二维核磁共振评价页岩流体饱和度实验仿真

二维核磁共振(2D NMR)T_(1)-T_(2)测量在页岩油勘探中具有重要优势,但其数据处理与解释过程复杂,涉及抽象的理论知识。设计了一套基于Matlab图形用户界面的2D NMR T_(1)-T_(2)谱储层流体识别与饱和度评价实验仿真。仿真系统包括地层T_(1)-T_(2)谱模型构建、回波数据正演、回波数据反演以及流体识别与饱和度评价模块。通过输入不同参数,模拟得到页岩地层的T_(1)-T_(2)谱模型、回波数据、T_(1)-T_(2)谱反演结果以及页岩储层流体识别与饱和度评价结果。实验以直观、实用的方式向学生展示了基于2D NMR T_(1)-T_(2)谱的页岩储层流体识别与饱和度评价过程,增强学生对NMR数据处理与解释方法的理解,提高NMR教学效果。

地球物理测井课程思政教育体系建设探索与实践

思政教育是大学教育中的关键一环,将思政教育与专业课程教学有机融合进行课程思政教育体系建设,对落实立德树人根本任务、实现德智并重的新时期人才培养目标至关重要。该文以地球物理测井课程为例,从家国情怀、学科使命、创新精神和实践能力四个方面深入挖掘课程中蕴含的思政元素,并有机融入课堂授课、实训实践、大学生科创和考核评价等教学环节,构建贯穿整个教学过程的多元过程化课程思政教育体系。教学实践表明,地球物理测井课程思政教育体系建设实现价值塑造、知识传授与能力培养相统一的教学目标,达到润物细无声的教学效果。

福山凹陷低阻油层成因分析及流体识别方法

福山油田涠洲组广泛发育低阻油层,储层低阻成因机制认识不清与储层流体准确识别是制约涠洲组高效勘探开发的主要难题。以花场、白莲、永安地区为研究对象,综合分析岩石物理实验、地层水分析化验、测井、试油等资料,围绕地层水矿化度、淡水钻井液侵入、束缚水饱和度、黏土附加导电性、含油饱和度5方面因素展开分析研究。明确不同地区低阻主控因素,深入分析不同成因机制的岩石物理和测井响应特征,针对性构建综合储集指数、侵入因子、电阻增大率等流体敏感测井评价参数。结合测井解释及生产试油情况,建立相应流体识别图版,应用于涠洲组27口井58个试油层位。结果表明,流体识别符合率由76%提高到84%,有效提高了涠洲组低阻油层流体识别准确率。

核磁共振双等待时间测井储层流体识别仿真实验设计

针对核磁共振(NMR)测井教学理论性强、原理抽象复杂等特点,设计了基于MATLABGUI的NMR双等待时间(TW)测井储层流体识别仿真实验,设计的MATLAB GUI交互界面包含地层T2谱模型构建、流体极化及双TW回波数据正演和回波数据处理等模块。通过在仿真实验中输入不同参数,模拟得到的地层T2谱模型、长短TW回波数据和处理结果将实时显示在图形界面,并对实际NMR测井资料进行了处理。该仿真实验操作简单,能将NMR双TW测井储层流体识别过程及结果直观地展示给学生,增强学生对该流体识别方法的理解,提高NMR测井教学效果。

四川盆地沙溪庙组致密砂岩储层孔隙结构与分类

致密砂岩储层孔隙结构是影响储层渗流能力和产能的重要因素。以四川盆地沙溪庙组致密砂岩储层为研究对象,基于高压压汞实验和双峰韦伯分布函数,建立致密砂岩储层孔隙结构表征模型;拟合致密砂岩储层毛细管压力曲线,分析双峰韦伯分布参数(权重、均值半径和标准差)与物性、孔隙结构参数的关系,建立沙溪庙组致密砂岩储层分类标准,划分研究区致密砂岩储层类型。结果表明:双峰韦伯分布函数可以有效表征致密砂岩储层毛细管压力曲线,拟合结果与岩心实验数据吻合较好。双峰韦伯分布参数能够反映储层的物性和孔隙结构特征,研究区大孔的孔隙度、大/小孔的孔喉均值半径可以定量表征储层孔隙结构,根据物性、孔隙结构等参数将储层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,测井资料划分结果与现场试气结果吻合较好。该分类方法为致密砂岩储层的勘探开发及储层评价提供技术支撑。

