一种计算页岩核磁共振测井裂缝截止值的方法

本发明涉及一种页岩的裂缝计算方法，尤其是涉及一种计算页岩核磁共振测井裂缝截止值的方法。

背景技术：

1、常规油气藏的成藏过程包括4个步骤：生、排、运、聚。生就是生烃，排就是初次运移，运就是二次运移，聚就是油气在圈闭中的聚集。生油层通常离圈闭很远。生油层生出的油气，在浮力的作用下向上运移进入储集层，这就是初次运移，也是生油层的排烃过程，初次运移的方向都是向上的。油气进入储集层之后，在浮力的作用下继续向上运移，遇到障碍就转向进行侧向运移，这就是二次运移，二次运移的方向可以向上，也可以侧向上。油气运移到圈闭中，遇到盖层和遮挡层就无法继续运移了，只好聚集起来形成油气藏，这就是油气聚集。然而，页岩油气藏为非常规油气藏，它的成藏过程不同于常规油气藏。页岩是由泥岩（基质）和砂条（砂或粗泥）组成的，它们都很薄，以页理的形式存在。如果没有砂条，页岩就变成了泥岩。页岩的基质即是生油层，又是盖层和围岩；砂条为储集层，也是微型圈闭。页岩的生储盖齐全，生油层离圈闭很近。生油层生出的油气，在浮力的作用下，直接排烃到圈闭中聚集起来，油气经过了初次运移，却没有经过二次运移。因此，页岩油气藏的成藏过程只包括三个步骤：生、排、聚。二次运移给跨过了。

2、页岩油气藏在全球油气资源中占有重要地位。裂缝是该类油气藏主要的存储空间和运移通道，明确裂缝分布特征是页岩储层评价的关键问题。目前，裂缝评价方法主要分两类：1）直接观测法，如光学显微镜、扫描电镜等，观测结果为二维图像且半定量；2）间接观测法，主要观测手段有压汞、一维核磁共振（nmr t2）和ct扫描等，测试结果为定量的孔径分布曲线。上述方法中仅有nmr和ct能够实现样品无损测试，且nmr是唯一能够开展井下连续测试（核磁共振测井）的方法。二维核磁由t2和t1两部分组成，t1与流体性质相关，t2与孔径相关。二维核磁技术（t1-t2）日渐成熟，但目前还缺少利用二维核磁评价裂缝核磁参数的相关技术，无法直观评价裂缝含油特征。

3、进一步的，对于油的品质来说，不同组分原油填充裂缝时，裂缝的二维核磁呈现显著差别。受油品t2驰豫性质（弛豫是物理学用语，指的是在某一个渐变物理过程中，从某一个状态逐渐地恢复到平衡态的过程。高能物理中，在外加射频脉冲rf(b1)的作用下，原子核发生磁共振达到稳定的高能态后，从外加的射频一消失开始，到恢复至发生磁共振前的磁矩状态为止，这整个过程叫弛豫过程，也就是物理态恢复的过程。其所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即t1和t2，t1为自旋-点阵或纵向驰豫时间，t2为自旋-自旋或横向弛豫时间）影响，油品越重核磁t2谱发生偏移越明显，校正后才能准确反映岩石孔径，t1-t2叫二维核磁，t2也叫一维核磁，t2截止值（t2c）是t2一维核磁谱上的一个横坐标值，用来区分不同的量。本发明要计算裂缝含量，在t2谱上大于t2c部分视作裂缝，小于t2c的视做基质孔隙。

4、因此需要结合地层原油成分绘制裂缝二维核磁图版。

5、[1] 王民, 王文广, 卢双舫. 一种火山岩ct图像的预处理和确定分割阀值的方法. 2014.

6、[2] 魏修平, 李浩, 王丹丹, 冯琼. 储层裂缝识别方法和成像测井储层裂缝识别方法. 2014.

7、[3] 沈鹿易, 董旭, 陈国辉. 一种测试巴西劈裂法裂缝尺寸与核磁t2关系的方法. 发明专利2022.

8、[4] 董旭, 柳波, 白龙辉, 田善思, 石颖, 于耀翔. 基于核磁共振测量巴西劈裂法裂缝分布的方法. 发明专利. 2022.

9、[5] 俞保财, 任小锋, 蔡芳, 何秋凯. 二维核磁共振测井在致密碳酸盐岩储层中的应用. 测井技术. 2020;2:186-91.

