專(zhuān)利名稱(chēng)：用于測(cè)量巖石潤(rùn)濕性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潤(rùn)濕性的測(cè)量。具體而言，本發(fā)明涉及測(cè)量如下多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕性特性和/或其中改變，該多孔介質(zhì)中具有包含的流體，例如包括兩相或者更多相(其中至少一相是液體)的混合相流體。
背景技術(shù)：
在油氣行業(yè)中，取得對(duì)含油氣(hydrocarbon-bearing)地下地層(subsurfaceformation)(“儲(chǔ)集層(reservoir)”)的潤(rùn)濕性特性或者潤(rùn)濕條件的理解可能特別有利。例如這一理解可以幫助優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)，因?yàn)闈?rùn)濕性可能對(duì)儲(chǔ)量(reserve)計(jì)算和/或儲(chǔ)集層的動(dòng)態(tài)行為具有影響。潤(rùn)濕性可以定義為一種流體在存在其他不混溶流體(immiscible fluid)時(shí)在固 體表面上展開(kāi)或者粘附于固體表面的傾向。因此例如潤(rùn)濕性可以描述巖石被某個(gè)相(例如水或者油)覆蓋的相對(duì)偏好。例如，如果巖石對(duì)于水比對(duì)于油而言具有大得多的親合性，則巖石可以稱(chēng)為親水的(water-wet)。因此，在親水的多孔巖石在它的孔內(nèi)包水合和油相的情況下，孔的基本上所有內(nèi)表面將由水層覆蓋。在這一情況下，水可以稱(chēng)為“潤(rùn)濕相”。反言之，在油潤(rùn)濕多孔巖石的情況下，孔的基本上所有內(nèi)表面將由油層覆蓋。在這一情況下，油可以稱(chēng)為“潤(rùn)濕相”。類(lèi)似地，混合潤(rùn)濕性的多孔巖石可以包含親水的一些孔和油潤(rùn)濕的一些孔。單獨(dú)孔的一些區(qū)域可以是親水的而其他區(qū)域是油潤(rùn)濕的。在實(shí)踐中，將理解極端親水的或者油潤(rùn)濕在含油儲(chǔ)集層中罕見(jiàn)。然而應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于多孔巖石內(nèi)的兩相流體，潤(rùn)濕相將覆蓋更多孔表面區(qū)域并且具有比非潤(rùn)濕相更強(qiáng)的與孔壁的表面親和性。在包括氣相的流體系統(tǒng)(例如氣體-液體系統(tǒng))中，可以安全地假設(shè)氣體不是潤(rùn)濕相。多孔巖石的潤(rùn)濕性將依賴(lài)于巖石類(lèi)型并且也將受存在于孔內(nèi)的任何礦物影響。例如干凈沙巖或者石英可以是極端親水的，而含油儲(chǔ)集層的多數(shù)巖石地層通?？梢杂谢旌蠞?rùn)濕性。對(duì)于儲(chǔ)集層，從原始親水的狀態(tài)向混合潤(rùn)濕狀態(tài)的潤(rùn)濕性變更可能在原油向儲(chǔ)集層圈閉(trap)中遷移并且隨著地質(zhì)時(shí)間儲(chǔ)集層的水飽和度減少降至原生水飽和度之后出現(xiàn)。儲(chǔ)集層潤(rùn)濕性依賴(lài)于原油組成、原生水化學(xué)性和巖石表面的礦物學(xué)以及溫度和儲(chǔ)集層的壓力和飽和度歷史。含油地層中的初始流體飽和度分布依賴(lài)于儲(chǔ)集層級(jí)和孔級(jí)處的毛細(xì)管力與重力之間的均衡。潤(rùn)濕狀態(tài)可以隨著孔和孔喉幾何形狀變化。在石油遷移過(guò)程期間，重力不足以克服微孔內(nèi)的大毛細(xì)管壓力，并且因此微孔通常保持完全原生水飽和，因此保留它們的原始親水狀態(tài)。盡管大孔經(jīng)常被油侵入，但是大孔的巖石表面上的原生水膜通常保持。大孔內(nèi)的潤(rùn)濕性變更依賴(lài)于這一水膜的穩(wěn)定性。在極端條件下，水膜可以穩(wěn)定并且完全涂覆大孔的表面區(qū)域，由此阻止油相具有與孔表面的直接接觸。因此隨著地質(zhì)時(shí)間，大孔保持親水。替代地，大孔的整個(gè)表面可能已經(jīng)變得被油相涂覆，使得大孔是油潤(rùn)濕的。通常，大孔表面部分地與水相和油相二者接觸，并且因此具有混合潤(rùn)濕特性。傳統(tǒng)上，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中使用Amott或者美國(guó)礦物局(USBM)指數(shù)來(lái)表征潤(rùn)濕性。然而通常用來(lái)確定這些指數(shù)的方法為入侵式并且很耗費(fèi)時(shí)間。另外它們不能容易傳送到現(xiàn)場(chǎng)。已知核磁共振(NMR)技術(shù)可以用來(lái)斷定關(guān)于多孔介質(zhì)內(nèi)所含流體的信息。有利地，使用NMR技術(shù)提供一種用于確定儲(chǔ)集層巖石中的流體的原位(in situ)潤(rùn)濕性的非入侵式手段，即NMR測(cè)量過(guò)程未干擾巖石的孔內(nèi)的流體分布。因此NMR技術(shù)可以應(yīng)用于監(jiān)視包括潤(rùn)濕性變更的正在進(jìn)行中的動(dòng)態(tài)過(guò)程，諸如老化和二次或者三次采油過(guò)程。質(zhì)子(1H) NMR技術(shù)可以特別好地適合于研究多孔介質(zhì)內(nèi)的包含水相和烴相(hydrocarbon phase)(例如，水和油)的流體。NMR光譜學(xué)可以用來(lái)測(cè)量流體的自旋-晶格(縱向)弛豫時(shí)間(T1)和/或自旋-自 旋(橫向)弛豫時(shí)間(T2)。例如質(zhì)子(1H)匪R光譜學(xué)測(cè)量用于流體內(nèi)的質(zhì)子的弛豫時(shí)間。根據(jù)這些測(cè)量，可以有可能闡明關(guān)于流體和/或多孔介質(zhì)的某些信息。例如可以取得芯樣本用于使用基于陸地的NMR設(shè)備的后續(xù)分析。替代地，NMR測(cè)井(logging)工具可以有利地是向下打眼部署的。這樣的工具通常運(yùn)用所謂的低場(chǎng)光譜學(xué)。然而NMR測(cè)井工具也遭受某些缺點(diǎn)。例如它們不能使用于加襯有金屬套管(casing)的井筒(wellbore)或者其截面中。當(dāng)前工具通常也僅可以獲得接近井筒的區(qū)域中(例如通常在與井筒的約4英寸(10厘米)徑向距離內(nèi))的信息。然而設(shè)想將來(lái)幾代NMR測(cè)井工具可能能夠獲得涉及與井筒更遠(yuǎn)的區(qū)域的信息?？梢栽诳梢员环诸?lèi)為一次、二次和三次階段的多種階段中從儲(chǔ)集層開(kāi)采石油。在一次采油階段中，儲(chǔ)集層的自然能量足以無(wú)任何輔助地產(chǎn)油。然而在一次采集期間采集儲(chǔ)集層現(xiàn)存原始油的僅約百分之10至15。然而在一些儲(chǔ)集層中，自然儲(chǔ)集層壓力可能不足以無(wú)輔助地沿著生產(chǎn)井驅(qū)油上至表面。因此可能有必要人為提升采油量。就這一點(diǎn)而言，已知可以通過(guò)向儲(chǔ)集層中注入不混溶流體(諸如水或者氣體)從而維持儲(chǔ)集層壓力和/或朝著生產(chǎn)井轉(zhuǎn)移石油來(lái)輔助從儲(chǔ)集層的產(chǎn)油。注入這樣的不混溶流體一般開(kāi)采現(xiàn)存原始油的約百分之20至40。當(dāng)未修改流體(通常為海水或者其他容易獲取的水)時(shí)，這一過(guò)程可以被分類(lèi)為二次采油過(guò)程(替代地為二次模式過(guò)程)。一般而言，這樣的二次采油過(guò)程可以稱(chēng)為注水(water flood)或者水驅(qū)。當(dāng)已經(jīng)以某一方式對(duì)待流體以修改它的性質(zhì)時(shí)，這一過(guò)程可以被分類(lèi)為三次采油過(guò)程。例如三次采集過(guò)程可以包括低鹽度水驅(qū)，其中處理源水(諸如海水)以在向儲(chǔ)集層中注入之前減少它的鹽度，以及如下過(guò)程，在這些過(guò)程中，待注入的流體包括一個(gè)或者多個(gè)特殊選擇的添加劑，例如化學(xué)物和/或微生物。通過(guò)適當(dāng)修改注入流體，三次采油過(guò)程可以用來(lái)提升來(lái)自?xún)?chǔ)集層的采油量和/或延長(zhǎng)儲(chǔ)集層的開(kāi)采壽命。通常，三次采油過(guò)程可以從儲(chǔ)集層轉(zhuǎn)移二次采油過(guò)程未轉(zhuǎn)移的石油。三次采集過(guò)程可以常稱(chēng)為增強(qiáng)采油(EOR)過(guò)程。EOR技術(shù)賦予最終對(duì)現(xiàn)有原始油的百分之30至60或者更多的最終采集的前景。在儲(chǔ)集層的開(kāi)采壽命期間可以運(yùn)用不同采油方法。例如初始可以通過(guò)一次采集方法開(kāi)采儲(chǔ)集層。然而在一段時(shí)間之后，儲(chǔ)集層壓力可能下降并且可能變得有必要利用二次采油過(guò)程。二次采油時(shí)段可以跟隨有EOR過(guò)程之一以便最大化從儲(chǔ)集層的開(kāi)采。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解其他序列是可能的例如情況可以是從未以一次采集開(kāi)采儲(chǔ)集層，因?yàn)樽匀粌?chǔ)集層壓力不足夠高；替代地或者除此之外，可以恰在一次采集之后應(yīng)用EOR時(shí)段而這一 EOR過(guò)程稱(chēng)為二次模式EOR過(guò)程。對(duì)照而言，可以在完成二次采油過(guò)程之后執(zhí)行EOR過(guò)程而這一 EOR過(guò)程稱(chēng)為三次模式EOR過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的非排他目的是提供一種用于確定流體飽和多孔介質(zhì)(諸如在其孔內(nèi)具有存在的油相和水相的儲(chǔ)集層巖石)的潤(rùn)濕性的改進(jìn)方法。本發(fā)明的另一非排他目的是提供一種用于確定儲(chǔ)集層特別是在二次或者三次采油過(guò)程之前、期間和/或之后的潤(rùn)濕性特性改變的方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種比較二次采油過(guò)程與三次采油過(guò)程的方法，二 次采油過(guò)程和三次采油過(guò)程應(yīng)用于包含油相和水相的基本上流體飽和多孔介質(zhì)，該方法包括
