核磁共振测井在碳酸盐岩中的应用及实例分析

本文阐述了核磁共振测井在中东碳酸盐岩地层岩石物理应用的研究结果。在实例研究中，利用核磁共振资料成功地计算了地层渗透率，使用压东测量方法描述孔隙大小的分类：微孔隙，孔喉半径小于0．5μm；中孔隙：孔喉半径介于0．5－5μm之间；大孔隙，孔喉半径大于5μm。进行上述分类是很重要的，因为当井与井之间地层连通时，大孔隙虽能提高最初的闻出率，但也是注水时的短路通道，这将使得中等孔隙中的束缚油很难开采出来。由于核磁共振和微孔隙关系密切，因而可以通过压汞实验中的T2cutoff成功地进行分类。通过测量含水岩样加热时T2数值的增加以及含油饱和度的变化对T2分布的影响，我们在实验中模拟井下核磁共振响应。充分描述这些差异，并且直接应用核磁共振资料计算渗透率、建立结构推算式。每块岩样的核磁共振表面弛豫是确定的，并且对每口井而言，它们的值也是稳定的，因此在碳酸盐岩中无法解释T2谱的变化。我们使用初始核磁共振衰减率与BET氮气吸收对比法能够给出最可靠的估算值。在碳酸盐岩地层中，体积／孔喉比是了解核磁共振响应特性的关键参数。依据核磁共振T2分布与压汞测量得到的孔喉直径比，我们将岩样分成3类。这3类T2／孔喉比分别对应着薄层分析确定的结构分类，也几乎完全与地质分析中的类遗传分类对应。通过评估微孔隙和中孔隙中的扩散耦合对T2分布的影响，得知成岩作用的扩散耦合不是影响T2分布的主要因素，T2分布可以直接应用。     

比较测量结果与蒙特卡罗模拟结果，分析两相碳酸盐岩核磁共振扩散耦合效应

核磁共振测井(NMR)是唯一适合评价孔隙大小分布的测井技术。然而，由于它未考虑不同孔隙级别之间的扩散耦合效应，其定量解释在碳酸盐岩中精度较低。此项研究的目的是，用核磁共振测井资料解释的实例，评价扩散耦合效应和温度的相对影响。我们对岩心的核磁共振实验测量结果进行分析，并将测量结果与数字模拟结果作比较。我们使用的数字模拟算法是蒙特卡罗三维随机步进法，这是专门为计算双峰孔隙大小分布情况下的两相流体饱和度而设计的。文中示出的数字模拟结果，该结果再现了在具有双峰孔隙大小分布和两相流体饱和度的碳酸盐岩中采集到核磁共振实验资料。我们推导出一种简单的解释模型，用不同类型孔隙中多相流体之间的交互作用来研究核磁共振耦合效应。该模型最终用于评价扩散耦合的影响。从岩心样本获得的实验数据，用于评价温度对计算可动流体体积的影响，否则，就假设地层T2截止值是一常数。实验数据表明，温度对T2分布、T2截止值和束缚流体体积计算有中等程度的影响。而扩散耦合效应对描述孔隙大小分布的T2分布比确定束缚流体体积的影响要大。     

松辽盆地火山岩核磁共振实验研究及应用

在松辽盆地火山岩中选取全直径岩样利用饱和水多次离心法进行火山岩岩心核磁共振实验分析,解决了核磁共振测井方法的关键参数T2截止值的确定问题,打破了认为火山岩T2截止值为同一T2截止值(90ms)的传统认识。把实验结果同其它实验方法获得的结果进行横向对比分析发现,利用新的T2截止值可以准确计算可动流体孔隙度、束缚水孔隙度等参数,并确定了T2图谱的分布与岩心孔隙结构之间的关系。将实验成果应用到核磁共振测井在单井储层评价中取得了良好的成果。     

核磁共振录井技术在岩石物性分析方面的应用研究

核磁共振录井技术是利用油和水中的氢原子在磁场中具有共振并产生信号的特性,来探测和评价岩石物性。在实验样品类型、大小及钻井液浸泡对测量结果影响不大的基础上,对岩样的孔隙度、T₂截止值、渗透率、可动流体饱和度、含油饱和度、孔喉分布、润湿性、原油粘度等多个方面进行了应用研究和探讨,并阐述了所取得的认识。研究认为核磁共振录井技术实现了对岩石物性的快速测量和评价,对现场决策、完井及试油讨论具有重要的参考价值和指导意义。     

核磁共振测井在镇泾油田的应用研究

镇泾油田储层为典型的"三低"储层特征,给油水层判别带来一定困难。利用核磁共振测井资料在孔径分布、束缚水饱和度、有效孔隙度等参数进行精确计算,为测井解释标准的建立奠定基础。     

