本發明涉及一種石油勘探開發行業測井領域中的束縛水含量計算方法，具體的說是頁巖束縛水含量確定方法。
背景技術：
：由于常規油氣大量開采已經日益枯竭，而資源潛力巨大的非常規油氣資源逐步成為研究的熱點。尤其是美國頁巖油氣開采技術的突破，頁巖油氣藏作為一種非常規油氣藏近年來越來越受到人們的關注。頁巖既是源巖又是儲集層，具有典型的“自生自儲”成藏特征，而且儲集空間復雜，存在原生孔隙、次生孔隙和微裂縫。由于頁巖油氣藏明顯不同于常規油氣藏，故常規油氣藏的評價方法也難以滿足頁巖油氣藏的綜合評價。頁巖束縛水含量作為非常規儲層評價的重要參數，準確的求取有助于快速有效評價頁巖儲層、產能預測及儲量計算。目前，實驗室確定巖心束縛水含量的主要方法包括三類：壓汞法計算束縛水含量、密閉取心巖心計算束縛水含量，及核磁共振T2截止值法計算束縛水含量。壓汞法是以汞為驅替流體的測量束縛水含量方法，具體方法為：當進汞壓力達到一定條件，難以再注入孔隙時，巖樣剩下的水為束縛水。高壓壓汞基本能夠驅替巖心大部分孔隙中可動流體，但該方法對巖心造成不可恢復的損壞。密閉取心巖心法是將具有真實流體狀態的井下巖心密閉取出，通過計算含油飽和度進而轉換為巖心束縛水含量。該方法測得的束縛水含量是巖心在真實地層條件下束縛水含量，計算結果準確，缺點是密閉取心的過程較為繁瑣。核磁共振T2截止值方法是巖心束縛水含量求取的常用方法，包括兩類：一類是由實驗室飽和水巖樣離心前、后核磁共振T2積分曲線對比分析得到；另一類是統計分析核磁共振T2譜形態與核磁共振T2截止值的關系，進而建立一種基于核磁共振T2譜形態特征的核磁共振T2截止值確定方法。由于常規巖性的巖心束縛流體與可動流體在核磁共振T2譜上具有一個明顯的截止值，因此核磁共振T2截止值方法適用于常規巖性的巖心。但對于頁巖，油氣在孔隙中分布是混合狀態，單一的核磁共振T2截止值無法確定束縛水含量。頁巖巖性復雜，微孔隙發育，油氣在孔隙中混合分布，為了在不損壞巖心的基礎上準確的獲得頁巖束縛水含量，同時克服目前三類方法存在的問題，需要尋找一種新的頁巖束縛水求取方法。技術實現要素：本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種頁巖束縛水含量的確定方法，通過綜合分析多種流體分布狀態的頁巖核磁共振T2譜，獲得準確的頁巖束縛水含量，為儲層評價提供有力的幫助。本發明為實現其目的所采用的技術方案是通過多狀態核磁共振測量來確定頁巖束縛水的含量，首先對頁巖真空加壓飽和油，通過對核磁共振測量參數的優選，進行一維核磁共振T2譜測量，經過洗油烘干，對頁巖進行真空加壓飽和水，測量一維核磁共振T2譜，再選擇頁巖最佳離心力進行離心，進而測量頁巖離心后的核磁共振T2譜，將頁巖放入烘箱高溫烘干，測量背景核磁共振T2譜，最后通過比較四類狀態核磁共振T2譜的變化，分析頁巖束縛水含量，具體包括以下步驟：a.頁巖飽和油測量核磁共振T2譜為了減小測量時間，同時保證測量質量，在一維核磁共振T2譜測量前，首先需要優選核磁共振測量參數。根據不同核磁共振測量參數的調試及儀器的限制，對于頁巖，確定回波個數NECH為6000個-18000個、回波間隔TE為0.1ms、等待時間TW為1000ms-10000ms、掃描次數NS為32次-96次，保證探測到頁巖的微小孔隙，信噪比大于100和完全弛豫衰減。頁巖抽真空加壓飽和航空煤油，飽和24小時，確保頁巖完全飽和油，再測量核磁共振T2譜。b.頁巖飽和水測量核磁共振T2譜對上一步飽和油的頁巖洗油處理，去除頁巖孔隙中的烴。將洗油后的頁巖在恒溫箱保持90℃恒溫24小時，將孔隙內的自由水分蒸干。再利用真空加壓泵將頁巖飽和水，飽和24小時，確保頁巖完全飽和水。采用與步驟a相同的核磁共振測量參數對飽和水的頁巖進行核磁共振T2譜測量。c.頁巖離心測量核磁共振T2譜對于飽和水的頁巖，采用多級離心的方式確定最佳離心力為7000r/min。離心后的頁巖進行核磁共振T2譜測量，核磁共振測量參數與步驟a或步驟b一致。d.