Ca)提供多孔介質(zhì)的第一樣本，該樣本在其孔內(nèi)具有已知的初始體積的油相；
(b)測(cè)量用于第一樣本內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間；
(C)使第一樣本受到二次采油過(guò)程；
Cd)在二次采油過(guò)程之后測(cè)量用于第一樣本內(nèi)剩余的流體的弛豫時(shí)間；
(e)提供多孔介質(zhì)的第二樣本，該第二樣本在其孔內(nèi)具有基本上相似的已知初始體積的油相；
(f)測(cè)量用于第二樣本內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間；
(g)使第二樣本受到三次采油過(guò)程或者在步驟(d)之后并且未執(zhí)行步驟(e)和(f)的情況下，使第一樣本受到三次采油過(guò)程；
(h)在三次采油過(guò)程之后測(cè)量用于第二樣本或者第一樣本內(nèi)剩余的流體的弛豫時(shí)間；
并且
(i)在計(jì)算用于油相或者水相的潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子中使用弛豫時(shí)間測(cè)量，由此比較二次米油過(guò)程與二次米油過(guò)程。可以在實(shí)驗(yàn)室中的環(huán)境條件執(zhí)行該方法。替代地，可以在儲(chǔ)集層條件或者其實(shí)驗(yàn)室仿真之下執(zhí)行該方法。多孔介質(zhì)可以是巖石，優(yōu)選為來(lái)自含油氣地層的巖石(儲(chǔ)集層巖石)或者其復(fù)制物。典型儲(chǔ)集層巖石包括沉積巖，諸如碎屑沉積巖和碳酸鹽。多孔介質(zhì)的該或者每個(gè)樣本可以是取自芯樣本的巖頸(plug)。優(yōu)選地，當(dāng)使用多個(gè)巖頸時(shí)，可以在芯樣本的近鄰鉆出巖頸并且因此期望具有相似巖石性質(zhì)。這樣的巖頸稱(chēng)為“姐妹巖頸”。替代地，可以在實(shí)驗(yàn)室中人為準(zhǔn)備該或者每個(gè)樣本，例如該或者每個(gè)樣本可以包括填砂(sandpack )。水相可以包括鹽水、淡水、微咸水或者海水。優(yōu)選地，水相可以在組成上基本上類(lèi)似于與儲(chǔ)集層關(guān)聯(lián)的地層水?？梢栽趯?shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)備合適水相。因此，水相可以包括鹽水溶液，該鹽水溶液可以包括地層水或者合成地層水。當(dāng)多孔介質(zhì)是從在一次采集之下的儲(chǔ)集層取得的巖石時(shí)，地層水可以是原生水，即在地層中現(xiàn)有的原始水。原生水可以包含寬范圍的總?cè)芙夤腆w(TDS)，例如從約100 ppm到100000 ppm (假定約35000ppm)。當(dāng)巖石取自在二次采集之下的儲(chǔ)集層時(shí)，地層水可以包括原生水和已經(jīng)在二次采集期間向儲(chǔ)集層中注入的水(例如海水、微咸水、蓄水層水、地表水(諸如河水或者湖水)或者采出水(produced water)的混合物。通常,海水可以具有35000ppm范圍的TDS含量。油相可以包括活原油(live crude oil)、地面脫氣原油(常稱(chēng)為“死”原油)和煤油或者其他提煉油。二次采油過(guò)程可以包括水驅(qū)實(shí)驗(yàn)和/或吸取實(shí)驗(yàn)。水驅(qū)和/或吸取實(shí)驗(yàn)可以利用鹽水溶液。通常，鹽水溶液可以包括海水、微咸水、蓄水層水、地表面、采出水、原生水、地層水或者實(shí)驗(yàn)室制備的其復(fù)制物。三次采油過(guò)程可以包括低鹽度水驅(qū)；注入包含一個(gè)或者多個(gè)特殊選擇的制劑或者添加劑(例如微生物、化學(xué)物(例如聚合物、堿金屬或者表面活化劑))的流體；或者熱學(xué)方法(例如熱水或者蒸汽注入或者原位燃燒)或者氣體注入，例如可混溶/不可混溶氣體，諸如二氧化碳、烴氣或者氮?dú)?。在低鹽度水驅(qū)中，向多孔介質(zhì)中注入水溶液，其中水溶液有所選總?cè)芙夤腆w含量和/或所選多價(jià)陽(yáng)離子含量。通常，所選TDS含量可以小于lOOOOppm、優(yōu)選地小于8000ppm,例如在500到5000ppm的范圍中。有利地，可以選擇待注入的水溶液(“注入水”)以具有比多孔介質(zhì)中包含的水相(“殘留相”)更低的多價(jià)陽(yáng)離子含量。例如注入水的多價(jià)陽(yáng)離子含量與殘留相的多價(jià)陽(yáng)離子含量之比優(yōu)選地小于0. 9、更優(yōu)選地小于0. 8、具體小于0. 5。當(dāng)三次采油過(guò)程包括注入包含一個(gè)或者多個(gè)特殊選擇的制劑或者添加劑的流體 時(shí)，流體可以包括水溶液，其中該或者每個(gè)制劑或者添加劑可以按小于IOOOOppm(例如在從100到6000ppm、優(yōu)選地從200到5000ppm的范圍中)的濃度存在。適當(dāng)微生物可以包括桿菌、梭菌、假單胞菌、烴降解菌(hydrocarbon degradingbacteria)和反硝化細(xì)菌(denitrifying bacteria)。適當(dāng)化學(xué)物可以包括聚合物、表面活化劑、堿性物質(zhì)或者其組合。優(yōu)選地，可以使用NMR光譜學(xué)來(lái)進(jìn)行弛豫時(shí)間測(cè)量。優(yōu)選地，弛豫時(shí)間可以是自旋-自旋(橫向)弛豫時(shí)間(T2)。替代地，弛豫時(shí)間可以是自旋_晶格(縱向)弛豫時(shí)間(T1)0優(yōu)選地，該方法可以包括通過(guò)參照從多孔樣本獲得的測(cè)量來(lái)歸一化測(cè)量的步驟，該樣本可以是由單相(例如由水或者油)飽和的。優(yōu)選地，該方法可以包括取得用于水相和/或油相的總試樣(bulk sample)的參考或者校準(zhǔn)弛豫時(shí)間測(cè)量。在本發(fā)明的第二方面中，提供一種評(píng)價(jià)包圍井筒的區(qū)域中的多孔和可滲透含油氣地層的潤(rùn)濕性改變的方法，該井筒穿透地層，該方法包括
(i)在與含油氣地層的間隔對(duì)應(yīng)的深度的井筒內(nèi)定位NMR測(cè)井工具；
( )測(cè)量用于位于含油氣地層內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間；
(iii)可選地從井筒移開(kāi)NMR測(cè)井工具；(iv)注入二次或者三次采集過(guò)程流體或者EOR過(guò)程流體持續(xù)一段時(shí)間，使得注入已知孔體積或者部分(fractional)孔體積的流體；
(V)可選地關(guān)井(shut in)持續(xù)一段時(shí)間；
(vi)使井恢復(fù)開(kāi)采以及開(kāi)采 并且可選地采集注入的流體；
(vii)在已經(jīng)開(kāi)采注入的流體之后，如果必要?jiǎng)t在與以前基本上相同的深度在井筒內(nèi)重新定位NMR測(cè)井工具；并且
(viii)測(cè)量位于含油氣地層內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間；
