浅析在裂缝型碳酸盐岩储层评价中核磁共振测井技术的应用

浅析在裂缝型碳酸盐岩储层评价中核磁共振测井技术的应用

张洪洋

中海油田服务股份有限公司 河北 廊坊 065201

摘要：本文将围绕核磁共振测井技术进行分析讨论，并提出将其应用在裂缝型碳酸盐岩储层评价中所涉及到的技术原理与起到的储层效果，从而切实解决常规测井方法难以解释储层物性、无法有效识别流体类型的难题，帮助相关开采行业更好的完成油气勘探，提高产业经济效益。

关键词：裂缝型碳酸盐岩；储层评价；核磁共振测井技术

引言：与传统测井方法相比，核磁共振测井技术的抗干扰性更强，能够有效避免岩石骨架对测量结果的影响，即使在低孔地层也能高质量完成孔隙结构信息的勘测，确保可动流体、储层产液等物质被切实反映出来，为了充分发挥该技术的实际能效，进一步增强测井效率，首先要对核磁共振测井技术的原理与内容进行全面了解。

一、核磁共振测井技术分析

核磁共振测井是以原子核的顺磁性以及物质间相互作用产生的外加磁场作为应用原理，能够利用测井仪发出信号频率，传递到氢核的共振频率上，使测量信号得以大幅度增强，从而被有效检测出来。在实际应用时，需要将地磁场作为静磁场来使用，通过下放测井仪使极化磁场添加到地层中，待氢核彻底极化后，去除附着的极化场，确保氢核产生的磁化矢量能够围绕地磁场自由移动，这样便可在接收圈上捕捉感应电动势。同时，为了保证可动流体与束缚水在弛豫时间产生的差异性不会影响实际测量结果，保证二者形成的感应电动势强弱和持续时间被有效划分，需要在测井前预先完成弛豫时间的标刻，使相关信息能够在测井曲线上充分体现，进而帮助工程人员根据图表数据进行自由水、可动流体等物质的饱和度计算^[1]。

二、裂缝型碳酸盐岩储层评价中核磁共振测井技术的应用探究

（一）应用方法的原理

1.探测储层孔隙

由于核磁共振测井技术所使用的原子核种类多样，能够保持不同的共振频率，因此在实际测量中，可以根据氢核所处的地层环境，选择适合的勘测参数，用以收集孔隙流体面的相关信号，并排除岩石骨架的无效信息。当确定实际观测对象后，需确保静磁场和温度的恒定、适中，根据磁场矢量数值与单位体积下核自转数保持正比的关系，以及地层孔隙流体中氢核的含量与磁化矢量呈正比的关系，确定地层孔隙度。同时，鉴于核磁共振测井技术能够直接完成储层孔隙的检测，因此测井仪可依据空气的变化特征以及孔隙尺寸、大小判断裂缝型碳酸盐岩石储层的油藏含量与水资源占比，并依照孔隙类型采取相应的数据研究方法，实现储层孔隙信息的全面掌握，为后续的结构分析与流体识别提供强有力的数据支撑^[2]。

2.测量孔径孔隙度

地层中油层的孔隙度不仅直接影响孔径的实际大小，还是油层蕴藏量以及开采难度的决定性因素，是当前油田地质勘测中最重要的研究内容，为了进一步确保孔隙度的计量准确性，需要在测量过程中优先完成孔径大小的测量，保证孔隙度符合实际需求，并以此作为数据依靠完成孔隙测量效果的切实增强。同时要做好孔径尺寸数据的有效统计，进一步提高检测环境的质量，保证良好的空气净度，排除外部因素的干扰，比如温度、压强、湿度等，从而达到降低数据偏差产生可能性的目的。

3.鉴定流体类型

在地层中不同流体呈现的核磁共振特性具有差异性，以某地区岩石骨架以及孔隙流体的核磁共振检测结果为例：石油的含氢指数为1.0、扩散系数为7.9×10^-5cm²/s、纵向弛豫时间为5000ms、横向弛豫时间为460ms；气体的含氢指数为0.38、扩散系数为100×10^-5cm²/s、纵向弛豫时间为4400ms、横向弛豫时间为40ms；水的含氢指数为1.0、扩散系数为7.7×10^-5cm²/s、纵向弛豫时间保持在1~500ms之间、横向弛豫时间则在0.67~200ms之间。解释人员可根据以上核磁共振测量结果进行流体类型的有效判断。

（二）储层评价效果

1.渗透率计算

渗透率即是岩石在一定压差下允许流体通过的能力，其数值大小与孔隙度、孔隙形状、颗粒物体积等因素有关，能够反映岩石渗透性的好坏，并直接决定地层油藏资源的流动性。因此工程人员在实际计算时要全面考虑渗透率的全面性和针对性，确保数据结果的精准、无误差。在测井过程中，渗透率可分为两种表达形式：决定渗透率，是指岩石孔隙只有一种单相流体存在，并且该流体不会与岩石发生任何形式的反应，同时符合达西直线参数定律，可通过公式：

Q=KΔPA/μL

得到具体的渗透率参数。其中Q代表一定时间内流体通过岩石的流量，A表示岩石截面积,μ表示液体粘度，L代表岩石长度，ΔP则为液体通过时的岩石压差；有效渗透率，是指非饱和水运动条件下多孔介质的渗透率。

核磁共振测井使以上渗透率计算结果的精确性得到大幅度提高，避免了常规测井只考虑孔隙度和渗透率单一关系的缺点，能够通过收集包含岩石孔隙结构变化的信息，确保不同岩石粒度下产生的渗透率变化情况被精准捕捉到，从而提高计量的准确度。

2.流体识别

测井流体识别的评价效果鉴定大致可分为定性与定量两方面来实施，定性主要是指利用测井曲线的形态，完成储层流体是由气、水、油组成还是油水同层、油气同层、气水同层的识别。而定量则是通过测井解释模型进行含水饱和度的计算，确定不同含水饱和度的分布范围，比如当SW小于40%则证明该层为油层，若SW处于40%~60%之间，则证明该层为油水同层，若高于60%则为水层。在实施流体识别的过程中要注意将流体流量、流体特性以及内部参数等内容全面考虑到位，确保识别效果达到预期目标。

结论：综上所述，通过对核磁共振测井技术进行分析讨论，研究裂缝型碳酸盐岩储层评价中核磁共振测井技术的应用原理与实际效果，从而保证地层的物性、含油量被准确检测到，改变以往在探测中难以探查岩石对渗透率影响的不足，提高渗透率、孔隙结构的计算精度，确保测井解释的良好开展。

参考文献：

[1]杨华,张本健,陈明江.裂缝性碳酸盐岩储层气水识别的测井解释新途径——以四川盆地九龙山地区中二叠统为例[J].天然气工业,2021,41(07):56-62.

[2]李松,周长林,胡秋筠.裂缝型碳酸盐岩储层暂堵转向酸压实验评价与工艺优化[J].石油与天然气化工,2021,50(03):90-95.