用ＭＲＩＬ数据进行储集层高渗
孔道和残余油饱和度分布的研究（ＮＮＮ）
ｗａｎｇＹａｎ等著王黎译江国法校
（中国石油集团测井有限公司技术中心）
搞要从世界范围来看，７５％增加的石油储量都来自于现存的油田，了辫残余油饱和度分布和如何经济有效地开发老油田是很重要的。本文提供了一个方法。该方法用Ｍ戳Ｌ数据评估老油田残余泊分布和在注采之后由注入边缘人口形成的储集层优势通道，也就是“高渗孔道”。这个方法对于了解在高持水率状态下的残余油饱和度，控制注入水的低效和无效循环，减少开采成本具有重大意义．
一、引言
在注水开发之后孔隙结构和孔隙中的粘土分布有很大改变，由于水的冲利导致形成的大孔隙通道对于油田经济有效地开发具有非常大的影嘀。为描述孔隙结构，传统的方法是在实验室建立压汞和Ｌ谱问的关系，它以储集层仅含单相流体为基础，但却不满足实际的地质条件。本文通过ＭＲＩＬ数据提供的每个深度点的Ｌ弛豫时间，并根据短弛豫组分与总弛豫组分的比率来了解储集层的非均质性，描述储集层的孔隙，确定大孔隙通道。在老区块的应用说明了该方法在控制低效和无效注入水和减少开发成本方面具有重大意义。
由于ＭＲＩＬ测量饱和度有不受地层水和注入水矿化度影响的特征，且ＭＲＩＬ能提供储集层孔隙度太小分布，所以可解决水淹层中常规测井数据解释中存在的问题。本文提出了用ＭＲＩＬ数据识别水淹层的方法。根据大庆油田老区块的原油特性，本文介绍了用扩散系数加权法定性识别水淹层的方法，在大庆石油开采公司中的应用显示了该方法的成效。
二、用ＭＲＩＬ数据研究高渗孔道
岩样通常有不同尺寸的多孔隙系统，所有种类的孔隙有不同的比表面积，因此它们有许多弛豫组分，总的活性是由来自不同孔隙的信号的累积，因此实际被测量的死是一个疋分布函数，而不是一个单独的值。总孔隙体积等于岩石中流体的体积之和。总的信号与孔隙度成比例，总的衰减反映孔隙度大小分布的单个衰减的总和。
当孔隙中仅仅是单相流动时，对于比表面积为ｓ，／Ｖｒ的第￡种流体的孔隙系统，它的横向弛豫时间Ｌ．可以表示为：告一击＋碚＋掣
去兰＆軎（１）当投有磁场梯度，或（Ｇｎ）的值非常小时，扩散对弛豫的贡献可忽略不计。此外，在通常条件下，体积弛豫比表面弛豫要低很多，１／Ｔ２。也可忽略不计，由此可得：（２）
・７２８・
式中，Ｓ／Ｖ是孔隙表面积与流体体积之比，如果假设这个半径与孔道半径成比例，那么公式可以改写为：
１／Ｔ２＝ｐ（Ｅ／ｒｃ）
式中ＦＳ——孔隙形状系数，它由孔隙的形状决定，
ｒｃ——孔隙半径。
该公式表明，孔隙半径与Ｔｚ弛豫时间成比例，由此可建立孔隙半径和Ｌ弛豫时间之间的定性转换关系，如下：（３）
式中ｒ表面弛豫比。ｒｃ＝』口－Ｔ２（４）
图１是Ｔ２几何平均值和压汞孔隙半径平均值的关系图。从这个图中我们可以看出，Ｔ２几何平均值和压汞孔隙半径平均值有非常好的线性关系，只有当通道半径大于９弘ｍ时，二者之间的关系才变差。分析原因之后，我们认为它与弛豫机制有关，主要依赖于表面弛豫或体积弛豫哪个占主导地位。当孔隙半径达到一定范围时，体积弛豫将占有一定的比例，它反映了岩石的孔隙结构，所以相关性变差。