技术实现思路

1、本发明提供了一种计算页岩核磁共振测井裂缝截止值的方法，通过室内核磁而非测井核磁建立k-t2fc关系，解决了因测井核磁丢失小孔隙导致的t2fc计算不准确问题的问题，其技术方案如下所述：

2、一种计算页岩核磁共振测井裂缝截止值的方法，包括以下步骤：

3、s1：选取多块岩样进行如下处理，将岩样制备并烘干，通过饱和水实验以及饱和油实验，计算总孔隙度øt；

4、s2：对饱和水实验的柱塞样品进行纳米ct扫描实验；量化裂缝孔隙度；

5、s3：校正裂缝含量；

6、s4：通过室内核磁实验，绘制核磁t2累积曲线并计算裂缝截止值t2fc；

7、s5：综合所有岩样信息，建模预测裂缝截止值，建立裂缝截止值预测模型k-t2fc；

8、s6：计算不同深度点截止值δt2fc，通过提取不同深度点测井渗透率k代入裂缝截止值预测模型k-t2fc实现；

9、s7：将δt2fc代入测井t2曲线。

10、进一步的，步骤s1中，岩样制备并烘干，通过饱和水实验以及饱和油实验，计算总孔隙度øt；包括以下步骤：

11、s11：岩样制备，选取不少于5块的裂缝发育型页岩作为岩样，裂缝发育型页岩的质量大于30g；

12、s12：岩样烘干，将上述岩样在200°c的温度下进行烘干，然后静置至室温待用，称量烘干岩样质量md，测量总体积vb；

13、s13：岩样饱和，烘干样品抽真空加压饱和碘化钾水溶液24小时；

14、s14：计算总孔隙度øt：

15、øt=((ms-md)/ρ)/vb          （公式1）

16、其中，ρ为水溶液密度，ms为饱和水实验的样品质量。

17、进一步的，步骤s2中，对饱和水实验的柱塞样品进行纳米ct扫描实验；量化裂缝孔隙度，包括以下步骤：

18、s21：对饱和碘化钾水水溶液实验的柱塞样品进行纳米ct扫描实验；

19、s22：通过数字图像处理技术区分孔缝，给出裂缝孔隙度øf和基质孔孔隙度ø2 ；

20、øct = ø2 + ø3（øct <øt，公式2）

21、øf = ø3          （公式3）

22、其中，øct表示ct孔隙度，ø2表示ct扫描识别出的基质孔隙的孔隙度；ø3=øf表示ct扫描识别出的所有裂缝；øt表示总孔隙度。

23、进一步的，步骤s3中，校正裂缝含量sf；公式如下：

24、sf =ø3 / øt = øf / øt    （公式4）

25、其中：øt = øm + øf = ø1 + ø2 + ø3 = ø1 + øct（公式5）

26、其中，øm表示基质孔隙度；ø1表示低于ct扫描仪分辨率而丢失的基质孔隙。

27、进一步的，步骤s4中，通过室内核磁实验，绘制核磁t2累积曲线并计算裂缝截止值t2fc；包括以下步骤：

28、s41：对饱和碘化钾水水溶液实验的柱塞样品进行室内核磁t2测试；

29、s42：从左至右绘制核磁t2累积曲线，累积曲线归一化处理至最大值为100；

30、s43：累积曲线纵坐标等于100-sf的点标记a；

31、s44：沿a画水平线与累积曲线交于b点，再沿b点画垂线与横坐标交于c点；

32、s45： c点对应的t2时间即为裂缝截止值t2fc。

33、步骤s5中，建模预测裂缝截止值，包括以下步骤：

34、s51：提取测试样品的测井渗透率k。

35、s52：统计测试样品渗透率与室内裂缝截止值关系，建立裂缝截止值预测模型k-t2fc。

36、步骤s52中，提取每块样品的渗透率和裂缝含量，把多个样品的数据组合到一起，渗透率做横坐标，裂缝含量做纵坐标，绘制散点图，画拟合趋势线得到拟合公式，这个公式就是所谓“建立裂缝含量预测模型k-sf”。

37、进一步的，步骤s6中，计算不同深度点截止值δt2fc；包括以下步骤：

38、s61：提取不同深度点测井渗透率k；

39、s62：代入k-t2fc模型，推导各深度点裂缝含量δt2fc。

40、进一步的，步骤s7中， 将δt2fc代入测井t2曲线，包括以下步骤：在核磁测井t2谱上插入δt2fc标定连续页岩地层裂缝分布，位于δt2fc右侧的是裂缝，左测的是基质孔隙。

41、所述基于室内ct和nmr实验计算页岩核磁共振测井裂缝截止值的方法，适用于轻质油层（如凝析油藏），不适用中质-重质油层；适用于伊利石或伊蒙间层发育的页岩，不适用于强吸水性粘土（高岭石、蒙脱石）大量发育的页岩。相比传统离心核磁共振技术不适用裂缝性页岩的情况，本发明提供了一种非破坏性的代替方法。本发明运用了ki-ct清晰分辨孔缝的优势，避免了常规ct扫描因分辨率差导致的页岩裂缝丢失问题；本发明拓展了核磁测井技术在页岩地层裂缝评价中的应用，本发明具有科学性和普适性。