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核磁共振測井波譜的校正方法與流程

文檔序號:12591031閱讀:390來源:國知局
核磁共振測井波譜的校正方法與流程

本發(fā)明涉及石油領域,具體而言,涉及一種核磁共振測井波譜的校正方法。



背景技術(shù):

石油工業(yè)經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,其勘探開發(fā)的目標越來越復雜,其儲層的滲透率越來越低,目前低滲透與致密油儲層已經(jīng)是或即將是勘探與開發(fā)的主目標,該類儲層評價的核心內(nèi)容之一就是孔隙結(jié)構(gòu)評價,現(xiàn)有孔隙結(jié)構(gòu)評價技術(shù)主要是應用核磁共振測井,當孔隙介質(zhì)中流體的核磁共振弛豫機理為體積弛豫時,核磁共振波譜的響應機理如下:

<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>&rho;</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mo>&times;</mo> <msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>S</mi> <mi>V</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>p</mi> <mi>o</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> </mrow>

其中,T1,2為核磁共振弛豫時間,ρ1,2為巖石的表面弛豫率,S為孔隙的表面積,V為孔隙的體積。該模型是最具物理意義的評價模型,但是應用該模型的前提是儲層只含單一的孔隙流體。隨后世界各國測井解釋專家提出了一些系列的評價模型,這些模型應用的前提均是為親水儲層,并且核磁共振測井受含油氣的影響要小。

目前大多數(shù)的常規(guī)儲層為親水巖石,并且核磁共振測井探測范圍內(nèi)的儲層因受泥漿侵入的影響,其殘余油飽和度低,此時核磁共振測井受含油性的影響非常微弱,其響應特征為單一流體,即水的核磁共振,這時上述模型均可以用來評價儲層的孔喉半徑分布。

但是,對于中性潤濕的儲層,比如致密油儲層,其含油飽和度較高,并且孔喉半徑小,泥漿難以對儲層進行驅(qū)替,核磁共振測井受原油的信號影響大,這時采用現(xiàn)有的方法來分析計算致密油儲層的孔喉半徑分布具有產(chǎn)生極大的誤差。

現(xiàn)有技術(shù)中的分析方法沒有充分考慮到中性儲層含油性對核磁共振測井的影響,如果不對儲層的核磁共振測井波譜進行含油性校正就難以正確表征中性儲層的孔喉半徑分布,因此,需要一種核磁共振測井波譜油氣校正的方法。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的主要目的在于提供一種核磁共振測井波譜的校正方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的水的核磁共振波譜不能準確分析中性儲層孔喉半徑分布的問題。

為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種核磁共振測井波譜的校正方法,上述校正方法包括:步驟S1,采用核磁共振波譜分離模型將中性儲層的核磁共振波譜分為含水譜與含油譜;步驟S2,采用表面弛豫率計算模型計算上述中性儲層的孔隙的水表面弛豫率與油表面弛豫率;步驟S3,利用上述油表面弛豫率計算上述中性儲層的含油部分的孔喉半徑 分布;步驟S4,根據(jù)上述水表面弛豫率對上述含油部分的孔喉半徑分布進行校正,得到校正后的上述中性儲層的含油部分的飽含水的核磁共振波譜;以及步驟S5,對上述含水譜與上述校正的含油部分的飽含水的核磁共振波譜進行疊加,得到校正后的上述中性儲層的飽含水的核磁共振波譜。

進一步地,上述核磁共振波譜分離模型為:T1w,2w∪T1o,2o=T1,2(1),式(1)中:T1,2為上述中性儲層的核磁共振波譜;T1w,2w為上述中性儲層的含水譜;T1o,2o為上述中性儲層的含油譜。

進一步地,上述步驟S2包括:

步驟A,選取取心樣品,測量上述取心樣品的核磁共振波譜、洗油后飽含水的核磁共振波譜與上述中性儲層的總孔喉半徑分布;

