基于核磁共振测井的低渗透砂岩孔隙结构定量评价方法——以东营凹陷南斜坡沙四段为例

低渗透砂岩油气藏已成为油气增储生产的重要勘探开发目标,但孔隙结构复杂使得储层及其有效性难以准确识别.笔者利用物性、压汞、核磁等资料,对东营凹陷南坡沙四段(Es4)低渗透砂岩孔隙结构进行分析,划分出了3种类型.核磁T2谱与毛管压力曲线都在一定程度上反映孔喉分布,但常规方法利用T2谱重构伪毛管压力曲线所得到的孔隙半径与压汞孔喉半径有较大误差,而岩石孔隙自由流体T2与压汞孔喉分布对应关系更好,以此建立了不同孔隙结构类型二者之间不同孔喉尺度对应的关系式(大尺度:线性;小尺度:分段幂函数),可在井筒剖面上通过识别孔隙结构类型,进而利用核磁共振测井(NML)定量反演孔径分布,省去了构建伪毛管曲线环节,为低渗透砂岩储层有效性评价提供了直接依据,也是测井用于定量反演储层微观孔隙结构信息的有益探索.     

基于核磁共振测井的致密砂岩储层分类方法研究（英文）

致密砂岩储层孔隙结构复杂,非均质性强,利用传统的常规测井计算孔隙度、泥质含量、J函数和流动单元指数等参数建立的储层分类方法很难有效地对致密砂岩储层进行分类。核磁共振T2分布与储层孔径分布密切相关,可用于表征储层孔隙结构特征。目前常用的方法是应用核磁共振T2分布与压汞毛管压力曲线建立线性函数或幂函数等经验公式,间接求取排驱压力、最大孔喉半径、中值孔喉半径等储层孔隙结构参数并用于储层分类,但经验公式存在地区适应性,且受限于实验样本的代表性,很难有效推广应用。对数正态分布常用来表示岩石孔径分布和粒度分布,通过计算小孔和大孔的体积、平均半径、标准差等参数定量表征储层的孔隙结构特性。本文采用双峰对数正态分布拟合核磁共振T2谱,得到表征岩石孔隙分布和非均质性的六个参数(小孔和大孔的体积、均值、标准差),结合核磁共振测井计算的总孔隙度,采用聚类分析方法进行储层分类。岩心实验测量数据及核磁共振测井数据处理结果表明,该方法可有效划分致密砂岩储层类型,具有较好的应用效果。     

页岩气储层渗透率测井评价方法研究

页岩渗透率与页岩气产能关系密切,是测井储层评价的重要参数之一.页岩储层岩性复杂致密,孔隙组分多样,导致传统渗透率评价方法受到限制.基于页岩渗透率主控因素,从孔隙结构出发,通过液氮吸附-高压压汞资料及核磁共振实验分析数据,提取控制页岩渗透率的孔隙结构参数,建立页岩渗透率评价模型;利用核磁T2谱构建出伪毛管压力曲线,获得二者之间的定量转换关系,并提取孔隙结构参数;最后利用核磁测井刻度常规测井曲线,并结合页岩岩石相分析,实现了页岩渗透率的较高精度评价.研究成果及应用对于国内页岩气产能建设及高效开发具有重要意义.     

低孔渗砂岩孔隙结构分类方法研究

低孔渗砂岩储层孔隙结构复杂,在二维与三维空间中具有较强非均质性,对储集空间的测井响应有极大影响。而压汞曲线、核磁T₂谱、铸体薄片3种资料在一定程度上各自反映了孔隙结构的不同特征,本文分别提取3种资料的微观孔隙结构参数进行相关性分析,最终分别利用主成分分析-模糊均值聚类方法实现孔隙结构分类,其分类结果压汞曲线分形法所得一致。      

