全直徑核磁共振分析技術(shù)初步應(yīng)用試驗(yàn)研究

呂金萍

（中國(guó)石化江蘇石油工程有限公司地質(zhì)測(cè)井處，江蘇揚(yáng)州225000）

RecCore－2500型核磁共振全直徑巖樣分析儀是中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院研發(fā)的，江蘇油田首次引進(jìn)全直徑核磁共振儀器，在分析樣品前對(duì)儀器的各項(xiàng)技術(shù)性能進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。首先用廠家的標(biāo)樣驗(yàn)證儀器精確度，其次采用小核磁分析儀與全直徑核磁共振分析儀分析物性較均勻同一個(gè)樣品的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，在不同溫度、濕度下用標(biāo)樣重復(fù)校驗(yàn)，確定了儀器最佳的調(diào)試、運(yùn)行參數(shù)。選擇物性均勻的巖樣進(jìn)行了KCl溶液飽和后孔隙信號(hào)測(cè)量，從T2譜圖形的相似程度、孔隙度值大小的對(duì)比情況來(lái)看，儀器運(yùn)行穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)T2譜的分析，總結(jié)出以下幾個(gè)方面的認(rèn)識(shí)。

1 對(duì)物性參數(shù)可靠性的認(rèn)識(shí)

通過(guò)選取物性均勻多個(gè)樣品，在全直徑和小樣核磁兩種儀器上分析對(duì)比（部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表1），孔隙度、滲透率可比性強(qiáng)，其它參數(shù)如含水飽和度、含油飽和度以及可動(dòng)水、束縛水飽和度，由于受到樣品處理過(guò)程中本身特性和油氣散失程度的影響，差別較大。

表1 小樣和全直徑巖心核磁孔、滲、含油飽和度數(shù)據(jù)對(duì)比

2 確定處理樣品的時(shí)間

按照實(shí)驗(yàn)步驟首先用KCl溶液進(jìn)行飽和，然后用MnCl2溶液浸泡，樣品分別選用中低孔、滲的巖心浸泡，記錄浸泡時(shí)間，采用不同間隔時(shí)間，分析T2譜的變化，確定處理好樣品的最佳時(shí)間。當(dāng)最近兩次的T2譜重合性好或者幾乎不變時(shí)，為該樣品的最佳時(shí)間。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，全直徑巖心樣品需飽和4天就可以達(dá)到分析樣品要求（見(jiàn)圖1、圖2）。

圖1 T16井全直徑KCl溶液飽和不同時(shí)間T2譜

用MnCl2溶液浸泡樣品，要達(dá)到分析樣品的要求需要較長(zhǎng)的時(shí)間，受到巖樣含油量的影響，出現(xiàn)了不同的處理時(shí)間。Mn2＋要擴(kuò)散到全直徑樣品中部孔隙的水中速度非常慢，特別是物性差的水層巖心，浸泡時(shí)間超過(guò)30天，Mn2＋溶液都不能完全擴(kuò)散樣品孔隙水中，造成核磁檢測(cè)到的油信號(hào)增大。例如，T16井巖心樣品，巖性為淺灰色細(xì)砂巖，不含油（見(jiàn)圖3），MnCl2溶液浸泡28天后分析，巖樣的含油飽和度還有25.63%。當(dāng)為油層時(shí)，浸泡10天 Mn2＋溶液基本就能完全擴(kuò)散到樣品的水中，如Q3井巖心（見(jiàn)圖4）。

