多频核磁共振测井方法及问题研究

多频核磁共振测井方法及问题研究

闫栋栋

河北石油职业技术大学 河北省承德市 067060

摘要：不同公司生产的核磁共振井有着各不相同的处理方法，基于新一代测井软件的CIFLOG平台，需要找在掌握核磁检测井数据处理方法基础上对于四大类核磁检测仪器数据的处理进行整合基于软件的开发进行深入研究.在实现孔隙结构参数计算以及为毛管压力曲线计算的方法时实现截止执法时间域分析法扩散分析法设计了多种数据处理模型实现了对于核磁检测性能数据方法的改进。

关键词：核磁共振；测井数据处理；测井软件研发

引言

核磁共振井是上个世纪最突出的技术成果之一，可以利用他的氢核含量来产生很大的信号。并且由于测量的信号不受固体的影响，可以测量出诸多相关参数，如渗透率，孔隙度，束缚水饱和度等，从而克服了体积及模型为基础的方法缺陷。

一、核磁共振测井的实际应用

1、关于传统问题的应对方法

通过两种数值压缩模拟分析对比研究分析了目前截断奇异和差值数据分解的方法和窗口法两种主要数据压缩分析方法的长处和短处，截断奇异和差值数据分解的方法高压缩率但数据耗时长，而且窗口式方法压缩率低但数据耗时短。在充分结合两者之长后，提出了一种技术联合的方法对利用核磁共振进行数据压缩，首先用窗口法进行初步压缩尽量减少数据的重复和繁杂，然后采用截断奇异值分解法进行最终的数据压缩。其保留了截断奇异值分解法的高压缩率优势而且耗时少，通过对一维、二维和三维核磁共振数据的压缩验证了方法的有效性，特别是对多维核磁共振数据的压缩具有很大的优势。实时预处理则是对于仪器采集的信息进行系统地反映和预备设置，形成有效回波信号。对于数据的反演则是对反演所获取得到的有效回拨信号进行反演从而来获取地层空隙。其测量水平可以达到业内国外软件应用水平，可以用于进行更高测量程度的应用核磁共振测井数据处理和分析解释和对软件的研发和系统的技术推进以及核磁共振测井测量数据的大规模批量分析测算。该软件已经成功投产推广应用，处理煤矿井次流量达100余口，数量且在不断增加，在实践中不断测算该软件的实际准确度，获取更多数据反馈进行更深层次的优化处理效果也达到了国际上该类软件的处理水平和处理质量，特有处理解释方法更符合现场地质条件。储层参数计算则是计算孔隙度，渗透率，饱和度等储层参数^[1]。

2、对于核磁信号反演算法研究

以微观和宏观核磁共振理论研究我们可以明显的感受到核磁共振测井的关键是测量地层中氢核的含量。而对于核磁共振井我们经常采用CPMG序列测量孔隙中氢核的横向驰豫信息。基于T2分布和孔隙度之间的定量来分析利用T2来进行孔隙和流体研究。在理想状态下单一空隙与指之对应的横向弛豫衰减曲线呈现翻译指数规律衰减。但是在实际过程中仪器测量的信号，是反应深度一定范围内的所有孔隙，所以我们得到的信号是在测量范围内不同的区域信号的叠加。所以核磁共振反演的目的就是将数据转化为T2发布

二、关于采集软件的应用

1、通过两种数值压缩模拟分析对比研究分析了目前截断奇异和差值数据分解的方法和窗口法两种主要数据压缩分析方法的长处和短处，截断奇异和差值数据分解的方法高压缩率但数据耗时长，而且窗口式方法压缩率低但数据耗时短。在充分结合两者之长后，提出了一种技术联合的方法对利用核磁共振进行数据压缩，首先用窗口法进行初步压缩尽量减少数据的重复和繁杂，然后采用截断奇异值分解法进行最终的数据压缩。其保留了截断奇异值分解法的高压缩率优势而且耗时少，通过对一维、二维和三维核磁共振数据的压缩验证了方法的有效性，特别是对多维核磁共振数据的压缩具有很大的优势。测井前，需要根据已知的地质情况和流体特性计算出核磁共振的响应情况，并且进行模式的选择，优化选择进行观测和采集的模式。

2、数据预处理

核磁共振测井仪器数据必须经过提前预处理的方式才能生成后期处理的回波数据。必须经过数据的预处理才能进行下一步的储存层数计算，因为直接的数据是无法进行计算的，要把它转化成代数的形式来参演计算。

3、储层参数计算

核磁共振渗透率计算模式主要有两类；SDR模式和Coates模式。大量的数据研究表明，模式计算参数的选取直接影响到渗透率的计算精度。饱和度的计算主要是依据双水模式进行求取。