步驟B,根據(jù)上述洗油后的飽含水的核磁共振波譜與毛管壓力曲線,采用式(2)計算上述水表面弛豫率,上述式(2)為:上述式(2)中:ρw為上述水表面弛豫率,θ為汞的接觸角,γ為汞的表面張力,Ptotal為毛管壓力,T1tw,2tw為上述洗油后的飽含水的核磁共振橫向弛豫時間T2tw或縱向弛豫時間T1tw,單位為ms;

步驟C,將上述取心樣品的飽含油水的核磁共振波譜分為取心樣品含水譜與取心樣品含油譜;

步驟D,根據(jù)上述水表面弛豫率與上述取心樣品含水譜,采用式(3)計算上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,上述式(3)為:rw=a×ρw×T1w,2w上述式(3)中:rw為上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,ρw為上述水表面弛豫率,a為常數(shù),當上述孔隙形狀分別為圓柱形、球形、形槽狀時,a分別為2、3、1,T1w,2w為上述取心樣品含水譜的橫向弛豫時間T2w或縱向弛豫時間T1w;

步驟E,根據(jù)上述總孔喉半徑分布與上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,采用式(4)計算上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布,上述式(4)為上述式(4)中,ro為上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布,rw為上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,rtotal為上述總孔喉半徑分布;

步驟F,根據(jù)上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布與上述取心樣品的含油譜,采用式(5)計算上述油表面弛豫率,上述式(5)為上述式(5)中,ρo為上述油表面弛豫率;θ為上述汞的接觸角,γ為上述汞的表面張力,a為常數(shù),當上述孔隙形狀分別為圓柱形、球形、形槽狀時,a分別為2、3、1,Po為上述中性儲層含油部分的孔徑對應 的毛管壓力,根據(jù)上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布計算得到,T1o,2o為上述含油譜的橫向弛豫時間T2o或縱向弛豫時間T1o。

進一步地,上述步驟A包括:選取密閉取心樣品,測量上述密閉取心樣品的核磁共振波譜;對上述密閉取心樣品進行洗油,測量洗油后的上述取心樣品的飽含水的核磁共振波譜;以及對上述密閉取心樣品進行壓汞實驗,獲得上述總孔喉半徑分布。

進一步地,上述步驟A包括:選取非密閉取心樣品,對上述非密閉取心樣品進行洗油,測量洗油后的上述非密閉取心樣品的飽含水的核磁共振波譜;對上述洗油后的上述非密閉取心樣品進行壓汞實驗,獲得上述總孔喉半徑分布;以及對上述非密閉取心樣品進行巖心歸位,將實際測井核磁共振波譜作為上述非密閉取心樣品的核磁共振波譜。

進一步地,上述巖心歸位為厘米級的巖心歸位。

進一步地,在上述步驟C中,根據(jù)原油賦存下限值所對應的核磁共振時間,將上述取心樣品的核磁共振波譜分為取心樣品含水譜與取心樣品含油譜。

進一步地,上述步驟S3包括根據(jù)上述油表面弛豫率與上述步驟S1中的上述含油譜,采用式(6)計算上述中性儲層含油部分的孔喉半徑分布,上述式(6)為:Ro=a×ρo×T1o,2o,上述式(6)中,Ro為上述中性儲層含油部分的孔喉半徑分布;ρo為上述油表面弛豫率;a為常數(shù),當上述孔隙形狀為圓柱形時取2,為球形時取3,為槽狀時取1;T1o,2o為上述含油譜的橫向弛豫時間T2o或縱向弛豫時間T1o。

進一步地,在上述步驟S4中,根據(jù)上述水表面弛豫率,采用式(7)對上述中性儲層含油部分的孔喉半徑分布進行校正,得到上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜,上述式(7)為,上述式(7)中,T1jw,2jw為上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜;Ro為上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布;ρw為上述水表面弛豫率;a為常數(shù),當上述孔隙形狀分別為圓柱形、球形、形槽狀時,a分別為2、3、1。

