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。     

核磁共振测井孔隙度观测模式与处理方法研究

核磁共振（NMR）测井是确定地层孔隙度的有效方法,已经得到广泛应用.但是,在我国部分油田的应用中发现核磁测井孔隙度与常规孔隙度之间存在明显差异.本文对NMR测井孔隙度观测模式和处理方法进行研究,分析了NMR孔隙度误差的来源.针对富含蒙脱石、伊利石和伊/蒙混层粘土矿物的陆相沉积砂泥岩地层,根据这些粘土矿物的NMR横向弛豫时间T2值特征以及孔隙度处理结果得到的4.0 ms附近孔隙度分配量不合适,提出了新的观测模式和处理方法,并用实验验证了新方法的可行性.     

核磁共振测井时域分析法数值模拟及影响因素分析

核磁共振测井时域分析法已广泛用于评价油气层,并获得了很多成功应用实例.然而,由于储层结构的复杂性以及孔隙流体性质的多变,也常常见到应用失败的实例,影响了时域分析法的应用效果.本文通过数值模拟研究时域分析法在不同储层条件下识别流体的效果,并分别从孔隙流体类型、地层孔径变化、信噪比以及采集参数等方面,分析影响时域分析法应用效果的各种因素.结果表明,时域分析法可以识别黏度小于5 mPa·s的轻质油层.在小孔径油水同层,时域分析法能够得到准确的地层含油孔隙度;但在大孔径油水同层,得到的含油孔隙度大于地层实际含油孔隙度.对于大孔径水层,1 s的短等待时间不能使大孔可动水完全极化,差谱信号强,导致解释结果与试油结论完全相反.对于含气地层,虽然时域分析法可以准确得到地层含气孔隙度,但在小孔径气水同层,出现解释结果与试油结论不符的情况.大孔径气水同层与小孔径油气同层差谱特征类似,很难区分,建议综合利用双回波间隔测井资料,识别大孔径气水同层.当数据信噪比降低到一定值时,时域分析法差谱信号右端发散,无法准确确定地层的含油气孔隙度.气的含氢指数越大,识别气层越有利.建议重视核磁共振测井测前设计,优化采集参数,提高时域分析法评价油气层的效果.     

用数字化核磁共振测井成果建立孔隙度渗透率模型

发现DK3井14块岩样的核磁共振孔隙度与其岩心孔隙度具有很好的线性相关性,他们的渗透率也是如此;常规测井的孔隙度／渗透率与岩心孔隙度／渗透率也具有很好的线性相关性。于是就假设核磁共振孔隙度／渗透率与常规孔隙度／渗透率之间同样具有很好的线性相关性。据此,以校正后的核磁共振测井的孔隙度／渗透率资料为准,建立起了常规测井的孔隙度／渗透率计算模型。在没有核磁共振测井原始数据时,可通过数字化软件从核磁共振测井成果图读取有关数据。这样建立的测井物性解释数学模型,既避免了取心作业与测井作业之间的深度误差,又不存在因岩心数据的不连续而带来的岩心孔隙度／渗透率值的误差,使该模型适于更准确评价塔巴庙地区上古生界盒3段致密砂岩储层的孔隙度／渗透率。     

(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.     

致密油储层核磁共振测井响应机理研究

中国西部某盆地致密油储层孔隙结构差,而核磁共振测井T2谱宽,其复杂的核磁测井响应认识不清,且响应机理也不明确.本文基于致密油储层的特性,通过对三组岩样不同系列的实验测量,包括核磁共振、毛管压力曲线、X衍射矿物分析和润湿性实验,主要研究了碳酸盐岩矿物含量对T2谱的影响和由润湿性引起的T2弛豫机制.根据实验结果分析和讨论,明确了致密油岩石核磁共振响应的影响因素及孔隙流体的弛豫机制.综合分析认为,所述的核磁测井响应特征是由两方面因素综合作用的结果,一是水的T2信号主要取决于表面弛豫,低表面弛豫率的碳酸盐岩矿物导致水的T2信号的长弛豫分量增多;二是由于岩石亲油孔隙表面的存在且其弛豫率低于亲水孔隙表面的弛豫率,使得油的T2信号由表面弛豫和体弛豫贡献.     