水淹层注水开发后，由于长期的水淹，岩石孔隙壁上的泥质，注入水沿着高渗透和中高渗透的油层冲刷，它形成了不利于油层开发的高渗孔道。从扫描电镜图来看，对于冲刷严重的井段，泥质在长期冲刷之后被冲洗掉了，因此在颗粒表面有很少的泥质。泥质仅仅留在那些不可能冲刷到的地方，如图２所示。对于中等冲刷的井段，孔隙半径越大，颗粒上的泥质越少，有明显的被冲刷特征，但是在孔隙半径更小的部分，颗粒表面冲刷不彻底，剩余的泥质分布特征很明显，如图３所示。对予轻微冲刷井段，颗粒很细，孔隙很小，泥质分布均匀，仅有大颗粒表面的泥质被冲刷掉，如图４所示。从以上分析可以得出，泥质含量低的地层对水的吸收能力变弱，它有可能形成高渗孔道。因此，根据注入水后的泥质含量分布可以找到高渗孔道。
图１Ｔ２几何平均值和压汞孔隙半径平均值的关系图
，图２严重冲刷井段
在实际的ＭＲＩＬ数据中，刻度了Ｔ２分布之后可获得孔隙度，即：
声＝Ｅ（ｏ）＝∑夕；ｉ（５）
被测量的孔隙度可以被分成不同弛豫时间域的孔隙度，即孔隙度分布Ｐ。、Ｐ。、…、Ｐ。。，它们对应于Ｔ２分布。在死分布谱上，泥质束缚水和毛细管束缚水以及自由流体都能被区分开。目前的
・７２９・
ＭＴＩＬ—Ｐ型采用ｏ．６ｍｓ回波间隔来测量泥质束缚水。因此，我们能够通过用ＭＴＩＬ提供的每个深度的Ｌ弛豫时间（即孔隙度分布），并根据短弛豫组分与总弛豫组分的比例来了解非均质储集层，描述储集层的孔隙结构，识别高渗孔道。当孔隙中有长的弛豫时间的油，Ｌ分布谱的长弛豫时间会显示某些信息，但短的弛豫组分却不受影响。在目前的调整井中的储集层既有油也有水，因此能够根据同层和层间的短弛豫组分的差异栗估算孔隙半径。
图３中等冲刷井殷圈４轻微冲刷井殷
图５～图７是大庆油田北２区块一口调整井的ＭＲＩＬ测井处理成果图。图５显示ｓａｒｔｕ段的ＭＲＩＬ处理结果，在１０３０～１０６０ｍ井段中，短弛豫时间（４～３２ｍｓ）占储集层总弛豫组分的５０％（参见道１的曲线），说明储集层的颗粒更细，泥岩和毛细管束缚水占有的比例更多。９６０～１０３０ｍ井段，短弛豫时间仅占储集层总弛豫组分的３０％，它表明每层的孔隙半径更大，渗透性也更好。对比结果认为本井中ｓⅢ的物性比ｓⅡ的差。
图５北３区块Ｓａｒｔｕ段的ＮＭＲＬ处理结果
・７３０・
图６北３区块Ｐｕｔａｏｈ岫段的ＭＲＩＬ处理结果
图７Ｇａｏｔａ试段的ＭＲＩＬ处理结果
仅在Ｐｕｔａｏｈｕａ组（１０６０～１１２ｌｍ）的Ｐｎ、Ｐ１２的下部和Ｐ１３（１０６０～１０７５ｍ）有好的物性，它与并段ｓＩｆ（参见图６）相似，短弛豫组分与储集层总弛豫组分的比例较小，它表明了孔隙半径大，储集层渗透性高。其他储集层Ｌ分布谱短弛豫组占主导地位，主要是小孔隙半径和高含量的束缚水，属于低渗透地层。
图７是在Ｇａｏｔａｉｚｉ井段的ＭＲＩＬ处理结果，ＭＲｌＬ测井的瓦分布谱显示每层的短弛豫组分占储
・７３１・
集层总组分的５０％多。该段大多数颗粒的孔隙半径小，束缚水含量高，物性较差，因此比ｓａｒｔｕ段差一些。