基于核磁共振T_(2)分布的页岩油流体组分含量计算方法

页岩油储层流体赋存状态多样、矿物成分复杂,导致各流体组分含量难以准确计算。为此,提出基于连续小波变换与高斯分布函数结合计算页岩油各流体组分含量的方法。基于聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)实验结果,获得包含无机孔隙水、有机孔隙油、骨架、黄铁矿以及有机质的页岩多组分数字岩心。利用随机游走方法模拟数字岩心在不同回波间隔时的核磁共振回波串,将其反演得到无机孔隙水、有机孔隙油和有机质的核磁共振T_(2)分布以及所有组分(无机孔隙水、有机孔隙油和有机质)的核磁共振T_(2)分布。利用连续小波变换处理所有组分的T_(2)分布,得到二维小波系数矩阵,对其谱峰进行识别获得小波空间中不同尺度谱峰的位置参数和形状参数,构造不同尺度的高斯分布函数,对T_(2)分布进行分解,选取最优分解结果来计算各流体组分的含量。对比不同回波间隔时该方法计算的各流体组分含量与基于随机游走方法模拟得到的各流体组分含量,结果表明:该方法的计算结果与基于随机游走方法模拟得到的各流体组分含量的绝对误差较低,验证了该方法的有效性。该方法可为页岩油的勘探开发提供技术支撑。

低渗透储层特征与测井评价方法

低渗透储层是我国目前油气勘探的主要目标之一。根据低渗透储层特征及岩石物理实验结果,对吉林油田W地区低渗透储层的成因机理进行了分析。研究结果表明,该地区的扇三角洲前缘亚相沉积的储层岩石矿物成熟度低,具有以细砂和粉细砂岩为主的储层岩性特征,这为低渗透储层的形成提供了先天条件。后经成岩压实作用及粘土矿物的充填,造成孔喉半径变小,孔隙结构复杂,孔隙空间对水的滞留能力加强,束缚水饱和度高,油层与水层电阻率差别减小,电阻率增大指数小于3。岩心实验结果分析还表明,综合物性参数可用于表征岩石孔隙结构的复杂性,且与束缚水饱和度有很好的相关性,据此建立了束缚水饱和度解释模型。在6种不同矿化度溶液下测量完全饱和溶液的岩心电导率,岩心电导率与溶液电导率的关系曲线表明,粘土矿物不存在附加导电性,阿尔奇公式仍可用于求取含水饱和度。用该模型对油田12口井资料进行了处理,结果显示其解释油水层效果与原有模型相比有明显改善。

二维核磁共振测井

目前的NMR测井都是基于一维核磁共振技术,只测量地层孔隙流体的横向弛豫时间T2信息,测量结果反映孔隙空间的氢核总数,不能区分这些信号是来自油还是来自水。当地层孔隙中油气和水同时存在时,它们的T2谱信号是重叠在一起的,现有的NMR测井技术在识别和定量评价油气水时存在很大的局限性。二维核磁共振测井将孔隙流体中氢核数分布从一维核磁共振的单个T2弛豫变量拓展到二维核磁共振的2个变量,能够充分利用NMR观测的信息,开拓核磁共振测井岩石物理研究的新领域。介绍二维核磁共振测井的基本思想以及实验测量方法。将含有顺磁物质的人造砂岩和天然泥质砂岩饱和水,利用2个窗口改进CPMG脉冲序列,进行2D NMR实验测量。对测量数据进行反演,给出了岩石横向弛豫时间-内部磁场梯度(T2,G)的二维分布图,分析了岩石内部磁场梯度随孔隙大小不同的变化规律,研究结果对分析陆相沉积地层复杂岩性核磁共振测量结果具有重要指导意义。

低电阻率油气层物理参数变化机理研究

研究了淡水环境下富含粘土矿物、细颗粒砂岩低电阻率油气层 .分析了粘土的附加导电性 ,认为粘土质量百分数高且富含伊利石和蒙脱石的地层中 ,若地层水质量浓度小于1 5g/L等效NaCl盐溶液时 ,粘土的附加导电性是造成油气层电阻率低的首要原因 .同时分析了细颗粒、粘土质量百分数不高的储层 ,高的毛细管压力使束缚水饱和度很高 ,同样能形成低电阻率油气层 .储层中粘土质量百分数的多少对储层岩石电性特征 (I Sw 曲线形态 )有重要影响 ,可用于指导测井资料解释模型的选择 .

核磁共振多回波串联合反演方法

提出一种核磁共振多回波串数据联合反演方法,分别对核磁共振孔隙度测量的两组回波串数据、变等待时间多回波串数据以及变回波间隔多回波串数据进行了处理.结果表明,这样处理得到的一维核磁共振T_2分布不但连续,而且能够揭示短横向弛豫组分的细微特征,提高了核磁共振孔隙度的精度.处理变等待时间或变回波间隔下的多回波串数据,可以得到孔隙流体的(T_2,T_1)或(T_2,D)二维核磁共振分布图.与一维核磁共振T_2分布相比,二维核磁共振提高了识别流体的效果.

