通过使用来自多次测量的第一回波而在具有微孔隙度的地层中进行NMR测井制造技术

本发明专利技术描述了一种用于估计地下材料的性质的方法，所述方法包括：经由穿透所述地下材料的井孔来运送载体；使用设置在所述载体上的磁共振(NMR)工具在所述地下材料中的感兴趣体积中执行至少两次NMR测量，其中(i)第一次NMR测量具有第一等待时间和第一个第一回波时间且第二次NMR测量具有第二等待时间和第二个第一回波时间，(ii)所述第一等待时间和所述第二等待时间小于或等于500毫秒，并且(iii)所述第一个第一回波时间与所述第二个第一回波时间不同；至少接收所述第一次NMR测量的所述第一回波并且至少接收所述第二次NMR测量的所述第一回波；以及通过同时使用所述至少两个测量的第一回波来估计所述地下材料的所述性质。

NMR logging is carried out in the stratum with microporosity by using the first echo from many measurements.

The present invention describes a method for estimating the properties of an underground material, including: carrying a carrier through a well hole through the underground material; using a magnetic resonance (NMR) tool set on the carrier to perform at least two NMR measurements in the volume of interest in the underground material, in which (I) the first NMR measurement. The amount has the first waiting time and the first first echo time and the second NMR measurement has second waiting time and second first echo time, (II) the first waiting time and the second waiting time is less than or equal to 500 milliseconds, and (III) the first echo time of the first one and the second first echo time described. Different; at least the first echo of the first NMR measurement is received and at least the first echo of the second NMR measurement is received; and the properties of the underground material are estimated by using the first echo of at least the at least the at least the least measured measurements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过使用来自多次测量的第一回波而在具有微孔隙度的地层中进行NMR测井相关申请的交叉参考本申请要求2015年12月28日提交的美国申请No.14/979998的权益，所述美国申请以引用的方式整体并入本文中。
技术介绍
将井孔钻探到地表中以用于许多应用，诸如烃生产、地热生产和二氧化碳隔离。为了有效地使用钻探井孔的昂贵资源，分析员采集与被钻探的地质地层有关的详细信息是重要的。核磁共振(NMR)工具是对于执行含烃地层或上覆页岩的性质的详细测量特别有用的一种类型的井下工具。除了其它之外，NMR测量用以确定岩层的孔隙度、烃饱和度以及渗透率。在上覆页岩中，孔隙度可以是由粘土束缚水引起的，因为在这个页岩中可能不存在烃类。NMR测井工具用以激发在井孔周围的地质地层中的流体的原子核，使得可以测量地质地层的某些NMR参数(诸如NMR孔隙度)、纵向弛豫时间(在本领域通常称作T1)以及横向弛豫时间(在本领域通常称作T2)。根据这些测量，确定孔隙度、渗透率和烃饱和度，这提供关于地质地层的构成的有价值的信息以及可萃取烃的量。