基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法技术

本发明专利技术属于非常规油气勘探开发领域，涉及基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法。该表征方法具体步骤包括：1)样品的预处理(洗油和烘干)；2)开展核磁共振实验，分别检测干样状态、饱和油状态以及束缚油状态核磁T2谱；3)开展低温氮气吸附实验，并选择合适的孔径分布计算模型(如DFT模型)；4)建立T2与孔径之间转换系数C的计算公式；5)建立致密储层全尺寸孔隙分布并进行验证。本发明专利技术提供了一种系统的、有严格科学依据的、可操作的致密储层全尺寸孔隙表征方法，依据该方法，可获得致密储层全孔径分布，为致密储层品质及渗流特征评价提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法
本专利技术属于非常规油气储层定量描述范畴，涉及致密储层全尺寸孔隙的定量表征，具体涉及一种基于核磁共振和低温氮气吸附实验的致密储层全尺寸孔隙表征方法。
技术介绍
作为非常规油气领域最为现实的油气资源—致密油气，目前已成为各大油田增储上产的重要保障。由于致密储层孔喉结构复杂、微观非均质性强，使得油气在致密储层微观孔隙结构特征以及流体的可动性目前还没有清晰的认识。要想解决这一难题，关键在于能够精确定量表征致密储层全尺寸孔隙结构特征。虽然目前业已形成诸多方法对致密储层的微观结构进行表征，主要体现在两个方面：(1)图像法，如氩离子抛光-高分辨率扫描电镜、FIB-扫描电镜等；尽管目前成像技术的精度能够满足不同尺度孔隙识别的需求，但受仪器分辨率与样品尺寸的相互制约，任何图像技术均不能同时分辨出所有尺度的孔隙。(2)流体法，如高压压汞(HPMI)、恒速压汞(RCP)、低温氮吸附(LTNA)等；高压压汞获得的是喉道大小及其控制孔隙的体积，同时其只能通过增加注入压力来表征较小孔隙，然而，注入压力过高会导致基质压缩、颗粒破碎以及封闭孔隙的开放；恒速压汞虽然能够极好的区分孔隙和喉道，能够分别表征二者的尺寸分布特征，但由于恒速压汞最大进汞压力较小，对于致密储层来说，其通常进汞饱和度很低(<50％)，难以揭示致密储层全部孔喉信息；低温氮气吸附试验能够综合表征孔隙和喉道大小，但仅能揭示200nm以下的孔喉系统，表征也不够全面；核磁共振技术(NMR)作为一种无损且快捷的技术，目前广泛应用非常规储层岩石物理特性和流体赋存特征的表征，是目前最有望实现致密储层全尺寸孔隙表征的技术，但核磁获得的直接结果是横向弛豫时间(T2)，需要将T2转换为孔径，即确定T2与孔径之间的转换系数(标定系数)C。目前，国内外学者在这方面开展了大量研究，并提出了多种确定C值的方法，例如，经验法，T2截止值法和相似性法等。经验法获取的C值仅适用于特定地区，且对于同一地区，含铁矿物含量差异大的岩石C值也会有较大差异。T2截止值法只适用于孔隙连通性好的储层，对于大孔喉比的低渗/致密储层适用性差。相似性法是目前低渗/致密储层确定C值最常用的方法，通过与其它实验(HPMI、恒速压汞和图像法)获取的孔径分布进行对比确定C值。许多学者借助HPMI来确定转换系数的方法，例如公言杰及其同事的工作(石油实验地质,2016,38(3):389-394)，房涛等人的工作(波谱学杂志,2017,34(2):206-213)。如前所述，HPMI获得的是喉道大小及其控制孔隙的体积，直接对比将导致大尺寸孔隙的缺失。Xiaoetal(MarineandPetroleumGeology,2017,83:111-123)提出联合恒速压汞和核磁表征全孔径分布的方法，致密储层的恒速压汞进汞饱和度常低于50％，显然是不适用的。也有学者提出利用图像法获得孔径分布来确定C值(Rafatianetal.,Petrophysics,2015,56(01):45-57.；Zhangetal.,Energy&Fuels,2017,31(9):9232-9239.)，然而，图像法获得的孔径分布存在代表性的问题。中国专利CN2018102604080公开了一种富有机质泥页岩含氢组分、孔隙度及孔径的评价方法，该专利是先利用低温氮气吸附实验和压汞实验计算的孔径分布拼接得到拟全孔径分布，然后依次假定C，计算拟全孔径分布与核磁全孔径分布的误差Q，根据误差Q的变化趋势，逐步缩小C的范围，最终得到误差最小的C值。但是这种评价方法不适用于致密砂岩或者致密砾岩储层，致密砂岩和致密砾岩储层储集空间类型多样，如残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔以及黏土矿物晶间孔，且孔隙尺寸跨度大，从纳米级至几百微米均有发育。而残余粒间孔和粒间溶孔等孔喉配置型孔隙的发育，导致压汞(其表征的是喉道大小及其控制的孔隙体积)不适用于表征此类储层的全孔径分布。而对于泥页岩储层，其储集空间主要为黏土矿物晶间孔和有机孔，此类孔隙没有孔喉之分，2014年，Sakhaee-Pour和Bryant(AAPGBulletin,2014,98(4):663-694)将此类孔隙定义为树形孔隙，因此，用压汞计算的孔喉分布代表孔径分布误差不大。
技术实现思路