進一步地,在上述步驟S5中,采用式(8)將上述步驟S1中的上述含水譜與上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜進行疊加,得到上述中性儲層飽含水的核磁共振波譜,上述式(8)為,T1tw,2tw=T1w,2w∪T1jw,2jw,上述式(8)中,T1tw,2tw為上述中性儲層飽含水的核磁共振波譜;T1w,2w為上述含水譜;T1jw,2jw為上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜。

應用本發(fā)明的校正方法,充分考慮了中性儲層的含油性對核磁共振測井的影響,采用中性儲層的含油部分的孔隙飽含水核磁共振波譜,對中性儲層的含水譜進行校正,校正后的波譜為中性儲層的飽含水的核磁共振波譜,該波譜能夠正確表征中性儲層的孔喉半徑分布,使得本領域技術(shù)人員能夠?qū)χ行詢舆M行準確分析,進而進行合理的勘探開發(fā),有利于石油工業(yè)的發(fā)展。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:

圖1示出了一種典型實施方式提供的核磁共振測井波譜的校正方法的流程示意圖;

圖2示出了一種優(yōu)選實施例儲層的飽含油水兩相的核磁共振T2波譜與洗油后飽含水的核磁共振波譜對比圖;

圖3示出了本申請一種優(yōu)選實施例提供的一口井密閉取心井段應用不同的AT值迭代計算的均方誤差分析圖;

圖4a示出了一種優(yōu)選實施例提供的飽含油水兩相的核磁共振波譜分離為水譜與油譜的示意圖;

圖4b示出了從圖4a的核磁共振波譜分離出的含水譜的示意圖;

圖4c示出了從圖4a的核磁共振波譜分離出的含油譜的示意圖;

圖5a示出了一種優(yōu)選實施例提供的毛管壓力曲線;

圖5b示出了一種優(yōu)選實施例提供的洗油后飽含水的核磁共振波譜毛管壓力曲線;

圖5c示出了一種優(yōu)選實施例提供的洗油后飽含水的核磁共振波譜毛管壓力曲線;

圖6a示出了一種優(yōu)選實施例提供的取心樣品的含水譜;

圖6b示出了一種優(yōu)選實施例提供的取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布;

圖7a示出了一種優(yōu)選實施例提供的總孔喉半徑分布示意圖;

圖7b示出了一種優(yōu)選實施例提供含水孔喉半徑分布示意圖;

圖7c示出了一種優(yōu)選實施例提供的根據(jù)圖7a與圖7b得出的含油部分的孔喉半徑分布示意圖;

圖8示出了本申請一種優(yōu)選實施例提供的測試結(jié)果圖;以及

圖9示出圖8中第5區(qū)域某一個深度點的,利用經(jīng)過含油性校正得到完全含水譜計算的孔喉分布特征與實驗得到的孔喉半徑分布曲線對比圖。

具體實施方式

需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

本申請?zhí)峁┝艘环N核磁共振測井波譜的校正方法,如圖1所示,該校正方法包括:步驟S1,采用核磁共振波譜分離模型將中性儲層的核磁共振波譜分為含水譜與含油譜;步驟S2,采用表面弛豫率計算模型計算上述中性儲層的孔隙的水表面弛豫率與油表面弛豫率;步驟S3,利用上述油表面弛豫率計算上述中性儲層的含油部分的孔喉半徑分布;步驟S4,根據(jù)上述水表面弛豫率對上述含油部分的孔喉半徑分布進行校正,得到校正后的上述中性儲層的含油部分的飽含水的核磁共振波譜;以及步驟S5,對上述含水譜與上述校正的含油部分的飽含水的核磁共振波譜進行疊加,得到校正后的上述中性儲層的飽含水的核磁共振波譜。上述步驟S2中所有步驟均是針對取心段的巖心樣品,上述步驟S3、S4與S5是針對非取心段井下實際測量的核磁共振波譜。

