一种同时测量岩心分层含水率和孔径分布的方法技术

本发明专利技术涉及石油勘探技术领域，具体涉及一种同时测量岩心含水率和孔径分布的方法。本发明专利技术公开了一种检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，通过在射频脉冲之间施加频率编码梯度，使得定标岩石样品中不同层的水的共振频率不同，从而实现了对待测岩心进行了分层检测，利用脉冲序列的施加测试得到含水率均匀的定标岩石样品信号曲线，建立了定标各层含水量的计算模型；利用此计算模型，得到饱水待测岩心不同层位上的含水率，并得到待测岩心的孔径分布；相比常规的测试方法，该方法测试流程简单，测试时间短，可实现样品无损测试；可以同时实现岩心任意层数的含水率和孔径分布测试，对于是有勘探的研究分析具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种同时测量岩心分层含水率和孔径分布的方法
本专利技术涉及石油勘探中的油气藏储层测井评价
，具体涉及一种同时测量岩心分层含水率和孔径分布的方法。
技术介绍
在油气勘探开发过程中，岩心含水率和孔径分布是评价油田经济开发的一项重要指标。在油田的二次采油过程中，通过向生产井，即油井注入水提高油井的采收率。但是如图1所示，注入水把地层中的原油向生产井推进的过程并不是活塞式推进，而是成一定角度的指进，而且在地层中的不同位置，含水率会有差异。因此如何准确测量岩心含水率和孔径分布，对油气田高效开发具有重要的意义。常规岩心含水率的测定方法主要有蒸馏抽提法、色谱法、微波法、乙醇密闭加热萃取-色谱法测定、真空干馏法和烘干法；常规岩心孔径分布测定方法主要采用压汞法。蒸馏抽提法中的甲苯、压汞法中的汞对环境造成污染；常规含水率方法仅测试整体岩心含水率，不能测试岩心不同位置的含水率，不利于研究分析。并且岩心含水率、孔径分布测试方法测试时间都较长，成本高，并不适用此类岩心的常规物性参数测试。现有中国专利文献CN105401937公开了一种基于孔系结构的饱和度指数预测方法，包括选取目的层有代表性的岩心样品，用一定浓度的盐溶液进行饱和，测量饱和状态岩心的核磁共振T2谱，以及不同离心状态下岩心的核磁共振T2谱，通过计算不同离心状态下岩心核磁共振T2谱几何均值及岩心含水饱和度，获取岩心空隙结构指数和岩心饱和度指数，以确定目的层指数。但是该方法流程复杂，测试时间长，也不能同时实现岩心任意层数的含水率和孔径分布测试。专利
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是现有技术不能同时实现岩心任意层数的含水率和孔径分布测试。本专利技术提供了一种利用核磁共振技术同时测量饱水岩心中的分层含水率和孔径分布方法，对岩心每一个位置的含水率和孔径分布进行定量表征，可以测试岩心多层的含水率和孔径分布。测试方法操作简单、测试速度快，能实现岩心各个位置含水率、孔径分布的无损测试。本专利技术公开了一种检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，依次包括以下操作：在射频脉冲施加通道上施加脉宽为P1的90°射频脉冲；在梯度脉冲施加通道上施加幅度为Ga0的频率编码补偿梯度；在射频脉冲施加通道上施加N个脉宽为P2的180°射频脉冲；且在每两个180°射频脉冲之间，在梯度脉冲施加通道上施加幅度为Ga1的频率编码梯度。可选的，所述射频脉冲的频率为50kHz-5000kHz，所述Ga0取值范围为0-0.05T/m，所述Ga1取值范围为0-0.05T/m，所述N的取值范围为1000-12000。可选的，所述90°射频脉冲波峰的对应时间和第一个所述180°射频脉冲波峰的对应时间间隔为TE/2，每两个所述180°射频脉冲的波峰时间间隔为TE。可选的，所述TE为0.2ms-1ms。可选的，所述P1的取值范围为8us-12us，所述P2的取值范围为18us-22us。本专利技术还公开了一种岩心含水率和孔径分布的测量方法，包括以下步骤，S1选择含水量均匀的岩心定标样品，并得到待测岩心饱水时的含水量；S2采用权利要求1-5任一项所述的脉冲序列施加方法施加于所述定标样品岩石，停止时间Tw，为一个循环，进行n次循环，并采集回波峰信号；将所述定标样品岩石每一层不同时间的回波峰连接起来，得到相应层的横向弛豫时间T2衰减谱；根据定标样品岩石不同层的横向弛豫时间T2衰减谱，得到不同层的孔径，即待测岩石的孔径分布，利用的公式如下：其中，T2为核每层的横向弛豫时间，Fs是孔隙形状因子，当孔隙为球形孔隙，Fs＝3；当孔隙为柱状孔隙，Fs＝2；rc为孔径；S3根据定标样品岩石每一层的含水量对应的核磁信号量，建立岩心分层含水量计算模型；S4对待测岩心施加与所述样品上所施加的相同的脉冲序列，进行m次循环，得到待测岩石的每一层的含水量对应的核磁信号量，根据所述岩心分层含水量计算模型，得到待测岩石每层的含水量和孔径。可选的，所述n和所述m均为2的幂次方，范围区间为2-1024。可选的，所述Tw的取值范围为1000ms-10000ms。可选的，在步骤S1中，将待测岩心烘干称重，记录干岩心的重量M0；将干岩心抽真空，再加入地层水并抽真空直至岩心完全饱和水称重得到重量M1，得到待测岩心饱水时的总含水量M1-M0。可选的，所述岩心分层含水量计算模型为岩心每层核磁信号量与岩心每层含水量之间的线性关系，如下公式所示：y＝ax+b其中，x代表每层的含水量；y代表每层含水量对应的核磁信号量；a为斜率，b为截距。本专利技术还公开了一种所述检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，或所述岩心含水率和孔径分布的测量方法，在石油勘探领域的应用。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术公开了一种检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，通过在射频脉冲之间施加频率编码梯度，沿着磁场方向施加梯度场，使得定标岩石样品中不同位置的水的共振频率不同，从而实现了对待测岩心进行了分层检测，不仅能得到每一层的岩心含水量，还能得到不同分层的岩心孔径，即得到待测岩心的孔径分布，能够实现同时检测岩心的含水量分布和孔径分布，而且该脉冲序列实施方法简单，实用性好。2.本专利技术公开了一种岩心含水率和孔径分布的测量方法，利用脉冲序列施加方法得到含水率均匀的定标样品岩石的信号曲线，建立了定标样品各层含水量的计算模型；由于岩石内部核磁共振只测量水中的氢的信号，不含氢的物质没有信号；因此，每层信号量与含水量成线性关系，利用此计算模型，得到饱水待测岩心不同层位上的含水率，并同时测量各层的孔径，得到待测岩心的孔径分布；相比常规的测试方法，该方法测试流程简单，测试时间短，可实现样品无损测试；可以同时实现岩心任意层数的含水率和孔径分布测试，对于是有勘探的研究分析具有重大意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术
技术介绍
中所述油井注水示意图；图2为本专利技术实施例中使用的GR-CPMG脉冲序列的序列图；图3为本专利技术的GR-CPMG回波信号采集曲线图；图4为本专利技术的定标样品岩石GR-CPMG采集曲线；图5为本专利技术的定标样品岩石部分层位的线性关系拟合曲线；图6为本专利技术实施例饱水待测岩心GR-CPMG采集曲线；图7待测岩心的孔径分布。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，其特征在于,依次包括以下操作：/n在射频脉冲施加通道上施加脉宽为P1的90°射频脉冲；/n在梯度脉冲施加通道上施加幅度为G