(ix)可選地用與在步驟(iv)中原先使用的不同的采集流體來(lái)重復(fù)步驟(iv)至(viii)。優(yōu)選地，可以在一個(gè)或者多個(gè)時(shí)機(jī)重復(fù)該方法以測(cè)量地層例如在二次和/或三次采油過(guò)程之前、期間和/或之后的潤(rùn)濕性特性的改變。通常，可以在注入井、生產(chǎn)井、測(cè)試井和/或新鉆井中執(zhí)行本發(fā)明的這一第二方面的方法。可選地，本發(fā)明的這一第二方面的方法可以與單井化學(xué)示蹤劑測(cè)試(SffCT測(cè)試)組合，該SWCT測(cè)試被設(shè)計(jì)成在實(shí)施的二次采集、三次采集或者EOR過(guò)程之后測(cè)量原位油飽和度(殘留油飽和度)。當(dāng)本發(fā)明的這一第二方面的方法與SWCTT組合時(shí)，通過(guò)使用水流體作為注入流體來(lái)修改該方法。將水注入流體劃分成第一(次要)部分和第二 (主要)部分。水注入流體的第一部分由反應(yīng)化學(xué)示蹤劑標(biāo)注(例如酯(諸如乙酸乙酯))，該反應(yīng)化學(xué)示蹤劑在關(guān)井時(shí)段期間與水反應(yīng)以形成產(chǎn)物示蹤劑(product tracer)(例如醇(諸如乙醇))，該示蹤劑在存在于地層的孔中的油相中實(shí)質(zhì)上是不可溶的?？蛇x地，水注入流體的第一和第二部分二者由非反應(yīng)、非分割(物質(zhì)平衡)示蹤劑(例如，異丙醇)標(biāo)注。在步驟(iv)中使用的水注入流體的第二部分的量通常足以從井筒將水注入流體的第一部分推動(dòng)至少5英尺(例如在5至15英尺之間)的徑向距離。在步驟(V)中關(guān)井是必要的以便允許形成可檢測(cè)(可測(cè)量)量的產(chǎn)物示蹤劑。通常關(guān)井持續(xù)從一天到十天的時(shí)段。通常，反應(yīng)示蹤劑向產(chǎn)物示蹤劑的轉(zhuǎn)換(例如酯到醇的轉(zhuǎn)換)是從10到50%。在關(guān)井時(shí)段之后,對(duì)井回采(back-produced)并且定期采樣開(kāi)采的流體并且立即針對(duì)未反應(yīng)酯示蹤劑(例如乙酸乙酯)、產(chǎn)物醇示蹤劑(例如乙醇)和可選物質(zhì)平衡示蹤劑(例如異丙醇)的含量來(lái)分析該流體。在回采步驟(vi)開(kāi)始時(shí)，未反應(yīng)的酯示蹤劑和產(chǎn)物醇示蹤劑疊加于與井筒相距至少5英尺的徑向距離的位置處。在不移動(dòng)的殘留油相與移動(dòng)的水相之間分割未反應(yīng)的酯示蹤劑將對(duì)酯的開(kāi)采延遲了與殘留油飽和度直接有關(guān)的體積增量。然而產(chǎn)物醇示蹤劑未被延遲并且在與水很接近的相同速率流回到井。由于醇未在靜止油相中花費(fèi)時(shí)間，所以比未反應(yīng)的酯示蹤劑(例如乙酸乙酯)更早地開(kāi)采它從而造成在產(chǎn)物醇示蹤劑與未反應(yīng)的酯示蹤劑的峰濃度之間的間距。然后使用在酯示蹤劑與醇產(chǎn)物示蹤劑之間的間距量來(lái)計(jì)算殘留油飽和度。因此，用于具有高殘留油飽和度的地層的SWCT測(cè)試表明在產(chǎn)物醇示蹤劑與反應(yīng)酯示蹤劑之間的大間距，而用于具有低殘留油飽和度的地層的測(cè)試結(jié)果表明在產(chǎn)物醇示蹤劑與反應(yīng)酯示蹤劑之間的小間距。可選物質(zhì)平衡示蹤劑允許在所有酯示蹤劑反應(yīng)的情況下或者如果從流體擺脫的氣體或者在氣舉(gas-lift)操作期間使用的氣體從開(kāi)采的水流體剝離一些酯則解譯測(cè)試結(jié)果。使用在步驟(viii)中確定的弛豫時(shí)間測(cè)量來(lái)確定的潤(rùn)濕性指數(shù)改變可以與如在SWCT測(cè)試期間確定的殘留油飽和度相關(guān)。例如在Deans, H. Α·和 Carlisle, C. Τ·的 SPE/DOE 14886 論文"Single- WellTracer Tests in Complex Pore Systems〃(呈現(xiàn)于 the Fifth Symposium on EOR Tulsa,1986年4月20-23日)中更詳細(xì)描述了 SWCT測(cè)試。在本發(fā)明的第三方面中，提供一種評(píng)價(jià)包圍新井筒的區(qū)域中的多孔和可滲透含油氣地層的潤(rùn)濕性改變的方法，該新井筒穿透含油氣地層，該改變至少部分歸因于鉆井泥漿進(jìn)入地層中，該方法包括
(i)定位預(yù)先存在的井筒，預(yù)先存在的井筒穿透含油氣地層或者相似地層；
(ii)在與含油氣地層的一部分對(duì)應(yīng)的深度處在預(yù)先存在的井筒內(nèi)定位NMR測(cè)井工具；
(iii)測(cè)量用于位于包圍預(yù)先存在的井筒的接近井筒的區(qū)域內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間；
(iv)在從預(yù)先存在的井筒移開(kāi)的新位置處鉆出新井筒，由此新井筒穿透含油氣地層； (V)在與含油氣地層的一部分對(duì)應(yīng)的深度處在新井筒內(nèi)定位NMR測(cè)井工具；
(vi)測(cè)量用于位于包圍新井筒的接近井筒的區(qū)域內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間；并且
(vii)比較來(lái)自步驟(iii)和(vi)的弛豫時(shí)間測(cè)量以評(píng)價(jià)包圍新井筒的接近井筒的區(qū)域中的流體的潤(rùn)濕性改變，該改變至少部分歸因于鉆井泥漿在鉆出新井筒期間進(jìn)入地層中。
NMR測(cè)井工具可以是在鉆井工具之時(shí)的測(cè)井電纜(wireline)或者測(cè)井。通常，預(yù)先存在的井筒是烴開(kāi)采井筒，該井筒已經(jīng)在開(kāi)采時(shí)被放置成使得烴流體存在于井筒的接近井筒的區(qū)域中。可以鉆出多個(gè)新井筒以便比較鉆井泥漿對(duì)地層的潤(rùn)濕性的影響，每個(gè)新井筒使用具有不同組成(例如包含表面活化劑和/或其他添加劑)的鉆井泥漿(例如基于油的鉆井泥漿)。一旦已經(jīng)已經(jīng)獲得足夠現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，就可以有可能為每個(gè)后續(xù)鉆出的新井選擇更適合的鉆井泥漿。在本發(fā)明的第四方面中，提供一種跟蹤流體飽和多孔介質(zhì)的樣本的老化的方法，其中流體位于多孔介質(zhì)的孔結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且流體包括至少兩個(gè)不混溶成分或者相，至少一個(gè)不混溶成分或者相是液體，該方法包括
(i)取得多孔介質(zhì)內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間分布的第一測(cè)量；
(ii)在時(shí)間間隔之后取得多孔介質(zhì)內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間分布的第二測(cè)量；
(iii)按照后續(xù)時(shí)間間隔取得多孔介質(zhì)內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間分布的一個(gè)或者多個(gè)更多測(cè)量直至所述弛豫時(shí)間分布從一個(gè)測(cè)量到下一測(cè)量基本上不變，由此指示樣本完全老化或者至少老化到可接受的程度。優(yōu)選地，兩個(gè)成分或者相可以包括水相和油相。多孔介質(zhì)的樣本可以是芯樣本，例如取自巖石的芯樣本(諸如儲(chǔ)集層巖石等)。替代地，它可以是通常在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)特殊制備的填砂等?？梢栽跁r(shí)間段內(nèi)按照規(guī)律或者不規(guī)律間隔執(zhí)行對(duì)弛豫時(shí)間的測(cè)量。取得的測(cè)量的數(shù)量、頻率和規(guī)律性以及在其期間取得它們的時(shí)段可以依賴(lài)于大量因素，包括多孔介質(zhì)的性質(zhì)和流體的組成。例如可以一天一次或者每幾天一次進(jìn)行弛豫時(shí)間測(cè)量。優(yōu)選地，可以使用NMR光譜儀來(lái)測(cè)量弛豫時(shí)間。
優(yōu)選地，弛豫時(shí)間可以是橫向(自旋-自旋)弛豫時(shí)間。在老化之后，可以在更多測(cè)試或者實(shí)驗(yàn)中使用多孔介質(zhì)的樣本。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在孔尺度和儲(chǔ)集層的現(xiàn)場(chǎng)尺度確定潤(rùn)濕性分布特性的方法，即確定潤(rùn)濕性作為孔大小和在儲(chǔ)集層的自由水平面以上的高度二者的函數(shù)。在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于確定流體承載多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕性特性的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，該方法包括以下步驟
接收測(cè)量數(shù)據(jù)，該測(cè)量數(shù)據(jù)指示在定義的流體飽和度存在于多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間；
接收參考數(shù)據(jù)，該參考數(shù)據(jù)指示流體的一個(gè)或者多個(gè)參考弛豫時(shí)間；并且基于在接收的測(cè)量數(shù)據(jù)與接收的參考數(shù)據(jù)之間的差值計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)，所述潤(rùn)濕性指數(shù)指示多孔介質(zhì)在定義的流體飽和度的潤(rùn)濕性特性。
