[发明专利]用于确定井下测量区域中流体的特征的测井方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在井眼(earth borehole)中进行井下测井的方法，更具体地说，涉及一种用于确定可能存在于井下测量区域中的流体、特别是油的特征的测井方法。

背景技术

大量的重油储油区存在于世界的许多地方。在一些国家此重油资源达到上百亿桶。然而，根据如传统的油价格、与市场的距离以及精炼的复杂性之类的影响因素，大多数在在适当位置的重油生产起来很不经济。油价值的主要决定因素之一是其粘度。

重油储油区可以包含油的几个等级。例如，储油区可以由通过不能渗透的层分开的层叠多孔床层组成。每个床层都可能包含性质与床层的上方或下方床层中的油不同的油。可以认为，即使在一个床层内，流体性质也可以改变，使得例如从床层的顶部到底部粘度增加。

除其它所需的性质外，寻求选择其最佳矿藏的生产商通常希望定位包含有最低粘度的油。井下测井工具通常为确定在地下地质层中发现的流体的性质的最精确且成本效率装置。已经发现适用于此目的的一个方法是地层取样(formation sampling)。根据此技术的一种形式，井眼测井(boreholelogging)工具(例如，Schlumberger“MDT^TM”工具)从地层中提取流体，将其储存在样品瓶中，并将瓶子运送到地面。然后，通常将样品转移到另一瓶子中，以输送到流体分析实验室。流体实验室可以确定包括粘度的几种物理和化学性质。

尽管井下流体取样的方法很成熟，但许多因素限制了此技术的有效性，说明如下。(1)工具每次下降到井眼中只能获得相对少量的油样品，典型地只有六个或十二个样品。(2)要获得好的样品将消耗时间，典型地为一个小时或更多。这是由于操作钻探设备很高的成本所造成的缺点。(3)将样品运输到实验室并弄清它们的特征将花费几周，这可能拖延生产进度。(4)由于与井口处理相关的温度和/或压力变化，以及由于样品转移到运输缸(transportation cylinder)中和将样品转移出运输缸，样品的完整性可能受到危害。(5)获得具有大于几百厘泊粘度的油样品是不实际的[例如，参见J.A.Canas，S.Low，N.Adur和V.Teixeira，“用于更好流体取样的粘性油动力评价”，SPE/PS-CIM/CHOA 97767，SPE国际热操作和重油研讨会，2005年11月1-3日，加拿大，阿尔伯塔，卡尔加里]。

通过对流体取样工具自身内部诸如油之类的流体的测量，可以减少所列出的一些局限性。此测量之一为核磁共振(NMR)[例如，参见美国专利第3,528,000号；美国专利第6,107,796号；美国专利第6,111,408号；美国专利第6,111,409号；美国专利第6,346,813号；美国专利第6,825,657号；美国专利第6,841,996号；以及美国专利第6,891,369号]。在一些方法中，在井下时，对流体取样工具中的出油管线中的流体进行NMR测量。本发明的技术应用到流体取样工具中的NMR测量，以及其它各种形式的测量中，这些将在下面说明。

对井眼周围的地层的核磁共振测井是评价重油粘度的另一方法。虽然广泛认为粘度的NMR评价精度比在流体实验室中所做的粘度计测量的精度低，但NMR测井具有以下优点：(1)可以频繁获得深度连续的测井数据；(2)当需要收集测点处的数据时，NMR测点停车通常能够比流体取样测点停车更短；(3)无论是在钻探过程(用于测井同时钻探)还是立刻向后(shortly afterwards)(用于管线)期间，在井站点，可以获得数据；(4)由于是在原位置对油进行测量，样品的完整性不是问题；(5)与钻井流体取样相比，NMR测井很经济；以及(6)NMR可以测量粘度直到至少一百万厘泊。本发明的技术可以应用到管线中以及测井同时钻探的NMR工具中。

一些典型的NMR测量的实例

作为其背景的一部分，回顾一些使用在井眼测井工具中的NMR脉冲序列很有用，如获得纵向弛豫时间T₁，横向弛豫时间T₂，扩散常数D，和/或前述的分布和/或截面分布。以下符号用于在此说明的示例序列。典型地，但不局限于此，脉冲序列参数的示例值在如下括号内：

N_E＝回波数(3000)

N_EL＝回波数(长等待时间)(3000)

N_ES＝回波数(短等待时间)(30)

N＝重复次数(10)

N_L＝重复次数(长等待时间)(1)