上述的校正方法充分考慮了中性儲層的含油性對核磁共振測井的影響,采用中性儲層的含油部分的孔隙飽含水核磁共振波譜,對中性儲層的含水譜進行校正,校正后的波譜為中性儲層的飽含水的核磁共振波譜,該波譜能夠正確表征中性儲層的孔喉半徑分布,使得本領域技術(shù)人員能夠?qū)χ行詢舆M行準確分析,進而進行合理的勘探開發(fā),有利于石油工業(yè)的發(fā)展。

為了能夠更精確地將中性儲層的核磁共振波譜分為含水譜與含油譜,本申請優(yōu)選上述核磁共振波譜分離模型為:

<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mi>w</mi> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mi>w</mi> </mrow> </msub> <mo>&cup;</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mi>o</mi> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

式(1)中,T1,2為上述中性儲層的核磁共振波譜;T1w,2w為上述中性儲層的含水譜;T1o,2o為上述中性儲層的含油譜。

核磁共振波譜可以是縱向弛豫時間(T1)譜,也可以是橫向弛豫時間(T2)譜。對于油水譜的分離模型就是通過尋找一個核磁共振弛豫時間點(T1與T2的均可),該時間點對應原油賦存的下限值。該核磁共振時間點左邊(小于該時間)的波譜為含水譜,并且?guī)r石主要為親水巖石;該核磁共振時間點(大于該時間)的波譜為含油譜,并且?guī)r石為親油巖石,整體上巖石表現(xiàn)為中性潤濕。該核磁共振弛豫時間點可以應用油水核磁共振特性差異計算得出,也可應用成藏時儲層原油最小充注半徑對應的核磁共振弛豫時間值確定,也可以由兩種方法結(jié)合確定。

本申請的又一種優(yōu)選的實施例中,上述步驟S2包括:

步驟A,選取取心樣品,測量上述取心樣品的核磁共振波譜、洗油后飽含水的核磁共振波譜與上述中性儲層的總孔喉半徑分布;

步驟B,根據(jù)上述洗油后的飽含水的核磁共振波譜與毛管壓力曲線,采用式(2)計算上述水表面弛豫率,上述式(2)為:

<mrow> <msub> <mi>&rho;</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&times;</mo> <mi>&gamma;</mi> <mo>&times;</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&theta;</mi> </mrow> <mrow> <mi>a</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mi>t</mi> <mi>w</mi> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mi>w</mi> </mrow> </msub> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>o</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

式(2)中,ρw為上述水表面弛豫率,單位為10-3μm/ms,θ為汞的接觸角,γ為汞的表面張力,單位為psi·cm,Ptotal為毛管壓力,單位為MPa,T1tw,2tw為上述洗油后的飽含水的核磁共振橫向弛豫時間(T2tw)或縱向弛豫時間(T1tw),單位為ms;

步驟C,將上述取心樣品的飽含油水的核磁共振波譜分為取心樣品含水譜與取心樣品含油譜;

步驟D,根據(jù)上述水表面弛豫率與上述取心樣品含水譜,采用式(3)計算上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,上述式(3)為:

rw=a×ρw×T1w,2w……………….(3)

上述式(3)中,rw為上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,單位為μm,ρw為上述水表面弛豫率,單位為10-3μm/ms,a為常數(shù),當上述孔隙形狀分別為圓柱形、球形、形槽狀時,a分別為2、3、1,T1w,2w為上述取心樣品含水譜的橫向弛豫時間(T2w)或縱向弛豫時間(T1w),單位為ms;

步驟E,根據(jù)上述總孔喉半徑分布與上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,采用式(4)計算上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布,上述式(4)為:

<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>=</mo> <mover> <mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>&cap;</mo> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>o</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

上述式(4)中:ro為上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布,rw為上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分,rtotal為上述總孔喉半徑分布;

步驟F,根據(jù)上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布與上述取心樣品的含油譜,采用式(5)計算上述油表面弛豫率,計算公式為:

<mrow> <msub> <mi>&rho;</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&times;</mo> <mi>&gamma;</mi> <mo>&times;</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&theta;</mi> </mrow> <mrow> <mi>a</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mi>o</mi> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>o</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

