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核磁共振岩心基础实验分析

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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!"#$!测 井 技 术%$$"&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&年核 磁 共 振 岩 心 基 础 实 验 分 析王 忠 东 汪 浩 李 能 根’辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司(乔 龙 海’西 安 石 油 勘 探 仪 器 总 厂(摘 要王 忠 东)汪 浩)李 能 根 等*核 磁 共 振 岩 心 基 础 实 验 分 析*测 井 技 术)+,,-)+.’/(0 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4不 同 岩 性 岩 心5%截 止值 分 布 规 律4岩 心 束 缚 流 体 饱 和 度 的5%几 何 均 值 计 算 模 型4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4不 同 恢 复 等 待 时 间 下 的 弛 豫 响 应 特 征 测 量6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6主 题 词0核 磁 测 井 束 缚 水 饱 和 度 实 验 数 据 岩 心 分 析 渗 透 率5%截 止 值789:;7?@)=>?@E>C)@I?*7?>L*=F:)+,,-)+.’/(0]^_‘b^]am‘bZ]m^g[k^h]‘]Zb)\YZ‘km^%_n[h[b^km^a^[h)^^n[b^_YZ‘q^a^[\_‘m^h[b^h[gr^^b^^rg^i^_‘g[_b^h‘b^m[‘‘_vn^h^[^Xg‘gm]bY‘_^Xg a‘Xb\m‘[‘_g‘a\h^h ]q^a^[\ 5%_n[现 代 核 磁 共 振 测 井 技 术 的 发 展 为 提 高 利 用 测 井 资料 进 行 油 气 层 解 释 评 价 的 精 度 提 供 了 一 种 新 的 有 效 的手 段6岩 心 磁 共 振 基 础 实 验 分 析 研 究 是 核 磁 测 井 资 料采 集4处 理 解 释 分 析 及 应 用 的 基 础6在 核 磁 测 井 推 广 应用 研 究 中)我 们 从 辽 河 油 田 不 同 地 区 取 心 井 中 选 择 了近 百 块 不 同 岩 性 的 岩 样 进 行 了 岩 心 实 验 室 磁 共 振 测 试分 析)为 核 磁 测 井 资 料 采 集 及 后 期 处 理 解 释 分 析 提 供了 指 导6实 验 分 析 项 目 包 括0"*常 规 岩 心 物 性 测 量’包 括 孔 隙 度4空 气 渗 透 率4样 品 体 积4干 重4水 中 重4饱 和 水 岩 心 重4离 心 后 岩 重4离 心 法 束 缚 水 饱 和 度 等(6%*饱 和 水 岩 样 离 心 前 后5%测 量)确 定 核 磁 孔 隙度4核 磁 渗 透 率45%截 止 值)建 立 核 磁 束 缚 水 饱 和 度4核 磁 渗 透 率 解 释 模 型6y*辽 河 油 田 不 同 地 区 各 种 粘 度 油 品’稀 油4稠 油4高 凝 油(的 磁 共 振 弛 豫 时 间 测 量6z*对 饱 和 盐 水 岩 心 进 行 油 驱 替)测 量 不 同 含 水 饱和 度 条 件 下 核 磁 变 参 数’不 同 回 波 时 间4不 同 恢 复 等 待时 间(的5%谱 响 应 特 征6实 验 结 果 与 讨 论-*孔 隙 度分 别 在$*y{4$*|4$*}4"*% 波 间 隔 下测 量 岩 心 的 核 磁 孔 隙 度)并 与 常 规 称 重 法 岩 心 测 量 孔隙 度 对 比’见 图"(6实 验 表 明!在 不 同 回 波 间 隔 下 核 磁 孔 隙 度 与 岩 心真 孔 隙 度 存 在 一 定 的 差 别!在"#$%&’回 波 间 隔 下 核磁 孔 隙 度 基 本 上 反 映 了 岩 心 的 真 实 孔 隙 度!二 者 相 关系 数 高 达"#()!与 岩 心 常 规 分 析 孔 隙 度 平 均 误 差 为"#%$个 孔 隙 度*随 着 回 波 间 隔 的 增 大!核 磁 孔 隙 度 普 遍小 于 常 规 岩 心 分 析 孔 隙 度!对"#)+"#(+,#-&’回 波 间隔!核 磁 孔 隙 度 与 常 规 岩 心 孔 隙 度 的 平 均 误 差 依 次 为,##)(+.