核磁共振录井技术在海上的应用.doc

核磁共振录井技术在海上的应用 林炳龙 中法渤海地质服务有限公司 摘要： 录井资料作为钻探现场的第一手资料，时效性强是其优势之一。核磁共振录井技 术在海上应用之前，在海上钻探吋，无法第一时间获取孔渗饱资料。这是因为无 法在钻进过程屮及时得到所需样品，且分析周期比较长。核磁共振录井技术是在 实验室大型核磁共振仪的基础上，将核磁共振仪器外形小型化、操作便携化，使 从前必须在陆地实验室里完成的物性分析工作可以转移至钻井作业现场进行分 析，且分析效果符合预期，满足了油藏评价工作对物性数据时效性、准确性的要 求。目前，海上数口井的初步应用显示，核磁共振录井技术可以适应海上较复杂 的作业条件，其评价成果的精度可以满足勘探评价与决策的基本要求。这表明， 该技术具有良好的运行前景。 关键词： 海上钻探;核磁共振录井技术;物性分析;孔渗饱资料; 1背景阐述 油藏评价、钻探决策等工作对钻井现场录井数据的耍求越来越高，各项新技术不 断地从陆地实验室移至钻井现场，同时，也要求海上录井工作必须做精、做细。 核磁共振录井技术可以评价岩石的孔渗饱等物性，仪器小型化后可在钻井现场 直接取样分析，为海上油藏评价等工作提供及吋、有效的技术支持in。传统的 岩石物性实验室评价方法周期比较长，在完钻讨论、试油决策时无法及时提供量 化的孔、渗、饱等物性资料数据供决策者参考，而核磁共振录井技术可解决此难 题。随着技术的日趋成熟，其分析设备越来越集成化、小型化，分析精度也越来 越高，分析周期也大大缩短，现场随钻从取样、样品处理、泡样育?至得到分析成 果，依据分析项目、样品数量和样品品质的不同，批样品根据分析项目的不同, 其分析周期为1?3 do 核磁共振录井技术除了分析岩石样品的孔渗饱参数外，述可以快速、准确地提供 分析样品的可动流体、束缚流体等重要物性参数，它逐步受到了油气开发层的重 视。核磁共振录井技术对样品外形无特殊要求，可以用来检测岩屑和井壁取心、 破碎的岩心等，弥补了某些传统实验室必须使用柱状规则岩心进行分析的缺陷。 核磁共振录井新技术具有样品用量少、分析速度快、单样分析参数多、准确性高、 连续性强、时效性好、可随钻分析等常规岩心分析和测井所不可替代的优点。截至目前，经过海上17 口井共计407个样品的分析应用，其分析效果得到了广泛 认可。 2技术简介 岩石样品屮的流体含有氢原子核（II）,它具有一定质量、一定体积、表面带正 电荷且自旋的特性，因此，可将其视为具有一定磁矩的小磁针[2-3],当受到外 加磁场作用时，这些小磁针定向排列，形成较强的磁矩信号，外部磁场消失时， 这些磁矩信号将以指数形式衰减至原来的状态如，即发牛偏转变化，这些变化 的信号可以被仪器测量岀来，信号强度与岩样内所含的流体量成正比，而岩石 固体部分不产生此偏转信号。由于岩样离开原来的环境，其内部流体难免溢出流 失，因此，测量时要将岩样用流体（水或原油）重新填满，使得孔隙内的流体 信号能正确反映样品内孔隙大小，进而求得孔隙度等参数。其测量过程一般是， 先测量标准样，建立核磁信号与孔隙度之间的刻度关系式，然后测量钻井取心、 岩屑或井壁取心样品，将其信号大小代入刻度关系式，即可得到核磁孔隙度。 对磁矩施以一定强度的90°脉冲，磁矩将从平衡状态向非平衡状态偏转。脉冲 消失后，磁矩必然要向原平衡状态恢复，这一过程叫做弛豫过程，其快慢可用 横向弛豫时间T2来表示。由于T2的大小反映孔隙内的流体受孔隙固体表面作用 力的强弱，因此，利用T2谱可以计算岩样可动流体的饱和度。T2值较大的流体, 即为那些较大孔隙内与固体表面接触不是很紧密的可动流体;T2值较小的流体， 即为小孔隙内的流体或大孔隙内与固体表而接触较紧密的流体，即束缚流体。 T2谱截止值即为T2谱上可动流体与束缚流体之间的时间界限值。T2谱截止值的 准确值需要通过室内离心的方法来确定，在实际应用中，该值大小的确定具有 一定程度的分区域、分层位的经验性。国内陆相储层大量砂岩岩心的实验结果表 明，T2谱截止值主要分布在10^30 ms之间，平均值约为17 ms,砂岩岩心的T2 谱通常为双峰态，可动流体T2截止值通常位于T2谱的凹点附近。确定出T2谱 截止值后，T2谱上大于T2谱截止值的齐点幅度之和占T2谱所有点幅度和的百 分比即为可动流体饱和度，可动流体饱和度与岩样总孔隙度的乘积即为可动流 体孔隙度。 核磁共振技术利用孔隙度和可动流体来计算岩样渗透率，常用的模型为 Timmur-Coates 模型[5],即： 式（1）中:Kt为渗透率，10um;G为区域系数；4毗为核磁孔隙度，%;BVM为可 动流体饱和度，%；BVI为束缚流体饱和度（=100-BVM） , %. 式（1）中的待定系数G具有地区经验性，其准确值需要通过离心法结合核磁共 振岩心分析得到。国内陆