本發(fā)明屬于地球物理測(cè)井領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于核磁共振雙截止值的致密砂巖滲透率計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

核磁共振技術(shù)自發(fā)展以來，已廣泛應(yīng)用于地球物理及地質(zhì)研究的各個(gè)領(lǐng)域，成為表征儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)、流體性質(zhì)及物性參數(shù)的重要方法，在常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中取得較好的應(yīng)用效果。

滲透率作為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的關(guān)鍵參數(shù)，在油氣田勘探與開發(fā)中起著舉足輕重的作用。目前用核磁共振資料計(jì)算滲透率的方法主要基于Timur-Coates公式和SDR模型，通過選擇核磁共振T₂截止值將可動(dòng)流體與束縛流體分開，進(jìn)而求取滲透率。然而，這些方法在致密砂巖地層中計(jì)算效果差，滲透率計(jì)算精度低。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在大量實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，建立了綜合核磁共振、毛管壓力等資料的滲透率模型，在一定程度上提高了致密砂巖的滲透率計(jì)算精度。然而，這些方法過多依賴于巖石物理資料，所建模型具有明顯的區(qū)域性，很難推廣至其它區(qū)塊。此外，由于毛管壓力得到的孔喉分布與核磁共振得到的孔隙分布存在本質(zhì)區(qū)別，現(xiàn)有改進(jìn)模型也存在著較大理論缺陷。

為克服現(xiàn)有核磁共振方法在致密砂巖滲透率計(jì)算中的缺陷，非常有必要針對(duì)核磁共振資料進(jìn)行深入分析，推出新的滲透率計(jì)算模型，滿足致密砂巖儲(chǔ)層滲透率精細(xì)表征的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于核磁共振雙截止值的致密砂巖滲透率計(jì)算方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種基于核磁共振雙截止值的致密砂巖滲透率計(jì)算方法，包括以下步驟：

a巖心鉆取、切割、打磨、洗油、洗鹽、烘干預(yù)處理；

b巖心基本參數(shù)測(cè)量

b1將烘干后的巖心分別用游標(biāo)卡尺和電子天平測(cè)量得到巖心的長(zhǎng)度、直徑和干重；

b2將測(cè)量完長(zhǎng)度、直徑和干重后的巖心放入孔滲聯(lián)測(cè)儀，用氦氣法測(cè)量得到巖心的孔隙度和滲透率；

c巖心飽和、離心及核磁共振測(cè)量

c1將測(cè)完孔滲的巖心放入高壓飽和儀，在圍壓下注入配制好的地層水溶液，直至巖心的孔隙完全被地層水所飽和；

c2將完全飽和地層水的巖心從飽和儀中取出，放入核磁共振儀中測(cè)量核磁共振衰減曲線并反演得到完全含水狀態(tài)下的核磁共振T₂譜，并將T₂譜進(jìn)行歸一化；

c3將巖心放入高速冷凍離心機(jī)，設(shè)置離心機(jī)轉(zhuǎn)速、離心時(shí)間，將巖心孔隙中的可動(dòng)流體排出；用核磁共振儀測(cè)量巖心在束縛水狀態(tài)下的核磁共振衰減曲線反演得到束縛水狀態(tài)下的核磁共振T₂譜，并將T₂譜進(jìn)行歸一化；

d將巖心在完全含水狀態(tài)和束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜繪制到一張圖上，橫坐標(biāo)為對(duì)數(shù)坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為線性坐標(biāo)；

e從左至右，尋找?guī)r心在完全含水狀態(tài)和束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜開始分離的點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為第一核磁共振截止值T_2Cutoff1，將歸一化后的完全含水巖心的核磁共振T₂譜中小于T_2Cutoff1的部分稱為絕對(duì)不可動(dòng)水，所占面積稱為絕對(duì)不可動(dòng)水含量Swir；

f從右至左，尋找?guī)r心在束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜中縱坐標(biāo)不為零的第一個(gè)點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為第二核磁共振截止值T_2Cutoff2，將歸一化后的完全含水巖心的核磁共振T₂譜中大于T_2Cutoff2的部分稱為絕對(duì)可動(dòng)水，所占面積稱為絕對(duì)可動(dòng)水含量Swm；

g計(jì)算完全含水巖心中處于第一核磁共振截止值和第二核磁共振截止值之間的核磁共振T₂譜的幾何平均值，如下式：

式(1)中：T_2g為幾何平均值；M為第一截止值所對(duì)應(yīng)核磁共振T₂譜中橫坐標(biāo)的下標(biāo)；N為第二截止值所對(duì)應(yīng)核磁共振T₂譜中橫坐標(biāo)的下標(biāo)；T_2i為處于第一截止值和第二截止值之間的橫向弛豫時(shí)間，pi為橫向弛豫時(shí)間T_2i所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)；