图８是北３区块一口调整井的ＭＴＩＬ处理成果图，测井曲线表明（第一道）井段１０１２～１０１７ｍ、１０８１．４～１０８３．２ｍ上段的短弛豫时间（４～４６ｍｓ）占有较大的比例，它们具有小孔隙、高泥质含量和毛细管束缚水特征，两段的束缚水饱和度分别是４０％和５０％，有效孔隙度分别是２０ｐｕ和１９ｐｕ。随着井段下段的短弛豫时间（４～４６ｍｓ）所占的百分比减小，孔隙半径变大，泥质含量和束缚水含量变低，两段的束缚永饱和度分别为１８％和２７％，有效孔隙分别为２７％和２８％。。造成这种现象的原因是由于它们受到注入水的影响而变成了非均质储集层。上段的孔隙半径小，下段的孔隙半径大。
因此，我们能够通过ＭＴＩＬ数据提供的每个深度的Ｒ弛豫数据并根据短弛豫时间维分占总弛豫组分的比例来了解储集层的非均质性，描述储集层的孔隙结构，识别高渗孔道。
图８北３区块一口井的ＭＲＩＬ处理结果
三、通过核磁测井研究储集层剩余油分布
水淹层解释发展了几十年之后，建立了多种定性和定量的解释方法。这些方法在某些情况下运用得很好，但是建立的模型不仅受区域的影响，也受到地层矿化度的影响，它限制了这些方法的推广和应用。由于由ＭＴＩＬ测量的饱和度不受地层矿化度的影响，且能提供地层孔隙结构分布，解决常规测井数据在水淹层解释中存在的问题等特征，所以根据大庆油田老区块的原油特性，我们提出了一种用移谱法定量计算剩余油饱和度的新测井方法。
１．水淹层在ＭＲＩＬ上的响应特性
图９（ａ）、图９（ｂ）显示在两种状态下回波时间Ｔ２的不同弛豫谱的对比，这些样品来自大庆油田老区块，用水和中等牯度的原油分别饱和。回波间隔是：０．３ｍｓ、ｏ．６ｍｓ、１．２ｍｓ、２．４ｍｓ、３．６ｍｓ、４．８ｍ３。从对比中我们可以看到：水比油有更强的扩散性，水信号谱比油更明显地超前。因此，在油水两相的水淹层中油层可以从水层中被区分出来。大庆油田老区块的原油是中等粘度，油的特性没有太大改变。所以可用该方法定性确定水淹层。
２．定量计算剩余油饱和度的方法一扩散系数加权法
在中等粘度原油的水淹层中，自由弛豫和扩散弛豫都有影响，但是扩散弛豫的贡献占主导地位，
・７３２・
图０（ａ）水饱和样品的回波时间Ｔｚ的不同弛豫谱的对比
圈９（ｂ）油饱和样品的回波时间Ｌ的不同弛豫谱的对比
通常情况下，水的扩散系数比中等粘度油的扩散系数更大。被测量的横向弛豫时间Ｔｚ是流体扩散系数Ｄ、回波间隔Ｒ和磁场梯度Ｇ的函数。当Ｇ被固定，如果我们改变Ｒ，水和中等粘度油的瓦值将会有不同程度的变化，即水的Ｌ比中等粘度的油减小得更快，因此，选择台适的ＴＥ完全能从中等牯度油中区分出自由水，从而建立相应的饱和度模型。
从下面的公式中，我们可以用时间１ｋ和Ｔｂ计算出视几何平均值疋。和Ｌｓ：
ｎｍｍ—ｍ＝（ＬＩ…Ｌ２“…）１７”
式中ｐｏｒｅｎ——累计的核磁孔隙度。
从下面的联合方程组中，我们能够得到丁２。。和丁２—。（６）
１／％一１／ｔ，。＋［∞。（Ｇ，・强）２／１２］
１／ｔ。一１／瓦“＋［ｃＤ。（ｑ・Ｔｔ）。／１２］
阳３
ｏ）侣）．
式中Ｔ２ｎ——孔隙流体的固有横向弛豫时间｝
丁２。——视Ｔ２几何平均值（由短『Ｅ的测量数据中获得）｝
Ｌ。——视ｎ几何平均值（由长ｎ的溯量数据中获得），
Ｄ一磁场梯度；
ｙ——旋磁比；
Ｄ。——视孔晾流体扩散系数，