#,-*岩 石 结 构 复 杂!分 选 变 差!顺 磁 物 质含 量 增 多!这 种 偏 差 也 就 越 大*造 成 核 磁 孔 隙 度 小 于 常规 岩 心 孔 隙 度 的 原 因 是 由 于 回 波 时 间 增 大!有 可 能 探图/不 同 回 波 时 间 下 岩 心 核 磁 测量 孔 隙 度 与 常 规 孔 隙 度 比 较图0岩 心 束 缚 水 饱 和 度 与1234的 关 系测 不 到 岩 样 中 衰 减 非 常 快 的 流 体 信 号5如 粘 土 中 的 流体 信 号6*对 粘 土 含 量 较 低+分 选 较 好 的 中 粗 砂 岩 而 言!核 磁 孔 隙 度 与 总 孔 隙 度 相 差 很 小57"#896:对 粉 细 砂岩+砂 砾 岩 而 言!随 着 粘 土 泥 质 含 量 的 增 加+分 选 变 差及 顺 磁 物 质 的 增 多!核 磁 孔 隙 度 与 岩 石 总 孔 隙 度 的 差别 也 有 所 增 大*因 此!对 于 粘 土 泥 质 含 量 不 高 的 岩 性!"#)&’回 波 间 隔 的 核 磁 孔 隙 度 基 本 上 反 映 了 岩 石 的总 孔 隙 度:而"#(+,#-&’回 波 间 隔 的 核 磁 孔 隙 度 普 遍比 常 规 岩 心 孔 隙 度 偏 小!可 以 认 为 是 岩 心 的 不 包 括 粘土 束 缚 水 的 有 效 孔 隙 度*图2不 同 岩 性 岩 样12截 止 值 的 变 化图;岩 心 核 磁 束 缚 水 饱 和 度 与 常 规 束 缚 水 饱 和 度 比 较块 岩 样 的%&谱 几 何 均 值 核 磁 束缚 水 饱 和 度 与 岩 心 称 重 法 束 缚 水 饱 和 度 的 平 均 绝 对 误差 为,#/?-@(图?中 分 别 给 出 了 用%&截 止 值 和%&谱 几 何 均 值两 种 核 磁%&谱 分 析 法 计 算 岩 心 束 缚 水 饱 和 度 与 常 规岩 心 称 重 法 束 缚 水 饱 和 度 的 直 观 比 较’证 明 两 种 方 法图 油 田 不 同 油 品 的 典 型B"谱计 算 的 核 磁 束 缚 水 饱 和 度 均 具 有 较 高 的 精 度(在 实 际利 用 核 磁 测 井 确 定 储 层 束 缚 流 体 分 布 时 可 同 时 采 用 两种 模 型 计 算’选 取 其 中 较 大 的 作 为 最 终 的 解 释 结 果(C#渗 透 率岩 心 常 规 渗 透 率 采 用 气 测 法’用 氮 气 测 量?个 不同 压 力 下 的 渗 透 率’线 性 回 归 得 出 克 氏 渗 透 率’并 作 为岩 心 的 气 测 渗 透 率(岩 心 核 磁 渗 透 率 采 用%&几 何 均 值 渗 透 率 模 型 计 算(图>中 分 别 给 出 了 磁 共 振 渗 透 率$%&几 何 均 值 核 磁 共 振 渗 透 率 与 常 规 渗 透 率 的 直 观 比 较(可 以 看 出’两 种 方 法 得 到 的 核 磁 渗 透 率 值 与 常 规 渗 透率 值 非 常 接 近’但 用 型 计 算 特 低 渗 岩 样 核 磁渗 透 率 误 差 稍 大 些(辽 河 油 田 岩 心 实 验 回 归 得 出’ 型 的 参 数分 别 为$=8&(%&几 何 均 值 模 型 的 参 数分 别 为I+#22’982#-.’,(N#原 油 不 同 粘 度 条 件 下 的B"谱辽 河 油 田 油 品 种 类 多 样’不 同 地 区$不 同 层 系 原 油性 质 都 存 在 差 异’按 原 油 粘 度$密 度$重 组 份 含 量 可 大致 划 分 为 稀 油$稠 油 及 高 凝 油)类(辽 河 油 田 沙 河 街 组及 古 潜 山 油 藏 的 稀 油 地 面 分 析 密 度1&/-/P/#-,;4K*)之 间’粘 度1>/ 分 在)/*下(辽 河 油 田 的 稠 油 大 部 分 为 重 稠 或 特 稠 油’地 面 分 析原 油 比 重1&/,>P/#,,;4K*)之 间’粘 度1>/ 大 于0//*大 部 分 在2&//P&///* 间$沥 青 质 含 量 普 遍 在)/@P?/@(而 辽 河 油 田 的 高 凝 油 其 特 点 为 含 蜡 量 高$凝 固 点 高’密度1&/-/P/#-,;4K*)之 间’在 析 蜡 点 以 上’R&02 技 术&//2年图!