常规测井评价复杂砂岩储层孔隙结构的方法与应用——以莺歌海盆地黄流组储层为例

莺歌海盆地中深层储层非均质性强、孔隙结构复杂,气田开发实施阶段一般仅有常规测井资料,基于常规测井资料对储层孔隙结构精细评价一直是该区储层测井精细评价面临的难题,进一步造成测井解释符合率降低,储量参数计算精度变差.为有效解决上述问题,本文以莺歌海盆地黄流组为目的层,首先分析了储层孔隙结构复杂化的地质成因及其测井特征;之后,综合压汞毛管压力曲线和核磁共振等岩心分析资料,针对性开展测井响应特征分析及岩石物理机理分析,对比优选了流动带指数为表征储层孔隙结构的敏感参数;最后,优选反映储层特征变化的测井变量,建立常规测井资料计算储层流动带指数的模型,进而建立储层分类方法与标准,较好地实现了常规测井的储层孔隙结构评价.方法应用于莺歌海盆地东方13气田中,结果表明:储层孔隙结构与分类结果与岩心分析、试油产能数据吻合较好,奠定气田开发实施阶段利用常规测井资料精细表征储层孔隙结构的技术基础.     

含裂缝页岩核磁共振横向弛豫响应正演模拟及T2谱特征分析

裂缝的精细探测是页岩储层油气可动性评价的关键,核磁共振技术可实现多种尺度孔隙中流体的测量,已被广泛应用于非常规储层评价.然而,含裂缝页岩的核磁共振响应特征尚不明确.为此,提出一种基于三维CT数据建立的孔隙-裂缝双相介质模型方法,采用数值模拟方法系统研究了裂缝参数的核磁共振测井响应特征.模拟结果表明：裂缝的存在影响页岩的核磁共振T₂谱分布,裂缝张开度增大导致T₂谱向右偏移,纵横比增大造成T₂谱向左偏移;裂缝页岩的孔缝配置关系对页岩连通性起主导作用,孔缝配比减小,可动流体呈线性增长.     

基于测井曲线分形维的碳酸盐岩孔隙结构分类方法

非均质储层的孔隙结构与物性、渗流、电性等特征密切相关,是影响储层品质及流体性质的重要因素.利用常规测井曲线实现全井段孔隙结构定量评价对于储层非均质性评价具有重要意义.首先根据岩心压汞资料对孔隙结构进行分类,依据分形理论求取不同测井曲线的分形维数,通过对比选取反应孔隙大小的孔隙度测井曲线盒维数和反应孔隙连通程度的电阻率曲线R/S维数来对孔隙结构进行分类评价,绘制孔隙度曲线加权盒维数和电阻率曲线加权R/S维数交会图,确定每类孔隙结构分类标准,最后利用分形维数范围对全井段孔隙结构进行分类.研究表明,不同测井曲线反应的岩石物理信息不同,其分形维不一定相同.地层非均质性越强,不同测量原理的曲线计算的分形维差别越大;通过提取反应不同测井曲线变化复杂程度的维度信息,建立交会图识别孔隙结构类型,充分考虑了孔隙大小和连通程度,避免了单一分形维无法完全反映曲线的变化程度,避开了流体等信息对测井曲线的影响,提取的参数仅反应岩石非均质性强度,有利于解决油气勘探中非均质性地层孔隙结构精细定量评价问题.     

核磁共振技术在二氧化碳地质封存与利用中的应用研究前景综述

二氧化碳地质封存与利用是推动“碳达峰、碳中和”的关键技术之一,研究CO₂注入-运移-封存全过程储层孔隙率、渗透率、饱和度、孔隙结构及岩石力学参数的变化规律是监测CO₂地质封存状态和泄露风险的核心工作.以分析核磁共振技术在研究孔隙结构、CO₂运移特征及岩石力学参数变化的应用现状和发展趋势为目标,在简要介绍核磁共振仪器设备和应用领域基础上,分析核磁共振技术在CO₂地质封存与利用中的应用现状和发展方向.分析表明：核磁共振技术在致密油、页岩气等非常规油气资源开发中应用广泛,在表征储层物性、饱和度和三维孔隙结构方面优势明显.目前,利用核磁共振技术研究原位CO₂封存条件下岩心动态参数成果较少,无论是CO₂驱油还是CO₂置换CH₄,均通过测量氢核的核磁共振特征或核磁成像特征来反推CO₂分布状态;在CO₂-EOR、CCS先导性实验中,时移测井资料十分有限,制约了原位CO₂     

