科学研究

高飞明:利用核磁共振测井识别油基泥浆井非均质砂砾岩储层流体性质【SPE Journal,2024】
2024-05-13 阅读:14

基于核磁共振测井的差谱和移谱技术已被广泛应用于水基泥浆钻进的储层流体性质判别中。然而,对于采用油基泥浆钻进的储层而言,受油基泥浆滤液侵入的影响,实际测量的核磁共振测井T2谱的形态发生了明显变化,导致利用油基泥浆侵入状态下建立的基于核磁共振测井的流体识别方法失去作用。

针对上述油基泥浆钻进砂砾岩储层流体性质判别难题,我校地球物理与信息技术学院高飞明博士在肖亮教授的指导下,以准噶尔盆地西北缘沙湾凹陷二叠系非均质砂砾岩为目标,选取代表性岩心分别开展了模拟饱含水、油基泥浆驱水、饱含油以及油基泥浆驱油共4种状态的核磁共振实验。厘清了油基泥浆侵入油、水层时的核磁共振响应机理。在此基础上,提取反映了储层流体性质的敏感性参数,以建立高精度的流体性质判别标准。取得如下创新性研究成果:

1厘清了油基泥浆驱替不同类型岩石的核磁共振响应机理。模拟结果显示,当油基泥浆侵入水层时,核磁共振T2谱呈现单峰或双峰分布,且可动峰反映了油基泥浆滤液的体积弛豫性质;而当油基泥浆侵入油层时,核磁共振T2谱可能呈现三峰分布。第一个峰反映小孔隙束缚水的表面弛豫性质,第二个峰反映油基泥浆滤液的体积弛豫性质而第三个峰则反映残余油的体积弛豫性质。

2)提取了油基泥浆侵入状态下对孔隙流体指示敏感的参数。利用两个T2截止值将核磁共振T2谱划分为小孔隙、中孔隙和大孔隙三个部分。对油基泥浆侵入状态下指示孔隙流体性质较敏感的参数是三种孔隙占整个岩石孔隙空间的比重。对于含油层而言,大孔隙占整个岩石孔隙空间的比重最大,而小孔隙占整个岩石孔隙空间的比重最小,反之亦然。

3)建立了利用核磁共振测井判别油基泥浆钻进砂砾岩储层流体性质的标准。结合小孔隙、中孔隙和大孔隙占整个岩石孔隙空间的比重rs1rs2rs3以及核磁共振T2几何均值T2lm,建立了油基泥浆钻进砂砾岩储层流体性质判别因子:结合钻杆地层测试资料,建立了目标砂砾岩储层的流体性质判别标准。

本研究不仅提高了砂砾岩储层流体性质的判别标准,为开发选层和储量估算提供了依据。同时也极大地提高了核磁共振测井技术在油基泥浆钻进地层的应用水平。



图1 岩心模拟油基泥浆驱水和驱油状态下核磁共振T2谱形态对比



图2准噶尔盆地某油基泥浆钻进砂砾岩储层利用核磁共振测井判别流体性质实例

 

本研究得到国家自然科学基金(42374158)项目的资助,相关成果发表于石油工程领域国际权威期刊《SPE Journal》上:Feiming Gao(第一作者),Liang Xiao*(通讯作者). A Method to Identify Pore Fluids in Heterogeneous Conglomerate Reservoirs Using a Nuclear Magnetic Resonance Log with Oil-Based Mud Invasion. SPE Journal, 2024, SPE-219764-PA. [IF2022=3.6]

 全文链接:https://doi.org/10.2118/219764-PA