原 油"#弛 豫 时 间 与 其 粘 度 的 关 系 图$不 同 含 水 饱 和 度 下 的 砂 岩 岩 样"#分 布 谱图%岩 样 在 饱 和 水 及 饱 和 稀 油 束 缚 水 状 态 下 不 同 回 波 间 隔 的"#谱 分 布原 油 呈 牛 顿 流 体&温 度 越 高&其 流 动 性 越 好&即 粘 度 越低&在 地 层 温 度 条 件’如()*+下&其 粘 度 与 稀 油 接 近&在,-./ 原 油 是 不 同 种 类 烃 的 混 合 物&因 此 原 油 的 磁 共振 弛 豫 时 间 响 应 不 是 单 一 的&而 是 由 一 组 弛 豫 时 间 分 布构 成&其 跨 度 较 大8通 常 原 油 弛 豫 时 间 分 布 谱 中 弛 豫 时间 较 长 的9:谱 峰 为 原 油 中 最 具 流 动 性 的 轻 质 成 份 中 氢核 的 贡 献;而 原 油 弛 豫 时 间 分 布 谱 中 弛 豫 时 间 较 短 的9:谱 峰 对 应 的 为 原 油 中 运 动 受 到 限 制 的 重 组 份 中 的 氢核8图01,,-(2?@A)-)-))卷6第 忠 东 等 共 振 岩 心 基 础 实 验 分 析图!"岩 样 在 饱 和 水 及 饱 和 稀 油 束 缚 水 状 态 下 不 同 等 待 时 间 的#$谱 分 布油 饱 和 度 增 加%油 可 动 谱 峰 幅 度 明 显 增 高&该 实 验 也 表明 对 于 一 般 的 稀 油%核 磁 测 井 可 以 实 现 油 气 识 别 与 评价 的 目 的&为 回 波 间 隔’(对’)谱 的 影 响 较 大&图*显 示 了 一 块 砂 岩 岩 样 在 完 全 饱 和 水 及 饱 和 稀 油 束 缚 水状 态 下%在 不 同 回 波 间 隔 下+’(,-./0-.*0)谱 分 布&实 验 表 明%随 着 回 波 间 隔’(的增 大%核 磁 共 振 信 号 强 度 减 小%’)衷 减 曲 线 幅 度 降 低%’)谱 峰 包 络 面 积 减 小%’)谱 分 布 变 窄%反 映 核 磁 测 量的 孔 隙 半 径 分 布 范 围 变 窄 且 右 移%部 分 小 孔 隙 的 信 息丢 失&但 随 着 回 波 间 隔 增 大%可 动 水 谱 峰 右 边 界 左 移 比油 谱 峰 明 显&因 此%在 实 际 测 井 中%测 量 地 层 孔 隙 度 要求 回 波 时 间 应 取 尽 可 能 小 值&对 于789:;?型 仪器%最 小 回 波 时 间 应 取 最 小 值-./45或-.*45@而 对于 核 磁 谱 位 移 测 井 的 长 回 波 时 间 选 择2./ 更 长 比 较 合 适%此 时 对 于 中 等 粘 度 的 油%由 于油 的 扩 散 系 数 比 水 小 得 多%水 层 谱 线 右 端 左 移 比 油 层要 明 显 得 多%利 用 移 谱 测 井 可 较 好 地 区 分 扩 散 系 数 与水 相 差 较 大 的 中 等 粘 度 油 层+大 部 分 稀 油 储 层6和 水层&图 了 相 同 一 块 砂 岩 岩 样 在 完 全 饱 和 水 及部 分 饱 和 稀 油 状 态 下%在-.) 同 恢 复 等 待 时 间 下 的’)谱 分 布&实 验 结 果 表 明%不 同 等 待 时 间 条 件 下 的’)分 布 谱形 状 接 近%谱 峰 幅 度+特 别 是 可 动 峰 幅 度6随 着 等 待 时间 增 大 而 增 大%表 明 可 测 到 更 宽 孔 隙 半 径 范 围 内 的 弛豫 时 间 更 长 的 流 体 信 息@对 于 中 高 孔 隙 度 的 岩 石 等 待时 间 过 小 时+’ 线 中 可 动 部 分 变 化 较 大%谱峰 向 弛 豫 时 间 减 小 的 方 向 移 动%一 些 长 弛 豫 时 间 组 份在 谱 中 得 不 到 反 映&对 于 大 部 分 储 层 而 言+无 厚 气 层6%核 磁 测 井 过 程 中 等 待 时 间 选 择/ 保 证 储 层中 的 流 体 得 到 充 分 极 化&对 于 稀 油 储 层 而 言%可 利 用 核磁 谱 差 分 测 井 直 观 判 别 油 层 与 水 层%并 可 从 差 分 谱 中近 似 估 计 含 油 孔 隙 度 大 小&根 据 实 验%我 们 在 实 际 测 井 操 作 中%对 于 辽 河 油 田砂 层 岩 储 层 如 辽 河 滩 海 的 第 三 系 砂 泥 岩 储 层%核 磁 谱差 分 测 井 的 长 恢 复 等 待 时 间 应 选 取/ 等 待 时间 5%均 采 集 到 了 高 质 量 的 实 际 测 井 资 料&保 证 核 磁 测 井 油 气 识 别0储 层 评 价 的 准 确 性&在 辽 河 油 田 岩 心 核 磁 实 验 研 究 中 得 到 江 汉 测 井 研究 所 的 彭 石 林 博 士0集 团 公 司 渗 流 所 的 王 为 民 博 士 等的 支 持 与 帮 助%在 此 表 示 衷 心 的 感 谢&+收 稿 日 期F)A; 编 辑 王 环6 技 术)
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