致密油储集层孔隙结构分类评价及成因分析

在岩心观察的基础上,结合常规、铸体薄片、扫描电镜、压汞和核磁共振等资料对鄂尔多斯盆地合水地区延长组长7段致密油储层岩石学、物性特征及孔隙结构特征进行了研究.结果表明合水地区长7油层组致密油储层储集空间以溶蚀孔隙和微孔隙为主,原生孔隙保留较少,孔喉连通性较差,总体表现为物性差和孔隙结构复杂的特征.储层经历较强的压实作用,胶结物类型主要为碳酸盐和粘土矿物,此外还发育较强的溶蚀作用.根据压汞曲线形态与压汞参数,结合核磁共振T_2谱特征,将长7致密油储层孔隙结构类型划分为四类.并分别阐明了压实作用、胶结作用、溶蚀作用及其微孔隙含量对不同类型孔隙结构的影响,并运用综合考虑了压实、胶结成岩作用以及微孔隙含量的成岩综合系数来阐明并定量表示成岩过程中多种成岩作用对孔隙结构改造的综合效应.成岩综合系数与T_2几何平均值具有良好的统计正相关关系,因此可以作为不同类型孔隙结构定量表征的理想参数.经过对影响孔隙结构特征的成岩作用类型和强度的深入剖析,可在成因机理分析的基础上通过成岩综合系数来实现储集岩孔隙结构的定量评价.同时通过T_2几何平均值可以反推储层在成岩演化阶段所经历的成岩作用类型及强度,进而实现储层精细评价.     

川中侏罗系自流井组大安寨段致密灰岩孔隙结构实验研究

川中侏罗系自流井组大安寨段致密油灰岩储层的孔隙结构极为复杂,却是致密油勘探开发需要解决的关键问题。本文应用扫描电镜、氮气吸附、高压压汞、核磁共振来研究致密灰岩的孔隙结构。结果表明灰岩储层以狭缝型孔隙为主;介孔和宏孔是孔隙体积和比表面积主要贡献者,孔隙结构特征参数排驱压力、平均孔径、均质系数与孔隙度及渗透率相关性较好,可以综合应用于评价储层孔隙结构;将氮气吸附得到的孔径分布与高压压汞得到的孔径分布相结合构造全尺度孔径分布,发现储层主要发育2～50nm的介孔;基于幂函数转换方法,将T_2谱转换为孔径分布,转换结果与全尺度孔径分布的一致性较好,表明了T_2谱与孔径分布存在幂函数关系;T_2几何平均值与岩心全孔径孔隙结构参数具有相关性,可作为评价储层孔隙结构特征参数。     

