核磁共振成像岩心分析方法研究

利用核磁共振成像技术、图像处理技术进行了岩心分析方法研究。阐述了核磁共振成像原理及图像处理软件功能。通过岩心测试分析计算方法研究,建立了核磁共振成像测试分析计算岩心内部结构,岩心孔隙度参数和孔隙度分布图像、渗透率分布图像,可动流体百分数图像,油水识别图像方法。表明:核磁共振图像不仅能够给出岩心总孔隙度,渗透率物性参数,而且能够给出岩心孔隙度,渗透率分布信息。根据可动流体百分数图像,可观察到可动流体在岩心中的分布情况。核磁共振成像油水识别方法,给出了油水在岩心中的分布情况,并可计算油、水饱和度。建立的岩心磁共振成像分析研究方法,可应用于油田储层评价,开发试验以及提高采收率研究。     

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.     

特低渗储层可动流体饱和度研究——以甘谷驿油田长6储层为例

特低渗储层油水分布关系复杂、微观孔喉网络分布模式及油水微观渗流机理复杂多变、水驱效率低、开发矛盾突出.可动流体饱和度是精细评价特低渗储层的关键因素,因此,利用铸体薄片、扫描电镜、X衍射、常规压汞、恒速压汞、核磁共振等实验手段,研究分析甘谷驿油田长6储层可动流体饱和度的分布特征及主控因素.结果表明:研究区长6储层的可动流体饱和度偏小,平均值为37.42%.微观孔隙结构是控制可动流体饱和度大小的主要因素,粘土矿物次之,储层物性的影响最弱.渗透率对可动流体饱和度的敏感性显著强于孔隙度.孔隙连通性好,孔喉比小,喉道半径粗、残余粒间孔保存较好、次生孔隙发育,粘土矿物含量小,可动流体饱和度相对较高.粒间孔的剩余程度、溶孔及喉道的发育程度等对储层的好坏及可动流体饱和度的大小具有至关重要的作用.孔隙特征参数中,喉道半径,孔隙半径,孔喉比、单位体积总有效孔喉体积与可动流体饱和度的关系更为密切.     

特低渗透砂岩储层水驱油CT成像技术研究

通过水驱油岩心的CT成像技术,动态、定量、可视化地研究了特低渗透砂岩储层水驱油岩心的微观孔隙结构、含水饱和度分布、吸水能力及微观孔隙结构对驱油效率的影响.研究表明,实验岩心的CT值分布在1819~1961之间,与标准的Berea砂岩相比高出15%左右,属于典型的特低渗透砂岩储层.储层微观孔隙结构是影响油水分布的主要因素.特低渗透砂岩储层开发要高度重视无水采收率.储层致密和微裂缝发育的不均一性是特低渗透砂岩油田驱油效率低的根本原因.     

核磁共振技术在特低渗砂岩微观孔隙结构评价中的应用

特低渗透砂岩储层微观孔隙结构变化复杂,且随机性强,利用核磁共振技术对取自鄂尔多斯盆地延长组的特低渗砂岩样品进行了测试分析.结果表明,实验样品的T2截止值小,T2谱分布表现出双峰态;可动流体参数差异较大,主要受孔隙(尤其是次生孔隙)的发育和连通程度、微裂缝的发育程度、粘土矿物含量及其赋存形式、孔隙的比表面大小及重结晶程度...     

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。     

致密砂岩储层渗透率预测技术研究进展

对于致密砂岩储层而言,渗透率是评价储层物性、渗流特征的重要参数,也是储层产能挖潜和提高采收率的关键.致密砂岩储层孔隙类型多样,孔隙结构复杂,非均质性强,孔渗关系变化复杂,并非简单的线性关系.利用孔渗统计回归和测井解释方法预测精度较低,致密砂岩储层渗透率预测成为一项重要而艰巨的任务.本研究基于孔喉结构是致密砂岩储层渗透率的主控因素,重点利用毛管压力(MICP)、核磁共振(NMR)、岩心物性实验数据及测井资料,对基于统计回归理论、流体流动单元划分(FZI)储层分类理论、分形几何理论及人工智能理论的渗透率预测方法进行综述.最后指出,基于MICP、NMR及常规测井,将流体流动单元划分(FZI)储层分类技术、分形几何数字岩心技术以及人工智能机器学习技术相结合,可形成一套具有岩石物理学意义的致密砂岩储层渗透率评价和预测的有效方法.     