h建立致密砂巖的滲透率計(jì)算公式，如下式：

式(2)中：K為滲透率；φ為孔隙度；Swir為絕對(duì)不可動(dòng)水含量；Swm為絕對(duì)可動(dòng)水含量；T_2g為幾何平均值；a、b、c、d和e為模型參數(shù)，根據(jù)不同的研究區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)選的，所述步驟a具體按以下操作進(jìn)行：

a1將巖心從巖心庫中取出，選定深度，采用深孔鉆床鉆取巖心，將其切割成直徑為2.54cm，長(zhǎng)度為3-5cm的柱塞樣，用磨平機(jī)將巖心斷面磨平；

a2將切割打磨好的柱塞巖心放入高溫高壓洗油儀中，采用有機(jī)溶劑將巖心中的殘余油和泥漿洗去；

a3將洗油后的巖心放入坩堝中，反復(fù)加入蒸餾水煮沸，將巖心中的殘余鹽洗去；

a4將洗鹽后的巖心放入恒溫恒濕烘箱，將溫度升至95℃，將巖心中的毛管束縛水、可動(dòng)水蒸發(fā)。

優(yōu)選的，步驟c1中，所述圍壓為30MPa。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

本發(fā)明摒棄了過去依靠單一截止值來計(jì)算滲透率的局限性，通過第一截止值和第二截止值對(duì)絕對(duì)不可動(dòng)水和絕對(duì)可動(dòng)水的含量進(jìn)行了精確界定，通過T₂幾何平均值對(duì)處于第一截止值和第二截止值區(qū)間內(nèi)的核磁共振信息進(jìn)行了歸納，采用多元非線性擬合的方法建立滲透率模型，充分考慮了不同孔隙組分對(duì)流體滲流的貢獻(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了致密砂巖滲透率的精確計(jì)算。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明提供的一種基于核磁共振雙截止值的致密砂巖滲透率計(jì)算方法的流程圖；

圖2為巖樣分別在飽和狀態(tài)以及離心狀態(tài)下的核磁共振T₂譜分布圖；圖中示出第一截止值和第二截止值；

圖3是應(yīng)用本發(fā)明提供的方法對(duì)某區(qū)塊巖樣進(jìn)行滲透率計(jì)算的結(jié)果對(duì)比示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明建立一種基于核磁共振雙截止值的致密砂巖滲透率計(jì)算方法，通過測(cè)量致密砂巖在完全含水和束縛水狀態(tài)下的核磁共振衰減曲線，將它們反演成T₂譜。對(duì)比兩種狀態(tài)下的核磁共振T₂譜形態(tài)，確定絕對(duì)可動(dòng)水和絕對(duì)不可動(dòng)水的核磁共振截止值。在此基礎(chǔ)上，分析絕對(duì)可動(dòng)水含量、絕對(duì)不可動(dòng)水含量與滲透率的關(guān)系，進(jìn)而建立基于核磁共振雙截止值的滲透率模型，提高致密砂巖滲透率預(yù)測(cè)精度。

一種基于核磁共振雙截止值的致密砂巖滲透率計(jì)算方法，具體包括以下步驟：

1.1巖心鉆取、切割、打磨、洗油、洗鹽、烘干等預(yù)處理

1.1.1將巖心從巖心庫中取出，選定深度，采用深孔鉆床鉆取巖心，將其切割成直徑為2.54cm，長(zhǎng)度為約3-5cm的柱塞樣，用磨平機(jī)將巖心斷面磨平；

1.1.2將切割打磨好的柱塞巖心放入高溫高壓洗油儀中，采用有機(jī)溶劑將巖心中的殘余油和泥漿洗去；

1.1.3將洗油后的巖心放入坩堝中，反復(fù)加入蒸餾水煮沸，將巖心中的殘余鹽洗去；

1.1.4將洗鹽后的樣品放入恒溫恒濕烘箱，將溫度升至95℃，將巖心中的毛管束縛水、可動(dòng)水蒸發(fā)。

1.2巖心基本參數(shù)測(cè)量

1.2.1將烘干后的巖心分別用游標(biāo)卡尺和電子天平測(cè)量得到巖心的長(zhǎng)度、直徑和干重；

1.2.2將測(cè)量完巖心長(zhǎng)度、直徑和干重后的巖心放入孔滲聯(lián)測(cè)儀，用氦氣法測(cè)量得到巖心的孔隙度和滲透率。

1.3巖心飽和、離心及核磁共振測(cè)量

1.3.1將測(cè)完孔滲的巖心放入高壓飽和儀，在30MPa的圍壓下注入配制好的地層水溶液，直至巖心的孔隙完全被地層水所飽和；

1.3.2將完全飽和地層水的巖石從飽和儀中取出，放入核磁共振儀中測(cè)量核磁共振衰減曲線并反演得到完全含水時(shí)的核磁共振T₂譜，并將T₂譜進(jìn)行歸一化；