該方法還可以包括接收多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)指示存在于多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間
i)在不同時(shí)間點(diǎn)；
ii)在多孔介質(zhì)中的不同位置處；或者
iii)在一次、二次或者三次流體采集過(guò)程中的至少一個(gè)過(guò)程之前、之后和/或期間的不同階段；
分別針對(duì)多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中的每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)；并且基于計(jì)算的潤(rùn)濕性指數(shù)的比較來(lái)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子，潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子指示多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕特性的改變。上文定義的用于確定潤(rùn)濕性特性的方法解耦合某些因素(諸如流體飽和度和微觀分布、孔結(jié)構(gòu)、巖石礦物性以及順磁雜質(zhì)在孔表面上的分布以及原油組成)與NMR弛豫時(shí)間分布并且包括用于潤(rùn)濕性指數(shù)的表面覆蓋和表面親和性因子以及和潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子二者。這一方法也可以單獨(dú)評(píng)估表面覆蓋和表面親和性對(duì)潤(rùn)濕性的貢獻(xiàn)。有利地，潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子可以用來(lái)通過(guò)比較二次采油過(guò)程的表面覆蓋和表面親和性與三次采油過(guò)程的表面覆蓋和表面親和性來(lái)評(píng)估增強(qiáng)的采油過(guò)程的潤(rùn)濕性變更。該方法還可以包括以下步驟接收指示參數(shù)的參數(shù)數(shù)據(jù)以便計(jì)算作為參數(shù)的函數(shù)的潤(rùn)濕性指數(shù)，參數(shù)涉及多孔介質(zhì)的孔大小、毛細(xì)管壓力、流體飽和度和/或在多孔介質(zhì)中的自由水平面以上的高度。上文指代的多孔介質(zhì)中的不同位置可以涉及布置成穿透多孔介質(zhì)的第一和第二井筒，計(jì)算的潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子指示在多孔介質(zhì)的在第一和第二井筒的潤(rùn)濕性特性之間的改變。存在于多孔介質(zhì)中的流體可以包括至少兩個(gè)不混溶流體成分或者相，并且可以針對(duì)所述流體成分或者相中的至少一個(gè)成分或者相計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)。參考數(shù)據(jù)可以包括對(duì)以下進(jìn)行的弛豫時(shí)間測(cè)量中的一個(gè)或者多個(gè)弛豫時(shí)間測(cè)量
i)由單個(gè)水相飽和的多孔介質(zhì)的樣本；
ii)由單個(gè)油相飽和的多孔介質(zhì)的樣本；和/或iii)與多孔介質(zhì)對(duì)應(yīng)的水相和/或油相的總試樣。在應(yīng)用上文定義的用于確定潤(rùn)濕性特性的方法中已經(jīng)標(biāo)識(shí)在水驅(qū)之后的混合潤(rùn)濕性NMR簽名。這一簽名由在水驅(qū)之后的弛豫時(shí)間(T2)峰值表征，該峰值大于大體積原油(bulk crude oil)和完全水飽和芯巖頸的任何弛豫時(shí)間(T2)分量、但是小于大體積水(bulkwater )的弛豫時(shí)間。這一混合潤(rùn)濕性NMR簽名可以用來(lái)標(biāo)識(shí)包括多個(gè)流體分量或者相的多孔介質(zhì)中的混合潤(rùn)濕性特性。該方法還可以包括括基于參考數(shù)據(jù)歸一化測(cè)量數(shù)據(jù)。弛豫時(shí)間測(cè)量可以是使用NMR光譜學(xué)來(lái)進(jìn)行的自旋-自旋(橫向)弛豫時(shí)間測(cè)量。多孔介質(zhì)可以包括儲(chǔ)集層巖石地層、其樣本或者其復(fù)制物。根據(jù)上述方面，本發(fā)明還提供一種用于確定流體承載多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕性特性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
數(shù)據(jù)接收裝置，被布置成接收測(cè)量數(shù)據(jù)，該測(cè)量數(shù)據(jù)指示在定義的流體飽和度存在于多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間；
數(shù)據(jù)接收裝置，被布置成接收參考數(shù)據(jù)，該參考數(shù)據(jù)指示流體的一個(gè)或者多個(gè)參考弛豫時(shí)間；以及
計(jì)算機(jī)實(shí)施的裝置，被布置成基于在接收的測(cè)量數(shù)據(jù)與接收的參考數(shù)據(jù)之間的差計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)，所述潤(rùn)濕性指數(shù)指示多孔介質(zhì)在定義的流體飽和度的潤(rùn)濕性特性。該系統(tǒng)還可以包括
數(shù)據(jù)接收裝置，被布置成接收多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)指示存在于多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間
i)在不同時(shí)間點(diǎn)；
ii)在多孔介質(zhì)中的不同位置；或者
iii)在一次、二次或者三次流體采集過(guò)程中的至少一個(gè)之前、之后和/或期間的不同階段；
計(jì)算機(jī)實(shí)施的裝置，被布置成分別針對(duì)多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中的每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)；以及
計(jì)算機(jī)實(shí)施的裝置，被布置成基于計(jì)算的潤(rùn)濕性指數(shù)的比較來(lái)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子，該潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子指示多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕特性的改變。


為了可以更完全理解本發(fā)明，現(xiàn)在將僅通過(guò)示例并且參照以下附圖描述它，在附圖中
圖1-1示出了芯巖頸156號(hào)和157號(hào)在100%水飽和度的T2弛豫時(shí)間分布。圖1-2示出了使用圓柱形孔喉和球形孔隙模型來(lái)計(jì)算的、在不同毛細(xì)管壓力的作為孔大小(r)的函數(shù)的初始水飽和度(Swi)分布。圖1-3示出了使用圓柱形孔喉和球形孔隙模型來(lái)計(jì)算的、在不同毛細(xì)管壓力的作為弛豫時(shí)間的函數(shù)的初始水飽和度(Swi)分布。圖1-4示出了使用圓柱形孔喉和球形孔隙模型來(lái)計(jì)算的、在182 psi的毛細(xì)管壓力的對(duì)于芯巖頸156號(hào)、在100%水飽和度(Sw=I)和在初始水飽和度(Swi=O. 2)的作為孔大小(r)的函數(shù)的水體積分布。圖1-5示出了使用圓柱形孔喉和球形孔隙模型來(lái)計(jì)算的、在182 psi的毛細(xì)管壓力的對(duì)于芯巖頸156號(hào)、在初始油飽和度(Soi=O. 2)作為孔大小(r)的函數(shù)的初始油體積分布。