用核磁共振测井资料评价碳酸盐岩等复杂岩性储集层

对于碳酸盐岩等复杂岩性油气藏,由于其储集空间复杂、非均质性强等因素,用常规测井技术难以进行准确描述.核磁共振测井测量的对象是储层空间中的流体,因而可以直接用来划分储集层,而且能提供几乎不受岩性影响的孔隙度和渗透率等参数;同时,由于其T2分布表征了岩石的孔隙结构,所以可以根据T2分布形态判断有效裂缝和溶蚀孔洞.通过多口井的岩心对比和成像测井对比,研究出了一套用MRIL和CMR 的T2分布形态评价储集空间的方法;此外,在特定条件下,根据核磁计算的有效孔隙度和可动流体体积给出了一个计算含油饱和度的公式.利用这些核磁测井技术及其分析方法对车古20古潜山碳酸盐岩储集层裂缝及溶蚀孔洞发育特征进行准确描述,还计算了埕北潜山复杂复杂岩性油气藏的饱和度,对于储量计算具有重要意义.     

含泥含钙致密砂岩导电规律与导电模型

A地区致密砂岩储层具有孔隙结构复杂、高泥、高钙的特征,使其导电规律更复杂,现用饱和度模型不能全面描述三种因素对致密砂岩导电规律的影响,造成A地区致密砂岩储层饱和度评价精度较低.本文首先从实验角度分析了孔隙结构、泥质、钙质胶结对致密砂岩导电规律的影响,得出随孔隙结构变差、泥质含量减小、钙质含量增加,岩石导电性变差.其次,考虑影响A区致密砂岩导电规律三种主要因素,利用有效介质对称导电理论具有描述泥质和钙质胶结对岩石导电性影响的优点,而改进等效岩石元素理论具有更好的描述孔隙结构变化对岩石导电性影响的优点,将两种理论结合,建立了适用于致密砂岩储层饱和度评价的导电模型.理论分析表明,建立的致密砂岩导电模型能正确地描述孔隙结构、泥质、钙质胶结对致密砂岩导电规律的影响,并与实验规律相符.第三,基于含水致密砂岩可动流体孔隙中水流与电流流动的相似性以及改进等效岩石元素模型和弯曲毛管模型,建立了有效流动孔隙度计算式.利用半径均值和无效流动孔隙与有效流动孔隙之比对致密砂岩孔隙结构进行了分类,在分类基础上,采用优化技术和有效流动孔隙度计算式,建立了孔隙结构效率和孔隙曲折度计算式.利用致密砂岩岩电实验数据,采用优化技术确定了模型中流体非均匀分布指数、渗滤速率及渗滤指数等参数值,并建立了相应参数计算式.与密闭取心井的饱和度对比,致密砂岩导电模型计算的含水饱和度平均绝对误差为4.5%;与试油结果对比,解释结果与试油结论吻合.这表明所建立的导电模型适用于A地区含泥含钙致密砂岩储层饱和度评价.     

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。     

致密砂岩储层CO2驱油特征的核磁共振实验研究

利用核磁共振技术对致密砂岩储层不同渗透率级别基质岩心和裂缝基质岩心不同驱替压力下CO2驱油特征进行了研究,简述核磁共振原理及实验方法。表明:致密砂岩储层特低、超低渗透基质岩心在初始CO2驱替压力下,岩心毛细孔隙和微毛细孔隙区间的油不同程度被采出,随着CO2驱替压力增大,特低、超低渗透基质岩心毛细孔隙区间油的采出程度不断增加且累积采出程度不同。裂缝致密砂岩储层岩心,裂缝和毛细孔隙区间的油在初始CO2驱替压力下,岩心裂缝中的油及毛细孔隙中的部分油被驱替出来,CO2驱替压力提高毛细孔隙、微毛细区间油的采出程度和累积采收程度较小。致密砂岩储层特低、超低渗透基质岩心和裂缝致密砂岩储层岩心,随着CO2驱替压力增大毛细孔隙区间的部分剩余油成正比增加进入到微毛细孔隙区间改变储层剩余油分布。核磁共振技术能够深入研究致密砂岩储层CO2不同驱替压力阶段,岩心裂缝、毛细孔隙区间、微毛细孔隙区间油的采出程度和剩余油分布情况,对于研究致密砂岩储层微观驱油机理具有较重要的价值。      

Reservoir parameter classification of a Miocene formation using a fractal approach to well logging,porosimetry and nuclear magnetic resonance

A methodology for rock classification is presented that considers lithology and reservoir parameters on the basis of a combined fractal analysis of well logs and mercury porosimetry results with nuclear magnetic resonance outcomes. A sandy‐shaly thinly‐bedded Miocene gas bearing formation in the Carpathian Foredeep is investigated. Fractal correlation dimensions D₂ calculated for standard logs are used to distinguish sandstone as the most homogeneous lithological group with the highest porosity. The fractal analysis also confirmed observations of gas accumulations in sandstone, shaly sandstone and sandy claystone as rocks of high porosity. The results of two laboratory methods are combined to improve reservoir properties assessment and evaluate movable media in pore space; this technique was based on the similarity of mercury porosimetry results plotted as cumulative intrusion volume versus pressure or pore diameter and also the curves of cumulative porosity and transverse relaxation time distributions using nuclear magnetic resonance. Close values of porosity from logs, recorded in situ and in laboratory measurements, provide the link between fractal analysis and porosimetry and nuclear magnetic resonance measurements.     