碳酸盐岩地层孔隙度测井环境校正方法与应用

地震储层预测时需要高精度的测井数据,对测井曲线不仅在储层处要进行环境校正,而且在非储层处也要做环境校正。为了消除井眼扩径和其他影响因素对测井曲线的影响,针对声波和密度等孔隙度测井提出了一套校正办法。首先要找出测井曲线的失真,然后针对引起失真的原因,分别针对声波测井和密度测井提出具体校正办法,主要包括基于阵列声波测井的声波时差重新提取和其他资料的重构-编辑法。上述方法在川东北碳酸盐岩区块进行了实验,经分析与对比,证明该方法是有效的,思路和方法对其他区块也有借鉴意义。     

砂砾岩储层测井评价研究

砂砾岩储层岩性复杂、非均质性强,储层间非渗透性隔层类型多,储层基质孔隙度有时很低,从而使测井资料准确划分有效储层有很大的难度;砂砾岩体储层母岩类型变化大,岩石骨架参数很难确定,电阻率测量受岩石骨架、粘土含量和孔隙结构影响严重,反映储层孔隙流体性质的信息弱,使储层流体性质难以判断,油、气、干层界限的电性特征极不明显.通过核磁共振和井壁微电阻扫描成像测井,可以直观观察到岩石成分和粒径的变化,通过T2谱分布直观显示核磁测量井段的孔径分布,计算出各种类型孔隙度和渗透率参数,为砂砾岩有效划分储层和测井评价提供了可靠的依据.     

（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.     

核磁共振双TW测井数据联合反演与流体识别

针对核磁共振测井双TW观测数据分析和流体识别的需要,研究了基于全局搜索的遗传算法和局部搜索的最小二乘法的联合反演算法,实现了核磁共振双TW观测数据处理.首先,研究了饱和油气水岩石物理模型的核磁共振双TW观测模式的测井响应机理;然后,利用全局搜索性能优良的遗传算法, 对核磁共振回波差数据进行了反演,计算出了流体的核磁弛豫性质及其体积;最后,以遗传算法的反演结果为初值, 利用阻尼最小二乘方法对双TW回波串进行更精细的反演,计算出了双TW的T2分布、孔隙度和流体饱和度.理想模型的合成数据和实际测井资料应用表明,遗传算法与最小二乘方法相结合是一种行之有效的联合反演方法,能较好地实现核磁共振测井双TW观测数据的处理和流体评价.     

核磁共振多回波串联合反演方法

提出一种核磁共振多回波串数据联合反演方法,分别对核磁共振孔隙度测量的两组回波串数据、变等待时间多回波串数据以及变回波间隔多回波串数据进行了处理.结果表明,这样处理得到的一维核磁共振T₂分布不但连续,而且能够揭示短横向弛豫组分的细微特征,提高了核磁共振孔隙度的精度.处理变等待时间或变回波间隔下的多回波串数据,可以得到孔隙流体的 (T₂, T₁)或(T₂, D) 二维核磁共振分布图.与一维核磁共振T₂分布相比,二维核磁共振提高了识别流体的效果.     

储层流体识别的新方法

利用小波变换方法可以把原始信号分解为一系列载有不同信息的子信号,每种子信号载有储层的特定信息,包括流体、岩性和孔隙结构等。我们开发出了基于小波变换的谱分析方法,利用该方法可以从这些子信号中提取出反映地层流体特性的子信号,通过对该子信号的处理识别出地层所含流体的特性。本文利用该流体识别新方法对某油田的实际测井资料进行了处理,处理结果与试油结果符合得很好,进一步证明了本方法的可靠性和实用性。     

煤层气储层物性影响因素和预测方法综述与展望

为了解决煤储层物性的预测方法问题,本文基于大量的文献调研,梳理了煤储层孔隙性和渗透性的影响因素和预测方法,并进行了预测技术展望.研究表明,孔隙性影响因素主要有煤层埋深、压实作用、变质程度和显微组分等,孔隙度预测方法主要有双侧向迭代法、阿尔奇公式裂缝孔隙度估算法、双侧向数值模拟法、相关分析方法及支持向量机等方法;渗透性影响因素主要有煤层埋深、储层压力、煤的变质程度、煤体结构、煤岩组分、应力状态、基质收缩作用和裂隙系统发育程度等,渗透性预测方法主要有F-S计算方法、基于达西定律的计算方法、相关分析法及多层次模糊综合评判法等其他方法.本文认为遵循"地质约束测井、岩心刻度测井"的原则,加强煤层气储层岩石物理研究和物性影响因素分析是基础;常规测井信息与测井新技术信息结合,"多尺度信息融合"建立煤岩孔隙度和渗透率解释新模型,充分发挥多种非线性数学方法的优势构建煤岩物性非线性数学预测方法有一定的实际意义.     

常规测井资料识别裂缝性储层流体类型方法研究

裂缝性储层流体类型识别一直是测井界亟待解决的难题．一方面裂缝性储层具有岩性复杂、储集类型多样、物性变化大和非均质性强等特点,因而其测井解释和流体类型识别要复杂和困难得多．另一方面,复杂岩性油气藏越来越得到人们的重视．本次研究中,通过对流体类型影响因素的分析,认识到不同流体类型与电阻率比值的高低、粘土含量的多少以及孔隙度的大小密切相关．提出了综合考虑上述三项因素的流体类型识别参数FTI．该方法应用于辽河盆地大民屯凹陷变质岩和碳酸盐岩潜山地层流体类型识别,效果良好．     