圖2 Y38井全直徑KCl溶液飽和不同時(shí)間T2譜

圖3 T16井全直徑巖心MnCl2溶液浸泡不同時(shí)間T2譜

圖4 Q3井全直徑巖心MnCl2溶液浸泡不同時(shí)間T2譜

3 準(zhǔn)確分析非均質(zhì)儲(chǔ)層地質(zhì)特征［1－2］

以灰?guī)r、礫巖為例，在分析WX19樣品灰?guī)r時(shí)，小樣品取樣在物性差的地方，樣品的孔隙度、滲透率很低；而部分取樣在縫、洞發(fā)育巖石上，孔隙度較大，滲透率值很大。全直徑分析的數(shù)據(jù)總體變化不是太大，受非均值影響相對(duì)較小，能較好反應(yīng)儲(chǔ)層物性（表2）。在Z43－3井的礫石分析（表3）中，受物性不均勻的影響，小核磁取樣在膠結(jié)物和填充物地方，孔隙度、滲透率相對(duì)較好，取樣在礫石本體上分析出來(lái)的數(shù)據(jù)孔隙度、滲透率很?。蝗绻麡悠穫€(gè)數(shù)少，小樣品核磁數(shù)據(jù)代表性差，因此全直徑分析的物性數(shù)據(jù)更具代表性。

4 判斷巖心內(nèi)部縫、洞的存在［3］

根據(jù)核磁流體在巖石孔間馳豫現(xiàn)象的內(nèi)控因素得知，在大空間氫原子受到的束縛力小，能量衰減慢，馳豫時(shí)間長(zhǎng)，因此可以從T2譜圖來(lái)叛斷巖心內(nèi)部有無(wú)大孔隙和縫存在。例如WX19井3258.35 m外，巖心從外表觀察無(wú)縫洞，T2譜圖分析其內(nèi)部存在縫洞（見(jiàn)圖5），隨后從其內(nèi)部取出的小巖心柱樣證實(shí)了內(nèi)部縫洞的存在。

表2 WX19井全直徑灰?guī)r核磁分析數(shù)據(jù)

表3 Z43－3井礫石核磁分析數(shù)據(jù)

5 砂泥巖薄互層的全直徑T2譜圖特征表現(xiàn)為泥巖和砂巖信號(hào)的疊加

圖5 同一樣品不同全直徑儀器分析T2譜圖

采用了不同巖性比例的砂泥巖分析，研究其T2譜圖特征及其參數(shù)的變化。通過(guò)分析得出砂泥巖薄互層總體特征：束縛流體多，可動(dòng)流體少，孔隙度、滲透率低。由于選取砂泥巖全直徑巖心比較困難，所以選取砂質(zhì)泥巖和物性較好的砂巖按不同體積比例進(jìn)行全直徑核磁分析，結(jié)果表明，T2譜信號(hào)幾乎是砂泥巖中流體信號(hào)的按比例疊加，滲透率受泥質(zhì)含量增加迅速減?。ㄒ?jiàn)表4）。

6 結(jié)論

（1）全直徑核磁分析的孔隙度、滲透率準(zhǔn)確度高，其它參數(shù)可靠性低。特別是油水同層和含油水層、水層的樣品，往往因處理樣品需要太長(zhǎng)時(shí)間而受影響，其含油飽和度有時(shí)因處理時(shí)間不夠數(shù)據(jù)失真。

（2）經(jīng)試驗(yàn)分析，全直徑巖心樣品飽和4天達(dá)到分析樣品要求；當(dāng)為油層時(shí)，浸泡10天 Mn2＋溶液基本就能完全擴(kuò)散到樣品的水中。

表4 不同砂泥巖比核磁分析數(shù)據(jù)

（3）全直徑核磁分析對(duì)非均值儲(chǔ)層中分析的孔、滲參數(shù)更能代表地層物性。

（4）全直徑巖心分析能準(zhǔn)確判斷巖心內(nèi)部縫、洞的存在。

（5）砂泥巖薄互層通過(guò)全直徑核磁分析體現(xiàn)出的總體特征為：束縛流體多，可動(dòng)流體少，孔隙度、滲透率低。

［1］ 王為民，郭和坤，葉朝輝.陸相儲(chǔ)層巖石核磁共振物理特征的實(shí)驗(yàn)研究［J］.波譜學(xué)雜志，2001，18（2）：113－121.

［2］ 肖秋生，朱巨義.巖樣核磁共振分析方法及其在油田勘探中的應(yīng)用［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2009，31（1）：97－100.

［3］ 尹軍強(qiáng)，朱巨義.核磁共振錄井技術(shù)在江蘇油田的應(yīng)用［J］.巖性油氣藏，2008，20（2）：102－107.