本专利技术就是针对致密储层微观孔隙结构定量表征面临的问题，提供了一种基于定量表征致密储层全尺寸孔隙分布的方法，通过开展核磁-离心实验以及低温氮气吸附实验，来准确确定致密储层全尺寸孔隙分布，为评价致密储层品质及渗流特征提供帮助。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法，基于致密储层的岩石样品的核磁共振信号，利用饱和油状态岩石样品的T2谱和束缚油状态岩石样品的T2谱差异，结合低温氮气吸附实验获得的孔径分布，定量表征致密储层全尺寸孔隙的孔径分布。具体的，所述基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法具体包括：(1)对致密储层的岩石样品进行洗油处理，获得岩石样品干样，并把干样分成两份，将一份干样进行加压饱和正十二烷，进行核磁共振实验，获得核磁共振T2谱；对饱和状态样品进行离心处理获得束缚油状态样品，获得核磁共振T2谱；以干样核磁共振T2谱为基底，反演分别获取饱和油和束缚油状态样品的T2谱分布；(2)对步骤(1)中的未处理干样进行低温氮气吸附实验，采用DFT模型获得干样的孔径分布；(3)利用去基底反演得到的束缚油的T2谱，利用正十二烷的核磁共振信号强度与体积的关系，评价岩石样品中束缚油的体积，结合步骤(2)获得的孔径分布，获得T2与孔径之间的转换系数C，建立基于核磁共振和低温氮气吸附实验的全尺寸孔隙定量表征方法。其中，所述步骤(1)中对岩石样品的洗油处理包括：利用丙酮和二氯甲烷对岩石样品进行洗油处理，烘干温度为110℃，恒温6h干燥，并在干燥器中室温保存；对干样进行加压饱和油处理包括：对干样先进行抽真空，真空度为-0.1MPa，加压饱和正十二烷处理48h；对饱和状态样品离心处理包括：对饱和状态样品进行离心，离心转速10000r/min，每次离心4h，至少离心4次。进一步地，所述步骤(1)中岩石样品中饱和油体积与束缚油体积定量表征：(1)利用正十二烷的体积与核磁共振T2谱面积，建立样品中油的核磁共振信号强度与体积的标线方程：Vo＝2.687×10-4×Ao式Ⅰ式Ⅰ中，Vo是油的体积，ml；Ao是油的核磁共振T2谱面积，a.u.；(2)利用饱和油和束缚油状态样品的T2谱面积，结合标线方程，获得岩石样品中饱和油体积与束缚油体积。具体的，核磁测量参数设定如下：TE：0.1ms，Tw：9000ms，NECH：8000，NS：16，信噪比大于68。其中，所述步骤(2)中对步骤(1)中的未处理干样进行打碎，将打碎后的样品装入样品管，烘干温度为110℃，恒温6h干燥。其中，所述步骤(3)中通过DFT孔径分布标定核磁T2谱，并建立了T2与孔隙半径之间转换系数C的计算公式：ΦLTNA＝VLTNA*ρ*100式ⅢΦir＝Vir/V＝2.687×10-4×Air/V式ⅣRLTNA＝ΦLTNA/Φir式ⅤC＝rgm/T2,gm(RLTNA)式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法，其特征在于，基于致密储层的岩石样品的核磁共振信号，利用饱和油状态岩石样品的T2谱和束缚油状态岩石样品的T2谱差异，结合低温氮气吸附实验获得的孔径分布，定量表征致密储层全尺寸孔隙的孔径分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法，其特征在于，基于致密储层的岩石样品的核磁共振信号，利用饱和油状态岩石样品的T2谱和束缚油状态岩石样品的T2谱差异，结合低温氮气吸附实验获得的孔径分布，定量表征致密储层全尺寸孔隙的孔径分布。2.根据权利要求1所述的定量表征方法，其特征在于，所述基于NMR和LTNA的致密储层全尺寸孔隙定量表征方法具体包括：(1)对致密储层的岩石样品进行洗油处理，获得岩石样品干样，并把干样分成两份，将一份干样进行加压饱和正十二烷，进行核磁共振实验，获得核磁共振T2谱；对饱和状态样品进行离心处理获得束缚油状态样品，获得核磁共振T2谱；以干样核磁共振T2谱为基底，反演分别获取饱和油和束缚油状态样品的T2谱分布；(2)对步骤(1)中的未处理干样进行低温氮气吸附实验，采用DFT模型获得干样的孔径分布；(3)利用去基底反演得到的束缚油的T2谱，利用正十二烷的核磁共振信号强度与体积的关系，评价岩石样品中束缚油的体积，结合步骤(2)获得的孔径分布，获得T2与孔径之间的转换系数C，建立基于核磁共振和低温氮气吸附实验的全尺寸孔隙定量表征方法。3.根据权利要求2所述的定量表征方法，其特征在于，所述步骤(1)中对岩石样品的洗油处理包括：利用丙酮和二氯甲烷对岩石样品进行洗油处理，烘干温度为110℃，恒温6h干燥，并在干燥器中室温保存；对干样进行加压饱和油处理包括：对干样先进行抽真空，真空度为-0.1MPa，加压饱和正十二烷处理48h；对饱和状态样品离心处理包括：对饱和状态样品进行离心，离心转速10000r/min，每次离心4h，至少离心4次。4.根据权利要求1所述的定量表征方法，其特征在于，所述步骤(1)中岩石样品中饱和油体积与束缚油体积定量表征：(1)利用正十二烷的体积与核磁共振T2谱面积，建立样品中油的核磁共振信号强度与体积的标线方程：Vo＝2.687×10-4×Ao式Ⅰ式Ⅰ中，Vo是油的体积，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田伟超，卢双舫，黄文彪，肖佃师，徐健鹏，詹卓琛，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37