4、对于T2研究的理论基础

t值的分布为每个孔隙度数的测量和每个孔径的精确划分值并给予技术支持通过使用t值分析可以对每个孔径孔隙大小分别进行精确划分。区分大中小小的孔径孔隙度数还可以通过一些岩心性的实验或者其他地区性的经验。大中小长度空间对于两个t值所得的占时间空隙度的差值计算。束缚运动流体和其他可持续流动流体划分的统计方法主要有两个t截止值划分法和谱流动系数划分法由于每个t截止值与不同地层中流体孔径的面积大小具有成正比的相关。小于t和t的数值的孔隙度数的分量称之为具有束缚性的流体孔隙的长度反之则为流体可能的流动性。谱系统函数法主要是在t和t截止值计算法的理论基础上逐步发展而来的。解决了其中的不足和缺陷。T2分布为孔隙度测量和孔径的划分给予支持通过t2值可以对孔径大小进行划分。区分大中小孔径孔隙度可以通过岩心实验或者地区经验。大中小空间对于T2值所占空隙度的计算。束缚流体和可流动划分的方法有T2截止值法和谱系数法由于T2值与地层中孔径的大小成正相关

^[2]。

5、核磁共振数据的反演

核磁共振数据反演是核磁共振测井应用的基础，核磁共振测井采集的原始回波数据，需要通过反演得到核磁共振谱，才能进一步获得地层岩石物理参数以及评价岩石的孔径分布和识别储层流体类型。核磁共振数据反演是一个至关重要且迫切需要解决的问题，研究稳定、高精度的核磁共振数据反演方法，分析核磁共振T_2谱的不确定性对核磁共振测井储层评价至关重要。核磁共振测井采集的回波数据量庞大，为了提高核磁共振数据反演速度，满足核磁共振测井数据实时处理的需要，有必要发展快速、高压缩率的核磁共振数据压缩方法。通过数值模拟对比分析了截断奇异值分解法和窗口法两种数据压缩方法的长短处，截断奇异值分解法高压缩率但耗时长，而且窗口法压缩率低但耗时短。

在结合两者之长后，提出了一种联合法对核磁共振数据压缩，首先用窗口法进行初步压缩尽量减少数据的重复和繁杂，然后采用截断奇异值分解法进行最终的数据压缩。其保留了截断奇异值分解法的高压缩率优势而且耗时少，通过对一维、二维和三维核磁共振数据的压缩验证了方法的有效性，特别是对多维核磁共振数据的压缩具有很大的优势。

三、后期的应用

1.得到的效果

采用LEAD软件与petrosite软件对核磁共振测井数据进行回波反演，得到数据之后进行误差分析发现三种孔隙度的分析方法误差均在百分之十以内且在零附近达到正态分布，反演效果基本达到一致。

2.储层参数计算结果

用该系统和petrosite采用相同处理参数对同一资料进行处理解释，对两种处理结果进行比较孔隙度的误差分布在-8%~8%之间，四种孔隙度误差以0成正态分布。渗透率交会计算结果在1个数量级以内，饱和度交会处理结果沿45%直线分布，表明软件处理效果与petrosite基本一致。

3、测井数据叠加

由于实际的地质环境非常复杂除了有体外还有一些特殊的延时也含有丰富的氢核，核磁共振测井得到了会播数据受环境影响较大因此对于排除干扰提高心脏比在核磁共振测井数据处理中是非常重要的环节当处理数据信噪比低时保留相对较少的矩阵元素心脏比增加时保留较多元素这样会减少性价比的影响获得稳定的T2氢谱

四、结束语

核磁共振测井数据处理软件包含数据预处理，数据反演，储层参数计算，孔隙结构评价等模块，功能齐全，内容可以满足该软件推广应用的需要，也可以进行兼容处理MRILP测井数据，其水平达到国外软件水平，可以进行更高程度的核磁共振数据处理和解释软件的研发和系统地推进核磁共振测井数据的大批量测算。

该软件已经投产应用，处理井次达100余口，数量且在不断增加，在实践中不断测算该软件的实际准确度，获取更多数据反馈进行更深层次的优化处理处理效果也达到了国际上该类软件的处理水平和处理质量，特有处理解释方法更符合现场地质条件。对于特定和极为特殊的地质条件以及流体特殊性，存在一定程度上的误差性以及不确定性，但是对于一般的测井数据具有普适性。

参考文献

[1]张宫，何宗斌，樊鹤，等.MREx核磁共振测井数据处理解释系统研发及应用[J].测井技术，2016，39(05):648-651.

[2]陈江浩，汤天知，樊琦，等.MRT核磁共振测井数据处理软件开发及应用[J].测井技术，2018，v.42；No.257(03):81-86.