圖1-6示出了使用圓柱形孔喉和球形孔隙模型來(lái)計(jì)算的、在182 psi的毛細(xì)管壓力的對(duì)于芯巖頸157號(hào)、在100%水飽和度(Sw=I)和在初始水飽和度(Swi=O. 2)的作為孔大小(r)的函數(shù)的水體積分布。圖1-7示出了使用圓柱形孔喉和球形孔隙模型來(lái)計(jì)算的、在182 psi的毛細(xì)管壓力的對(duì)于芯巖頸157號(hào)、在初始油飽和度(Soi=O. 2)作為孔大小(r)的函數(shù)的初始油體積分布。圖1-8示出了使用圓柱形孔喉和球形孔隙模型來(lái)計(jì)算的、對(duì)于姐妹巖頸156號(hào)和157號(hào)、在與總體初始油飽和度O. 8對(duì)應(yīng)的毛細(xì)管壓力182 psi的作為孔大小(r)的函數(shù)的初始油飽和度。圖1-9不出了在不同流體飽和度條件的對(duì)于大體積原油和對(duì)于芯巖頸(156號(hào))的T2弛豫時(shí)間分布。圖1-10不出了在不同流體飽和度條件的對(duì)于大體積原油和對(duì)于芯巖頸(157號(hào))的T2弛豫時(shí)間分布。圖1-11示出了對(duì)于芯巖頸156號(hào)在毛細(xì)管壓力182 psi的在初始油飽和度老化之后作為孔大小(r)的函數(shù)的油相的潤(rùn)濕性指數(shù)。圖1-12示出了對(duì)于芯巖頸157號(hào)在毛細(xì)管壓力182 psi的在初始油飽和度老化之后作為孔大小(r)的函數(shù)的油相的潤(rùn)濕性指數(shù)。圖2-1示出了在用三種不同鹽度的鹽水的水驅(qū)之后姐妹芯巖頸的T2弛豫時(shí)間分布。圖3-1示出了在毛細(xì)管壓力100 psi對(duì)于MEOR芯巖頸的作為T(mén)2弛豫時(shí)間的函數(shù)的初始水飽和度(Swi)。圖3-2示出了在毛細(xì)管壓力100 psi對(duì)于MEOR芯巖頸的作為孔隙半徑(r)的函數(shù)的初始水飽和度(Swi)。圖3-3示出了在100%水飽和條件(Sw=I)和在初始水飽和度(Swi=O. 28)的作為孔隙半徑(r)的函數(shù)的水體積分布。圖3-4示出了對(duì)于MEOR芯巖頸實(shí)驗(yàn)在不同流體飽和度條件的對(duì)于大體積原油和對(duì)于芯巖頸的T2弛豫時(shí)間分布。圖4-1示出了用于在經(jīng)歷微生物增強(qiáng)型采油(MEOR)的第二填砂樣本旁邊的經(jīng)歷鹽水吸取的第一填砂樣本的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。圖4-2示出了用于對(duì)第一填砂進(jìn)行的鹽水吸取實(shí)驗(yàn)的T2分布。圖4-3示出了用于對(duì)第二填砂進(jìn)行的MEOR實(shí)驗(yàn)的T2分布。圖4-4是比較用于在鹽水吸取之后的第一填砂和在MEOR之后的第二填砂的T2分布的圖形。圖4-5是示出了從第一填砂和第二填砂隨時(shí)間的采油的圖形。圖4-6示出了用于100%鹽水飽和填砂、100%接種物飽和填砂以及在老化六天之后的接種物飽和填砂的T2分布。
具體實(shí)施例方式巖石內(nèi)的流體飽和孔可以劃分成兩個(gè)區(qū)域，即表面區(qū)域和體區(qū)域。表面區(qū)域包括孔的內(nèi)表面之上的例如具有不多于幾個(gè)分子的厚度的相對(duì)薄層。體區(qū)域包括孔的內(nèi)部體積的剩余部分。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用于表面區(qū)域中的分子的弛豫時(shí)間通常明顯小于用于體區(qū)域內(nèi)的分子的弛豫時(shí)間。不希望受任何理論限制，這可以歸因于對(duì)孔壁內(nèi)的順磁中心的表面區(qū)域內(nèi)的分子的影響。在質(zhì)子(1H) NMR光譜學(xué)的情況下，它也可以部分地歸因于氫質(zhì)子在巖石表面減少的旋轉(zhuǎn)速度。在多孔儲(chǔ)集層巖石中，孔通常直徑小于約100 μ m。因而，體區(qū)域可以占據(jù)單獨(dú)孔的相對(duì)小比例。
用于孔中的流體的自旋-自旋弛豫時(shí)間可能受來(lái)自三個(gè)弛豫機(jī)制的貢獻(xiàn)影響
(i)流體在體區(qū)域中的弛豫；(ii)流體在表面區(qū)域中的弛豫；以及(iii)歸因于流體在施加的磁場(chǎng)的梯度中的自擴(kuò)散的弛豫。一般而言，可能特別是在流體包含不止一個(gè)相(例如水相和油相)時(shí)難以分離三個(gè)機(jī)制的相對(duì)貢獻(xiàn)。對(duì)于在使用具有短回聲時(shí)間的低場(chǎng)NMR光譜學(xué)(例如如通常可以在油田NMR測(cè)井中使用的那樣)的情況中的流體飽和介質(zhì)，可以假設(shè)由于自擴(kuò)散而對(duì)自旋-自旋弛豫時(shí)間的貢獻(xiàn)可以是可忽略的，因?yàn)閮?nèi)部磁場(chǎng)梯度中的分子擴(kuò)散可以是可忽略的。因此對(duì)于100%水飽和多孔介質(zhì)(在Sw=I時(shí))，在快速擴(kuò)散限制下的水相在孔中的自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2)的倒數(shù)可以表達(dá)為
IΛ I,η
C1)
在等式(I)中，τ2，W1是完全水飽和巖石的自旋-自旋弛豫時(shí)間，p2’w是水相的自旋-自旋弛豫度，T2B，W是水相的體自旋-自旋弛豫時(shí)間，A是多孔介質(zhì)內(nèi)的孔的表面積,并且V是孔體積。水相通常包括原生水、地層水等。在100%水飽和多孔巖石的情況下，經(jīng)?？梢酝ㄟ^(guò)忽略體弛豫項(xiàng)來(lái)近似等式(I)?？梢宰龅竭@一點(diǎn)，因?yàn)樗趦?chǔ)集層的多孔巖石內(nèi)的弛豫時(shí)間比大體積水的弛豫時(shí)間短得多。因此
I Λm
(2)
V/A比值可以用來(lái)按照下式測(cè)量孔大小
PiwT2w-VtA^rfkP)
其中k是依賴(lài)于孔形狀并且對(duì)于平坦孔或者斷裂、圓柱形孔和球形孔分別等于I、2和3的幾何常數(shù)，并且r是用于平坦孔或者斷裂的孔的孔徑的一半并且是用于圓柱形或者球形孔的孔隙半徑。對(duì)于多孔介質(zhì)的孔隙和孔喉的喉模型，孔隙與孔喉之比(BTR)可以定義為sm=~(4)
Λ
其中r是如下孔隙的半徑，該孔隙經(jīng)過(guò)具有半徑R的孔喉連接到另一孔隙?？梢岳缤ㄟ^(guò)比較汞注入實(shí)驗(yàn)所確定的孔喉大小分布與NMR DDIF(歸因于內(nèi)場(chǎng)擴(kuò)散的衰減)所確定的孔隙大小分布或者通過(guò)使用電子顯微鏡方法分析巖石樣本的薄界面來(lái)確定BTR。NMR CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill)脈沖序列是用于測(cè)量T2弛豫時(shí)間的最普遍方法。脈沖序列由跟隨有一系列“m” 180°脈沖的90°脈沖構(gòu)成以在每個(gè)180°脈沖之后生成回聲，這形成串列“m”個(gè)回聲作為結(jié)果(其中“m”是整數(shù))。在相鄰180°脈沖之間的時(shí)間間隔是回聲時(shí)間TE。對(duì)于簡(jiǎn)單大體積流體(諸如水)，回聲幅度如下式給出的那樣作為回聲時(shí)間的單指 數(shù)函數(shù)衰減
M(mTE) = M(Q)SK^mTE/Tibm) ■ (S)
其中M(mTE)是橫向磁化，并且#(0)是與初始橫向磁化對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅度。流體承載(例如水)多孔介質(zhì)通常包括孔大小的寬分布。因而總NMR信號(hào)是來(lái)自多孔介質(zhì)的所有單獨(dú)孔內(nèi)的流體的信號(hào)之和。它可以在橫向磁化的CPMG測(cè)量中表達(dá)為多指數(shù)衰減
M { 1IJ J
其中為是具有特性弛豫時(shí)間Tzi的第i個(gè)分量的信號(hào)幅度。遵循等式(6)的數(shù)據(jù)的逆拉普拉斯變換將產(chǎn)生T2弛豫時(shí)間分布。在快速擴(kuò)散限制和弱擴(kuò)散稱(chēng)合體制(regime),可以按照等式(3)將T2分布線(xiàn)性轉(zhuǎn)換成孔大小分布。所有(η個(gè))分量的信號(hào)幅度(Ai)之和如等式(7)中陳述的那樣等于初始橫向磁化的信號(hào)幅度
^A1=M(O)( )
■I' I
信號(hào)幅度(Ai)與具有弛豫時(shí)間T2i的第i個(gè)分量的孔體積分?jǐn)?shù)直接成比例。芯分析過(guò)程經(jīng)常從用溶劑將儲(chǔ)集層芯巖頸清潔成強(qiáng)親水的狀態(tài)開(kāi)始。在一次排水過(guò)程(為了模擬原油遷移)(諸如實(shí)驗(yàn)室中的排水毛細(xì)管壓力實(shí)驗(yàn))期間，使用多孔板或者離心技術(shù)通過(guò)空氣或者油來(lái)使初始地使完全水飽和芯巖頸解飽和。例如當(dāng)使用利用空氣或者氮?dú)廪D(zhuǎn)移水的多孔板技術(shù)時(shí)，在已經(jīng)施加轉(zhuǎn)移壓力并且壓力已經(jīng)均衡以固定毛細(xì)管壓力(Pc)之后，可以通過(guò)測(cè)量從芯巖頸開(kāi)采的水量來(lái)確定剩余水飽和度。如果施加的壓力超過(guò)給定芯的閾值壓力，則空氣或者氮?dú)鈱⑷肭中静⑶艺紦?jù)芯的中心而剩余水作為層涂覆芯的表面。如果施加的壓力未超過(guò)孔的閾值壓力，則孔將保持完全水飽和。根據(jù)用于具有零接觸角的水-空氣或者水-氮系統(tǒng)的楊氏-拉普拉斯等式，在毛細(xì)管壓力(P。)與保持完全水飽和的閾值圓柱形孔喉半徑(Rt)之間的關(guān)系由下式給出
2fT
Pc-Y(8)
其中σ是對(duì)于空氣-水系統(tǒng)而言為72mN/m的界面張力或者表面張力。
