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.     

利用核磁共振测井资料构造储层毛管压力曲线的新方法及其应用

By analyzing hundreds of capillary pressure curves, the controlling factors of shape and type of capillary pressure curves are found and a novel method is presented to construct capillary pressure curves by using reservoir permeability and a synthesized index. The accuracy of this new method is verified by mercury-injection experiments. Considering the limited quantity of capillary pressure data, a new method is developed to extract the Swanson parameter from the NMR T2 distribution and estimate reservoir permeability. Integrating with NMR total porosity, reservoir capillary pressure curves can be constructed to evaluate reservoir pore structure in the intervals with NMR log data. An in-situ example of evaluating reservoir pore structure using the capillary pressure curves by this new method is presented. The result shows that it accurately detects the change in reservoir pore structure as a function of depth.     

基于核磁共振测井的致密气储层孔隙结构评价与分类

孔隙结构评价和储层类型划分对致密储层的勘探和开发具有重要意义.本文利用核磁共振测井对沙溪庙组致密气储层孔隙结构进行评价和分类.首先根据核磁共振T₂分布形态利用模糊聚类的方法将致密砂岩储层孔隙结构分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类,随后结合压汞实验数据,利用变刻度幂函数法建立不同类型孔隙结构岩石T₂分布转化毛管压力曲线的模型.根据建立的模型,我们将研究区实际核磁共振测井T₂分布转化为毛管压力曲线,并计算储层孔隙结构参数,实现研究区致密气储层分类,通过岩心压汞实验数据和试油数据验证了储层分类结果的准确性.该方法可以扩展应用于其他地区致密储层的孔隙结构评价和分类.     

近五年核磁共振测井在储集层孔隙结构评价中的若干进展

近期核磁共振测井技术在定量评价储集层孔隙结构方面发展迅速,为解决复杂油气藏的勘探开发问题提供了新的思路和方法.本文对近五年来利用核磁共振测井资料定量评价储集层孔隙结构方面的最新进展进行述评.重点分析了各种方法在实际储集层评价中的优、缺点及适用条件.同时针对目前各种方法在实际应用中存在的问题,提出了利用核磁共振测井资料定量评价储集层孔隙的未来发展方向在于对含烃储集层的核磁共振测井T₂谱的形态进行校正.     

岩石物理岩石孔喉结构特征对核磁T2谱影响的数值模拟

We built a three-dimensional irregular network model which can adequately describe reservoir rock pore-throat structures. We carried out numerical simulations to study the NMR T2 distribution of water-saturated rocks. The results indicate that there is a good correlation between T2 distribution and the pore radius frequency histogram. The total T2 distribution can be partitioned into pore body and pore throat parts. The effect of parameters including throat radius, pore-throat ratio, and coordination number of the micro- pore structure on the T2 distribution can be evaluated individually. The result indicates that： 1 ） with the increase of the pore throat radius, the T2 distribution moves toward longer relaxation times and its peak intensity increases; 2） with the increase of the pore-throat ratio, the T2 distribution moves towards longer T2 with the peak intensity increasing and the overlap between pore body T2 and pore throat T2 decreasing; 3） With the increase of connectivity, the short T2 component increases and peak signal intensity decreases slightly.     

低渗透储集层T2截止值实验研究

由于一个地区甚至一口井很难有一个统一的截止值,无法用单一的截止值方法区分束缚水和自由流体,因而核磁共振测井解释束缚水饱和度存在着实用上的困难．为此,本文借鉴已发表的实验方法对塔中地区低渗透储层岩心进行核磁共振实验．实验结果分析时充分考虑岩石孔隙结构的变化,发现T2截止值与孔隙结构综合指数(√κ/φ)密切相关,提出了一种应用于测井解释的变T2截止值方法,并在实际测井解释中获得了良好的应用效果。     

基于Biot-Rosenbaum理论及动态渗透率的井中声场计算

井孔声场的二维谱是井孔声场在频率-波数域内与地层性质和井眼条件有关的地层滤波函数在频率和波数域内的分布,它可以直观的表现声波场在地层中的传播特征.利用二维谱可以直观的考察声波在地层井孔中的传播特征.为了研究孔隙介质中的井孔声场的传播,考察孔隙介质中的井孔声场传播特征,在Biot-Rosenbaum理论模型基础上引入了J...     

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（T2g）、T2均值（）、峰度（KG）、可动流体分量（Smf）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.     