上述式(5)中:ρo為上述油表面弛豫率,單位為10-3μm/ms;θ為上述汞的接觸角,單位為°,γ為上述汞的表面張力,單位為psi·cm,a為常數(shù),當上述孔隙形狀分別為圓柱形、球形、形槽狀時,a分別為2、3、1,Po為上述中性儲層含油部分的孔徑對應的毛管壓力,根據(jù)上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布計算得到,單位為MPa,T1o,2o為上述含油譜的橫向弛豫時間(T2o)或縱向弛豫時間(T1o),單位為ms。

采用上述的方法,能夠更準確地計算出的中性儲層的孔隙的水表面弛豫率與油表面弛豫率,進一步保證了該校正方法的準確性。

為了進一步得到準確的上述取心樣品的核磁共振波譜、洗油后飽含水的核磁共振波譜與上述中性儲層的總孔喉半徑分布,本領域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況選取密閉取心樣品與非密閉取心樣品進行測試。

當樣品為密閉取心樣品時,上述步驟A包括:選取密閉取心樣品,測量上述密閉取心樣品的核磁共振波譜;對上述密閉取心樣品進行洗油,測量洗油后的上述取心樣品的飽含水的核磁共振波譜;以及對上述密閉取心樣品進行壓汞實驗,獲得上述總孔喉半徑分布。

當樣品為非密閉取心樣品時,上述步驟A包括:選取非密閉取心樣品,對上述非密閉取心樣品進行洗油,測量洗油后的上述非密閉取心樣品的飽含水的核磁共振波譜;對上述洗油后的上述非密閉取心樣品進行壓汞實驗,獲得上述總孔喉半徑分布;以及對上述非密閉取心樣品進行巖心歸位,將實際測井核磁共振波譜作為上述非密閉取心樣品的核磁共振波譜。

本申請的又一種優(yōu)選的實施例中,上述巖心歸位為厘米級的巖心歸位,這樣能夠進恢復巖心所在真實層的工作,進而能夠進一步準確獲得取心樣品的飽含油水的核磁共振波譜。

為了提高分離取心樣品的核磁共振波譜的效率,能夠更加快捷地將取心樣品的核磁共振波譜的效率分為取心樣品含水譜與取心樣品含油譜,優(yōu)選在上述步驟C中,根據(jù)原油賦存下限值所對應的核磁共振時間,將上述取心樣品的核磁共振波譜分為取心樣品含水譜與取心樣品含油譜。

本申請的另一種優(yōu)選的實施例中,上述步驟S3包括:

根據(jù)上述油表面弛豫率與上述步驟S1中的上述含油譜,采用式(6)計算上述中性儲層含油部分的孔喉半徑分布,上述式(6)為:

Ro=a×ρo×T1o,2o……………….(6)

上述式(6)中:Ro為上述中性儲層含油部分的孔喉半徑分布,單位為μm;ρo為上述油表面弛豫率,單位為10-3μm/ms;a為常數(shù),當上述孔隙形狀為圓柱形時取2,為球形時取3,為槽狀時取1;T1o,2o為上述含油譜的橫向弛豫時間(T2o)或縱向弛豫時間(T1o),單位為ms。

為了進一步準確得到上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜,在上述步驟S4中,根據(jù)上述水表面弛豫率,采用式(7)對上述中性儲層含油部分的孔喉半徑分布進行校正,得到上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜,上述式(7)為:

<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mi>j</mi> <mi>w</mi> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mi>j</mi> <mi>w</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <mrow> <mi>a</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>&rho;</mi> <mi>w</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

上述式(7)中,T1jw,2jw為上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜;Ro為上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布,單位為μm;ρw為上述水表面弛豫率,單位為10-3μm/ms;a為常數(shù),當上述孔隙形狀分別為圓柱形、球形、形槽狀時,a分別為2、3、1。

