。虽然多数核磁实验室开展了核磁共振评价孔隙结构的研究工作，建立了转换模型，但由于转换系数无法有效地确定，还不能进行应用。通过对岩心核磁共振T2谱与压汞孔径分布的对比，建立了转换模型系数与孔渗比的关系，同时考虑了顺磁物质对转换系数的影响，提出了确定转换模型系数的方法，为核磁共振技术进行孔隙结构的定量评价提供了新的方法。     

核磁共振T_2谱构建页岩储层孔隙结构研究——以张家界柑子坪地区下寒武统牛蹄塘组的页岩为例

针对页岩储层低孔低渗、非均质性较强的特点,通过联合应用压汞法与气体吸附法,分段构建实验条件下页岩的孔隙分布,其中宏孔部分由高压压汞实验计算,微介孔部分通过N2气体吸附实验再由BJH方程换算。借助于低磁场核磁共振岩样分析仪,从页岩核磁共振T_2谱响应特征出发,将研究区页岩样品T_2谱分为3种类型,构建了T_2谱与压汞-气体吸附联合法建立的页岩孔隙分布的幂函数关系。通过岩样样品的核磁共振T_2谱与实验测得孔隙分布的幂函数拟合,发现各样品T_2谱拟合的孔隙分布与实验测得孔隙分布相关系数均较高,各岩块样品对应参数数值均较为接近,适合研究区应用,由此建立了研究区牛蹄塘组的页岩核磁共振T_2谱与孔隙半径对应关系。     

利用核磁共振评价致密砂岩储层孔径分布的改进方法

岩心核磁共振(NMR)的T2分布可反映致密砂岩岩样全部孔隙信息,毛细管压力曲线只能反映一部分孔隙信息。提出改进方法,通过对长庆油田致密砂岩储层24块岩样核磁共振T2分布和毛细管压力曲线分析,消除致密砂岩储层微孔隙对T2分布贡献后,研究剩余T2分布与毛细管压力曲线之间的关系,得到了转化系数比较准确的经验公式。核磁共振T2分布得到的伪毛细管压力曲线的改进方法可完整反映致密砂岩的孔隙结构。实例验证表明,该方法能明显提高致密砂岩储层毛细管压力曲线的构造精度。     

基于CT图像的孔隙结构参数提取算法改进

对岩石三维复杂孔隙结构进行定量表征最新的方法是基于三维数字岩心,通过提取微观孔隙空间的孔隙网络模型进行定量表征。目前常用的方法是最大球算法,但该算法确定的孔隙长度偏大而喉道长度偏小,间接影响其他孔隙和喉道参数的确定。针对遇到的问题,在最大球算法的基础上通过引入图形几何变换和判别分析2项关键算法,实现了孔隙、喉道的合理划分,准确提取岩石的孔径分布。与核磁共振T2谱转换的岩石孔径分布对比表明,改进的最大球算法能够准确地提取岩石的孔径分布。     

利用核磁共振技术评价煤层吸附能力

为研究煤层吸附能力,选取鄂尔多斯盆地神府区块煤岩样品,开展等温吸附、核磁共振和低温液氮吸附联合实验。核磁共振T2谱和低温液氮吸附实验都可以有效地反映煤岩的孔隙分布,利用两者之间的相关性,将核磁共振T2谱转化为孔隙分布图谱;在此基础上,利用核磁共振T2谱计算小于10nm的微孔隙体积,研究与等温吸附参数的相关关系;进一步将微孔隙体积转换为标准状况下体积,与煤岩样解析出的气体量对比分析。研究结果显示,该方法对煤层吸附能力具有良好的评价效果。     

应用球管模型评价岩石孔隙结构

应用压汞数据和球管模型的约束优化算法,将岩石的总孔隙分解成管形孔和球形孔.在此基础上,根据压汞的进汞过程,对球管模型的分解结果按管形孔半径的数值进行了孔隙分组的重新排序和合并.假设分组孔隙按球管模型的空间分配,计算了单位体积中球管模型在实际岩样分组孔隙中的数量和理想的渗流截面,其计算结果与储层品质指数的结果一致.应用球管模型的分解结果实现了岩石孔隙结构的图形化再现.     

储层特性与饱和度对核磁T2谱影响的数值模拟

建立了复杂储层的三维非规整网络模型,通过微观数值模拟研究了饱含水核磁T₂谱与孔隙尺寸分布间的关系,讨论了储层特征及饱和度等对T₂谱的影响规律。结果表明,饱含水岩样T₂谱与孔喉半径分布具有很好的相似性,随着喉道半径、孔喉比的增大,核磁T₂谱的峰值均向右移动,其不同之处在于:孔喉比增大时,孔隙体T₂谱与喉道T₂谱逐渐分开;含水饱和度为53%时,中等水湿岩样T₂谱左边部分与水湿岩样基本重合,右边部分弛豫时间明显大于水湿岩样;油湿岩样的弛豫时间在整个区间内均大于水湿岩样;随着含水饱和度的降低,强水湿岩样T₂谱峰值信号强度减弱,在左边短弛豫时间处出现另一缓慢增强的T₂峰;中等水湿岩样T₂谱原峰值处的信号强度降低,在右边长弛豫时间处出现一个以油的表面弛豫为主的峰。     

驱替实验中油相核磁共振T2谱表征方法

利用核磁共振T₂谱可以直观地反映出岩心的孔喉大小、分布及岩心中流体的分布状态、可动流体含量等信息,是研究孔隙结构及流体分布的一种重要的实验方法,而渗流实验是研究储层渗流能力、残余油分布、驱油效率等重要的开发实验。结合油–水两相渗流实验和核磁共振T₂谱,用MnCl₂溶液(锰水)对岩心进行驱替,发现用锰水驱替后可以较好地屏蔽岩心中水的核磁信号,且锰水驱替相比于锰水浸泡具有更好的屏蔽效果,锰水驱替实验还可以反映出饱和油和残余油的核磁信号,为研究残余油的分布提供一种较为直观的实验方法。     

鄂尔多斯盆地低渗透油藏孔隙结构特征及影响因素分析

通过岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、常规压汞、恒速压汞、核磁共振等分析化验资料,从微观和定量的角度研究低渗透储层的孔隙结构,分析填隙物对低渗油藏孔隙结构的影响.孔隙结构是决定储层物性的内在因素,低渗透储层由于喉道细小,孔隙结构复杂,导致物性较差.而填隙物的类型及含量是孔隙结构最主要的影响因素之一.     

平衡深度法恢复鄂尔多斯盆地延长组过剩压力探讨

借鉴延长组长7段泥岩孔隙微观结构研究成果,应用核磁共振测井孔隙结构评价技术,结合岩相学观察,对欠压实段泥岩孔隙微观结构和孔隙度特征进行分析,探讨平衡深度法恢复鄂尔多斯盆地延长组地层异常压力的适用性。结果表明:核磁共振孔隙结构评价、孔隙结构观察及定量分析、孔隙度实测均不支持延长组长7欠压实段泥岩存在异常高原生粒间孔或孔隙度,其声波时差偏离正常压实趋势曲线,不能反映该段存在异常高原生粒间孔或孔隙度,平衡深度法计算最大埋深期异常压力不适用。