核磁共振测井T2cutoff确定方法探讨

目前核磁共振测井应用的困难之一是T2cutoff确定问题。T2cutoff是测井解释中最基本的解释参数。核磁共振实验是确定T2cutoff的基本手段,但在实际应用中限于各种条件和具体情况需要研究其它的可替代办法。为此,在束缚水饱和度确定方法的基础上,探讨了T2cutoff的确定方法,并被核磁共振实验结果证明了其可行性。     

碳酸盐岩核磁共振实验与认识

由于对碳酸盐岩核磁共振的测井响应一直缺乏系统的研究,使得该技术在一些复杂储层中的应用不能取得良好的效果。为此,基于大量的岩心核磁共振实验,分析了碳酸盐岩储层岩心的T2谱特征、移谱特征、差谱特征、T2截止值变化规律及核磁分析的孔渗参数与常规分析的孔渗参数之间的关系,并通过实验探索了基于孔隙结构特征来分析储层有效性的方法。研究表明:孔隙结构非均质性强的岩石移谱特征明显,对这类储层段不能简单地从有移谱现象便判定为气层;利用差谱法区别油气水层时,在发育大孔径孔隙的地层中,短等待时间测量需要有足够的等待时间;碳酸盐岩地层的T2截止值不是定值,与泥质含量成反比关系;高孔段核磁计算的孔渗参数的准确性明显地高于低孔段,并且核磁计算的渗透率主要反映的是基质渗透率,不能有效地反映裂缝渗透率。研究结果为核磁共振测井资料的采集及处理解释提供了有价值的实验依据。     

基于T2截止值确定致密岩心表面弛豫率

确定致密岩心样品表面弛豫率的最常用方法是平均值法和比表面积法,但平均值法结合了压汞测试,会对岩心造成永久伤害。提出了一种基于T₂截止值确定致密岩心表面弛豫率的无损新方法。首先,使用该方法确定岩心样品表面弛豫率;之后,将计算结果与平均值法和比表面积法进行对比,并通过选择合适的表面弛豫率将核磁共振T₂谱转化为孔隙直径分布;最后,获取样品残余油分布。结果表明,四块岩心样品最终表面弛豫率分别为5.85,2.98,4.66,2.17 μm/s;结合三种方法计算结果可获取中孔和大孔的孔隙直径分布;残余油主要分布在微孔和中孔。该方法是一种无损测试方法,有助于快速有效确定致密岩心表面弛豫率。      

核磁共振岩心基础实验分析

介绍了辽河油田核磁共振岩心基础实验分析实例,包括不同回波间隔下的核磁孔隙度测量、不同岩性岩心T2截止值分布规律、岩心束缚流体饱和度的T2几何均值计算模型、核磁渗透率计算模型,以及岩心不同含水饱和度条件下不同回波间隔、不同恢复等待时间下的弛豫响应特征测量。从上述核磁共振岩心基础实验测量分析得出了一些有意义的结论,为核磁测井资料采集及处理解释分析提供了指导。     

应用核磁共振测井T2谱划分裂缝型储层

应用核磁共振测井T2谱划分储层类型的关键是T2截止值的确定。提出了先通过压汞等实验手段或测井间接计算确定束缚水饱和度,然后在核磁共振测井图上直接确定T2截止值的方法。胜利埕北302井的灰岩压汞和核磁共振实验资料一方面为提出的方法验证了可行性,另一方面表明束缚水饱和度和T2截止值随样品不同而变,多数情况下不能简单地用一个T2截止值进行解释。在此基础上,总结了应用核磁测井解释孔隙类型的解释模式,并通过应用实例证明在核磁测井孔隙类型解释的基础上可应用核磁测井进行裂缝性储层的储层类型划分。     

核磁共振岩石物理实验及在D区测井评价中的应用

主要介绍了核磁共振岩石物理实验的目的、仪器特点、分析方法,并用23块岩心样品包括粉砂岩、泥质粉砂岩进行分析。分析结果表明,岩心分析技术在孔隙度分析、渗透率求取、T_2截止值确定等方面具有突出的优势,所测23块岩样的可动流体T_2截止值分布在6.46～16.80 ms之间,平均值为10.75 ms,和理论值33 ms相比有明显差异。利用实验结果在D区低孔、低渗储层上进行了实际应用,取得了满意的效果。     