浊积岩储层孔隙结构分类及其测井响应特征——以鄂尔多斯盆地黄陵油田长6储层为例

为判定不同测井系列评价划分储层孔隙结构的能力强弱,进而利用测井资料划分储层孔隙结构类型,筛选储层"甜点"的目的,应用岩芯压汞、物性资料,将鄂尔多斯盆地黄陵油田长6浊积岩储层孔隙结构划分为4种类型.基于此,建立4种孔隙结构样品的岩性、孔隙度与电阻率测井系列响应交汇图,分析不同测井系列识别不同孔隙结构的能力强弱.结果表明,岩性测井系列中,针对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类孔隙结构储层,其对应自然伽马分布范围及变化幅度差异明显,反映其识别不同类型孔隙结构最为敏感;钍含量、钾含量及光电吸收截面指数对不同孔隙结构分辨力较强,能够识别四种孔隙结构类型;但铀含量测井对不同孔隙结构分辨力整体较差,自然电位测井识别Ⅱ、Ⅲ类孔隙结构能力较弱.孔隙度测井系列中,声波时差、密度、中子测井识别不同孔隙结构能力相当,鉴于经济实用角度评价,可加强声波时差资料的有效挖掘和应用.电阻率测井系列中,鉴于研究区长6储层致密、孔隙结构复杂及储层油水混储等因素影响,双感应和阵列感应测井难以解释不同孔隙结构储层流体性质及含油性判定.经黄陵油田145口井应用检验,自然伽马、钍含量、钾含量及声波时差等敏感测井系列不仅反映浊积岩储层岩性、物性及含油性特征,且有效提高优质储层识别精度和实用效果.     

碳酸盐岩储层饱和度计算方法研究

为了准确评价岩相控制下复杂碳酸盐岩储层的饱和度,分析了J函数和Archie公式计算饱和度的原理,认识到毛管压力曲线的准确分类、胶结指数的精确计算分别是利用J函数和Archie公式去准确评价饱和度的核心问题.对于J函数,基于毛管压力曲线类型。分类建立J函数与饱和度之间的关系是不可取的;而应针对J函数的曲线类型,分类建立J函数与饱和度之间的关系;另外,可以对J函数的形式进行适当地改进,达到准确分类的目的.在分类建立饱和度评价模型之后,可以引入完备空间中对多参数进行分类的模型——决策树,来建立不同类型储层的分类模型.对于Archie公式,将多个参数的变化反映到一个参数上——视胶结指数,综合测井数据和储层参数,建立视胶结指数的计算公式,再利用Archie公式准确计算复杂碳酸盐岩储层的饱和度.J函数的改进思路、决策树分类模型的引入和视胶结指数的提出,为在特殊测井资料缺乏的情况下,利用常规测井资料和有限的岩心分析数据,准确评价岩相控制下复杂碳酸盐岩储层的饱和度奠定了一定的理论和实践基础.     

基于核磁共振实验的低渗透砂岩岩电参数分类及应用——以东营凹陷南坡沙四段为例

低渗透砂岩储层孔隙结构复杂,储层有效性识别及饱和度准确计算难度较大.笔者以东营凹陷南坡沙四段（Es₄）低渗透砂岩为研究对象,根据压汞、物性、薄片及核磁等资料,将研究区孔隙结构分为三大类、五小类.在岩样孔隙结构分类基础上,明确了孔隙结构类型与岩电参数之间存在确定的关系,而核磁共振T₂谱定量特征参数在一定程度上能够表征孔隙结构类型及其细节信息,通过提取T₂谱中T₂几何平均值（T_2g）、T₂均值（T₂）、峰度（K_G）、可动流体分量（S_mf）及区间孔隙分量等孔隙结构参数,建立了基于核磁T₂谱特征参数的孔隙结构识别图版,显示核磁T₂谱孔隙结构参数对不同类型的储层有较好的识别效果,进而探讨核磁孔隙结构参数和岩电参数之间的关系,结果表明,T₂谱峰度值与孔隙胶结指数（m）值相关性较高,进一步确定了岩电参数m的核磁计算公式.最终,将该套方法应用于研究区井筒剖面中,有效地提高了饱和度计算精度,也为东营凹陷南坡低渗透砂岩油藏储量估算与高效开发提供了依据.     