ｃ－一仪器常数。（Ｐ型是１．０８７）一一一…一
根据１／Ｔ２。和Ｄ。／Ｄ。的关系（图ｌＯ）建立一个交会图。在图中，视水饱和度Ｓ。一１００％的线组成了上限，该线穿过水点（Ｄ／Ｄ。＝１），实际上，我们设１／Ｌ。的值在ｏ．０４ｍｓ的点上。确定ｓ。＝ｏ％线时，我们认为地层水就是束缚水，自由流体是油，那么，在储集层条件下，疋。＝Ｌｔ。ｔ“，Ｄ—Ｄ。根据在１００％和ｏ％之间确定该线的位置，我们能得到Ｓ。，然后，从下面的公式中就可以计算出Ｓ。：ｓ．一繁篇
ｓ。＝器
ＢｖＩ——束缚流体体积；
ＰＨＩＴ——总体积；
Ｓ。——含水饱和度；
Ｓ～——束缚水饱和度。㈤（１０）式中ＦＦＩ——可动流体体积；
图１０１０ｌ／１ｋ。和Ｄ．／Ｄ，的交会图
３。应用实例
在油田的开发中，水淹层生产容易控制，但是长期水淹有可能导致严重出水。厚油层的含水饱和度有很大不同。图１１显示大庆油田北１区块的一口调整井，有利层段是Ｓａｒｔｕ、Ｐｕｔａｏｈｕａ、Ｇａｏｔａｉｚｉ组，浊的粘度是３０ｒｎＰａ・ｓ（５０℃），图ｌｌ井段是ｓａｒｔｕ，我们选择两个回波问隔，，ｋ一１．２Ｉｎｓ，Ｔ。一３．６ｍｓ，在相同的等待时间丁：＝１２ｓ进行移谱测井，图中显示在９５０～９７０ｍ井段，由ＮＭＲ测井测量的孔隙度是３０％，渗透率达到（１００～２０００）×１０～ｐｍ２，我们可以认为该段属于高孔高渗储集层，在该段上部相应的电阻率更大，长回波时闻的Ｔ２谱显示明显的双峰分布，短回波时间的Ｌ谱显不连续的双峰分布，由此我们认为该层段含有油，由ＤＩＦＡＮ处理得到的含水饱和度是５５％÷而在该段下部。长回波时间的Ｌ谱显示单峰，由ＤＩＦＡＮ处理得到的饱和度是４０％，处理结果表明下部的水淹程度比上部更加严重。ＭＲＩＬ处理之后，可以定性解释水淹情况。・７３４・
圈１１北１区块一口井的ＮＭＲ测井数据处理成果圈
图１２是同一口井中ＭＲＩＬ和岩心分析得到的饱和度对比，图中显示上部和下部的电阻率都是３０欧姆米，由电阻率计算得到的饱和度不反映下部的水淹情况，而ＭＲＩＬ计算的饱和度能很好地反映下部的水淹情况，结果与岩心分析的饱和度一致。
图１２北１区块一口井的岩心分析饱和度与ＮＭＲＬ饱和度的对比图
在岩心分析的基础上，建立了定量计算剩余油饱和度的方法（图１３），垂直轴指示ＭＲＩＬ的渗透率，水平轴指示ＭＲＩＬ计算的饱和度和岩心分析得到的饱和度之间的差别，回归后的方程是：ｓｔ＝。ｔＦｓｗ一志Ⅲ，
・７３５・
其中Ａ、Ｂ——回归后的系数｝
将１００００ＭＰＥＲＭ——ＭＲＩＬ计算的渗透率｝
ＤＩＦｓｗ——扩散系数加权法计算的含水
饱和度。
油层注人水后，地层水矿化度的变化非常复
杂。由ＭＲＩＬ—Ｐ型提供的扩散系数加权法能确
定剩余油饱和度，且不受地层永和注入水矿化度鬈簦１０００耋璧１００ｉ忸，。
的影响，它能定性解释水淹情况。
饱和度差异（％四、结论
（１）ＮＭＲ弛豫谱和岩石孔睬半径有较好的
一致性。用ＮＭＲ技术可同时确定孔隙半径分布，泥质束缚水和岩石的渗透率，ＭＲＩＬ能提供形成高渗孔道特性所需要的描述性参数；
（２）根据大庆油田老区块的原油特性（原油为中等粘度），移谱方法能用于确定水淹层的剩余油饱和度。－７３６・
