一种采用核磁共振测井仪器估算被一种或多种烃类相占据的地层孔隙容积的方法，该方法包括这些步骤： 获得地层的第一个脉冲核磁共振测井记录，该第一个核磁共振测井记录利用的脉冲序列包括一个初始的９０°射频脉冲，接着是在初始９０°脉冲之后一个时间周期ｔ↓［ｃｐ１］时开始的一系列１８０°射频脉冲，并且这一系列１８０°脉冲包含了各自间隔了时间２ｔ↓［ｃｐ１］的射频脉冲，其中时间ｔ↓［ｃｐ１］是这样一个时间，它导致被测的一种或多种烃类相的横弛豫时间处于利用核磁共振测井仪器能检测出的被测的横弛豫时间范围内； 获得地层的第二个脉冲核磁共振测井记录，该第二个核磁共振测井记录利用的脉冲序列包括一个初始的９０°射频脉冲，接着是在初始脉冲之后一个时间周期ｔ↓［ｃｐ２］时开始的一系列１８０°射频脉冲，并且这一系列１８０°脉冲包含了各自间隔了时间２ｔ↓［ｃｐ２］的射频脉冲，其中时间ｔ↓［ｃｐ２］是这样一个时间，它与ｔ↓［ｃｐ１］相差足够的时间以区分归因于地层内的一种或多种烃类相的横弛豫时间的合成峰；以及 从第一和第二个核磁共振测井记录确定被一种或多种烃类相占据的地层孔隙容积。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用来估算地层烃类含量的地层核磁共振测井。在烃类储层的开采中，应用适宜的测井曲线图以确定可回收的烃类的量。已经开发了用于储层性质，如孔隙度以及孔隙空间的水和烃饱和度的测量的测井仪器如密度、中子、以及电阻率测井。这些仪器被广泛应用于石油工业。然而，为使用这些仪器精确确定孔隙度，必须知道岩石的岩性。很多其他的岩石与流体特性，例如含盐度、胶结指数、饱和度指数，以及泥质含量，必须从象电阻率测井记录这样的原始资料得知以确定烃饱和度。另外，还没有用于在一个连续测井，即不对流体取样，中估算孔隙的大小或渗透性的方法。核磁共振(NMR)测井仪器能确定一个储层内孔隙容积中的液体量，而应用这些仪器的方法在例如美国专利第5,309,098号、第5,291,137号、第5,280,243号、第5,212,447号、第4,717,878号、第4,717,877号、第4,717,876号以及第4,710,713号中有描述。特别是美国专利第5,291,137号公开了一种Carr-Purcell-Meiboom-gill(CPMG)脉冲序列和回声响应以及一种方法用于获得自由流体孔隙度、总核磁共振孔隙度、受约束的流体孔隙度、自旋-自旋或横驰豫时间(T2)(它与砂岩内孔的大小的分布有关)，以及连续渗透性测井记录。 CPMG脉冲序列间的恢复时间一般在0.5～1.5秒之间。由于在典型储层条件下甲烷的自旋晶格或纵驰豫时间T1大于三秒，所以在这一方法中测得的总核磁共振孔隙度不会包括被烃气占据的体积。最近，介绍了一种新的测井仪器，MRIL(宾西法尼亚州MALVERN的IM NUMAR公司)，用于按岩性学的独立方式确定充液孔隙度，即仪器响应不需要对确定孔隙度进行岩性学的修正。MRIL应用孔隙空间内的流动质子的脉冲核磁共振。然而，根据这种仪器的制造者，这种仪器不能测量孔隙空间的烃气的含量。不能探测气体已成为一个主要的缺点，因为在许多储层中主要的或者是唯一的烃类就是天然气。这些储层中的孔隙流体仅仅包括盐水和天然气。不能测量气体意味着核磁共振测井仪器不会测量充气孔隙度并且为测量孔隙度必须依靠与其它测井仪器的比较，如密度及中子测井。因此本专利技术的一个目的就是提供一种方法应用核磁共振(NMR)来确定地层内烃类的含量，其中除了孔隙压力和温度之外的地层特性均不必知道。本专利技术的另一个目的是提供一种不受地层粘土含量影响的确定烃类含量的方法。本专利技术的进一步的目的是提供这样一种方法，其中这一方法不易由于核磁共振测井记录中的噪声而出错。这些以及其它目的是通过利用核磁共振测井仪器来估算一种或多种烃类相占据的地层孔隙容积的方法实现的，该方法包括这些步骤获得地层的第一个脉冲核磁共振测井记录，第一个核磁共振测井记录利用的脉冲序列包括一个初始的90°射频脉冲，接着是在初始90°脉冲之后的一个时间周期tcp1时开始的一系列180°射频脉冲，并且该180°脉冲系列包含各自间隔了时间2tcp1的射频脉冲，其中时间tcp1是这样一个时间，它导致被测的一种或多种烃类相的横弛豫时间是在利用核磁共振测井仪器能检测出的被测横弛豫时间范围内；获得地层的第二个脉冲核磁共振测井记录，第二个核磁共振测井记录利用的脉冲序列包括一个初始的90°射频脉冲，接着是在初始脉冲之后的一个时间周期tcp2时开始的一系列180°射频脉冲，并且该180°脉冲系列包含各自间隔了时间2tcp2的射频脉冲，其中时间tcp2是这样一个时间，它与tcp1相差足够的时间以区分可归因于地层内的一种或多种烃类相的横弛豫时间的合成峰的一个时间；以及从第一和第二个核磁共振测井记录确定被一种或多种烃类相占据的地层孔隙容积。