关于执行NMR测量的教导可以参考以下参考文献：GeorgeR.Coates、LizhiXiao和ManfredG.Prammer的NMRLOGGINGPRINCIPLES&APPLICATIONS，HalliburtonEnergyServicesPublicationH02308(1999)；K.-J.DUNN、D.J.Bergman和G.A.Latorraca的NuclearMagneticResonancePetrophysicalandLoggingApplications，PERGAMON(2002)；以及ManfredPrammer的美国专利6051973。特别是确定井下条件下的快速衰减的部分孔隙度具有挑战性。Prammer等人(Prammer等人，SPEAnnualTechnicalConferenceandExhibition，丹佛，1996年10月6-9日，SPE-36522)描述了通过执行具有短等待时间和长等待时间的两次NMR测量来分别确定快速衰减的部分孔隙度的方法。Prammer等人记录了两个回波链并且估计快速和缓慢衰减的孔隙度。Akkurt等人(Akkurt等人SPWLA39thAnnualLoggingSymposium，科罗拉多，基斯通，1998年5月26-28日，SPWLA-GG)描述了所谓的“双TE方法”以通过利用具有相等的等待时间和不同的回波间时间的两次NMR测量来确定流体扩散系数。两次NMR测量的等待时间较长以便使所有地层流体极化。根据与两次NMR测量一起记录的两个回波链来估计流体扩散系数。不幸的是，NMR效应，本文称作二阶受激回波效应干扰间接NMR回波的振幅。Goelman和Prammer提出了这种效应的理论背景(Goelman,G.和Prammer,M.G.1995，TheCPMGPulseSequenceinStrongMagneticFieldGradientswithApplicationstoOil-WellLogging，JournalofMagneticResonance,SeriesA113:11–18)。然而，Goelman和Prammer没有提到二阶受激回波效应对具有微孔隙度的地质地层中的孔隙度造成的后果。干扰导致NMR信号失真并且在具有NMR微孔隙度的地层(例如，页岩气、页岩油、粘土束缚水、重油、焦油、碳酸盐)中是严重的。由于二阶受激回波效应，现有技术NMR测井方法可能导致对微孔隙度的估计不准确，其中估计的不准确度可以达20％或甚至更大。因此，如果可以开发减少或消除由二阶受激回波效应引起的NMR信号失真的方法和系统，则在钻探和生产行业中将很受欢迎。
技术实现思路
公开了一种用于估计地下材料的性质的方法。所述方法包括：经由穿透所述地下材料的井孔来运送载体；使用设置在所述载体上的磁共振(NMR)工具在所述地下材料中的感兴趣体积中执行至少两次NMR测量，其中(i)第一次NMR测量具有第一等待时间和第一个第一回波时间且第二次NMR测量具有第二等待时间和第二个第一回波时间，(ii)所述第一等待时间和所述第二等待时间小于或等于500毫秒，并且(iii)所述第一个第一回波时间与所述第二个第一回波时间不同；由处理器至少接收所述第一次NMR测量的所述第一回波并且至少接收所述第二次NMR测量的所述第一回波；以及由所述处理器通过同时使用所述至少两个测量的第一回波来估计所述地下材料的所述性质。还公开了一种用于估计地下材料的性质的设备。所述设备包括被配置用来经由穿透所述地下材料的井孔运送的载体、设置在所述载体上的核磁共振(NMR)工具以及处理器。所述NMR工具被配置用来使用设置在所述载体上的NMR工具在所述地下材料中的感兴趣体积中执行至少两次磁共振(NMR)测量，其中(i)第一次NMR测量具有第一等待时间和第一个第一回波时间且第二次NMR测量具有第二等待时间和第二个第一回波时间，(ii)所述第一等待时间和所述第二等待时间小于或等于500毫秒，并且(iii)所述第一个第一回波时间与所述第二个第一回波时间不同。所述处理器被配置用来：至少接收所述第一次NMR测量的所述第一回波并且至少接收所述第二次NMR测量的所述第一回波；以及通过同时使用所述至少两个测量的第一回波来估计所述地下材料的所述性质。附图简述以下描述不应以任何方式看作限制性的。参照附图，相同元件编号相同：图1示出了设置在穿透地表的井孔中的井下核磁共振(NMR)工具的实施方案的横截面视图；图2示出了在T1＝T2的情况下回波间时间为0.4ms的CPMG波列的指数拟合的方面；图3示出了在T1＝T2的情况下回波间时间为0.5ms的CPMG波列的指数拟合的方面；图4示出了在T1＝T2的情况下关于双第一回波方法的指数拟合的方面；图5示出了在T1>T2的情况下回波间时间为0.4ms的CPMG波列的指数拟合的方面；图6示出了在T1>T2的情况下回波间时间为0.5ms的CPMG波列的指数拟合的方面；图7示出了在T1>T2的情况下关于双第一回波方法的指数拟合的方面：以及图8是用于估计地下材料的性质的方法的流程图。