本申請的另一種優(yōu)選的實施例中,上述步驟S5中,采用式(8)將上述步驟S1中的上述含水譜與上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜進行疊加,得到上述中性儲層飽含水的核磁共振波譜,上述式(8)為:

T1tw,2tw=T1w,2w∪T1jw,2jw……………….(8)

上述式(8)中,T1tw,2tw為上述中性儲層飽含水的核磁共振波譜;T1w,2w為上述含水譜;T1jw,2jw為上述中性儲層含油部分的飽含水的核磁共振波譜。

為了使本領域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本申請的技術(shù)方案,以下將結(jié)合實施例與附圖進行詳細的說明。

選取準噶爾盆地二疊系某個致密油區(qū)塊,該致密油區(qū)塊的儲層為咸化湖泊環(huán)境的細粒沉積,主要巖性為碎屑巖和碳酸鹽巖過渡性巖類。儲層的孔隙度在6~16%之間,覆壓滲透率普遍低于0.1md,儲層孔隙的直徑以納米級為主,儲層的油飽和度較高,平均在70%左右,潤濕性實驗結(jié)果表明:儲層潤濕性主要以中性潤濕為主,為典型的致密油儲層。勘探初期未考慮原油對核磁共振測井的影響,直接應用常規(guī)評價方法進行評價,其結(jié)果顯示孔喉半徑偏大,分布特征與常規(guī)儲層相似,無法滿足生產(chǎn)上致密油孔喉半徑表征的技術(shù)要求。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案充分考慮了原油對核磁共振測井的影響,采用含油部分的孔隙飽含水核磁共振波譜對儲層的含水譜進行校正,具體的流程分為五個步驟,分別為:

第一步,應用系統(tǒng)的巖石物理實驗,建立該區(qū)儲層的核磁共振波譜的油水分離模型,將儲層的核磁共振波譜分為含水譜與含油譜。

選取多塊密閉取心樣品,開展儲層的飽含油水兩相的核磁共振(即儲層的核磁共振波譜)實驗,測量其含油飽和度后,再對樣品進行清洗,測量樣品飽含水的核磁共振波譜。

本研究區(qū)均采用的橫向弛豫時間譜,所以本實例中的核磁共振波譜均為T2譜。

實驗結(jié)果表明,如圖2所示,儲層的飽含油水兩相的核磁共振T2波譜與洗油后飽含水的核磁共振波譜相比,儲層飽含油水兩相的核磁共振T2波譜較長,進而證明了原油對T2譜可以產(chǎn)生較大的影響。

利用含油飽和度分析數(shù)據(jù)與核磁共振T2波譜數(shù)據(jù)結(jié)合分析,分析不同起算時間計算的含油飽和度與實驗得到的含油飽和度之間的相對誤差,相對誤差最小時的起算時間就為核磁共振波譜油水分離模型的分離時間,即橫向弛豫時間閾值。

具體地,是采用迭代法確定核磁共振波譜油水分離模型的分離時間,計算均方根誤差最小時的T2值為閾值AT2,其計算公式如下:

<mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>SO</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>SSO</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow>

其中,WT2(j)為第j個迭代T2閾值的均方計算誤差,n為含油飽和度實驗數(shù)據(jù)的個數(shù),SOi為第i個樣點的飽和度測量數(shù)據(jù),SSOji為第j個迭代T2閾值的第i個計算飽和度,其計算公式如下:

<mrow> <msub> <mi>SSO</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mi>A</mi> <mi>T</mi> <mi>S</mi> </mrow> <mrow> <mi>A</mi> <mi>T</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munderover> <msub> <mi>&phi;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mi>A</mi> <mi>T</mi> <mi>S</mi> </mrow> <mrow> <mi>A</mi> <mi>T</mi> <mi>D</mi> </mrow> </munderover> <msub> <mi>&phi;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

