本發(fā)明涉及一種核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法,具體涉及一種儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法。
背景技術(shù):
核磁共振測(cè)井儀器以質(zhì)子的磁共振理論為基礎(chǔ),借助適當(dāng)?shù)臋z測(cè)技術(shù),充分利用不同地層孔隙環(huán)境里不同類型流體中氫核的弛豫特性差異,進(jìn)行油氣識(shí)別。與其他測(cè)井技術(shù)相比,核磁共振測(cè)井可以提供與地層流體礦化度無關(guān)的含水飽和度、受巖性影響較小的孔隙度、滲透率、孔徑分布、可動(dòng)流體指數(shù)、束縛流體指數(shù)、含烴類型等信息。
流體識(shí)別是核磁共振測(cè)井的一個(gè)重要功能,一般通過不同的觀測(cè)模式(不同等待時(shí)間tw或不同采樣間隔te)的差異來進(jìn)行分析處理得到。目前,比較成熟的方法包括:基于雙tw測(cè)井的差譜法及時(shí)間域分析法,以及基于雙te測(cè)井的移譜法及擴(kuò)散分析法。肖立志,王忠東等系統(tǒng)介紹了針對(duì)流體的弛豫特性和擴(kuò)散差異的tda和difan分析方法(肖立志,謝然紅.核磁共振在石油測(cè)井與地層油氣評(píng)價(jià)中的應(yīng)用,中國工程科學(xué),2003),并結(jié)合油田實(shí)際詳情討論了其應(yīng)用效果(王忠東,汪浩,向天德.綜合利用核磁譜差分與譜位移測(cè)井提高油層解釋精度,測(cè)井技術(shù),2001);譚茂金,運(yùn)華云等結(jié)合油田某一區(qū)塊的雙tw測(cè)井分析結(jié)果,構(gòu)造了一個(gè)指示參數(shù),根據(jù)預(yù)先建立的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層流體的識(shí)別(譚茂金,石耀霖等.核磁共振雙tw測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)聯(lián)合反演與流體識(shí)別,地球物理學(xué)報(bào),2008;運(yùn)華云,譚茂金.核磁共振測(cè)井雙等待時(shí)間觀測(cè)方式及分析方法,油氣地質(zhì)與采收率,2006)。孫建孟,邵維志等嘗試了根據(jù)反演出的t2譜,利用數(shù)學(xué)形態(tài)方法識(shí)別儲(chǔ)層流體(以核磁共振測(cè)井為基礎(chǔ)進(jìn)行長(zhǎng)垣以西葡萄花油層儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別,中國石油大學(xué),2007;邵維志,丁娛嬌等.利用t2譜形態(tài)確定t2截止值的方法探索,測(cè)井技術(shù),2009)。謝然紅,肖立志等跟蹤研究了核磁共振二維譜儲(chǔ)層流體識(shí)別方法(謝然紅,肖立志等.二維核磁共振測(cè)井,測(cè)井技術(shù),2005;謝然紅,肖立志.(t2,d)二維核磁共振測(cè)井識(shí)別儲(chǔ)層流體的方法,地球物理學(xué)報(bào),2009)。姚彥平進(jìn)行了基于巖石內(nèi)部磁場(chǎng)梯度擴(kuò)散效應(yīng)的油水識(shí)別方法研究(姚彥平.巖石孔隙中nmr油水識(shí)別技術(shù)研究,中國科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所,2005)。李鵬舉基于cpmg和de脈沖序列,提出了核磁共振儲(chǔ)層流體一維t2譜分離方法,在油氣水t2譜重合的情況下仍能夠分離出各自的t2譜(李鵬舉.核磁共振t2譜反演及流體識(shí)別評(píng)價(jià)方法研究,東北石油大學(xué),2010)。
不難發(fā)現(xiàn),以上所有的利用核磁共振測(cè)井識(shí)別流體的方法,無非是利用了不同采集模式下的核磁共振測(cè)井信息。由于核磁共振測(cè)井測(cè)量的是地層中流體的弛豫特征,對(duì)于流體識(shí)別,采集數(shù)據(jù)時(shí),必須采用不同的等待時(shí)間、回波間隔、回波個(gè)數(shù)等參數(shù)。不同的地質(zhì)參數(shù)和不同的測(cè)量參數(shù),其反演出的信息是完全不同的。例如:若要利用水和油的t1差異來進(jìn)行油水識(shí)別,需要設(shè)計(jì)不同等待時(shí)間(tw)的采集模式,且保證長(zhǎng)等待時(shí)間模式水和油完全極化,而短等待時(shí)間模式水完全極化但油部分極化。然而,問題在于地層條件下,水和油的極化時(shí)間受到眾多因素影響,長(zhǎng)等待時(shí)間取多長(zhǎng),短等待時(shí)間取多少很難確定,這也是核磁共振測(cè)井前需要進(jìn)行周密的測(cè)前設(shè)計(jì)的原因。測(cè)前設(shè)計(jì)是核磁共振測(cè)井中關(guān)鍵的步驟,它的好壞不僅直接影響到測(cè)井資料的質(zhì)量,還影響到油氣層識(shí)別的準(zhǔn)確性。