在一个优选实施例中，上述烃类相形成了烃气，tcp1是导致被测烃气的横弛豫时间在利用核磁共振测井仪器能检测出的被测横弛豫时间范围内的一个时间，tcp2是与tcp1相差了足够的时间以区分可归因于地层内的烃气的横向弛豫时间的合成峰的一个时间，并且其中被烃气占据的孔隙容积由上述测井确定。最好tcp1是这样一个时间，它小于导致类体的被测横弛豫时间大于大约4×10-3s的时间，而tcp2是这样一个时间，它大于导致烃气的被测横弛豫时间小于大约2×10-3s的时间。通过调整核磁共振脉冲序列(CMPG序列)的回波间时间(2tcp)，明显改变烃类的横弛豫时间T2，这是由于T2对气体扩散松弛的强烈依靠。液态水，不论是受约束的还是自由的，受到作为一种松弛方法的扩散的影响小得多，并且因此对CPMG序列有核磁共振响应，它没有明显受改变CPMG脉冲序列的回波间时间的影响。小于大约2ms的T2不能被目前的商用核磁共振测井仪器检测出来。因此采用一个使T2小于2ms的足够长的回波间时间的测井不会显示出任何归因于烃气的峰。因此采用长的回波间时间的这样一个测井的核磁共振检测出来的孔隙度与采用使T2能够被检测出来的足够短的回波间时间的另一个测井的核磁共振检测出来的孔隙度间的差别会与充气孔隙度直接相关。同样，可以采用较长的tcp，较长的tcp既导致液态烃类相和气态烃类相都是不能推断的，从而导致只有充水的孔隙可以检测到。因此，不论是液态烃，还是烃类气体，或是两者都能通过两种核磁共振测井之间的差异来被确定，这两个核磁共振测井采用不同的tcp来操作。目前的商用核磁共振测井仪器也有一个大约为1ms的回波间时间的下限。采用大约为这一下限的回波间时间导致大约为40ms(在磁场梯度为17gauss/cm时)的烃气峰。采用较短的回波间时间可以进一步将气体峰与归因于液体的峰分开，而如果一种测井仪器具有这一能力将会是有益的。本专利技术的这一方法可以被用来甚至以大于1ms的回波间时间确定地层的气体含量，因为尽管烃气峰可能与受约束的液体产生的峰重叠，两种测井的峰之间的差别仍会表示出地层中存在的烃气的含量。下文中本专利技术将被更详细地参照附图以举例方式描述，其中附图说明图1是不同温度下甲烷的T1作为压力的函数的曲线图。图2表示出一种用于测量横弛豫时间T2的典型CPMG回波序列(带有90°脉冲的相变)。图3是不同温度下天然气的含氢指数作为压力的函数的曲线图。图4是回波间时间为1.2×10-3秒和4.8×10-3秒的含气地层的T2衰减曲线。图5是从图4的T2衰减曲线转化得到的T2的频谱曲线图。本专利技术的核磁共振测井是由那种通过控制回波间时间以改变烃气对脉冲序列的响应用于石油工业的测井改造而来的。利用了一种如在美国专利第5,291,137号中所公开的那样，带有90°射频脉冲的相变的CPMG回波序列，以及如宾西法尼亚州MALVERN的NUMAR公司提供的MRILC这样的核磁共振测井仪器。这种核磁共振测井仪器最好是利用了磁场梯度的一种仪器。MRIL C仪器的梯度大约为17gauss/cm。这个梯度可以是脉冲的或是不变的梯度。这种梯度一般由测井仪器内部的磁铁导致，但是可能会利用内部岩石梯度。这种MRIL仪器能够探测到距钻井井壁4或5英寸处地层的一部分的特性。因此在本专利技术的实践中象MRIL C这样的仪器是优选的。这是因为在距离钻井井壁小于2或3英寸以内的岩石可能被钻井液所污染并且总的来说根本不代表该处的地层。使用MRIL-C仪器可以在同一通路获得这两个测井记录。MRIL-C仪器有两个位置稍微本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：里德万·阿库特，皮埃尔·那扎雷斯·图顿金，哈罗德·加·威尼噶，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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