致密砂岩气储层孔隙结构特征及其成因机理分析

通过岩心观察、普通薄片、铸体薄片、荧光薄片、X衍射、物性分析、扫描电镜分析和高压压汞曲线等资料,对克深地区巴什基奇克组致密砂岩储层的岩石学特征、物性特征和微观孔隙结构特征进行了研究.结果表明储层以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,物性总体较差,孔隙类型多样,大小相差悬殊,孔喉组合类型以中孔微喉和小孔微喉型为主,连通性差.根据毛管压力曲线形态和参数特征分析,可将储层基质孔隙结构划分为4种类型.最后从沉积、成岩和构造三方面入手深入剖析储层孔隙结构的成因机理,认为孔隙结构受砂体原始组分和结构的先天控制,成岩过程中的压实、胶结和粘土矿物转化等将造成孔隙变小,喉道变窄,结构复杂,而溶蚀作用又可使孔隙变大,喉道变宽.侧向上构造挤压进一步减孔,而伴随构造裂缝而产生的微裂缝是改善储层物性和增强孔隙结构非均质性的另一重要因素.     

基于孔隙结构储层分类的中低孔特低渗储层渗透率确定——以B区块S油层为例

针对B区块S油层含泥含钙中低孔特低渗储层渗透率计算精度低的难题,分析岩性、物性、孔隙结构对储层渗透率的影响,明确了孔隙度、泥质含量、钙质含量、孔隙结构是影响B区块S油层特低渗储层渗透率的主要因素,其中,孔隙结构是影响特低渗储层渗透率的关键因素.综合运用压汞曲线、孔喉半径分布特征以及流动单元指数反映特低渗储层孔隙结构变化,将特低渗储层按不同孔隙结构划分成3种类型,建立了特低渗储层类型的判别标准.利用中子测井、密度测井、声波测井、微球形聚焦测井、深浅侧向电阻率测井差值的绝对值等5个储层类型识别的敏感测井响应及参数,使用决策树法、最邻近结点法、BP神经网络法和支持向量机法建立了4种基于机器学习的储层判别方法,储层类型判别准确率依次提高,其中,基于支持向量机的储层类型判别方法判别准确率最高92.2%,且对3种类储层判别效果均很好.针对3类储层分别建立了渗透率计算公式．实际井解释结果表明,基于机器学习储层分类的渗透率模型计算B区块S油层特低渗储层渗透率精度明显高于储层分类前渗透率计算精度,其中,基于支持向量机储层分类计算的渗透率精度最高．     

核磁共振T_2谱多重分形特征及其在孔隙结构评价中的应用（英文）

孔隙结构特征及类型划分对低渗透储层勘探开发至关重要,基于多重分形理论与核磁共振实验,对东营凹陷南坡沙河街组沙四段(ES4)复杂低渗透砂岩进行孔隙结构研究。首先,根据岩心物性、铸体薄片、压汞等资料所反映的孔隙结构参数差异,将研究区的岩石孔隙结构类型划分了3大类5小类;然后,针对不同类型岩石的核磁共振T_2谱进行插值并计算其对数坐标下的一维、三维分形维数以及多重分形谱,并提取多重分形参数奇异性强度α、分布稠密度f(a),结果显示孔隙结构类型不同,盒维数尤其是多重分形参数值差异明显,孔隙结构好,其a、f(a)偏向高值,以此划分孔隙结构类型与压汞、薄片分析结果基本一致;最后,将该方法应用到核磁共振测井剖面上,应用效果较好,表明多重分形是核磁共振T_2谱的一种属性,利用核磁测井T_2谱多重分形特征及参数能够连续较好地评价低渗透砂岩孔隙结构类型与预测有效储层。     

核磁共振T2分布评价岩石孔径分布的改进方法

岩芯核磁共振（NMR）T2分布和毛管压力分析数据均在一定程度上反映了岩石的孔隙结构,理论分析表明,这两组数据具有相关性.应用NMR T2分布研究岩石孔径分布，关键是在分析两者的相关性的基础上，从T2分布构造出可靠的毛管压力曲线.但以前用饱和水T2分布构造的毛管压力曲线的方法与实际毛管压力曲线匹配性差.事实上，薄膜束缚水部分的存在引起T2分布反映的孔隙空间与毛管压力曲线反映的孔隙空间有差异.本文提出一种改进方法，在消除薄膜束缚水对T2分布的贡献后，用自由水T2分布构造毛管压力曲线.应用本文方法,对24块岩芯数据自由水T2分布构造的毛管力曲线及其孔喉半径分布与隔板毛管压力分析结果进行了对比.结果表明，改进方法对于毛管压力曲线的构造精度有明显改进，从而为NMR T2分布研究孔隙结构提供了可靠的理论和方法上的支持.     