在含油儲(chǔ)集層中，一次排水毛細(xì)管壓力曲線(xiàn)支配在油-水接觸以上的初始水和油飽和度。在油遷移過(guò)程期間，通過(guò)在均衡條件下在水與油之間的密度差產(chǎn)生的重力來(lái)平衡毛細(xì)管壓力。因而作為在自由水平面以上的高度(H)的函數(shù)的流體分布是
(9)
其中P。是毛細(xì)管壓力，0￥和P。分別是儲(chǔ)集層中的水相和油相的密度，g是重力加速度，并且H是在儲(chǔ)集層中的自由水平面以上的高度。根據(jù)等式(4)和(3)，在閾值毛細(xì)管壓力，對(duì)應(yīng)最大完全水飽和孔隙半徑(rt)和水相的閾值自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2，t)按照下式與閾值孔喉半徑(Rt)有關(guān)
tt ^StBTR(10)
T MtBTM , tU=-J--C1 *)
民Pijff
在非潤(rùn)濕相(氣體或者油)使水相解飽和期間，如果施加的壓力未超過(guò)孔隙的閾值毛細(xì)管壓力，則孔隙將保持完全水飽和。如果施加的壓力超過(guò)給定孔隙的閾值毛細(xì)管壓力，則非潤(rùn)濕相將經(jīng)過(guò)連接的孔喉入侵孔隙并且將占據(jù)孔隙的中心而剩余水相在孔壁的表面上形成涂層。在閾值毛細(xì)管壓力，假設(shè)非潤(rùn)濕相(空氣或者油)入侵的孔隙中的剩余水相的層的厚度等于閾值孔喉半徑Rt。為了在計(jì)算在解飽和過(guò)程期間的初始水飽和度，孔隙和孔喉模型也假設(shè)孔喉的體積與孔隙的體積相比可忽略。因此，在解飽和過(guò)程期間，可以按照下式確定作為孔隙半徑(r)、毛細(xì)管壓力(P。)和孔形狀因子(k)的函數(shù)的初始水飽和度Swi
產(chǎn)Y \扇
如果，則釔(r,pe,4) = i-;或者如果，則c —f。
r>rt\ r Jr <f|(12a其中如上文討論的那樣，k對(duì)于平坦孔或者斷裂、圓柱形孔和球形孔分別等于1、2和3。Swi的物理邊界條件為O 。對(duì)于具有水和油的兩相系統(tǒng)，可以按照下式確定作為孔隙半徑(r)、毛細(xì)管壓力(Pc)和孔形狀因子(k)的函數(shù)的初始油飽和度Sm
如果,則4(「,4，*)=^__ 二;或者如果，則
r>rtKrJr<rt Soi=O (12b)將等式(3)和(11)代入等式(12a)中給出對(duì)于完全水飽和孔隙作的為自旋-自旋弛豫時(shí)間T2,W1、毛細(xì)管壓力(P。)和孔形狀因子(k)的函數(shù)的初始水飽和度Swi
rT γ
如果，則= 1 Zi...........;或者如果 ，則 。
Tj,wi>ThJΤι<Γι, S^i=I (Ba)對(duì)于具有水和油的兩相系統(tǒng)，可以按照下式確定作為自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2;W1)、毛細(xì)管壓力(P。)和孔形狀因子(k)的函數(shù)的初始油飽和度SQi
τ 2°·
如果，則=*--一——·—.....—·;或者如果，則 。
P*!
Tj1W^TsiIJTjrWiSTu Sffl=O (13b)
作為示例，對(duì)于球形孔形狀模型，其中k=3，等式(12a)、( 12b)、( 13a)和(13b)可以分別被簡(jiǎn)化為等式(14a)、(14b), (15a)和(15b)
如果,則之M = I-P二^;或者如果^ ,則 r ... .如果，則;或者如果，則
r>rtV r /r<r, Sol-O (Mb)如果，則Wwd =1- ^~^-Η];或者如果 ，則 。
I>T2t\ h,m ,Ti^Tai Swi=I (15i)如果,則Sa(Tlm)。!丨;。,勝);或者如果，則 。
Tj.w^Tjt^ iJvVi JT2iWiSTil Sffi-O (ISb)因而等式(14a)和(15a)可以用來(lái)分別確定如圖1_2和1_3中所示在多個(gè)不同毛細(xì)管壓力(例如在七個(gè)不同毛細(xì)管壓力)作為孔大小的函數(shù)并且如果希望則作為T(mén)2弛豫時(shí)間的函數(shù)的初始水飽和度。替代地，可以在一次排水過(guò)程期間分析在孔尺度的初始水飽和度分布及其與弛豫時(shí)間T2分布的關(guān)系時(shí)將孔介質(zhì)建模為規(guī)則多邊形管。通過(guò)將等式(2)應(yīng)用于規(guī)則N邊多邊形管(其中N是整數(shù)，例如3、4、5或者6)，我們發(fā)現(xiàn)如果忽略完全水飽和規(guī)則多邊形管的T2弛豫時(shí)間的體弛豫和擴(kuò)散弛豫分量則T2分布與規(guī)則多邊形的邊心距(L)直接成比例
多孔巖石是初始完全水飽和并且強(qiáng)親水的，而接觸角為零。當(dāng)將多孔介質(zhì)建模為規(guī)則多邊形管時(shí)，按照下式給出毛細(xì)管閾值壓力Pct
對(duì)于運(yùn)用規(guī)則多邊形管的模型，在一次排水過(guò)程期間，如果施加的壓力恰好超過(guò)等式
(17)中定義的閾值毛細(xì)管壓力，則非潤(rùn)濕相(例如油或者空氣)可以入侵給定的管。因而非潤(rùn)濕相占據(jù)作為具有半徑L的圓柱體的孔的中心。隨著施加的壓力進(jìn)一步增加，非潤(rùn)濕相轉(zhuǎn)移越來(lái)越多的水。因而剩余水駐留于孔空間的角落中并且作為涂覆孔壁的薄水膜。所有更小孔(這些孔的閾值壓力大于施加的壓力)不能被非潤(rùn)濕相入侵并且保持完全水飽和，例如
對(duì)于
在規(guī)則多邊形管的已經(jīng)被非潤(rùn)濕相入侵的孔中，孔空間的角落中的剩余水的曲率半徑(Rc)按照下式與毛細(xì)管壓力(P。)有
對(duì)于規(guī)則N邊多邊形管的非潤(rùn)濕相入侵的孔，可以忽略孔壁的表面上的水膜的薄涂層的體積。因而可以使用下式來(lái)確定作為T(mén)2，W1弛豫時(shí)間、毛細(xì)管壓力(P。)和N的函數(shù)的初始水飽和度Swi f cr Yf π \ 、
Xj I ，C* I Wl * I ~ I一..一...... I I----- ，BV1 Xj I，
Pe>PdΙ^ ,Λ^ι J I i^toi(ir/#}JPeSPrtSfl (20s)
類(lèi)似地,可以使用下式來(lái)確定作為孔大小(L)、毛細(xì)管壓力(P。)和N的函數(shù)的初始水飽和度Swi
對(duì)于 ， ,或者對(duì)于 ，
ΡΛI(xiàn) 灰MwwJP4SPc Sm=I (20b)
其中如上文討論的那樣，L是規(guī)則N邊多邊形管的邊心距并且N是規(guī)則N邊多邊形管的邊數(shù)。 對(duì)于具有水和油的兩相系統(tǒng)，可以按照下式確定作為在100%水飽和度的自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2;W1)、毛細(xì)管壓力(P。)和N的函數(shù)的初始油飽和度Sm
對(duì)于 ，況》(^,1 4 允)=F.一 敦一' Τ ~ΓΤ Τ ,或者對(duì)于.，' ,
Pe>PdJ I Nun(MfN)JPeSPcl SOi=0 (2(fc)
類(lèi)似地，對(duì)于具有水和油的兩相系統(tǒng)，可以按照下式確定作為孔大小(L)、毛細(xì)管壓力(Pc)和N的函數(shù)的初始油飽和度Sw
對(duì)于 ，*V) -1 - — I - * ,或者對(duì)于 ，
P0>PaKpClJ I ^tan(IFZiV)JPeIPet S0i=O (20d)
將等式(9)代入等式(12a)、(12b)、(13a)、(13b)、(20a)、(20b)、(20c)和(20d)給出作為在含油氣儲(chǔ)集層中的自由水平面以上的高度(H)的函數(shù)的初始流體飽和度分布?？梢园凑障率礁鶕?jù)關(guān)于孔大小(r)、毛細(xì)管壓力(P。)的初始水飽和度(Swi (r，Pc))和孔大小分布函數(shù)AiCr)確定總體初始水飽和度(Swi)
為MW (21)
觀測(cè)到當(dāng)對(duì)具有規(guī)則多邊形管的多孔介質(zhì)建模時(shí)，r可以在等式21中替換為L(zhǎng)。類(lèi)似地，可以按照下式根據(jù)關(guān)于自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2)、毛細(xì)管壓力(P。)的初始水飽和度(Swi (r，P。))和自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2)分布函數(shù)Ai (T2)確定總體初始水飽和度(Swi):
5 =Es^crljFcM(Fl)(22)
f-1
以與等式(I)相似的方式，對(duì)于100%油飽和多孔介質(zhì)，在快速擴(kuò)散限制下的油相在孔中的自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2)的倒數(shù)可以表達(dá)為
= +(23)
γ** r/ γχ *
iIpl1 ￡%Ββ
在等式(23)中，Τ2，ω是完全油飽和巖石的自旋-自旋弛豫時(shí)間，P w是油相的自旋-自旋弛豫度，T2W是油相的體自旋-自旋弛豫時(shí)間，A是多孔介質(zhì)內(nèi)的孔的表面積，并且V是孔體積。對(duì)于多孔介質(zhì)中的100%油飽和大孔，在快速擴(kuò)散限制下的油相在大孔中的自旋-自旋弛豫時(shí)間(Τ2，ΜΛ)的倒數(shù)可以表達(dá)為
I _..... I.....