1.3.3將巖心從核磁共振儀中取出，放入高速冷凍離心機(jī)，設(shè)置離心機(jī)轉(zhuǎn)速、離心時(shí)間等參數(shù)，將巖石孔隙中的可動(dòng)流體排出；用核磁共振儀測(cè)量巖石在束縛水狀態(tài)下的核磁共振衰減曲線并反演得到含束縛水時(shí)的核磁共振T₂譜，并將T₂譜進(jìn)行歸一化。

1.4將巖石在完全含水狀態(tài)和束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜繪制到一張圖上，橫坐標(biāo)為對(duì)數(shù)坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為線性坐標(biāo)。

1.5從左至右，尋找?guī)r石在完全含水狀態(tài)和束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜開始分離的點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為第一核磁共振截止值T_2Cutoff1，將完全含水巖石核磁共振T₂譜中小于T_2Cutoff1的部分稱為絕對(duì)不可動(dòng)水，所占面積稱為絕對(duì)不可動(dòng)水含量Swir。

1.6從右至左，尋找?guī)r石在束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜中縱坐標(biāo)不為零的第一個(gè)點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)稱為第二核磁共振截止值T_2Cutoff2，將歸一化后的完全含水巖石的核磁共振T₂譜中大于T_2Cutoff2的部分稱為絕對(duì)可動(dòng)水，所占面積稱為絕對(duì)可動(dòng)水含量Swm。

1.7計(jì)算完全含水巖石中處于第一截止值(T_2Cutoff1)和第二截止值(T_2Cutoff2)之間的核磁共振T₂譜的幾何平均值，如下式：

式(1)中：T_2g為幾何平均值；M為第一截止值所對(duì)應(yīng)核磁共振T₂譜中橫坐標(biāo)的下標(biāo)；N為第二截止值所對(duì)應(yīng)核磁共振T₂譜中橫坐標(biāo)的下標(biāo)；T_2i為處于第一截止值和第二截止值之間的橫向弛豫時(shí)間，pi為橫向弛豫時(shí)間T_2i所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)。

1.8建立致密砂巖的滲透率計(jì)算公式，如下式：

式(2)中：K為滲透率；φ為孔隙度；Swir為絕對(duì)不可動(dòng)水含量；Swm為絕對(duì)可動(dòng)水含量；T_2g為幾何平均值；a、b、c、d和e為模型參數(shù)，可根據(jù)不同的研究區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。

圖1是一種基于核磁共振雙截止值的致密砂巖滲透率計(jì)算方法的技術(shù)流程圖，主要包括巖心鉆取、切割、打磨、洗油、洗鹽、烘干等預(yù)處理；巖心長(zhǎng)度、直徑、干重、孔隙度、滲透率等基本參數(shù)測(cè)量；巖心飽和、離心及核磁共振測(cè)量及數(shù)據(jù)整理；基于核磁共振雙截止值計(jì)算致密砂巖滲透率等四個(gè)部分，這四個(gè)部分缺一不可，且順序不可顛倒。

圖2為巖樣分別在飽和狀態(tài)以及離心狀態(tài)下的核磁共振T₂譜分布圖及第一截止值和第二截止值示意圖。第一截止值T_2Cutoff1為完全含水狀態(tài)和束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜開始分離的點(diǎn)，T_2Cutoff2為束縛水狀態(tài)下歸一化后的核磁共振T₂譜中縱坐標(biāo)不為零的第一個(gè)點(diǎn)。

圖3是應(yīng)用本發(fā)明提供的方法對(duì)某區(qū)塊巖樣進(jìn)行滲透率計(jì)算的結(jié)果對(duì)比示意圖。應(yīng)用本發(fā)明提供的方法計(jì)算得到的滲透率和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量得到的空氣滲透率平均絕對(duì)誤差為5.09％，平均相對(duì)誤差為26.44％，相關(guān)系數(shù)為91.34％，取得了較好的效果。

上述方式中未述及的部分采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。

需要說明的是，在本說明書的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的任何等同替代方式，或明顯變型方式，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。