用MRIL数据进行储集层高渗孔道和残余油饱和度分布的研究(NNN)
作者：
作者单位：Wang Yan， 王黎， 江国法中国石油集团测井有限公司技术中心
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用ＭＲＩＬ数据进行储集层高渗
孔道和残余油饱和度分布的研究（ＮＮＮ）
ｗａｎｇＹａｎ等著王黎译江国法校
（中国石油集团测井有限公司技术中心）
搞要从世界范围来看，７５％增加的石油储量都来自于现存的油田，了辫残余油饱和度分布和如何经济有效地开发老油田是很重要的。本文提供了一个方法。该方法用Ｍ戳Ｌ数据评估老油田残余泊分布和在注采之后由注入边缘人口形成的储集层优势通道，也就是“高渗孔道”。这个方法对于了解在高持水率状态下的残余油饱和度，控制注入水的低效和无效循环，减少开采成本具有重大意义．
一、引言
在注水开发之后孔隙结构和孔隙中的粘土分布有很大改变，由于水的冲利导致形成的大孔隙通道对于油田经济有效地开发具有非常大的影嘀。为描述孔隙结构，传统的方法是在实验室建立压汞和Ｌ谱问的关系，它以储集层仅含单相流体为基础，但却不满足实际的地质条件。本文通过ＭＲＩＬ数据提供的每个深度点的Ｌ弛豫时间，并根据短弛豫组分与总弛豫组分的比率来了解储集层的非均质性，描述储集层的孔隙，确定大孔隙通道。在老区块的应用说明了该方法在控制低效和无效注入水和减少开发成本方面具有重大意义。
由于ＭＲＩＬ测量饱和度有不受地层水和注入水矿化度影响的特征，且ＭＲＩＬ能提供储集层孔隙度太小分布，所以可解决水淹层中常规测井数据解释中存在的问题。本文提出了用ＭＲＩＬ数据识别水淹层的方法。根据大庆油田老区块的原油特性，本文介绍了用扩散系数加权法定性识别水淹层的方法，在大庆石油开采公司中的应用显示了该方法的成效。
二、用ＭＲＩＬ数据研究高渗孔道
岩样通常有不同尺寸的多孔隙系统，所有种类的孔隙有不同的比表面积，因此它们有许多弛豫组分，总的活性是由来自不同孔隙的信号的累积，因此实际被测量的死是一个疋分布函数，而不是一个单独的值。总孔隙体积等于岩石中流体的体积之和。总的信号与孔隙度成比例，总的衰减反映孔隙度大小分布的单个衰减的总和。
当孔隙中仅仅是单相流动时，对于比表面积为ｓ，／Ｖｒ的第￡种流体的孔隙系统，它的横向弛豫时间Ｌ．可以表示为：告一击＋碚＋掣
去兰＆軎（１）当投有磁场梯度，或（Ｇｎ）的值非常小时，扩散对弛豫的贡献可忽略不计。此外，在通常条件下，体积弛豫比表面弛豫要低很多，１／Ｔ２。也可忽略不计，由此可得：（２）
・７２８・
式中，Ｓ／Ｖ是孔隙表面积与流体体积之比，如果假设这个半径与孔道半径成比例，那么公式可以改写为：
１／Ｔ２＝ｐ（Ｅ／ｒｃ）
式中ＦＳ——孔隙形状系数，它由孔隙的形状决定，
ｒｃ——孔隙半径。
该公式表明，孔隙半径与Ｔｚ弛豫时间成比例，由此可建立孔隙半径和Ｌ弛豫时间之间的定性转换关系，如下：（３）
式中ｒ表面弛豫比。ｒｃ＝』口－Ｔ２（４）
