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实现油气储层综合评价

实现油气储层综合评价

 


 

从核磁共振的技术参数角度,目前最常用的包括弛豫时间(T2弛豫居多),核磁成像(MRI)和二维核磁三个方面。T2谱相信大家是最熟悉不过的了,核磁成像技术可以清晰呈现开发过程中动态变化,比如用核磁成像来探究水驱油过程中残余油的分布等。对于二维核磁可能大家稍微陌生,它不只是用T2一个参数,而是利用T1-T2或T2-D两个参数。

我们知道核磁共振检测的是氢核信号,如果油水同时存在的话,只通过T2谱就很难将油水信号区分开,因此这时二维核磁的优势就体现出来了。下图所示是对致密油藏采集的岩心分别饱和水与饱和轻质油,纵轴是T1时间,横轴是T2时间,显然水与油的信号在二维核磁图谱上落在不同区带,对于重油,气等也可用类似方法建立起这样的图版,那么在油藏流体的识别上就能大显身手了。

地质地化1

在储层评价方面,核磁共振分析获得的岩石孔隙度、渗透率、润湿性、油气饱和度、可动流体饱和度等参数,为油田储量计算和产能评价等提供了科学依据。

这其中大家最熟悉的可能是利用核磁来计算渗透率了,它是通过T2截止值的选取计算可动流体以及束缚流体的体积,目前常用的计算核磁渗透率的模型为Coates模型和SDR模型。今天举一个新奇点的例子,利用核磁来研究多孔介质的分型维数[2]。分型维数D反映的是孔隙介质空间形态上的自相似性。就是说比如我们肉眼看一个孔隙是曲曲弯弯的形态,我们在显微镜下观察这个孔隙,也应该是曲曲弯弯的形态。我们在显微镜下观察这个孔隙,也应该是曲曲弯弯的形态。通过数学推导,得到核磁分型维数公式。

地质地化5如图所示,在获得岩样核磁分型维数之后,根据两条直线的斜率将其分成大孔的和小孔的核磁分型维数,再分别探究它们与样品其它物性参数的关系,比如分选性、孔体积等等,从而达到预测储层的目的。

地质地化2如果说表征物性参数是静态的,那么用核磁来研究油气水流动机理就属于动态的了。我们研究油气的最终目的是指导生产,而油气产出过程是一个复杂的多场耦合的过程,涉及温度场、压力场、流体场、应力场、甚至化学场的变化。目前在国际SCI刊物上,已经发布了用核磁共振来研究微观流动机理的一系列文章。比如研究渗吸效应,水锁效应。还诞生了核磁非稳态相对渗透率测定方法等等。今天列举一个核磁共振在岩石力学方面的研究[3]。

如图所示是利用核磁共振T2谱来计算煤的压缩性。由于煤相比于砂岩,具有高泊松比低杨氏模量的特征,在施加应力之后,煤的孔隙会有不同程度压缩,图中可以看出渗流孔相比于吸附孔具有更大的形变量。

地质地化4图三:利用核磁T2谱预测高阶煤应力形变量

参考文献

[1] Yan W, Sun J, Cheng Z, et al. Petrophysical characterization of tight oil formations using 1D and 2D NMR[J]. Fuel, 2017, 206:89-98.

[2] Zhou S, Liu D, Cai Y, et al. Fractal characterization of pore–fracture in low-rank coals using a low-field NMR relaxation method[J]. Fuel, 2016, 181:218-226.

[3] Li S, Tang D, Pan Z, et al. Characterization of the stress sensitivity of pores for different rank coals by nuclear magnetic resonance[J]. Fuel, 2013, 111(3):746-754.

 

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