目前,國內(nèi)外商業(yè)化的核磁共振測(cè)井儀器分為兩大類:一類以mrilp型核磁共振為代表的居中型儀器,另一種以mrex型為代表的貼井壁型的儀器。然而無論哪家公司的儀器,均需要在測(cè)井前進(jìn)行測(cè)前設(shè)計(jì),即在儀器下井測(cè)量之前,通過預(yù)估地下儲(chǔ)層的溫度、壓力、孔隙度、巖性等參數(shù),從而確定儀器采集參數(shù)。一旦做好測(cè)前設(shè)計(jì),儀器下井后便按照事先設(shè)定的固定參數(shù)(主要是等待時(shí)間、回波間隔、回波采集長(zhǎng)度)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,測(cè)井完成前不能改變采集參數(shù)。這種測(cè)量方法帶來的問題是:測(cè)前預(yù)估的地下參數(shù)(尤其是孔隙度參數(shù))跟實(shí)際的地層參數(shù)很難一致,很容易造成測(cè)井采集模式不合適而給后續(xù)的油氣識(shí)別帶來困難。例如:由于儲(chǔ)層條件下不同流體t1的錯(cuò)誤估計(jì),造成在測(cè)量雙等待時(shí)間模式時(shí),短等待模式油、水均未完全極化,通過差分譜或tda進(jìn)行油水識(shí)別時(shí),將水層誤判成油層。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,有必要提供一種便捷有效的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法,解決核磁共振測(cè)井由于測(cè)前設(shè)計(jì)缺陷造成油氣水識(shí)別錯(cuò)誤的問題。
一種儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法,所述儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法包括以下步驟:
s1、將核磁共振測(cè)井儀器下井至目標(biāo)層位,實(shí)時(shí)采集得到當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào);
s2、將采集到的回波信號(hào)進(jìn)行反演得到t2譜,對(duì)t2譜進(jìn)行積分得到總孔隙度參數(shù);
s3、將總孔隙度參數(shù)帶入測(cè)前設(shè)計(jì)程序,計(jì)算得到優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù);
s4、核磁共振測(cè)井儀器通過優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù)生成修正指令,測(cè)井儀器根據(jù)修正指令切換或更改觀測(cè)模式。
本發(fā)明所述儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法,其通過將核磁共振測(cè)井儀器下井至目標(biāo)層位,實(shí)時(shí)采集得到當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào);對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行反演得到t2譜,并對(duì)t2譜進(jìn)行積分得到總孔隙度參數(shù),將總孔隙度參數(shù)帶入測(cè)前設(shè)計(jì)程序,計(jì)算得到優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù);通過優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù)修正指令修正觀測(cè)模式;通過實(shí)時(shí)修正觀測(cè)模式,使用實(shí)際測(cè)量得到的儲(chǔ)層孔隙度來替代估計(jì)值,以保證當(dāng)前模式總是與儲(chǔ)層信息配套,測(cè)前不需要了解地層儲(chǔ)層的孔隙度信息,且能夠在儲(chǔ)層參數(shù)突變時(shí)保證儀器仍能夠以最佳的觀測(cè)模式進(jìn)行測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法的流程框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明所述一種儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法,如圖1所示,所述儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法包括以下步驟:
s1、將核磁共振測(cè)井儀器下井至目標(biāo)層位,采集得到當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào)。
其中,所述核磁共振測(cè)井儀器在井下采集當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào)時(shí),需要采用足夠長(zhǎng)的等待時(shí)間和足夠短的回波間隔。具體的,所述核磁共振測(cè)井儀器在井下采集當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào)所采用的時(shí)間為14-20秒;所述核磁共振測(cè)井儀器在井下采集當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào)時(shí)采用當(dāng)前設(shè)備的最短回波間隔。由于自由狀態(tài)下輕質(zhì)油的t1值不超過5秒(地層條件下小于此值),因此,本發(fā)明中采集當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào)所采用的等待時(shí)間選為15秒,從而能夠使地層中所有流體完全極化。而目前國內(nèi)外儀器的最小回波間隔是0.2ms(不同儀器的最小回波間隔值不同)。
