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1、波谱学杂志第23卷第2期Vol.23No.22006年6月ChineseJournalofMagneticResonanceJun.2006文章编号:1000-4556(2006)02-0271-12多孔介质渗透率的NMR测定*彭石林,叶朝辉,刘买利(波谱与原子分子物理国家重点实验室(中国科学院武汉物理与数学研究所),湖北武汉430071)摘要:介绍了利用NMRT2弛豫数据求取岩心物性参数渗透率的方法.国外学者在分析了大量数据的基础上,建立了3种由T2弛豫数据计算渗透率的模型,分别简称为SDR,Coates-cutoff和Coates
2、-sbvi.其中SDR模型不受束缚水计算方法的影响,但对岩心孔隙中流体的性质很灵敏,比较适合于水基泥浆地层.Coates-cutoff和Coates-sbvi模型对束缚水的计算精度很敏感,可动和不可动流体孔隙体积的测定对渗透率的计算结果影响也很大.此外,这三种模型对于低渗透率岩石的计算误差都较大.通过对不同类型岩心的T2弛豫特性和用常规方法测得的渗透率进行系统分析,在SDR模型的基础上所建立的渗透率测定方法(SDR-REV)有三个可调整参数,计算渗透率适用范围更大,计算的结果与常规实验值更接近.把SDR-REV方法用于砂岩、砾岩、凝灰岩和火成岩四
3、类岩心样品渗透率的测定,说明SDR-REV方法具有更普遍的适用性.特别是对于中国普遍存在的低渗透岩心,测定结果更为准确.关键词:核磁共振(NMR);T2弛豫;测井;岩心;孔隙度;渗透率;模型拟合+中图分类号:TE135.1文献标识码:A核磁共振测井(NMR-logging)是一种新的多参数石油勘探技术.它通过对岩心孔隙中流体的弛豫特性测量,并结合实验模型,从中推算出地下油层的深度、厚度和流动性[1-14]能,以及油水比等等,因此,这种技术的应用越来越普遍.NMR测井的准确性在很大程度上取决于对岩心的渗透率和孔隙度等物理特性的了解程度.这就要求
4、在实际测井前对岩心的特性进行精确测定,并据此优化NMR测井参数,以节省测井时间,提高测[1-5]井曲线质量.在测井后,能够实现对岩心特性-NMR测井数据之间的准确标定,建收稿日期:2005-12-21;收修改稿日期:2006-01-12基金项目:中国石油天然气集团公司九五重点科技攻关项目(970302).作者简介:彭石林(1964-),男,湖南人,愽士研究生,主要从事NMR实验方法和应用研究.E-mail:pengsl@wipm.ac.cn.*通讯联系人:刘买利,电话:027-87197305,E-mail:ml.liu@wipm.ac.c
5、n.272波谱学杂志第23卷[8-12]立相应的测井解释模型和核磁数据-地层参数间的对应关系模型.岩心物理特性的测定已有很多常规方法可供使用,其中基于NMR的测定方法不仅具有快速简便的特点,而且能够与NMR测井更好地匹配,因此,在实际应用中更受青睐.岩心中流动态物质(原油、水等)质子的NMR横向弛豫(T2)时间与岩心的渗透率和孔隙度等密切相关.国外学者在分析了大量数据的基础上,建立了3种由T2弛豫参数计算渗透率的模型,[16-24]分别简称为SDR,Coates-cutoff和Coates-sbvi.其中SDR
6、方法不受束缚水特征的影响,但对岩心孔隙中流体的性质很灵敏,比较适合于水基泥浆地层.Coates-cutoff方法和Coates-sbvi方法对束缚水特征的计算精度很敏感,可动和不可动流体孔隙体积的测定方法对渗透率的计算结果影响也很大.此外,这3种方法对于低渗透率岩石的计算误差都较大.我们发现在SDR模型的基础上建立的渗透率计算方法SDR-REV,更适合于我国富有的低渗透率岩心.由于渗透率的NMR测定需要岩心的孔隙度指标,因此,文中对岩心孔隙度的测定和T2截止值的确定作了简要介绍.1实验部分1.1岩心样品准备(1)岩心样品的制备:将岩心样品加工
7、成直径2.5cm或3.8cm左右,长度为3~5cm的柱形样品,清洗柱形岩心中的残余油质和盐分,然后烘干.-3(2)盐水饱和岩心样品的制备:首先将岩心样品在绝对压力3.3210MPa条件下抽真空8h,然后在26MPa压力条件下于盐水(模拟地层水,并测定比重)中浸泡12h以上,使之完全饱和.(3)岩心的离心脱水处理:把完成有关测试的盐水饱和岩心放入高速离心机,在4500r/min转速下离心,使可动盐水完全脱离而仅保留束缚水,用于物理参数的测定.1.2岩心样品常规特性的测量用氦孔隙度仪和气体渗透率仪在室温25、湿度约56%的条件下,测定岩心样品[
8、25,26]氦孔隙度和空气渗透率.在1.1节的岩心样品处理各阶段中分别称取岩心的重量,包括干岩心重量、盐水饱和岩心的重量、饱和岩心在盐水