核磁共振测井T2cutoff确定方法及适用性分析

T2cutoff是核磁共振测井中的一个重要参数,它决定了核磁共振测井测量的有效孔隙度、渗透率、自由流体饱和度、束缚水饱和度等参数的精确程度.目前国内外普遍选取的T2cutoff为:砂泥岩储层取33ms,碳酸盐岩储层取92ms.实际研究发现T2cutoff应是变化的量而并非单一值.简单的运用单一的T2cutoff来计算各种地层参数势必会产生误差甚至得出错误的解释结论.叙述了33ms作为T2cutoff的由来及其不合理性,同时分析了目前国内外确定T2cutoff的各种方法及其适用性.     

Comparative study of models for predicting permeability from nuclear magnetic resonance (NMR) logs in two Chinese tight sandstone reservoirs

Based on the analysis of mercury injection capillary pressure (MICP) and nuclear magnetic resonance (NMR) experimental data for core plugs, which were drilled from two Chinese tight sandstone reservoirs, permeability prediction models, such as the classical SDR, Timur-Coates, the Swanson parameter, the Capillary Parachor, the R10 and R35 models, are calibrated to estimating permeabilities from field NMR logs, and the applicabilities of these permeability prediction models are compared. The processing results of several field examples show that the SDR model is unavailable in tight sandstone reservoirs. The Timur-Coates model is effective once the optimal T _2cutoff can be acquired to accurately calculate FFI and BVI from field NMR logs. The Swanson parameter model and the Capillary Parachor model are not always available in tight sandstone reservoirs. The R35 based model cannot effectively work in tight sandstone reservoirs, while the R10 based model is optimal in permeability prediction.     

核磁共振测井在天然气勘探中的应用

核磁共振测井不仅能够测得孔隙度、渗透率等岩石物理信息，为储层评价提供科学依据，而且通过采用适当的探测手段和数据处理方法，可以探测到地层中天然气的信息，并能给出储层含气饱和度，而成为天然气勘探的一个重要方法，本文论述了核磁共振测井探测天然气的基本原理和数据处理方法，并对几个实例作了分析。     

砂岩核磁共振响应模拟及受限扩散

本文运用随机游走方法模拟了砂岩储层中流体的核磁共振(NMR)响应及其受限扩散现象.通过改变数字岩心的分辨率模拟生成不同孔隙尺寸的砂岩,研究了不同孔隙尺寸砂岩饱含水时流体扩散系数随扩散时间的变化关系,同时模拟了砂岩饱和单相流体和两相流体的NMR响应;研究了流体的受限扩散系数与横向弛豫时间T2的关系,分析了表面弛豫率和胶结指数对润湿相流体受限扩散系数线位置的影响,并将其用于解释砂岩储层的D-T2分布.结果表明:孔隙流体的扩散系数会随扩散时间的增加而逐渐减小并趋于定值.随着岩石孔隙尺寸的减小,受限扩散现象越明显,受限扩散对岩石NMR响应的影响也越大.润湿相流体受限扩散系数线的位置受岩石胶结指数和表面弛豫率的影响较大.由于润湿相流体扩散系数减小,导致D-T2分布中润湿相流体信号偏离其自由扩散系数线,需要利用流体的受限扩散系数线准确识别D-T2分布中的润湿相流体.     

Using wavelet‐domain adaptive filtering to improve signal‐to‐noise ratio of nuclear magnetic resonance log data from tight gas sands

In tight gas sands, the signal‐to‐noise ratio of nuclear magnetic resonance log data is usually low, which limits the application of nuclear magnetic resonance logs in this type of reservoir. This project uses the method of wavelet‐domain adaptive filtering to denoise the nuclear magnetic resonance log data from tight gas sands. The principles of the maximum correlation coefficient and the minimum root mean square error are used to decide on the optimal basis function for wavelet transformation. The feasibility and the effectiveness of this method are verified by analysing the numerical simulation results and core experimental data. Compared with the wavelet thresholding denoise method, this adaptive filtering method is more effective in noise filtering, which can improve the signal‐to‐noise ratio of nuclear magnetic resonance data and the inversion precision of transverse relaxation time T₂ spectrum. The application of this method to nuclear magnetic resonance logs shows that this method not only can improve the accuracy of nuclear magnetic resonance porosity but also can enhance the recognition ability of tight gas sands in nuclear magnetic resonance logs.