高溫烘干頁巖測量核磁共振T2譜將離心后的頁巖放入高溫烘箱，在300℃高溫下烘干24小時，去除頁巖孔隙中流體信號，只留下頁巖背景信號，再對烘干后的頁巖按照步驟a或步驟b相同的核磁共振測量參數進行核磁共振T2譜測量。e.頁巖束縛水含量計算分析步驟a-d得到的四類核磁共振T2譜，根據多狀態核磁共振T2譜的物理含義計算頁巖束縛水含量：(1)由于飽和油的頁巖核磁共振T2譜反映油在孔隙中的分布，主要是分布在有機孔隙內，無機孔隙較難進入；(2)洗油烘干加壓飽和水后，水進入無機孔隙，頁巖飽和水核磁共振T2譜包括束縛水、有機孔隙自由水、無機孔隙自由水；(3)由于離心可以甩出自由水，因此頁巖離心后，測量核磁共振T2譜只包含束縛水；(4)離心后的頁巖核磁共振T2譜與飽和油核磁共振T2譜的面積差，反映的是束縛水部分。高溫烘干后的背景信號，是不可動組分，同樣可以算作束縛水。因此，總束縛水含量＝面積差法得到的束縛水含量+背景信號束縛水含量。將縱坐標統一為孔隙度分量，進而計算頁巖總束縛水含量。所述確定頁巖離心測量核磁共振T2譜中的采用多級離心的方式確定最佳離心力是對飽和水頁巖在多個離心力條件下測量含水飽和度的變化，既保證頁巖盡可能達到束縛水狀態，又保證巖心孔隙結構不被破壞。本發明與現有技術相比較的有益效果是：用多狀態核磁共振測量確定頁巖束縛水含量的方法得到的束縛水含量，能夠在核磁共振T2譜上明確的反映束縛水的位置，解決了油氣在孔隙中混合分布無法用單一T2截止值的問題，可以準確計算頁巖束縛水飽和度，同時不破壞巖心，為儲層評價以及油田開發提供幫助，克服了目前實驗室條件下頁巖確定束縛水含量方法容易造成巖心破壞、計算不準確的問題，實際應用效果顯著，在計算頁巖束縛水含量方面具備其它束縛水求取方法無可比擬的優勢，因此極具推廣價值。在目前公開發表文獻和商業應用軟件中尚無類似方法的提出與應用。附圖說明圖1是頁巖1利用本發明得到的四種狀態核磁共振T2譜及束縛水位置。圖2是頁巖2利用本發明得到的四種狀態核磁共振T2譜及束縛水位置。圖3是不同頁巖利用本發明所述方法和密閉取心法得到的束縛水含量對比圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。多狀態核磁共振測量確定頁巖束縛水含量的方法步驟如下：第一步，頁巖飽和油測量核磁共振T2譜。收集頁巖，并進行預處理切割，切割的頁巖直徑為1英寸(2.54cm)，長度為3cm-5cm，便于后續實驗測量。為了減小測量時間，同時保證測量質量，在一維核磁共振T2譜測量前，首先需要優選核磁共振測量參數。選取一塊原始狀態頁巖，進行不同核磁測量參數的調試，如表1所示，為了探測微小孔隙，TE采用儀器最小值，即TE為0.1ms。實驗采用回波個數NECH＝(5000個、6000個、12000個、18000個)、等待時間TW＝(500ms、1000ms、5000ms、10000ms)、掃描次數NS＝(16次、32次、64次、96次)。表1不同核磁共振測量參數對測量孔隙度影響序號NECH(個)TW(ms)NS(次)孔隙度(％)150003000324.20260003000324.213120003000324.214180003000324.21516000500324.196160001000324.217160005000324.2181600010000324.219160003000164.1910160003000324.2111160003000644.2112160003000964.21根據不同核磁共振測量參數的調試及儀器的限制，確定參數選取范圍：回波個數NECH為6000個-18000個、回波間隔TE為0.1ms、等待時間TW為1000ms-10000ms、掃描次數NS為32次-96次。優選頁巖核磁共振測量參數如下：回波個數NECH＝16000；等待時間TW＝2000ms；掃描次數NS＝64；回波間隔TE＝0.1ms。頁巖抽真空加壓飽和航空煤油，飽和24小時，確保頁巖完全飽和油，再測量核磁共振T2譜。