【技术特征摘要】
1.一种检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，其特征在于,依次包括以下操作：
在射频脉冲施加通道上施加脉宽为P1的90°射频脉冲；
在梯度脉冲施加通道上施加幅度为Ga0的频率编码补偿梯度；
在射频脉冲施加通道上施加N个脉宽为P2的180°射频脉冲；且在每两个180°射频脉冲之间，在梯度脉冲施加通道上施加幅度为Ga1的频率编码梯度。


2.根据权利要求1所述的检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，其特征在于，所述射频脉冲的频率为50kHz-5000kHz，所述Ga0取值范围为0-0.05T/m，所述Ga1取值范围为0-0.05T/m，所述N的取值范围为1000-12000。


3.根据权利要求1或2所述的检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，其特征在于，所述90°射频脉冲波峰的对应时间和第一个所述180°射频脉冲波峰的对应时间间隔为TE/2，每两个所述180°射频脉冲的波峰时间间隔为TE。


4.根据权利要求3所述的检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，其特征在于，所述TE为0.2ms-1ms。


5.根据权利要求1-4任一项所述的检测岩心含水率和孔径分布的脉冲序列施加方法，其特征在于，所述P1的取值范围为8us-12us，所述P2的取值范围为18us-22us。


6.一种岩心含水率和孔径分布的测量方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1选择含水量均匀的岩心定标样品，并得到待测岩心饱水时的含水量；
S2采用权利要求1-5任一项所述的脉冲序列施加方法施加于所述定标样品岩石，停止时间Tw，为一个循环，进行n次循环，并采集回波峰信号；将所述定标样品岩石每一层不同时间的回波峰连接起来，得到相应层的横向弛豫时间T2衰减谱；根据定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培强，
申请(专利权)人：苏州纽迈分析仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32