[发明专利]核磁回波数据优化反演方法及孔隙结构参数确定方法

说明书

本发明提供了核磁回波数据优化反演方法及孔隙结构参数确定方法，建立球缝模型，根据球缝模型计算得到新的核磁回波数据反演的布点；扫描确定的第一特定参数，第一特定参数为球缝模型中裂缝的半径宽度与球缝模型中球形孔的半径的比值；根据每个第一特定参数路径下利用布点确定的T₂谱时间核磁回波数据反演的布点值，反演核磁回波数据，得到不同的T2谱分布，计算T₂谱分布与回波信号之间拟合协方差，其中，协方差最小的T2谱分布，就是优化的T₂谱分布。本发明降低了核磁测井回波数据的反演误差；本发明提供的孔隙结构参数确定方法充分提取了核磁数据中蕴含的关于岩石孔隙结构的信息，实现了孔隙结构参数的定量计算。

技术领域

本发明属于常规油气藏地球物理勘查技术，具体涉及页岩气核磁共振测井资料回波数据反演及页岩气储层渗透率计算算法设计。

背景技术

就已经发表的研究成果而言，核磁共振测井和岩芯分析数据是研究人员认识复杂储层岩芯及流体类型的有利资料，这些数据在研究储层孔隙结构及识别孔隙流体类型方面具有独特的优势。但是，核磁共振测井和岩芯核磁实验的直接观测数据是核磁回波，核磁回波数据本身与岩石孔隙结构和孔隙流体有关，但是，核磁回波数据并不能以直观的方式展示这种关系，所以，在实际应用中，很少直接采用回波数据研究岩石的孔隙结构和流体性质。常用的方式是首先采用特定的数学方法，例如奇异值分解(SVD)、稳固反复迭代算法(SIRT)将核磁回波数据反演成T₂谱分布，这种T₂谱分布反映了岩石孔隙结构的数量、大小形态与横向弛豫时间之间的关系。因此，T₂谱分布才是研究人员用于储层岩石孔隙结构识别、流体识别直接资料。但是，比较麻烦的问题是，将核磁回波反演成T₂谱分布的问题是高度病态的，反演系数矩阵的条件数可以到10¹⁶数量级。高度病态问题对于反演结果的影响是，回波数据中微小的扰动，都可能导致反演T₂谱分布的极大变化。

为了避免核磁反演的多解问题，有学者提出“先滤波、再反演了”策略，先对回波做滤波平滑处理，消除部分随机噪声干扰，再对滤波后的回波数据做反演。这个策略的确可以压制部分随机噪声对于反演结果的干扰，但是，其缺点是不可避免也会压制部分有用信号，使得反演结果对于孔隙结构和流体类型的刻画能力降低。另外，现有的核磁数据回波反演，一般只反演一次，就输出反演结果。这样的反演结果很可能陷于局部极值，而无法获得全局极值。局部极值可能无法全面刻画岩石的真实孔隙结构和流体类型，甚至是虚假的信息。

为了避免以上的问题，充分挖掘核磁共振测井和岩芯分析数据蕴藏的信息，有必要研究新的、能更有效客观反演回波数据的新方法。

发明内容

本发明针对目前核磁回波数据反演方法存在的技术问题，提供一种核磁回波数据优化反演方法。

本发明采用以下技术方案。

本发明提供一种核磁回波数据优化反演方法，包括以下步骤：

获取核磁回波数据，所述核磁回波数据与样本的孔隙度线性相关；

建立球缝模型确定球缝模型的几何关系，包括球冠高、球冠半径、球冠面积和球冠体积；采用球缝模型优化反演程序得到优化的T₂谱分布，所述T₂谱分布与特定的球缝模型相关；所述球缝模型优化反演程序包括以下步骤：

根据球缝模型的几何关系确定初始核磁回波数据反演布点及等效球的半径，根据球缝模型计算得到新的核磁回波数据反演的布点；扫描确定的第一特定参数，所述第一特定参数为球缝模型中裂缝的半径宽度与球缝模型中球形孔的半径的比值；根据每个第一特定参数路径下利用所述布点确定的T₂谱时间核磁回波数据反演的布点值，反演核磁回波数据，得到不同的T2谱分布，计算T₂谱分布与回波信号之间拟合协方差，其中，协方差最小的T2谱分布，就是优化的T₂谱分布。