劉欣欣

(長江大學(xué)，湖北 武漢 430100)

核磁共振巖心實(shí)驗(yàn)分析及流體識別應(yīng)用研究

劉欣欣

(長江大學(xué)，湖北 武漢 430100)

核磁共振測井主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)T2譜、差譜或移譜上的流體分布差異識別流體類型，但T2譜分布受多種因素影響，多解性較強(qiáng)。以HBG地區(qū)和GK地區(qū)油田儲層為例，通過地面巖樣和油樣的核磁共振實(shí)驗(yàn)，全面歸納出不同物性、不同黏度原油的T2譜分布特征，基于這些特征進(jìn)行儲層流體識別。實(shí)際試油結(jié)果表明，提高了流體識別符合率，取得了良好的應(yīng)用效果。

核磁共振測井；巖心實(shí)驗(yàn)；構(gòu)建水譜法；流體識別

0 前 言

核磁共振測井提供的孔隙度、孔徑分布、束縛水含量和滲透率等儲層和流體參數(shù)受巖性影響較小，在解決復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)儲層評價(jià)方面發(fā)揮了重要的作用[1]。對于流體類型識別，目前仍以基于標(biāo)準(zhǔn)T2譜、差譜或移譜的一維核磁共振測井技術(shù)為主[2]。根據(jù)孔隙流體弛豫機(jī)制，T2譜分布受儲層孔隙結(jié)構(gòu)、流體類型、原油黏度、采集參數(shù)等多種因素影響，盡管蘊(yùn)藏豐富有用的信息，但多解性強(qiáng)，需要較高的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和技巧[3]。為提高實(shí)際應(yīng)用效果，針對具體油田進(jìn)行全面的地面巖樣核磁共振實(shí)驗(yàn)是必不可少的[4-5]。本文以HBG地區(qū)和GK地區(qū)油田儲層為例，重點(diǎn)研究核磁共振流體識別技術(shù)的適用性和應(yīng)用效果。由地面巖樣和油樣的核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果果分析歸納出不同物性、不同黏度原油的T2譜分布特征，在資料解釋時(shí)利用這些特征進(jìn)行流體識別。實(shí)際應(yīng)用表明，提高了核磁共振資料流體識別的準(zhǔn)確性，取得了良好的應(yīng)用效果。

1 巖心地面核磁共振實(shí)驗(yàn)分析

孔隙中的流體與自由流體的核磁共振弛豫特性存在明顯差異，使用CPMG脈沖序列獲得孔隙流體弛豫時(shí)間T2，是自由弛豫、表面弛豫和擴(kuò)散弛豫這3種弛豫機(jī)制的綜合貢獻(xiàn)[1,6]，可以表示為：

式中，T2為橫向弛豫時(shí)間；T2B為橫向自由弛豫；為橫向表面弛豫率；S/V為巖比表面積；D為擴(kuò)散系數(shù)；G為磁場強(qiáng)度；TE為回波間隔；為旋磁比。自由弛豫由流體固有的物理和化學(xué)特性決定，表面弛豫主要與孔徑大小分布有關(guān)，擴(kuò)散弛豫與回波間隔和流體擴(kuò)散系數(shù)有關(guān)。因此，油、氣、水在標(biāo)準(zhǔn)T2譜、差譜和移譜上呈現(xiàn)出的不同特征主要受孔隙結(jié)構(gòu)、流體黏度、測量參數(shù)等多種因素的綜合影響，這也是核磁共振技術(shù)能夠識別流體類型的基礎(chǔ)[7]。

選取HBG地區(qū)砂泥巖地層不同滲透率(高滲K≥500 mD、中滲10 mD≤K<500 mD、低滲K<10 mD)的11個(gè)巖樣、不同黏度的原油油樣9個(gè)，并設(shè)置不同的等待時(shí)間TW和和回波間隔TE各4種，進(jìn)行地面T2標(biāo)準(zhǔn)譜、差譜和移譜測量。

通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)T2譜、差譜和移譜識別油水的能力各不相同，總的來說對于HBG地區(qū)，移譜的應(yīng)用范圍更廣、應(yīng)用效果更好，分析如下：

1) 隨著原油粘度的增大，T2譜逐漸往左偏離，而且譜形分布變窄。油質(zhì)越輕，T2譜分布越偏右，長T2組分越發(fā)育，T2譜有明顯的拖曳；對于稠油，T2譜分布較窄，峰值偏左，位置與束縛流體基本重疊。

2) 對于高滲透率巖樣，輕質(zhì)油T2譜表現(xiàn)為雙峰特征，峰值高，位置偏右；隨著油質(zhì)變重，峰值降低，位置左移，形態(tài)由雙峰變?yōu)閱畏濉?/p>

3) 對于高滲透率巖樣中的輕質(zhì)油和水，標(biāo)準(zhǔn)T2譜區(qū)分流體類型效果不明顯；差譜區(qū)分流體類型時(shí)，短等待時(shí)間需要設(shè)置在2 s以上；移譜識別流體類型效果明顯，長回波間隔T2譜上油峰位置相對水峰靠右。

4) 對于中等滲透率巖樣中的輕質(zhì)油和水，標(biāo)準(zhǔn)T2譜、差譜區(qū)分流體類型效果不明顯；移譜識別流體類型效果明顯，長回波間隔T2譜上油峰位置相對水峰靠右。

5) 對于中等滲透率巖樣中的稠油和水，標(biāo)準(zhǔn)T2譜上稠油信號明顯位置靠前，移譜上水表現(xiàn)為前移，稠油基本不動(dòng)或后移，此外稠油差譜信號不明顯。

