[发明专利]使用饱和度分布图估计地层性质

说明书

估计多孔介质的性质的方法包括：用流体使多孔介质的样品饱和；在离心机中旋转样品；获得样品的饱和度分布图；识别样品的饱和度在样品的最小饱和度的10％以内的样品部分；并且在所识别的样品部分上测量多孔介质的第一性质。

优先权申明

本申请要求2017年7月27日提交的美国专利申请号15/661,887的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及估计地层性质，并且更特别地涉及使用核磁共振(NMR)技术估计地层性质。

背景技术

NMR测井技术有时用于估计地层孔隙率和相关特性。NMR测井测量地层中充满流体的孔隙空间内所含的氢核的感应磁矩。NMR测井提供有关存在的流体量、这些流体的性质以及含有这些流体的孔的尺寸的信息。

NMR测井的优势在于仅测量油、水和气中含有的氢质子的存在的响应，而不受基质矿物的干扰。NMR测井可以提供有关流体以及流体与岩石之间的相互作用的信息。从时域弛豫时间分布图反演的T₂谱是孔径分布的反映，这使得其可以区分黏土结合水(CBW)、总体积束缚(bulk volume of the irreducible,BVI)水和自由水指数(FFI)，用于准确估计可采储量并且使用Coates或Schlumberger模型推断渗透率。

在NMR中，T₂是时间常数，其表征NMR信号的横向弛豫。T₂截止值是在NMR测井解释中用于区分总体积束缚水(BVI)和自由流体(FFI)的参数。BVI和FFI用于计算可采储量，并且在自由流体模型中用于估计渗透率。

发明内容

本公开中描述的方法和系统通过使用饱和度分布图、切片选择T₂和空间T₂来改善多孔介质的性质的测量，诸如例如T₂截止值确定。在实验室中，通过将100％饱和度的样品的T₂谱与处于束缚饱和度(irreducible saturation)的同一样品进行比较来确定T₂截止值。离心旋转由于其时间效率而通常用于获得束缚状态。这些方法和系统结合了饱和度分布图来识别实际束缚水段，并且使用所选切片的T₂以仅测量束缚段。束缚水段的识别可以减少或消除确定旋转速度的操作不确定性。另外，这种方法可以为不同的排替压力提供可变的T₂截止值。

与基于假设整个样品中的平均饱和度代表束缚水条件的方法相比，这些方法和系统可以提供目标性质的更准确的确定。对于低渗透率岩石，这种假设经常是不准确的，因为沿着岩心样品的长度存在饱和度梯度，这是由于在以一定离心速度进行去饱和后沿着样品长度存在不同的离心力。这导致BVI的高估，这意味着低估了可采储量。在高渗透率样品的情况下，饱和度梯度预期比低渗透率岩石的饱和度梯度小得多，并且通常可以忽略不计，因为它对T₂截止值的估计的影响较小。为了从低渗透率岩石中获得更准确的T₂截止值，不使用识别束缚水段的方法可能需要以比所需离心速度更高的离心速度旋转岩石。对于低渗透率石灰岩岩石(垩白质样)，这可能是一个问题，因为这些岩石易碎，并且通过高速离心，颗粒开始疏松，从而导致数据不准确，并且甚至导致岩石破裂。

“束缚水饱和度(irreducible water saturation)”通常用于指岩心样品的饱和度，在该饱和度下，即使旋转速率增加，水的产生也会减慢或停止。当已达到束缚水饱和度时，实际饱和度分布图通常具有梯度。本公开使用“实际束缚水段”和“低饱和度部分”来指接近样品侵入端的段，其中条件接近实际束缚水饱和度。