其中,AT(j)為含油飽和度起算核磁共振橫向弛豫時間,單位為ms;ATS為有效孔隙度的核磁共振橫向弛豫起算時間;ATD為有效孔隙度的核磁共振橫向弛豫終止時間。

誤差分析結(jié)果表明,如圖3所示,當起算時間為6ms時,含油油飽和度誤差最小,因此,將6ms作為如圖4a所示的儲層核磁共振波譜中油譜與水譜的分離時間,即原油賦存的下限時間值,用該值就可以完成含水譜與含油譜的分離,得到圖4b與所示的含水譜與圖4c所示的含油譜。

第二,應用系統(tǒng)的巖石物理實驗,分別建立表面弛豫率的計算模型,計算中性儲層的孔隙的水表面弛豫率與油表面弛豫率了該區(qū)儲層含水孔隙的表面弛豫率與含油孔隙表面弛豫率計算模型。

步驟A,獲取密閉取心樣品的飽含油水兩相的T2譜,洗油后飽含水的核磁共振T2譜與總孔喉半徑分布。

水表面弛豫率為含水孔隙的表面弛豫率,油表面弛豫率為含油孔隙表面弛豫率。為了建立水表面弛豫率與含表面弛豫率計算模型,全區(qū)選擇了多塊有代表性的密閉取心樣品,先后進行了密閉取心樣品的飽含油水兩相核磁共振測量、洗油后飽含水的核磁共振波譜測量以及高壓壓汞實驗,得到密閉取心樣品的飽含油水兩相的T2譜,洗油后飽含水的核磁共振T2譜與總孔喉半徑分布。

對于沒有密閉取心的深度段,先對非密閉樣品進行洗油,測量得到洗油后的飽含水的核磁共振T2譜;然后,進行壓汞聯(lián)測實驗后,獲得總孔喉半徑分布;最后對非密閉取心樣品進行厘米級的巖心歸位,獲得實際井對應深度的核磁共振測井譜,將其作為飽含油水兩相的T2譜。

步驟B,根據(jù)上述洗油后的飽含水的核磁共振波譜與毛管壓力曲線,計算上述水表面弛豫率。

計算過程如圖5所示,當圖5a的毛管壓力曲線與圖5b的洗油后飽含水的核磁共振波譜重合時,如圖5c所示,利用下式獲得水表面弛豫率:

<mrow> <msub> <mi>&rho;</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&times;</mo> <mi>&gamma;</mi> <mo>&times;</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&theta;</mi> </mrow> <mrow> <mi>a</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mi>w</mi> </mrow> </msub> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>o</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>

式中,ρw為水表面弛豫率,單位為μm/ms;θ為汞的接觸角,本實例中為140°;γ為汞的表面張力,本實例中為7.15×10-3psi·cm;a為常數(shù),本實例中為3;Ptotal為毛管壓力,單位為Mpa;T2tw為洗油后的飽含水的核磁共振橫向弛豫時間,單位為ms。

表面弛豫率需分巖性計算不同巖性的水表面弛豫率,本實例計算得到白云石粉細砂巖的水表面弛豫率ρw=2.5×10-3μm/ms。

步驟C,利用該區(qū)儲層的核磁共振波譜的油水分離模型將取心樣品的飽含油水兩相的核磁共振波譜分為取心樣品含水譜與取心樣品含油譜。將6ms作為油水兩相分離的橫向弛豫時間 閾值,將T2時間大于6ms的部分為取心樣品的含油譜,將T2時間小于6ms的部分為取心樣品的含水譜。

步驟D,將水表面弛豫率應用到步驟C得到如圖6a所示的含水譜中,計算得出上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,如圖6b所示,計算公式為rw=a×ρw×T2w。本實例中,對于白云質(zhì)粉細砂巖,ρw=2.5×10-3μm/ms,a=3。

步驟E,根據(jù)上述總孔喉半徑分布與上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分布,計算上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布,計算公式為其中,ro為上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布,rw為上述取心樣品的含水部分的孔喉半徑分,rtotal為上述總孔喉半徑分布,將圖7a所示的總孔喉半徑分布減去圖7b所示的含水孔喉半徑分布,得到圖7c所示的含油部分的孔喉半徑分布;