基于岩石物理模板的孔隙度非敏感流体因子构建方法及应用

流体因子是一种指示储层含流体特征的常用工具,在储层流体识别中发挥着重要作用.现有的大多数流体因子除了反映孔隙流体性质以外还与孔隙度密切相关,对同一储层的高孔和低孔区域具有不同的流体敏感性,可能造成非均质储层的流体识别假象.本文提出一种消除孔隙度影响的流体因子,并将其应用于非均质储层流体识别.首先根据研究区地质特征选择并校准岩石物理模型,以此为基础优选横波阻抗I_S和饱和岩石体积模量与剪切模量之比K_sat/μ_sat构建能够分离岩石骨架和孔隙流体性质的I_S-K_sat/μ_sat岩石物理模板;而后通过对数域多项式拟合和归一化的方式构建孔隙度非敏感流体因子PINF(Porosity-Insensitive Normalized Fluid Factor).最后将本文提出的流体因子应用于苏里格气田非均质储层流体识别,实际测井和地震资料测试结果表明该流体因子的预测结果与测井解释结果相符,在同一储层段的高孔和低孔区域均显现出较好的应用效果,适用于非均质储层流体识别.     

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.     

孔隙介质核磁共振弛豫测量多指数反演影响因素研究

孔隙介质核磁共振（NMR）弛豫信号的多指数反演在NMR岩芯分析与测井解释中起着关键作用.为了在不同信噪比条件下快速反演出高分辨率的弛豫时间谱,本文利用NMR正演模拟信号以及实验室NMR岩芯分析数据,研究横向弛豫时间布点数、原始回波采集个数、时间域数据压缩方式等对反演结果的影响.同时,在不同信噪比（SNR）下对不同的反演算法(SVD、BRD、SIRT)进行比较,考察反演算法对信噪比的敏感程度,并讨论了相应的校正方法.另外,还分析了信噪比对长、短弛豫组分的影响.研究表明在充分采集有用回波的情况下,减少回波个数,反演得到的弛豫时间谱趋向发散;增加布点数可以提高分辨率,但是需要更多的计算时间;时间域数据压缩可以加快反演计算速度;不同算法对信噪比的敏感程度不同,发展相应的校正方法可以提高反演质量.     

基于孔隙结构的酸性火山岩储层流体识别方法研究

酸性火山岩由于成岩矿物类型多样,孔隙结构复杂,电阻率普遍较高,应用常规的中子-密度测井曲线交会和电阻率的高低已经不能判断储层流体性质.在天然气的测井响应特征分析基础上,应用三孔隙度组合、横纵波时差比值、核磁共振及综合参数识别流体性质.应用结果表明这些方法只能识别含气储层,对于气水同层的识别效果并不好.电阻率对储层流体性质变化反映灵敏,但是对于酸性火山岩储层并不如此.从储层微观孔隙结构入手,对火山岩储层电阻率影响因素进行研究,表明孔隙结构复杂是酸性火山岩电阻率普遍较高的原因之一,在此基础上,研制了基于孔隙结构的流体性质逐步判别法.应用本文的方法,对徐深气田49口井流体性质进行判断,经69个层试气验证,识别准确率达94.1％,提高了近15个百分点.     

长岭地区火山岩储层流体性质测井预测

火山岩储层非均质性强,其岩石的矿物成分复杂,裂缝、溶蚀孔的类型、组合分布有极强的各向异性,这给火山岩储层流体性质预测造成很大困难.本文通过运用偶极横波资料和三重孔隙解释模型对长岭地区火山岩储层流体性质进行了预测,并取得了较好的效果.说明可以应用这些方法对火山岩储层流体性质进行预测.     

碳酸盐岩储层常规测井评价方法

碳酸盐岩储层非均质性强、储集空间类型复杂多样,储层中流体性质的识别及有效厚度的划分比较困难,为了完成碳酸盐岩储层的常规测井评价,根据碳酸盐岩储层地质特征,将储层分为三种类型:1)裂缝+孔隙型储层,其孔隙度大于3.5%,其裂缝为规模较大的构造缝,其次是一些宏观裂缝,是碳酸盐岩储层中最好的储层;2)微裂缝+孔隙型储层,其孔隙度大于3.5%,其裂缝主要为储层微观孔、缝以及孔洞.3)裂缝层,其孔隙度小于3.5%,裂缝较发育,基质孔隙度和储层含油饱和度很小,接近于零,为裂缝层.基于以上三种类型的储层来建立测井地质评价模型,由于碳酸盐岩储层是典型的双重介质模型,分别建立两类孔隙空间的几何模型及流体模型,分别建立三种储层的空间几何模型和流体分布模型,每种模型又分为裂缝系统和岩块孔隙系统,在此基础上总结各种测井曲线的响应特征,分别给出储层参数计算的数理模型,基质岩块和裂缝孔隙度、渗透率和储层油气水饱和度,对裂缝的张开度也进行了定量计算,给出了储层流体性质及有效厚度的划分标准,最终完成碳酸盐岩的常规测井评价.