[发明专利]核磁共振测井中用于储层流体特征描述的方法和装置

说明书

技术领域

一般来说，本公开涉及井下核磁共振(NMR)的装置、数据处理和解释方法，用于评价区域的特征，尤其是用于检测和量化地下区域中的含气地层。

背景技术

NMR测井技术用于调查可能含水、油和/或气藏的地下区域。化学元素的原子核具有特征角动量(自旋)和磁矩，通过检测和分析原子核对所施加磁场的反应，可以导出特定原子核的若干特征。存在外部施加的静磁场(B₀)时，原子核自旋被磁化并使自身平行于B₀场排列。通过对磁化的原子核施加特定频率的射频(RF)脉冲串，产生的脉冲RF磁场(B₁)使所述自旋偏离B₀场方向倾斜或翻转。如果RF频率(ω)基本匹配NMR的条件(ω＝γB₀)，其中γ是旋磁比，那么第一脉冲(本文称为A脉冲)再定磁化方位以开始进动，随后的脉冲(本文称为B脉冲)产生自旋回声信号。典型情况下，称为CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)序列的RF脉冲序列用于测井。

在A脉冲结束时，所述自旋朝向与B₀场垂直并以拉莫尔频率(ω＝γB₀)围绕B₀场方向进动，横向磁化以横向视张弛时间常数(T₂)相位后移，该常数也称为自旋-自旋间张弛时间。自旋的重复倾斜和张弛。

若干现有方法使用双等待时间测井记录和气和其他层内流体之间的T₁衬度进行气检测和气饱和度评价。一种这样的方法依据的假设是，水信号在短等待时间和长等待时间TW都被完全极化，但是气信号仅仅被部分极化。所以两者之间的差异仅仅来自气的贡献。不过，如果在NMR检测的敏感区中共存着三种态相，尤其是在地层中存在缓慢张弛的水信号和轻油或油基泥浆滤出液时，检测可能是困难的或有限的。为了进行T₁估计而采集和处理多等待时间数据的其他方法采用了使用回声求和方式改进质量的测井数据，在部分极化的信号全都是气时更有用。不过，对于用OBM(油基泥浆)钻的井，由于OBMF(油基泥浆滤出液)后来入侵到敏感区中，或者对于包含大孔隙水或轻油的地层，使用这种技术辨别气，信号的可信度降低了。因此，为了使用现有技术，需要熟练的人工解释。所以在本技术领域需要克服这些缺点的稳健的NMR检测分析方法。

发明内容

实施例包括的方法用于获得与核磁共振(NMR)测井工具的邻近区域有关的所关注的参数，所述NMR测井工具能够产生用于进行地下测井的磁场B和磁场梯度G以及脉冲序列，所述区域的原子核经受脉冲化NMR技术后，产生NMR数据，所述区域的原子核的特征是具有纵向张弛时间T₁分布和横向视张弛时间T_2app分布。响应所述NMR数据，定义了R分布为R＝T₁/T_2app，根据二维反演模型，T_2app和R分布连同所述NMR数据以分开的面元进行处理，提供了R对T_2app的信号强度图，它表示与所述区域有关的所关注参数。响应所述图上某高强度信号在T_2app值等于或大于第一T_2app阈值且等于或小于第二T_2app阈值的第一范围内，并且在R值等于或大于所定义的R阈值的第一范围内，识别所述区域内存在轻烃。

本发明的另一个实施例包括用于检测和量化地下区域中的轻烃的方法，所述区域邻近能够产生适于进行地下测井的磁场和场梯度G以及脉冲序列的核磁共振(NMR)测井工具，所述区域的原子核经受脉冲化NMR技术后，产生NMR数据，所述区域的原子核的特征是具有纵向张弛时间T₁分布和横向视张弛时间T_2app分布。从所述区域采集NMR数据，并且响应所述采集的NMR数据，定义了R分布为R＝T₁/T_2app，根据二维反演模型，T_2app和R分布连同所述NMR回声数据以分开的面元进行处理，提供了作为所述区域中原子核的特征的R对T_2app的信号强度图。响应所述图上某高强度信号的位置，识别所述区域中的含气区。轻烃信号在所述图上由高强度信号出现在R值的第一范围和T_2app值的第一范围中表示，而液相信号在所述图上由高强度信号出现在R值的第二范围和T_2app值的第二范围中表示。