随钻核磁共振测井的地层界面响应特征

随钻核磁共振测井的地层界面响应特征对地质导向和原状地层评价具有重要意义,但钻井轨迹的复杂性决定其响应特征是多重因素综合作用的结果,且较难直接给出统一显式表达式.本文根据仪器在地层内的运动特征,建立了基于敏感区域体积元的随钻核磁共振测井响应方程和离散化计算方法;通过正演、反演结合的数值模拟,研究了单、双界面水平层状地层中,不同井斜角度、天线长度和目标地层厚度等条件下的随钻核磁共振测井响应特征,对关键结果给出了成立条件和定量关系.随钻核磁共振测井在斜井段中的T₂分布和孔隙度响应与直井中差异明显;井斜角越大,视地层厚度越大,地层界面在T₂分布和孔隙度曲线上的过渡段越长,T₂分布过渡起始位置已不能确定界面深度;仪器的最高纵向分辨率与天线长度、井眼条件和仪器参数有关;受围岩作用影响,较薄目的层的测井响应特征上可能出现异常"夹层".基于分析结果,对随钻核磁共振测井资料解释提出了建议.     

岩石润湿性的核磁共振表征方法与初步实验结果

随着石油勘探开发领域的不断扩大,某些复杂油气藏尤其是致密油气的岩石物理响应,受岩石润湿性变化的影响越来越明显,影响油气藏的评价以及后续勘探开发,识别和评价岩石润湿性成为重要的研究课题.核磁共振弛豫可以有效表征多孔介质孔隙及其流体分布,特别是通过T₁-T₂弛豫图谱能够获得流体分子与孔隙表面相互作用的信息,进而为孔隙表面润湿性质的判断提供了可能性.本文首先讨论了T₁-T₂弛豫谱表征孔隙介质润湿强度的理论基础,然后,采用一阶近似方法对孔隙表面流体分子的核磁共振弛豫分布进行正演模拟,建立T₁/T₂比值法判别孔隙介质润湿性的基本方法.最后,选取玻璃珠和天然砂岩样品进行初步实验,验证方法的合理性.结果表明,当岩石饱和双相流体时,润湿相流体T₁/T₂值高于非润湿相流体,通过观察不同饱和度状态T₁-T₂二维图谱的变化,能够判断岩石的润湿性.本文的理论分析与初步实验结果为岩石润湿性研究提供了新的手段,对核磁共振测井探测储层润湿性也具有一定的应用价值.     

伊拉克H油田碳酸盐岩储层的孔隙结构特征及其对电阻的影响

针对伊拉克H油田碳酸盐岩储层较强的非均质性,本文利用岩心资料研究了M2组颗粒灰岩与泥粒灰岩的孔隙结构特征,并详细分析了M2组下段油层低阻的成因.根据实验得到的孔喉半径分布曲线划分的大孔、中孔和小孔的累计比例,把储层划分为大、中、小三种孔隙结构,结果表明M2组上段颗粒灰岩以大孔和中孔为主,下段泥粒灰岩以中孔和小孔为主.压汞毛管压力曲线表明下段的非均质性强于上段.找出了以中、小孔为主孔隙结构及其复杂的润湿性是造成M2组下段油层低电阻率的原因.用毛管孔径划分的三种孔隙结构刻度了核磁T2谱,结果显示毛管孔径划分的三种孔隙结构与核磁T2谱划分的三种孔隙具有很好的一致性,岩心渗透率与核磁得到的渗透率也具有很好的一致性,找到了用核磁资料准确评价储层的孔隙结构的一种有效途径.