基于核磁共振双截止值的致密砂岩渗透率评价新方法

对比分析致密砂岩岩心在完全含水状态和束缚水状态下的核磁共振T₂谱,明确了致密砂岩孔隙中流体的赋存状态和渗流规律,指出常规核磁共振方法预测渗透率的局限性并提出核磁共振双截止值的概念.基于核磁共振双截止值,将储集空间细分为完全可动、完全束缚、部分可动等三部分,分析不同孔隙组分对渗透率的影响,并应用三组分法建立了核磁共振渗透率表征新模型.研究表明：致密砂岩渗透率与完全可动流体饱和度、部分可动流体T₂几何平均值、核磁孔隙度成正比,与完全束缚流体饱和度成反比.在此基础上,结合完全含水核磁共振T₂谱的二阶差分得到了双截止值的自适应确定方法,可以连续地计算储层双截止值.将该研究成果应用于生产实践,渗透率计算精度有较大的提高.

     

一种超高压致密油气藏地层压力条件渗透率的实验室测量新方法

实验观测超高压致密油气藏的地层压力条件的渗透率对于定量表征储层物性以及制定开发方案具有重要意义．常规的方法采用在岩心的出口端设置回压阀的方式实现孔隙压力的控制和流量的计量,存在回压阀控制孔隙压力精度低、灵敏度低、流量计量不准确的技术缺陷,渗透率测量精度低．在岩心的出口端使用高精度恒速恒压泵代替回压阀,开发了一种基于高精度恒速恒压泵双泵联动控制孔隙压力及流量/压力计量技术的渗透率测量新方法,通过岩心的入口端和出口端的两台高精度恒速恒压泵做进液、退液的联动操作计量恒压模式的进液/退液体积或者恒流量模式的上游压力/下游压力实现超高压渗透率的测量．在最高为138 MPa的超高压条件下,实验观测了准噶尔盆地白垩系清水河组的超高压致密油气藏的5块岩样的地层压力条件的渗透率,结果发现：低地层压力条件下的渗透率测量结果与相同有效压力的覆压渗透率吻合较好,超高压条件下的渗透率重复性好并且符合渗透率随有效压力变小而变大的一般规律．     

岩石孔喉结构特征对核磁T_2谱影响的数值模拟(英文)

本文建立了能够考虑孔喉特征的储层岩石三维非规整网络模型,用数值模拟方法进一步研究饱含水岩样的核磁T_2谱特征。通过模拟储层岩石孔喉核磁共振T_2谱的特征,表明核磁共振T_2谱同岩心孔喉半径分布具有很好的相似性,对T_2谱中孔隙体、喉道信号的分解可以评价储层岩石孔隙体、喉道的半径大小及分布情况。分别模拟喉道半径、孔喉比以及孔隙连通性等孔隙结构特征对T_2谱的影响,发现:1.随着喉道半径的增大,T_2谱峰值向右移动,而且峰值处的驰豫信号强度增大;2.随着孔喉比的增大,T_2谱峰值向右移动,峰值处的驰豫信号强度增大,而且孔隙体T_2谱和喉道T_2谱逐渐分开;3.随着连通性的增大,曲线左端上升,短驰豫时间信号所占比列增大,右边的峰值有所降低。     

基于岩石物理转换模型的苏里格致密砂岩储层测井评价与产能预测

苏里格地区致密砂岩储层勘探开发难度很大,测井解释遇到了储层参数计算和产能预测不准确的问题.本文针对这些难点,基于已有的转换模型,推导并验证了T₂-I和T₂-K_r转换模型,提出了采用转换模型应用于测井综合解释和产能预测的方法.基于实验数据设定孔径大于1 μm的孔隙为大孔,中孔孔径在1 μm和0.03 μm之间,小孔孔径为0.03 μm以下.并建立了不同孔径范围模型中关键参数α与核磁参数T_2lm的关系,这为转换模型在测井解释中的应用提供了必要条件.本文在苏里格西区分别应用T₂-I和T₂-K_r转换模型求取含水饱和度和相对渗透率曲线,并进行产能预测,处理结果显示该方法具有很好的应用效果.

     

基于岩石物理参数转换模型的页岩气含气量评价新方法研究

页岩气在储层中主要以游离气和吸附气的形式存在, 其含气量主要通过现场解吸和测井方法计算.由于页岩储层十分致密, 并且常伴有微裂缝发育, 这就造成了页岩储层的储集空间从纳米级孔隙到微米-毫米级的微裂缝并存的特殊情况.针对微孔和介孔段（50 nm以内）的等温吸附方法, 以及针对宏孔（50 nm以上）的高压压汞方法在表征页岩孔隙结构上都存在着局限性.而核磁（NMR）T₂分布本身虽然能够表征孔径分布, 但是需要精确刻度横向弛豫时间与孔径的关系.本文在现有方法的基础上, 结合上述方法的优势, 采用拼接的方式表征页岩整体孔径分布, 并将核磁T₂分布刻度为孔径分布.基于横向弛豫时间和孔径的关系, 结合T₂-I转换模型, 采用动态参数计算页岩储层含水饱和度和含气量, 这为页岩储层含气量评价提供了新的可靠的方法.