T — F + T
1ΙΛΙiI 1 卿在等式(24)中，\是多孔介質(zhì)內(nèi)的大孔的表面積，并且' 是大孔的體積。在本發(fā)明中開(kāi)發(fā)的初始水和油飽和度模型及其閾值毛細(xì)管壓力(Ρα)、閾值孔隙半徑(rt)和閾值孔-喉半徑(Rt)以及閾值閾值自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2，t)可以用來(lái)將孔大小分布分割成具有初始水飽和度100%的小孔以及初始由水和油飽和的更大孔。用于小孔的截止孔半徑(r。)將依賴(lài)于包括毛細(xì)管壓力、界面張力和孔幾何形狀的多個(gè)因素。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠選擇用于在由水100%飽和的小孔與初始由水和油二者飽和的更大孔之間的特定含油氣地層的截止孔半徑。
在一次排水之后，油入侵儲(chǔ)集層中的大孔。如果入侵的油相未接觸孔壁的表面，則儲(chǔ)集層巖石保持親水并且油相僅提供對(duì)弛豫時(shí)間的體弛豫貢獻(xiàn)。如果油相開(kāi)始接觸孔壁的表面，則來(lái)自表面弛豫機(jī)制和體弛豫機(jī)制二者的貢獻(xiàn)生效并且潤(rùn)濕性變更過(guò)程出現(xiàn)。在部分油飽和多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕性變更之后，在快速擴(kuò)散下的油相在大孔中的自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2)的倒數(shù)可以表達(dá)為
一——一 S十(25》
y ^i \ r 2 Jtrr -yf、 f
在等式(25)中，T2AL(Srt)是油相在部分油飽和大孔的初始油飽和度Sm的自旋-自旋弛豫時(shí)間，S0iL代表油入侵的大孔的初始油相飽和度，P 2；0i代表油相在初始油相飽和度Sw的自旋-自旋弛豫度，AoiL是油相接觸的大孔的表面積，并且\是大孔的體積。隨著在老化期間的潤(rùn)濕性變更，水驅(qū)或者EOR過(guò)程主要出現(xiàn)于含油大孔中，也可以制定用于大孔的潤(rùn)濕性指數(shù)。在初始油飽和(Soi)條件，將用于油相入侵的大孔的油相潤(rùn)濕性指數(shù)定義為
二」,________
Wl ^ EishA =(26a)
^2,014.
其中s。^是油相入侵的大孔中的初始油飽和度。本發(fā)明允許基于兩個(gè)因素(即與流體直接接觸的孔表面的部分和相對(duì)表面弛豫度(該弛豫度是對(duì)于多孔介質(zhì)(對(duì)于相同多孔介質(zhì))在不同飽和狀態(tài)的表面弛豫度之比))定義NMR潤(rùn)濕性指數(shù)。這一新定義的相對(duì)表面弛豫度消除其他因素(例如，巖石礦物性和存在于孔表面上的順磁雜質(zhì))對(duì)表面弛豫度的影響并且與在孔表面與存在于孔空間中的流體之間的親和性直接有關(guān)。類(lèi)似地，在水吸取、水驅(qū)和/或EOR過(guò)程之后的殘留油飽和度(S。,)條件，將用于在一次排水過(guò)程期間的水相入侵的大孔的油相潤(rùn)濕性指數(shù)(WIOTj)定義為
.!____________
ηρ / ri \ *pOrtmL
WItkj, =-(26b)
T T
其中S。^是在一次排水過(guò)程期間的油相入侵的大孔中的殘留油飽和度。在水吸取、水驅(qū)和/或EOR過(guò)程之后的殘留油飽和度(S。,)條件，將用于油相入侵的大孔的水相潤(rùn)濕性指數(shù)(WIu)定義為
權(quán)利要求
1.一種比較二次采油過(guò)程與三次采油過(guò)程的方法，所述二次采油過(guò)程和所述三次采油過(guò)程應(yīng)用于包含油相和水相的基本上流體飽和的多孔介質(zhì)，所述方法包括 (a)提供所述多孔介質(zhì)的第一樣本，所述樣本在其孔內(nèi)具有已知初始體積的所述油相； (b)測(cè)量用于所述第一樣本內(nèi)的所述流體的弛豫時(shí)間； (C)使所述第一樣本受到所述二次采油過(guò)程； Cd)在所述二次采油過(guò)程之后測(cè)量用于所述第一樣本內(nèi)剩余的所述流體的弛豫時(shí)間； (e)提供所述多孔介質(zhì)的第二樣本，所述第二樣本在其孔內(nèi)具有基本上相似的已知初始體積的所述油相； Cf)測(cè)量用于所述第二樣本內(nèi)的所述流體的弛豫時(shí)間； (g)使所述第二樣本受到所述三次采油過(guò)程或者在步驟(d)之后并且未執(zhí)行步驟(e)和(f)就使所述第一樣本受到所述三次采油過(guò)程； (h)在所述三次采油過(guò)程之后測(cè)量用于所述第二樣本或者所述第一樣本內(nèi)剩余的所述流體的弛豫時(shí)間；并且 (i)在計(jì)算用于所述油相或者所述水相的潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子中使用弛豫時(shí)間測(cè)量，由此比較所述三次采油過(guò)程與所述二次采油過(guò)程。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中對(duì)于所述油相和/或所述水相進(jìn)行所述弛豫時(shí)間測(cè)量。
3.如權(quán)利要求I或者2所述的方法，其中所述基本上流體飽和的多孔介質(zhì)是儲(chǔ)集層巖石或者其復(fù)制物并且包含從活原油和與所述儲(chǔ)集層巖石關(guān)聯(lián)的地面脫氣原油中選擇的油相以及從原生水和與所述儲(chǔ)集層巖石關(guān)聯(lián)的地層水中選擇的水相。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述二次采油過(guò)程包括利用從海水、微咸水、蓄水層水、采出水、原生水、地層水和實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的其復(fù)制物中選擇的鹽水溶液的水驅(qū)和/或鹽水吸取。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述鹽水溶液包含從桿菌、梭菌、假單胞菌、烴降解細(xì)菌和反硝化細(xì)菌中選擇的微生物。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述鹽水溶液是低鹽度水，所述低鹽度水具有在500至5000 ppm的范圍中的總?cè)芙夤腆w含量，并且所述低鹽度水的多價(jià)陽(yáng)離子含量與所述原生水或者地層水的多價(jià)陽(yáng)離子含量之比小于I、優(yōu)選地小于O. 9。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述弛豫時(shí)間測(cè)量是使用NMR光譜學(xué)來(lái)產(chǎn)生的自旋-自旋(橫向)弛豫時(shí)間(T2)。
8.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中通過(guò)參照對(duì)由單個(gè)水相飽和的所述多孔介質(zhì)的樣本和/或?qū)τ蓡蝹€(gè)油相飽和的所述多孔介質(zhì)的樣本和/或?qū)λ鏊嗪?或所述油相的總試樣進(jìn)行的弛豫時(shí)間測(cè)量來(lái)歸一化所述測(cè)量。
9.一種評(píng)價(jià)包圍井筒的區(qū)域中的多孔和可滲透含油氣地層的潤(rùn)濕性改變的方法，所述井筒穿透所述地層，所述方法包括 (i)在與所述含油氣地層的間隔對(duì)應(yīng)的深度在所述井筒內(nèi)定位NMR測(cè)井工具； (ii)測(cè)量用于位于所述含油氣地層內(nèi)的流體的弛豫時(shí)間； (iii)可選地從所述井筒移開(kāi)所述NMR測(cè)井工具；(iv)向所述含油氣地層內(nèi)注入二次或者三次采集過(guò)程流體或者EOR過(guò)程流體持續(xù)一段時(shí)間，使得向所述地層中注入已知孔體積或者分?jǐn)?shù)孔體積的所述流體； (V)可選地關(guān)井持續(xù)一段時(shí)間； (vi)使所述井返回到開(kāi)采并且開(kāi)采并且可選地采集注入的流體； (vii)在已經(jīng)開(kāi)采注入的流體之后，如果必要?jiǎng)t在與以前基本上相同的深度在所述井筒內(nèi)重新定位所述NMR測(cè)井工具；并且 (viii)測(cè)量位于所述含油氣地層內(nèi)的所述流體的弛豫時(shí)間； (ix)可選地用與在步驟(iV)中原先使用的采集流體不同的采集流體重復(fù)步驟號(hào)(iV)至(viii)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中在一個(gè)或者多個(gè)時(shí)機(jī)重復(fù)所述方法以測(cè)量所述地層在二次和/或三次采油過(guò)程之前、期間和/或之后的所述潤(rùn)濕性特性的改變。
11.如權(quán)利要求9或者10所述的方法，其中所述方法與單井化學(xué)示蹤劑(SWCT)測(cè)試組合，其中在步驟(iv)中向所述含油氣地層中注入的所述二次或者三次采集流體是劃分成次要部分和主要部分的水流體，其中所述次要部分由反應(yīng)化學(xué)示蹤劑標(biāo)注，所述化學(xué)反應(yīng)示蹤劑與水反應(yīng)以形成在所述地層的所述烴相中不可溶的產(chǎn)物示蹤劑，并且其中 在步驟(iv)中，在水相的所述主要部分之前向所述地層中注入由所述反應(yīng)化學(xué)示蹤劑標(biāo)注的水流體的所述次要部分，并且所述水流體的所述主要部分的量足以從所述井筒將水流體的所述次要部分推動(dòng)至少5英尺的徑向距離； 在步驟(V)中，關(guān)井持續(xù)用于所述反應(yīng)化學(xué)示蹤劑與水反應(yīng)以形成可檢測(cè)量的所述產(chǎn)物示蹤劑的充分時(shí)間段； 在步驟(Vi )中，從所述含油氣地層回采所述水流體并且針對(duì)反應(yīng)化學(xué)示蹤劑含量和產(chǎn)物示蹤劑含量分析所述水流體，并且根據(jù)在所述產(chǎn)物示蹤劑與反應(yīng)化學(xué)示蹤劑的峰濃度之間的分析的間距確定殘留油飽和度；并且 使用在步驟(viii)中確定的所述弛豫時(shí)間測(cè)量來(lái)計(jì)算的在所述二次或者三次采油過(guò)程之后的所述潤(rùn)濕性指數(shù)改變與根據(jù)所述SWCT測(cè)試從在產(chǎn)物示蹤劑和反應(yīng)示蹤劑的所述峰濃度之間的所述間距確定的所述殘留油飽和度相關(guān)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述反應(yīng)化學(xué)示蹤劑是乙酸乙酯并且所述產(chǎn)物示蹤劑是乙醇。