核磁共振测井T2截止值的确定方法

在缺乏岩心核磁共振实验资料的情况下,确定合适的核磁共振测井T2截止值(即T2cutoff)对于准确评价地层非常重要。NHA井砂岩储层核磁共振束缚水饱和度对T2cutoff的敏感度分析表明,T2cutoff取值对低孔低渗层束缚水饱和度的计算影响较大,当T2cutoff从21.3ms变化至52.9ms,低孔低渗层束缚水饱和度的变化量高达22.7%。可通过对比其他高含油(气)饱和度地层常规资料含水饱和度与核磁共振束缚水饱和度差值来确定低孔低渗层合理的T2cutoff取值。通过拟合得到的NHA井储层核磁共振束缚水饱和度与储层物性指数及T2cutoff的经验关系式,可用于分析该地区储层核磁共振束缚水饱和度对T2cutoff的敏感性,以及估算某T2cutoff下的束缚水饱和度值。     

岩石核磁共振分析仪采集参数设置优化

岩石核磁共振分析仪采集参数需要根据不同的储层性质进行针对性优化,以满足研究需要,目前关于采集参数优化方案的设置存在诸多不确定性,且参数设置的合适与否直接影响仪器对核磁共振信号采集的质量,进而影响核磁共振分析评价的结果,需要深入研究探讨。为此,通过对扫描次数、回波间隔、回波个数及等待时间4个参数进行实验研究,结合理论对比分析,揭示各采集参数的设置对核磁共振分析结果的影响,并提出了采集参数设置优选的一般原则,确定了UNIQ–PMRⅡ型岩石核磁共振分析仪采集参数设置优化的具体方案。     

核磁共振测井双等待时间观测方式及分析方法

由于储层中油、气和水具有不同的核磁共振弛豫响应特征，为此，核磁共振测井设计了双等待时间观测方式以检测储层中的烃，并能够实现储层流体的定性和定量评价。讨论了核磁共振测井双等待时间观测方式的流体的弛豫机理和资料采集过程，给出了参数设计的基本方法。详细讨论了核磁共振双等待时间测井数据的定性分析方法，即T2域差谱分析方法、指数参数法和时间域分析法，构造了一个指示参数，建立了相应的评价标准；推导了时间域分析定量计算的公式，并给出了一些关键参数的选择方法。实际应用证实，对双等待时间观测数据的定性和定量计算方法对于油气识别与评价是有效的。     

应用奇异值分解算法的核磁共振测井解谱方法

由于核磁共振测井数据的信噪比很低，能否很好地降低噪声的影响成为核磁共振测井解谱方法有效与否的关键因素。本文介绍了在解谱中净特征矩阵进行奇异值分解，然后截去小的非零奇异值的方法，以增加特征矩阵的稳定性，从而保证数据在低信噪比时仍然可以得到稳定的弛豫频谱。本方法在实际应用中取得了很好的效果。     

核磁共振T2谱奇异值分解反演改进算法

介绍了核磁共振T2谱传统奇异值分解(SVD)反演算法,从向量空间的角度对算法进行了分析,提出了一种新的实现非负约束的迭代方案,并根据这个方案改进了传统的SVD反演算法。数值模拟实验和实际应用表明,改进的SVD反演算法具有解算速度快和T2谱分布连续等优点,解决了传统SVD反演算法在实际应用中存在的计算量大和T2谱分布不连续的问题,可以满足核磁共振岩心分析和核磁共振测井工作的需求。     

核磁共振岩心实验研究储层孔隙结构

:核磁共振技术的应用,不仅能够提供准确的储层参数,还为测井解释研究孔隙结构提供了一种有效的方法。以商×井岩心实验分析为基础,深入探讨了从核磁共振T2分布转换毛管压力曲线的线性方法和非线性方法,优选出适合本地区的方法,并从转换后的毛管压力曲线中提取了孔喉半径均值、孔喉半径中值、分选系数等孔隙结构特征参数。对照压汞测量结果,发现两者吻合较好。不仅验证了构造方法的适用性,也说明了利用核磁共振T2分布定量分析研究孔隙结构的有效性。     

油润湿致密砂岩核磁共振弛豫机理与流体识别方法

核磁共振测井是一种能够进行流体识别的重要测量手段,岩石的润湿性对其具有重要影响。鄂尔多斯延长组长8段致密砂岩储层孔隙度低,渗透率差,为弱油润湿性,现有的核磁共振测井流体判别方法难以适用,解释符合率偏低。考虑润湿性因素的影响,研究了水湿、油湿以及混合润湿条件下的核磁共振驰豫机理,利用数值模拟计算了不同润湿性条件下核磁共振响应特征。分析发现,核磁共振差谱几何均值与有效孔隙度差对流体敏感,用这两个参数构建的交会图能有效区分油层和水层,利用核磁共振测井数据和构建的图版实现了储层流体类型的识别。应用实例表明,该方法能有效实现致密砂岩油润湿储层的流体识别,弥补了现有核磁共振差谱分析判识油润湿储层流体类型的不足。