核磁共振测井孔隙度观测模式与处理方法研究

核磁共振(NMR)测井是确定地层孔隙度的有效方法,已经得到广泛应用.但是,在我国部分油田的应用中发现核磁测井孔隙度与常规孔隙度之间存在明显差异.本文对NMR测井孔隙度观测模式和处理方法进行研究,分析了NMR孔隙度误差的来源.针对富含蒙脱石、伊利石和伊/蒙混层粘土矿物的陆相沉积砂泥岩地层,根据这些粘土矿物的NMR横向弛豫时间T2值特征以及孔隙度处理结果得到的4.0 ms附近孔隙度分配量不合适,提出了新的观测模式和处理方法,并用实验验证了新方法的可行性.

原油的核磁共振弛豫特性

地下原油的成分复杂,粘度变化范围很大,具有很宽的核磁共振(NMR)弛豫分布特性。研究原油的NMR弛豫特性随原油粘度、NMR仪器测量频率以及测量回波间隔(TE)等的不同而发生的变化,对利用NMR测井资料准确识别和评价油水层具有重要的指导意义。利用两种工作频率(2MHz和23MHz)的NMR谱分析仪器测量了不同粘度原油样品的NMR弛豫时间。结果表明:轻质油的纵向弛豫时间(T1)和横向弛豫时间(T2)近似相等,且在双对数坐标系下与原油粘度、粘度/温度的比值成反比关系;稠油的T1大于T2,其T1/T2比值随测量频率、粘度/温度比值的增加而增大;仪器测量频率对轻质油弛豫影响很小,而对稠油的弛豫影响较大;随测量回波间隔的增加,稠油的视横向弛豫时间增大,且幅度减小。

原油的变温核磁共振弛豫特性实验研究

随埋藏深度的不同,地下原油温度有很大的变化,造成其核磁共振(NMR)弛豫特性差别较大。利用2 MHz核磁共振谱分析仪器,对选取的不同粘度的脱气原油样品,测量了5种不同温度下原油样品的NMR弛豫时间。结果表明,随温度升高,同一油样的弛豫速度变缓,弛豫时间增大,弛豫时间谱有规律地右移,但横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1随温度的变化速度有所不同。随粘度降低,不同油样弛豫时间谱有规律地向右移动,说明原油中长弛豫组分增多,而短弛豫组分减少,弛豫时间逐渐增大。低粘度原油的纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2近似相等,且在双对数坐标系下与粘度、粘度与温度比值呈反比关系;高粘度原油的T1和T2不同,其T1/T2值随粘度与温度比值的增加而增大。

用测井资料预测储层的润湿性

岩心电性及润湿性实验测量结果表明 ,润湿性对阿尔奇饱和度指数n有很大影响。通过引入相对润湿指数 ,发现阿尔奇饱和度指数n的对数与相对润湿指数之间存在很好的线性关系 ,为利用饱和度指数预测储层的润湿性提供了依据。同时使用电磁波传播测井和微球形聚焦电阻率测井求出饱和度指数随地层深度的变化曲线 ,预测储层的润湿性。现场井资料处理结果表明 。

核磁共振测井时域分析法数值模拟及影响因素分析

核磁共振测井时域分析法已广泛用于评价油气层,并获得了很多成功应用实例.然而,由于储层结构的复杂性以及孔隙流体性质的多变,也常常见到应用失败的实例,影响了时域分析法的应用效果.本文通过数值模拟研究时域分析法在不同储层条件下识别流体的效果,并分别从孔隙流体类型、地层孔径变化、信噪比以及采集参数等方面,分析影响时域分析法应用效果的各种因素.结果表明,时域分析法可以识别黏度小于5 mPa·s的轻质油层.在小孔径油水同层,时域分析法能够得到准确的地层含油孔隙度;但在大孔径油水同层,得到的含油孔隙度大于地层实际含油孔隙度.对于大孔径水层,1 s的短等待时间不能使大孔可动水完全极化,差谱信号强,导致解释结果与试油结论完全相反.对于含气地层,虽然时域分析法可以准确得到地层含气孔隙度,但在小孔径气水同层,出现解释结果与试油结论不符的情况.大孔径气水同层与小孔径油气同层差谱特征类似,很难区分,建议综合利用双回波间隔测井资料,识别大孔径气水同层.当数据信噪比降低到一定值时,时域分析法差谱信号右端发散,无法准确确定地层的含油气孔隙度.气的含氢指数越大,识别气层越有利.建议重视核磁共振测井测前设计,优化采集参数,提高时域分析法评价油气层的效果.