且步驟s1中對(duì)當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào)的實(shí)時(shí)采集具體為:每間隔一段時(shí)間或深度,再重新采集當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào)。
一般情況下,由于縱向分辨率的問題,對(duì)每個(gè)深度點(diǎn)來說,由于地層是連續(xù)變化的,可以使用上一測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)模式的優(yōu)選。但為了防止地層出現(xiàn)突變或儀器出現(xiàn)較大的測(cè)量誤差,每隔一段時(shí)間對(duì)當(dāng)前深度的地層進(jìn)行一次保守的測(cè)量(即使用最長(zhǎng)的等待時(shí)間和最小的回波間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集),以得到準(zhǔn)確的地層信息,然后對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
s2、將采集到的回波信號(hào)進(jìn)行反演得到t2譜,對(duì)t2譜進(jìn)行積分得到總孔隙度參數(shù)。
具體的,將采集到的回波信號(hào)進(jìn)行反演得到t2譜的公式如下:
式中,a(t)為t時(shí)刻測(cè)到的回波幅度;t2i為第i種弛豫分量的橫向弛豫時(shí)間;pi為第i種弛豫分量的零時(shí)刻信號(hào)大小。
對(duì)t2譜進(jìn)行積分得到總孔隙度的公式如下:
式中,pmt是總孔隙度,s(t2)是t2分布函數(shù),t2min是t2分布布點(diǎn)的最小值,t2max是t2分布布點(diǎn)的最大值。
所述核磁共振測(cè)井儀器測(cè)量得到的總孔隙度參數(shù)與采集回波信號(hào)的等待時(shí)間和回波間隔有關(guān),例如,對(duì)于常用的粘土組回波(等待時(shí)間20毫秒,回波間隔0.5毫秒,采集長(zhǎng)度10),由于等待時(shí)間過短只能得到黏土束縛水部分的孔隙度。而若使用等待時(shí)間15秒,回波間隔0.6毫秒,采集長(zhǎng)度10000,一般情況下可得到比較完整的、即儲(chǔ)層的總孔隙度(包括束縛流體和所有可動(dòng)流體)。本發(fā)明利用核磁共振測(cè)井儀器本身采集到的信息進(jìn)行孔隙度的計(jì)算,省去了增添其他測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集探頭的麻煩。
s3、將總孔隙度參數(shù)帶入測(cè)前設(shè)計(jì)程序,計(jì)算得到優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù)。
將核磁共振測(cè)井儀器測(cè)量得到的總孔隙度參數(shù),以及核磁共振測(cè)井儀器的溫度探頭采集得到的溫度信息帶入測(cè)前設(shè)計(jì)程序中,計(jì)算得到優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù)。
s4、核磁共振測(cè)井儀器通過優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù)生成修正指令,測(cè)井儀器根據(jù)修正指令切換或更改觀測(cè)模式。
目前國內(nèi)外不同廠家的數(shù)據(jù)采集模式更改方式不一樣;一種是:測(cè)井設(shè)備中內(nèi)置了上百個(gè)采集模式文件庫,不同的模式文件對(duì)應(yīng)一套不同的采集參數(shù),可以根據(jù)計(jì)算得到的采集參數(shù)匹配到的最佳的模式文件,然后切換相應(yīng)的井下儀器的采集模式文件即可;另一種是:僅有幾個(gè)采集模式,但每種采集模式的采集參數(shù)可以進(jìn)行修改,因此可以直接根據(jù)計(jì)算出來的采集參數(shù)進(jìn)行修改。無論哪種方式,最終目的是使核磁共振測(cè)井儀器的采集參數(shù)或模式跟當(dāng)前儲(chǔ)層保持最佳的匹配。所述核磁共振測(cè)井儀器通過電纜將修正指令從地面設(shè)備發(fā)送給井下測(cè)井儀器。
本發(fā)明所述儲(chǔ)層自適應(yīng)的核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集方法,其通過將核磁共振測(cè)井儀器下井至目標(biāo)層位,實(shí)時(shí)采集得到當(dāng)前儲(chǔ)層流體回波信號(hào);對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行反演得到t2譜,并對(duì)t2譜進(jìn)行積分得到總孔隙度參數(shù),將總孔隙度參數(shù)帶入測(cè)前設(shè)計(jì)程序,計(jì)算得到優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù);通過優(yōu)化數(shù)據(jù)采集參數(shù)修正指令修正觀測(cè)模式;通過實(shí)時(shí)修正觀測(cè)模式,使用實(shí)際測(cè)量得到的儲(chǔ)層孔隙度來替代估計(jì)值,以保證當(dāng)前模式總是與儲(chǔ)層信息配套,測(cè)前不需要了解地層儲(chǔ)層的孔隙度信息,且能夠在儲(chǔ)層參數(shù)突變時(shí)保證儀器仍能夠以最佳的觀測(cè)模式進(jìn)行測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。