第二步，頁巖飽和水測量核磁共振T2譜對第一步飽和油的頁巖進行洗油處理，去除頁巖孔隙中的烴。將洗油后的頁巖在恒溫箱保持90℃恒溫24小時，將孔隙內的自由水分蒸干。再利用真空加壓泵將頁巖飽和水，飽和24小時，確保頁巖完全飽和水。采用與第一步相同的核磁共振測量參數對飽和水頁巖進行核磁共振T2譜測量。第三步，頁巖離心測量核磁共振T2譜對于飽和水的頁巖，采用多級離心的方式確定最佳離心力。首先稱量飽和水頁巖質量，再將頁巖放入離心機中，設置離心轉速分別為1000r/min，3000r/min，5000r/min，7000r/min，9000r/min，12000r/min，每次離心時間為一小時，在每次離心后將巖心取出稱量質量。實驗發現隨著離心力不斷增大，含水飽和度逐漸減小，但減小的速率也在變化，當離心力達到12000r/min時，頁巖發生破碎，因此認為7000r/min(離心壓力400psi)左右是頁巖最佳離心力。在最佳離心力條件下對飽和頁巖離心，離心后的頁巖進行核磁共振T2譜測量，核磁共振測量參數與第一步或第二步的一致。第四步，高溫烘干頁巖測量核磁共振T2譜將離心后的頁巖放入高溫烘箱，在300℃高溫下烘干24小時，目的是去除頁巖孔隙中流體信號，只留下頁巖背景信號，再對烘干后的巖心按照第一步、第二步或第三步相同核磁共振測量參數進行核磁共振T2譜測量。第五步，頁巖束縛水含量計算分析步驟一到步驟四實驗結果，得到的四類核磁共振T2譜，根據多狀態核磁共振T2譜的物理含義計算頁巖束縛水含量：(1)由于飽和油的頁巖核磁共振T2譜反映油在孔隙中的分布，主要是分布在有機孔隙內，無機孔隙較難進入；(2)洗油烘干加壓飽和水后，水進入無機孔隙，頁巖飽和水核磁共振T2譜包括束縛水、有機孔自由水、無機孔自由水；(3)由于離心可以甩出自由水，因此頁巖離心后，測量核磁共振T2譜只包含束縛水；(4)離心后的頁巖核磁共振T2譜與飽和油核磁共振T2譜面積差，反映的是束縛水部分。高溫烘干后的背景信號，是不可動組分，同樣可以算作束縛水。因此，總束縛水含量＝面積差法得到的束縛水含量+背景信號束縛水含量。將縱坐標統一為孔隙度分量，進而計算頁巖總束縛水含量。如圖1和圖2所示，分別為頁巖1和頁巖2利用本發明得到的四種狀態核磁共振T2譜及束縛水位置。頁巖1飽和水核磁孔隙度8.55％，飽和油核磁孔隙度6.12％，離心后核磁孔隙度5.94％，背景信號等效核磁孔隙度2.72％(圖1中網格填充部分)，四類核磁共振T2譜如圖1所示。離心后的頁巖核磁共振T2譜與飽和油核磁共振T2譜面積差對應的核磁孔隙度1.10％(圖1中線條填充部分)，因此頁巖2總束縛水核磁孔隙度3.82％，束縛水含量為束縛水孔隙度與總孔隙度的比值，即44.68％。頁巖2飽和水核磁孔隙度12.65％，飽和油核磁孔隙度8.04％，離心后核磁孔隙度8.16％，背景信號等效核磁孔隙度2.49％(圖2中網格填充部分)，四類核磁共振T2譜如圖2所示。離心后的頁巖核磁共振T2譜與飽和油核磁共振T2譜面積差對應的核磁孔隙度1.84％(圖2中線條填充部分)，因此頁巖2總束縛水孔隙度4.33％，束縛水含量為束縛水孔隙度與總孔隙度的比值，即34.23％。圖3是10塊不同頁巖利用本發明所述方法和密閉取心法得到的束縛水含量對比圖，從圖中可以看出用本發明方法得到的束縛水含量與密閉取心法結果基本一致，束縛水含量絕對誤差平均值4.07％，驗證了該方法的有效性和適用性。利用本發明所提供的多狀態核磁測量確定頁巖束縛水含量的方法，能夠解決目前實驗室確定束縛水含量方法容易造成巖心破壞、束縛水含量計算不準確等問題。通過綜合分析多種流體分布狀態的頁巖核磁共振T2譜，可以獲得準確的頁巖束縛水含量，為儲層評價提供有力幫助，具有較高推廣價值和社會效益。本發明并不限于上述的實施方式，在本領域技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化，變化后的內容仍屬于本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3