     

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．     

磁场强度对T2-T1二维核磁共振实验的影响研究

多维核磁共振测井比一维核磁包含更多的观测信息,往往可以解决单独使用横向弛豫时间(T2)进行测井评价时遇到的困难,在非常规油气储层勘探开发中发挥着不可替代的作用.T2-T1二维核磁共振能够检测页岩中的类固体有机质等含氢化合物,对于确定页岩储层流体成分至关重要,已经成为核磁测井和岩石物理实验的研究热点.与一维核磁共振相比,T2-T1二维核磁实验结果对测量参数更加敏感,已有学者对回波间隔(TE)、等待时间(TW)、扫描次数(SCAN)、回波个数(NECH)对实验结果的影响开展了深入研究,但磁场强度对T2-T1二维核磁的影响尚未见报道.对不同种类样品分别进行0.5T、0.05 T两种磁场强度(对应共振频率分别为21 MHz、2 MHz)下的T2-T1二维核磁共振实验,分析了磁场强度对实验结果的影响,研究表明:对于自由溶液,纵向弛豫时间(T1)对磁场强度更加敏感,磁场强度增大时,自由溶液T1增大、T2不变,T2-T1谱流体信号向上移动;对于实际岩样,受内部磁场梯度的影响,磁场强度增大时,T1增大、T2减小,T2-T1谱中流体信号向左上方移动.定量刻画了不同弛豫组分在磁场强度变化时谱峰位置的变化规律,能够将实验室得到的页岩油高频核磁流体识别图版转换为测井资料的低频流体识别图版,为二维核磁共振测井表征储层流体成分信息提供了理论依据.     

计算地震动长周期反应谱的转换模型和方法

为减小长周期反应谱的计算误差,本文提出一个计算长周期反应谱的转换模型和与之相应的精确计算方法。该模型以地震动的速度和位移为输入荷载,有利于对荷载信号中的长周期噪声进行有效的控制,能够有效提升长周期地震动反应谱的计算精度和可靠性。     

基于球缝模型优化反演的裂缝储层评价新方法

裂缝型储层评价是复杂油气田评价的难题之一, 而且, 针对裂缝型储层的勘探需求也在日益增加.本文将裂缝型储层中的裂缝归纳为裂缝与孔隙两个基本类型, 然后, 叠加裂缝与孔隙, 在不同尺寸的配置关系下形成球缝模型.根据球缝模型提出孔隙结构参数的寻优方法, 结合现有的反演算法, 形成针对核磁测井回波的优化反演算法, 基于优化反演结果可获取裂缝均值宽度、孔隙半径、分选系数、峰态和其他孔隙结构参数.对比分析孔隙结构参数与储层品质因子及油气产量之间的关系, 可以发现孔隙结构参数与储层品质因子具有很好的相关性, 与储层测试产量也有良好的相关性.对比结果说明, 基于球缝模型反演的储层孔隙结构参数, 对于裂缝型储层的物性具有很好的刻画效果.因此, 本文的研究成果对于提高裂缝型储层的评价质量具有潜在的应用前景.

     

基于土层结构的场地分类方法

本文在详细研究了不同土层结构在不同地震动输入下的地表反应谱的平台值和特征周期的基础上,提出了基于土层结构的场地分类的初步方案。本方案给出了在现行建筑抗震设计规范四类场地划分的基础上,进一步考虑软弱夹层在底部、中部和上部3种情况的场地分类方法。本文的结果对进一步推动场地分类的研究具有一定的意义。     

(T2,D)二维核磁共振测井识别储层流体的方法

当地层孔隙中油气和水同时存在时,在核磁共振T2分布上不同流体信号往往重叠,很难有效识别.本文采用改变回波间隔测量多组自旋回波串序列实现了（T2,D）二维核磁共振方法,为有效识别储层流体提供了基础.通过数值模拟系统研究了（T2,D）方法在不同储层、不同测量信噪比以及不同外加磁场梯度条件下识别流体的效果.结果表明：（T2,D）方法识别中、低黏度油层具有优势,随着信噪比增加和外加磁场梯度加大,分辨油和水的效果将变好.在气层,对磁场梯度有一定要求,并且,测量数据的信噪比越高,分辨气与水的效果越好,当测量数据信噪比低于70时（T2,D）方法在气层可能失效.在2MHz共振频率下,利用MARAN核磁共振岩芯分析仪器,对含顺磁性物质的饱和流体岩样进行了实验测量,验证了（T2,D）方法的有效性.