图１是Ｔ２几何平均值和压汞孔隙半径平均值的关系图。从这个图中我们可以看出，Ｔ２几何平均值和压汞孔隙半径平均值有非常好的线性关系，只有当通道半径大于９弘ｍ时，二者之间的关系才变差。分析原因之后，我们认为它与弛豫机制有关，主要依赖于表面弛豫或体积弛豫哪个占主导地位。当孔隙半径达到一定范围时，体积弛豫将占有一定的比例，它反映了岩石的孔隙结构，所以相关性变差。
水淹层注水开发后，由于长期的水淹，岩石孔隙壁上的泥质，注入水沿着高渗透和中高渗透的油层冲刷，它形成了不利于油层开发的高渗孔道。从扫描电镜图来看，对于冲刷严重的井段，泥质在长期冲刷之后被冲洗掉了，因此在颗粒表面有很少的泥质。泥质仅仅留在那些不可能冲刷到的地方，如图２所示。对于中等冲刷的井段，孔隙半径越大，颗粒上的泥质越少，有明显的被冲刷特征，但是在孔隙半径更小的部分，颗粒表面冲刷不彻底，剩余的泥质分布特征很明显，如图３所示。对予轻微冲刷井段，颗粒很细，孔隙很小，泥质分布均匀，仅有大颗粒表面的泥质被冲刷掉，如图４所示。从以上分析可以得出，泥质含量低的地层对水的吸收能力变弱，它有可能形成高渗孔道。因此，根据注入水后的泥质含量分布可以找到高渗孔道。
图１Ｔ２几何平均值和压汞孔隙半径平均值的关系图
，图２严重冲刷井段
在实际的ＭＲＩＬ数据中，刻度了Ｔ２分布之后可获得孔隙度，即：
声＝Ｅ（ｏ）＝∑夕；ｉ（５）
被测量的孔隙度可以被分成不同弛豫时间域的孔隙度，即孔隙度分布Ｐ。、Ｐ。、…、Ｐ。。，它们对应于Ｔ２分布。在死分布谱上，泥质束缚水和毛细管束缚水以及自由流体都能被区分开。目前的
・７２９・
ＭＴＩＬ—Ｐ型采用ｏ．６ｍｓ回波间隔来测量泥质束缚水。因此，我们能够通过用ＭＴＩＬ提供的每个深度的Ｌ弛豫时间（即孔隙度分布），并根据短弛豫组分与总弛豫组分的比例来了解非均质储集层，描述储集层的孔隙结构，识别高渗孔道。当孔隙中有长的弛豫时间的油，Ｌ分布谱的长弛豫时间会显示某些信息，但短的弛豫组分却不受影响。在目前的调整井中的储集层既有油也有水，因此能够根据同层和层间的短弛豫组分的差异栗估算孔隙半径。
图３中等冲刷井殷圈４轻微冲刷井殷
图５～图７是大庆油田北２区块一口调整井的ＭＲＩＬ测井处理成果图。图５显示ｓａｒｔｕ段的ＭＲＩＬ处理结果，在１０３０～１０６０ｍ井段中，短弛豫时间（４～３２ｍｓ）占储集层总弛豫组分的５０％（参见道１的曲线），说明储集层的颗粒更细，泥岩和毛细管束缚水占有的比例更多。９６０～１０３０ｍ井段，短弛豫时间仅占储集层总弛豫组分的３０％，它表明每层的孔隙半径更大，渗透性也更好。对比结果认为本井中ｓⅢ的物性比ｓⅡ的差。
图５北３区块Ｓａｒｔｕ段的ＮＭＲＬ处理结果
・７３０・
图６北３区块Ｐｕｔａｏｈ岫段的ＭＲＩＬ处理结果
图７Ｇａｏｔａ试段的ＭＲＩＬ处理结果
仅在Ｐｕｔａｏｈｕａ组（１０６０～１１２ｌｍ）的Ｐｎ、Ｐ１２的下部和Ｐ１３（１０６０～１０７５ｍ）有好的物性，它与并段ｓＩｆ（参见图６）相似，短弛豫组分与储集层总弛豫组分的比例较小，它表明了孔隙半径大，储集层渗透性高。其他储集层Ｌ分布谱短弛豫组占主导地位，主要是小孔隙半径和高含量的束缚水，属于低渗透地层。
图７是在Ｇａｏｔａｉｚｉ井段的ＭