江苏油田核磁共振录井综合应用研究

论文摘要

核磁共振录井实现了岩石物性分析从室内到钻井现场的迁移,具有简便、快速、对样品大小要求低、一样多参、一机多参等优点,在划分和评价有效储层、指导现场钻进、完井讨论及完钻测试提供数据等方面极具意义,为物性录井分析提供了一个有效的技术和手段。本文首先对核磁共振原理、核磁共振的弛豫机制、解谱方法进行了介绍,并着重对奇异值分解(SVD)和稳健迭代修正技术(SIRT)这两种算法进行了详细探讨。核磁共振测量既受仪器测试参数的影响,又受样品性质及矿化度等因素的影响,搞清楚T2谱的影响因素,有助于提高分析精度和解释评价水平。核磁共振录井在区分地层中可动流体和束缚流体方面具有独特优势,然而核磁共振技术并不能直接测量得到这些参数,必须经过计算才能得到。在计算过程中,核磁共振T2截止值(T2cutoff)的作用非常重要,准确确定该值是核磁共振能否正确评价储层的关键。本文在对T2cutoff的敏感性进行分析的基础上,提出了一种利用T2几何均值(T2g)来确定T2cutoff的新方法(可变法),以求取束缚水饱和度为例对该方法进行检验,结果证明该方法具有可行性。文中还对该方法所确立的模型在含油岩样中的应用进行了适用性分析,发现含油饱和度小于30%时,该模型具有较高的精度,但随着含油饱和度的增加,该模型误差加大,并分析了其原因。核磁共振岩屑录井测量含油饱和度,通常采用二次或三次测量的方法。但是钻井岩屑由于泥浆冲洗,油气散失严重,因此,测量结果不能直接用于储层评价,必须进行相应的校正工作。本文取核磁共振录井与常规测井两家之所长,采用核磁提供的高精度孔隙度指数m结合常规测井的电阻率Rt曲线,运用阿尔其公式计算,可以更加精确地计算出地层含油饱和度。核磁共振T2谱形状和分布特征可以很好的反映储层渗流孔隙结构,T2谱与实验室压汞曲线可以进行相互转换。本文利用T2几何平均值对阿尔奇孔隙指数m进行计算,不仅克服了测井计算含油气饱和度时,复杂储层m值选取定值给储层流体性质判别带来的不利因素,而且可以通过m的大小,判别储层的孔隙结构的复杂程度,进一步分析定量低阻成因。最后,本文利用多种判别方法,包括各种反映储层物性和流体特性的交会图,选择江苏油田具有代表性的5个实例,进行实际的储层评价,取得了良好效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 核磁共振录井的发展历程及应用现状
• 1.2 研究意义
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 研究的创新性
• 第二章 核磁共振测量及解谱方法
• 2.1 核磁共振测量的物理基础
• 2.1.1 常见核素磁性参数
• 2.1.2 核磁共振现象
• 2.1.3 岩石中流体的核磁弛豫方式
• 2 的基本测量方法'>2.2 横向弛豫时间T₂的基本测量方法
• 2.2.1 自由感应衰减法（FID）
• 2.2.2 回波序列法（CPMG）
• 2.3 核磁共振解谱基本原理及算法
• 2.3.1 奇异值分解SVD（Singular Value Decomposition）算法
• 2.3.2 稳健迭代修正技术SIRT（Solid Iteration Redress Technique）
• 2.4 各种相关问题解决方法
• 2.4.1 布点方式和布点个数的确定
• 2.4.2 基线问题处理
• 第三章 岩样核磁共振实验流程及影响因素分析
• 3.1 岩样核磁共振实验流程
• 3.1.1 核磁共振录井取样要求
• 3.1.2 核磁共振录井测量方法
• 3.2 核磁共振实验测量影响因素
• 2 谱的影响'>3.2.1 仪器测试参数对T₂谱的影响
• 2 谱峰值的关系'>3.2.2 原油粘度和T₂谱峰值的关系
• 2 谱分布的影响'>3.2.3 含油性对饱和岩样T₂谱分布的影响
• 2溶液浸泡时间对油相T₂ 谱测量结果的影响'>3.2.4 Mncl₂溶液浸泡时间对油相T₂谱测量结果的影响
• 2 谱测量结果的影响'>3.2.5 钻井液浸泡对T₂谱测量结果的影响
• 2 谱测量结果的影响'>3.2.6 溶液矿化度对T₂谱测量结果的影响
• 2 谱测量结果的影响'>3.2.7 岩样粒径对T₂谱测量结果的影响
• 3.2.8 岩性对核磁共振测量的影响
• 3.2.9 岩石骨架中氢核对核磁共振测量的影响
• 3.3 小结
• 第四章 核磁共振录井参数计算方法研究
• 2截止值(T_2cutoff)'>4.1 T₂截止值(T_2cutoff)
• 2 截止值敏感性分析'>4.1.1 T₂截止值敏感性分析
• 2 截止值的新方法'>4.1.2 一种确定T₂截止值的新方法
• 4.2 孔隙度计算方法研究
• 4.3 核磁共振渗透率计算方法研究
• 4.4 核磁共振饱和度计算方法研究
• 4.4.1 NMR 束缚水饱和度的确定
• 4.4.2 NMR 含油饱和度的确定及散失校正
• 4.5 储层流体粘度
• 4.5.1 核磁共振油谱与原油物性的关系
• 4.5.2 储层流体粘度计算
• 4.6 小结
• 第五章 利用核磁共振进行储层孔隙结构研究
• 5.1 孔隙指数
• 2 谱与压汞曲线'>5.2 T₂谱与压汞曲线
• 2 谱与压汞曲线转换的数学推导'>5.2.1 T₂谱与压汞曲线转换的数学推导
• 5.2.2 转换结果及分析
• 5.2.3 孔喉特征参数计算
• 5.3 小结
• 第六章 应用核磁共振录测井进行储层评价
• 6.1 江苏油田复杂油层成因及分类
• 6.1.1 低阻成因
• 6.1.2 低孔低渗成因
• 2 谱的储层分类'>6.1.3 基于核磁共振T₂谱的储层分类
• 6.2 储层识别标准的建立
• o 经验统计法'>6.2.1 核磁共振实验含油饱和度S_o经验统计法
• o 与K 关系斜率定性识别法'>6.2.2 核磁共振S_o 与K 关系斜率定性识别法
• wi和S_w 关系识别法'>6.2.3 核磁共振S_wi和S_w关系识别法
• o/S_wm 与K 关系识别法'>6.2.4 核磁共振S_o/S_wm 与K 关系识别法
• 6.2.5 油气层标准汇总
• 6.3 应用实例分析
• 6.3.1 堡X1 井高束缚水饱和度油层识别
• 6.3.2 花X4 井低阻油层识别
• 6.3.3 马X5 井低阻油层识别
• 6.3.4 马X4 井低孔低渗储层评价
• 6.3.5 新陈X7 井低孔低渗储层评价
• 6.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得的学术成果
• 致谢