6) 對于低滲透率巖樣中的輕質(zhì)油和水，標(biāo)準(zhǔn)T2譜上輕質(zhì)油位置相對靠后；差譜上有明顯差譜信息；移譜上水表現(xiàn)為前移，輕質(zhì)油信號變化不明顯。

7) 對于低滲透率巖樣中的中等粘度油和水，原油信號在1 s以內(nèi)基本上完全恢復(fù)，利用差譜識別中等粘度油失效；在不同回波間隔移譜上，水信號有前移的趨勢，中等粘度油信號基本不動(dòng)或后移，可以考慮利用移譜識別中等粘度原油。

8) 對于低滲透率巖樣中的稠油和水，其信號在1 s以內(nèi)基本上完全恢復(fù)，利用差譜識別稠油失效；和水相比，稠油信號在標(biāo)準(zhǔn)T2譜上、不同回波間隔移譜上均表現(xiàn)為靠前，因此難以區(qū)分油層與干層。

2 應(yīng)用效果分析

HBG地區(qū)和GK地區(qū)主要采用MRIL-Prime儀器進(jìn)行核磁共振測井，將上述實(shí)驗(yàn)獲得的T2譜分布特征應(yīng)用于實(shí)際資料解釋，提高了流體識別準(zhǔn)確率，取得了良好的應(yīng)用效果。

2.1 HBG地區(qū)

本區(qū)砂泥巖油藏23口井77個(gè)試油層統(tǒng)計(jì)分析表明，核磁資料識別流體性質(zhì)具有很好的適用性，符合率達(dá)到85%。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，在采用合理的測量模式下，移譜在流體識別方面效果優(yōu)于差譜。由于核磁儀器探測深度淺，受泥漿侵入影響，個(gè)別輕質(zhì)油層核磁差譜和移譜指示特征不明顯。此外，核磁共振對于稠油層的識別難度比較大。

核磁共振資料生物灰?guī)r儲層評價(jià)中也見到了很好應(yīng)用效果。如G井第24、30、32號層為生物灰?guī)r儲層，根據(jù)常規(guī)電阻率和孔隙度曲線解釋為油水同層，但核磁移譜特征反映具有明顯的水層特征，試油結(jié)果證實(shí)為水層。

2.2 GK地區(qū)

本區(qū)儲層物性好，為中高孔—中高滲儲層，以油層為主，同時(shí)存在高飽和度氣層和低阻氣層，建立了利用差譜、移譜移譜流體的解釋圖版和解釋標(biāo)準(zhǔn)(見圖1和表1)，提高了核磁測井資料識別流體的準(zhǔn)確性。

利用差譜法能夠較好地對氣層進(jìn)行識別，油氣層差譜信號強(qiáng)，信號偏左；氣層差譜信號強(qiáng)，但信號位置偏左。儲層物性對差譜信號強(qiáng)弱也有影響，儲層物性變差，差譜信號減弱。移譜在油氣層識別中也見到了一定的指示，氣層譜形向左移動(dòng)明顯，譜峰偏左，譜形分布偏左，長T2組分不發(fā)育；油氣層譜形向左移動(dòng)較氣層慢，譜峰偏左，與氣層基本一致，但是譜形分布寬，有長T2組分發(fā)育；儲層物性變差，譜形移動(dòng)較慢，譜峰偏左，短T2組分發(fā)育。儲層含水，T2譜移動(dòng)較氣層明顯，譜形收縮迅速，分布集中，長T2組分不發(fā)育。

圖1 GK地區(qū)核磁共振測井流體識別圖版

表1 GK地區(qū)核磁共振測井識別油氣層評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié) 論

1)T2譜分布受孔隙結(jié)構(gòu)、流體類型、油質(zhì)和測量參數(shù)的影響，實(shí)驗(yàn)表明，總的來說移譜應(yīng)用范圍更廣、應(yīng)用效果更好，在不同品質(zhì)(低滲～高滲)巖樣中區(qū)分不同粘度(輕質(zhì)到中等粘度)原油和水基本都有效果；差譜只是在區(qū)分輕質(zhì)油和水時(shí)相對有效；利用標(biāo)準(zhǔn)T2譜區(qū)分油水效果不明顯；稠油層的識別較為困難，只在標(biāo)準(zhǔn)T2譜和移譜上有所指示。

2) 通過實(shí)驗(yàn)全面了解核磁T2譜的分布特征后，應(yīng)用于HBG地區(qū)和GK地區(qū)實(shí)際的核磁資料解釋，試油結(jié)果對比表明，提高了解釋符合率。

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NMR Core Analysis and Its Application to Fluid-Typing

LIU Xingxing

(YangtzeUniversity，Wuhan，Hubei430100，China)

Fluid typing using NMR logging could be made mainly with standard T2spectrum, difference spectrum or shift spectrum whose distribution are affected by many factors such as pore structure, fluid type, oil viscosity and measuring parameters (TW and TE), and hence it is difficult to be analyzed . For reservoirs in GK oilfield, T2distribution characteristics for different quality and different oil viscosity was dervied from comprehensive core analysis. These experimental results were used to investigate the reserovir fluid property. The well testing results proved that the accuracy of fluid identification was improved accordingly.

NMR logging; Core analysis; Built water-spectrum; Fluid typing

2017-02-23

劉欣欣(1991-)，女，河北廊坊人，在讀碩士研究生，研究方向：測井解釋，手機(jī)：13437295595，E-mail：lxinxin312@163.com.

P618.2

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.021