13.—種評(píng)價(jià)包圍新井筒的區(qū)域中的多孔和可滲透含油氣地層的潤(rùn)濕性改變的方法，所述新井筒穿透含油氣地層，所述改變至少部分地歸因于鉆井泥漿進(jìn)入所述地層中，所述方法包括 (i)定位預(yù)先存在的井筒，所述預(yù)先存在的井筒穿透所述含油氣地層或者相似地層； (ii)在與所述含油氣地層的一部分對(duì)應(yīng)的深度在所述預(yù)先存在的井筒內(nèi)定位NMR測(cè)井工具； (iii)測(cè)量用于位于包圍所述預(yù)先存在的井筒的接近井筒的區(qū)域內(nèi)的所述流體的弛豫時(shí)間； (iv)在從所述預(yù)先存在的井筒移開(kāi)的新位置鉆出新井筒，由此所述新井筒與所述含油氣地層相交； (V)在與所述含油氣地層的一部分對(duì)應(yīng)的深度在所述新井筒內(nèi)定位NMR測(cè)井工具；(Vi)測(cè)量用于位于包圍所述新井筒的所述接近井筒的區(qū)域內(nèi)的所述流體的弛豫時(shí)間；并且 (Vii)比較來(lái)自步驟(iii)和(Vi)的所述弛豫時(shí)間測(cè)量以評(píng)價(jià)包圍所述新井筒的所述接近井筒的區(qū)域中的所述流體的所述潤(rùn)濕性改變，所述改變至少部分地歸因于鉆井泥漿在鉆出所述新井筒期間進(jìn)入所述地層中。
14.一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，用于確定流體承載多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕性特性，所述方法包括以下步驟 接收測(cè)量數(shù)據(jù)，所述測(cè)量數(shù)據(jù)指示在定義的流體飽和度存在于所述多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間； 接收參考數(shù)據(jù)，所述參考數(shù)據(jù)指示所述流體的一個(gè)或者多個(gè)參考弛豫時(shí)間；并且 基于在接收的測(cè)量數(shù)據(jù)與接收的參考數(shù)據(jù)之間的差值來(lái)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)，所述潤(rùn)濕性指數(shù)指示所述多孔介質(zhì)在所述定義的流體飽和度的所述潤(rùn)濕性特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述方法還包括以下步驟 接收多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)指示存在于所述多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間 i)在不同時(shí)間點(diǎn)； ii)在所述多孔介質(zhì)中的不同位置；或者 iii)在一次、二次或者三次流體采集過(guò)程中的至少一個(gè)之前、之后和/或期間的不同階段； 分別針對(duì)多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中的每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算所述潤(rùn)濕性指數(shù)；并且 基于計(jì)算的潤(rùn)濕性指數(shù)的比較來(lái)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子，所述潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子指示所述多孔介質(zhì)的所述潤(rùn)濕特性的改變。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或者15所述的方法,還包括以下步驟接收指示參數(shù)的參數(shù)數(shù)據(jù)以便計(jì)算作為所述參數(shù)的函數(shù)的所述潤(rùn)濕性指數(shù)，所述參數(shù)涉及所述多孔介質(zhì)的孔大小、毛細(xì)管壓力、流體飽和度和/或在所述多徑介質(zhì)中的自由水平面以上的高度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或者16所述的方法，其中所述不同位置涉及被布置成穿透所述多孔介質(zhì)的第一和第二井筒，計(jì)算的所述潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子指示所述多孔介質(zhì)的在所述第一和第二井筒的所述潤(rùn)濕性特性之間的改變。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或者17中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中存在于所述多孔介質(zhì)中的所述流體包括至少兩個(gè)不混溶流體成分或者相，并且其中針對(duì)所述流體成分或者相中的至少一個(gè)計(jì)算所述潤(rùn)濕性指數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14或者18中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述參考數(shù)據(jù)包括對(duì)以下進(jìn)行的弛豫時(shí)間測(cè)量中的一個(gè)或者多個(gè)弛豫時(shí)間測(cè)量 i)由單個(gè)水相飽和的所述多孔介質(zhì)的樣本； ii)由單個(gè)油相飽和的所述多孔介質(zhì)的樣本；和/或 iii)與所述多孔介質(zhì)的總試樣對(duì)應(yīng)的水相和/或油相的總試樣。
20.根據(jù)權(quán)利要求14或者19中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括基于所述參考數(shù)據(jù)歸一化所述測(cè)量數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求14或者20中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述弛豫時(shí)間測(cè)量是使用NMR光譜學(xué)來(lái)進(jìn)行的自旋-自旋(橫向)弛豫時(shí)間測(cè)量。
22.根據(jù)權(quán)利要求14或者21中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述多孔介質(zhì)包括儲(chǔ)集層巖石地層、其樣本或者其復(fù)制物。
23.一種用于確定流體承載多孔介質(zhì)的潤(rùn)濕性特性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 數(shù)據(jù)接收裝置，被布置成接收測(cè)量數(shù)據(jù)，所述測(cè)量數(shù)據(jù)指示在定義的流體飽和度存在于所述多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間； 數(shù)據(jù)接收裝置，被布置成接收參考數(shù)據(jù)，所述參考數(shù)據(jù)指示所述流體的一個(gè)或者多個(gè)參考弛豫時(shí)間；以及 計(jì)算機(jī)實(shí)施的裝置，被布置成基于在接收的測(cè)量數(shù)據(jù)與接收的參考數(shù)據(jù)之間的差值計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)，所述潤(rùn)濕性指數(shù)指示所述多孔介質(zhì)在所述定義的流體飽和度的所述潤(rùn)濕性特性。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括 數(shù)據(jù)接收裝置，被布置成接收多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)指示存在于所述多孔介質(zhì)中的流體的弛豫時(shí)間 i)在不同時(shí)間點(diǎn)； ii)在所述多孔介質(zhì)中的不同位置；或者 iii)在一次、二次或者三次流體采集過(guò)程中的至少一個(gè)之前、之后和/或期間的不同階段； 計(jì)算機(jī)實(shí)施的裝置，被布置成分別針對(duì)多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中的每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算所述潤(rùn)濕性指數(shù)；以及 計(jì)算機(jī)實(shí)施的裝置，被布置成基于計(jì)算的潤(rùn)濕性指數(shù)的比較來(lái)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子，所述潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子指示所述多孔介質(zhì)的所述可潤(rùn)濕特性的改變。
全文摘要
一種比較二次采油過(guò)程與三次采油過(guò)程的方法，二次采油過(guò)程和三次采油過(guò)程應(yīng)用于包含油相和水相的基本上流體飽和多孔介質(zhì)，該方法包括在計(jì)算用于油相或者水相的潤(rùn)濕性指數(shù)修改因子中使用弛豫時(shí)間測(cè)量，由此比較三次采油過(guò)程與二次采油過(guò)程。
文檔編號(hào)G01V3/32GK102834737SQ201080064054
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者Q.陳, I.R.科林斯 申請(qǐng)人:英國(guó)石油勘探運(yùn)作有限公司