具体实施方式本文中参照附图借助例证并且不受限制地呈现了公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。公开了方法和系统，减少或消除由二阶受激回波效应引起的NMR信号失真的新的核磁共振(NMR)测井方法。二阶受激回波效应是由静态磁场B0的不均匀性引起的，并且所有NMR测井工具(LWD和电缆两者)都可能发生这种效应。所述方法包括通过使用具有非常短的等待时间(例如，小于100毫秒(ms)并且具有不同的第一回波时间(例如，0.4ms和0.5ms)的至少两次NMR测量来采集NMR回波，以及同时处理第一回波以获得感兴趣性质(例如，孔隙度T2)。为了方便起见，本文中公开的方法可以称作“双第一回波方法”。然而，所述方法不限于两次NMR测量并且回波的额外采集和处理是本公开的一部分。如本文中所公开，所述方法的一个实现方式包括：(1)通过具有非常短的等待时间(例如，小于100ms)和给定第一回波时间(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计地下材料的性质的方法(80)，所述方法(80)的特征在于：经由穿透所述地下材料的井孔(2)来运送载体(5)；使用设置在所述载体(5)上的磁共振(NMR)工具(10)在所述地下材料中的感兴趣体积(9)中执行至少两次NMR测量，其中(i)第一次NMR测量具有第一等待时间和第一个第一回波时间且第二次NMR测量具有第二等待时间和第二个第一回波时间，(ii)所述第一等待时间和所述第二等待时间小于或等于500毫秒，并且(iii)所述第一个第一回波时间与所述第二个第一回波时间不同；由处理器至少接收所述第一次NMR测量的所述第一回波并且至少接收所述第二次NMR测量的所述第一回波；以及由所述处理器通过同时使用所述至少两个测量的第一回波来估计所述地下材料的所述性质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 US 14/9799981.一种用于估计地下材料的性质的方法(80)，所述方法(80)的特征在于：经由穿透所述地下材料的井孔(2)来运送载体(5)；使用设置在所述载体(5)上的磁共振(NMR)工具(10)在所述地下材料中的感兴趣体积(9)中执行至少两次NMR测量，其中(i)第一次NMR测量具有第一等待时间和第一个第一回波时间且第二次NMR测量具有第二等待时间和第二个第一回波时间，(ii)所述第一等待时间和所述第二等待时间小于或等于500毫秒，并且(iii)所述第一个第一回波时间与所述第二个第一回波时间不同；由处理器至少接收所述第一次NMR测量的所述第一回波并且至少接收所述第二次NMR测量的所述第一回波；以及由所述处理器通过同时使用所述至少两个测量的第一回波来估计所述地下材料的所述性质。2.根据权利要求1所述的方法(80)，其中所述地下材料的所述性质是孔隙度。3.根据权利要求1所述的方法(80)，其中所述地下材料的所述性质是T2值。4.根据权利要求3所述的方法(80)，其中所述估计的T2值小于3毫秒。5.根据权利要求1所述的方法(80)，其中估计包括表示所述性质的方程组的反演、指数拟合以及精确解中的至少一者。6.根据权利要求1所述的方法(80)，其中所述第一等待时间与所述第二等待时间之间的差小于200毫秒。7.根据权利要求1所述的方法(80)，其中所述第一等待时间与所述第二等待时间之间的差小于20毫秒。8.根据权利要求1所述的方法(80)，所述方法进一步包括使用所述估计的性质来执行动作，其中所述动作是钻探和/或转向决定、测量程序决定、更新流体模型、储层估计、生产规划决定以及完井决定中的一者。9.根据权利要求1所述的方法(80)，所述方法进一步包括利用相关联的设备使用所述估计的性质来执行动作。10.根据权利要求9所述的方法(80)，其中所述动作包括使用所述估计的性质来调整井孔(2)的钻探轨迹以及根据所述调整后的钻探轨迹来钻探所述井孔(2)。11.根据权利要求9所述的方法(80)，其中所述动作包括：使用所述估计的性质来确定所述井孔(2)中的流体取样点；在所述确定的流体取样点处提取流体样本；以及测试和/或储...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·科曼，
申请(专利权)人：通用电气GE贝克休斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US