一种岩心核磁共振T2谱转化孔径分布方法及系统

本申请涉及岩石的孔隙结构领域，具体地涉及一种基于ct扫描技术的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法及系统。

背景技术：

1、随着能源需求的日益增长，致密油等非常规能源引起了更加广泛的关注和重视，逐渐在我国能源供给方面发挥着越来越重要的作用。不同于常规储层，致密等非常规储层的孔隙结构较为复杂，主要体现在孔隙连通性差和孔径分布差异大等方面。孔隙结构影响着致密储层油气的赋存、运移及储层质量的优劣，同时对产能具有重要影响。因此为了更好的开发致密等非常规储层，准确的描述岩石的孔隙结构显得尤为关键。

2、核磁共振技术由于其快速无损的特点，在研究岩土材料工程特性和微观结构特征的关系领域发挥着越来越重要的作用。现有研究核磁共振t2谱弛豫时间转化孔径分布的方式是结合压汞测试获得的孔径分布特征和t2谱分布特征，利用最小二乘法等相关算法使得两者误差最小，从而获得孔径大小和t2谱弛豫时间两者间的转化系数，进而将核磁共振的t2谱弛豫时间转化为孔隙半径。但是针对致密等孔隙连通性较差的岩心，高压压汞测试不能够识别因为连通性较差使得汞不能进入的孔隙，同时测试样品较小缺乏一定的代表性，因此会对孔径分布结果造成较大的影响，进而会对孔径转化造成较大的误差。

技术实现思路

1、针对上述问题，本申请的目的是提供一种基于ct扫描技术的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，该方法可以较好的实现t2谱弛豫时间向孔隙半径的转化，同时对致密等连通性较差的岩心孔喉结构识别能力更强，测试样品具有代表性，拟合效果更好，大大提高了孔径分布的转化效果，为后续岩石孔径分布的研究提供了有效途径。

2、为实现上述目的，本申请采取以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供的一种岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，包括：

4、对岩心样品孔径特征进行ct扫描获得孔径累积分布曲线；

5、对ct扫描后的岩心样品进行原油的抽真空饱和，待岩心充分饱和完毕后将岩心取出；

6、将取出后的饱和充分的岩心样品进行核磁共振扫描获得t2谱累积分布曲线；

7、根据t2谱累积分布曲线，获得不同初始值下的t2谱累积分布曲线；

8、根据t2谱累积分布曲线，获得t2谱累积分布图版；

9、校对并匹配孔径累积分布与t2谱累积分布图版；

10、根据匹配好的孔径累积分布曲线和t2谱累积分布曲线建立t2谱和孔径大小的关系。

11、对岩心样品孔径特征进行ct扫描获得孔径累积分布曲线包括：对干燥洁净的柱塞状岩心样品进行微纳米ct扫描，对柱塞状岩心样品沿程的切片扫描结果进行统计分析以获得不同孔径的占比，最后获得孔径累积分布曲线。

12、将取出后的饱和充分的岩心样品进行核磁共振扫描获得t2谱累积分布曲线包括：获得岩心样品的弛豫时间t2和信号幅度的关系，弛豫时间t2的数值在一定程度上反应孔径的大小，信号幅度大小反应了对应弛豫时间t2值的孔径中所含油样的信号强度，信号幅度与弛豫时间t2围成的面积大小可反映所含油样的多少，以便获得不同弛豫时间t2数值范围内的峰面积占比，进而获得t2谱累积分布曲线。

13、获得t2谱累积分布图版包括：将获得了t2谱从0ms开始的累积分布曲线，分别将t2谱的起始值ts设置为5ms、10ms、15ms、20ms，然后分别作出不同弛豫时间t2起始值下的累积分布曲线，绘制在同一坐标系下，得到不同弛豫时间t2起始值下的t2谱累积分布图版。

14、校对孔径累积分布与t2谱图版包括：

15、根据关系式(1)获得横向弛豫时间t2和孔隙半径r存在一定的转化关系：

16、

17、其中

18、v为孔隙体积；

19、s为孔隙表面积；

20、ρt为弛豫率；

21、fs为孔隙形状因子；

22、r为孔隙半径。

23、将ct扫描结果获得的孔径累积分布曲线绘制在t2谱累积分布图版中，通过左右平移孔径累积分布曲线来匹配不同起始值的t2谱累积分布曲线，最终获得匹配好的结果。

24、孔径累积分布曲线满足关系式(2)：

25、q1＝f1(r)   (2)

26、t2谱累积分布曲线满足关系式(3)：

27、q2＝f2(t2)   (3)

28、其中

29、q1为孔径累积分布变化量；

30、q2为t2谱累积分布变化量；

31、f1为拟合的孔径累积变化量与孔隙半径的函数关系；

32、f2为拟合的t2谱信号幅度累计变化量与横向弛豫时间的函数关系；

33、根据q1＝q2可得f1(r)＝f2(t2)，

34、从而建立t2谱中不同横向弛豫时间与孔隙半径的关系。

35、第二方面，本发明提供的一种岩心核磁共振t2谱转化孔径分布系统，包括：

36、第三方面，本发明提供的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法的步骤。

37、第四方面，本发明提供的一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明第一方面所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法的步骤。

38、本申请由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

39、本申请提供了核磁共振中弛豫时间t2向对应岩心孔隙半径转化的方法，不同于传统通过压汞测试获取孔径转化系数的方法，ct扫描技术在识别复杂孔隙结构更直观、更准确且样品更具有代表性，特别针对存在的微小孔隙及盲端孔隙，从而能够获得更加准确的孔径累积分布特征，保证了孔径分布转化的准确性，为致密页岩等非常规储层原油在岩心中分布特征的定量研究奠定了基础；

40、通过改变t2谱累积分布曲线的初始值ts以匹配ct扫描结果的孔径累积分布曲线，操作更加方便快捷，并且拟合匹配效果较好，转化精度较高；

41、随着纳米ct扫描技术的发展，能够将t2谱转化成孔隙半径的下限持续增大。

技术特征：

1.一种岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，其特征在于，所述对岩心样品孔径特征进行ct扫描获得孔径累积分布曲线包括：对干燥洁净的柱塞状岩心样品进行微纳米ct扫描，对柱塞状岩心样品沿程的切片扫描结果进行统计分析以获得不同孔径的占比，最后获得孔径累积分布曲线。

3.根据权利要求1所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，其特征在于，所述将取出后的饱和充分的岩心样品进行核磁共振扫描获得t2谱累积分布曲线包括：获得岩心样品的弛豫时间t2和信号幅度的关系，弛豫时间t2的数值在一定程度上反应孔径的大小，信号幅度大小反应了对应弛豫时间t2值的孔径中所含油样的信号强度，信号幅度与弛豫时间t2围成的面积大小可反映所含油样的多少，以便获得不同弛豫时间t2数值范围内的峰面积占比，进而获得t2谱累积分布曲线。

4.根据权利要求1所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，其特征在于，所述获得t2谱累积分布图版包括：将获得了t2谱从0ms开始的累积分布曲线，分别将t2谱的起始值ts设置为5ms、10ms、15ms、20ms，然后分别作出不同弛豫时间t2起始值下的累积分布曲线，绘制在同一坐标系下，得到不同弛豫时间t2起始值下的t2谱累积分布图版。

5.根据权利要求1所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，其特征在于，所述校对孔径累积分布与t2谱图版包括：

6.根据权利要求5所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，其特征在于，将ct扫描结果获得的孔径累积分布曲线绘制在t2谱累积分布图版中，通过左右平移孔径累积分布曲线来匹配不同起始值的t2谱累积分布曲线，最终获得匹配好的结果。

7.根据权利要求1所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法，其特征在于，孔径累积分布曲线满足关系式(2)：

8.一种岩心核磁共振t2谱转化孔径分布系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任意一项所述的岩心核磁共振t2谱转化孔径分布方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种岩心核磁共振T2谱转化孔径分布方法及系统。该方法包括：对岩心样品孔径分布特征进行CT扫描，获得孔径累积分布曲线；对CT扫描后的岩心样品进行原油的抽真空饱和，待岩心充分饱和完毕后将岩心取出；将取出后的饱和充分的岩心样品进行核磁共振扫描，获得T2谱分布曲线，进而获得不同初始值Ts下的T2谱累积分布曲线；根据T2谱累积分布曲线，获得T2谱累积分布图版；校对并匹配孔径累积分布与T2谱图版。通过改变T2谱累积分布曲线的初始值Ts以匹配CT扫描结果的孔径累积分布曲线，操作更加方便快捷，并且拟合匹配效果较好，转化精度较高。

技术研发人员：黄世军,杨明洋,赵凤兰,陈新阳,孙浩月
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11