(T2,D)二维核磁共振测井识别储层流体的方法

当地层孔隙中油气和水同时存在时,在核磁共振T_2分布上不同流体信号往往重叠,很难有效识别.本文采用改变回波间隔测量多组自旋回波串序列实现了(T_2,D)二维核磁共振方法,为有效识别储层流体提供了基础.通过数值模拟系统研究了(T_2,D)方法存不同储层、不同测量信噪比以及不同外加磁场梯度条件下识别流体的效果.结果表明:(T_2,D)方法识别中、低黏度油层具有优势,随着信噪比增加和外加磁场梯度加大,分辨油和水的效果将变好.在气层,对磁场梯度有一定要求.并且,测量数据的信噪比越高,分辨气与水的效果越好,当测量数据信噪比低于70时,(T_2,D)方法在气层可能失效.在2MHz共振频率下,利用MARAN核磁共振岩芯分析仪器,对含顺磁性物质的饱和流体岩样进行了实验测量.验证了(T_2,D)方法的有效性.

识别储层流体的(T_2,T_1)二维核磁共振方法

二维核磁共振识别和评价储层流体是测井技术的发展方向。通过数值模拟与岩心实验,系统研究了(T2,T1)二维核磁共振方法在不同储层、不同信噪比以及不同采集参数条件下识别流体的效果。结果表明:(T2,T1)方法识别气层具有优势,通过优选最小等待时间测量值,即使信噪比为20,(T2,T1)方法也能很好地分辨束缚水、可动水和气。在油层,(T2,T1)二维核磁共振方法与双TW测井方法相比,可以识别的油的粘度范围增大。在油水同层,当可动水和油的T2值有足够大的差异时,(T2,T1)二维核磁共振方法可以有效区分可动水和油;当可动水与油在T2分布上重叠严重时,(T2,T1)二维核磁共振方法无法分辨水和油。(T2,T1)二维方法识别油水层的效果不如(T2,D)二维核磁共振方法。

饱和水岩石核磁共振表面弛豫温度特性

温度是影响岩石孔隙流体核磁共振弛豫的因素之一。选取一组饱和水的人造碳化硅、人造碳酸钙、储层贝瑞砂岩以及碳酸盐岩样品进行核磁共振实验(温度25～90℃),考察温度对弛豫速率的影响。结果表明,对于饱和水的砂岩和碳酸盐岩,温度对岩石核磁共振表面弛豫的影响不同。饱和水的人造碳化硅和储层贝瑞砂岩的核磁共振弛豫速率随温度升高而增大;饱和水的人造碳酸钙和储层碳酸盐岩的弛豫速率随温度升高而减小。因此,在利用室温下得到的实验测量结果对储层温度下的核磁共振测井数据进行刻度时,应考虑温度的影响。

储层流体及其在岩石孔隙中的核磁共振弛豫温度特性

温度是影响核磁共振弛豫的一个因素。目前国内各实验室所做的核磁共振实验测量大都局限在室温下,实验温度与地下储集层温度有很大差别,因此有必要研究温度对流体及饱和流体岩石的核磁共振弛豫的影响,提高核磁共振测井资料评价精度。本文选取自由水、不同粘度脱气原油、饱和水以及饱和变压器油的储层贝瑞砂岩和储层碳酸盐岩样品进行核磁共振变温实验,测量温度从25℃变化到90℃。结果表明:自由水和原油的核磁共振横向弛豫时间(T2)都随温度的升高而增大。温度对饱和水贝瑞砂岩和碳酸盐岩核磁共振弛豫的影响不同,饱和水贝瑞砂岩核磁共振横向弛豫时间随温度升高而减小,而饱和水碳酸盐岩横向弛豫时间随温度升高而增大。无论是饱和油的贝瑞砂岩或是饱和油的碳酸盐岩,其核磁共振横向弛豫时间都随温度升高而增大。温度对核磁共振弛豫的影响,会造成室温下得到的横向弛豫时间截止值(T2cutoff)与储层温度下的实际值有偏差,影响储层束缚水饱和度和渗透率的计算结果,建议在核磁共振测井资料解释及应用时应考虑温度的影响。

核磁共振测井探测岩石内部磁场梯度的方法

岩石内部磁场梯度对核磁共振测井横向弛豫T_2分布有较大的影响.本文提出了一种利用自旋回波脉冲序列探测岩石内部磁场梯度的二维核磁共振方法,发展了相应的反演方法,得到了含顺磁性物质的饱和水砂岩和泥质砂岩的内部磁场梯度分布规律.结果表明,随顺磁物质含量的增加,岩石内部磁场梯度增大.含顺磁物质的饱和水砂岩颗粒均匀,不含粘土矿物,内部磁场梯度呈单峰分布特征.含绿泥石粘土矿物的饱和水泥质砂岩,T_2分布呈双峰特征,束缚水峰明显,小孔短T_2对应的梯度值大于大孔长T_2对应的梯度值.当绿泥石含量小于15%时,随绿泥石含量的增加,对应束缚水峰的短T_2组分明显增多,T_2分布展宽;当绿泥石含量大于15%以后,较大的岩石内部磁场梯度使短弛豫信息衰减迅速,表现出随绿泥石含量的增加,短T_2组分减少,T_2分布变窄.