步驟F,根據(jù)上述取心樣品的含油部分的孔喉半徑分布與上述取心樣品的含油譜,采用式(5)計算上述油表面弛豫率,上述式(5)為

<mrow> <msub> <mi>&rho;</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&times;</mo> <mi>&gamma;</mi> <mo>&times;</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&theta;</mi> </mrow> <mrow> <mi>a</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>o</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>

上述式中,ρo為上述油表面弛豫率,θ為上述汞的接觸角,本例中為140°,γ為上述汞的表面張力,本例為7.15×10-3psi·cm,a為3,Po為上述中性儲層含油部分的孔徑對應的毛管壓力,T2o為上述含油譜的橫向弛豫時間。本實例中,對于白云質(zhì)粉細砂巖計算得出,ρo為0.25×10-3μm/ms。

上述從步驟A至步驟D均是針對取心井段的巖心實驗,用巖心實驗數(shù)據(jù)獲得水表面弛豫率與油表面弛豫率,然后將該參數(shù)應用于后續(xù)步驟針對的非取心井段的井下測量的核磁共振波譜。

第三,使用上述油表面弛豫率ρo對上述T2譜含油峰的進行處理得到上述儲層含油部分的孔喉半徑分布,具體計算公式如下

Ro=a×ρo×T2o

上式中Ro為儲層含油部分的孔隙直徑,單位為μm;a為3;T2o為上述含油譜的橫向弛豫時間,單位為ms,ρo=0.25×10-3μm/ms。

第四,使用水表面弛豫率對上述的儲層含油部分的孔喉半徑分布進行校正,得到校正后的上述中性儲層的含油部分的飽含水的核磁共振波譜,具體計算公式如下:

<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mi>j</mi> <mi>w</mi> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mi>j</mi> <mi>w</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <mrow> <mi>a</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>&rho;</mi> <mi>w</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>

上式中,T1jw,2jw為儲層含油譜經(jīng)含油校正后得到的含水譜;Ro為儲層含油部分的孔喉半徑,單位為μm;ρw=2.5×10-3μm/ms;a為3。

第五,采用公式T2tw=T2w∪T2jw,將T2jw與T2w進行疊加,獲得中性儲層飽含水的核磁共振波譜。

圖8為最終得到的測試結(jié)果圖,圖中分為七個區(qū)域,第一區(qū)域中是自然伽馬曲線(GR),第二區(qū)域是深度的坐標,第三區(qū)域是原始核磁共振T2譜(即原始測井譜),第四區(qū)域中是飽含水的核磁共振T2譜(即完全含水譜),第5區(qū)域中為計算出的孔喉半徑分布曲線(細線)與實驗分析得到的分析孔喉半徑分布曲線(粗線),第6區(qū)域為計算毛管壓力曲線(細線)與壓汞實驗分析得到的毛管壓力曲線(粗線),第7區(qū)域中是計算中值壓力與分析中值壓力(圓點)。

圖9示出了圖8中第五區(qū)域的一個深度值對應的計算出的孔喉半徑分布曲線(虛線)與實驗分析得到的分析孔喉半徑分布曲線(實線)。

由圖9可知,利用本申請得到的校正后的中性儲層飽含水的核磁共振波譜計算的孔喉半徑分布與試驗得到的孔喉半徑分布具有較好的一致性。

從以上的描述中,可以看出,本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:

本申請的校正方法充分考慮了中性儲層的含油性對核磁共振測井的影響,采用中性儲層的含油部分的孔隙飽含水核磁共振波譜,對中性儲層的含水譜進行校正,校正后的波譜為中性儲層的飽含水的核磁共振波譜,該波譜能夠正確表征中性儲層的孔喉半徑分布,使得本領域技術(shù)人員能夠?qū)χ行詢舆M行準確分析,進而進行合理的勘探開發(fā),有利于石油工業(yè)的發(fā)展。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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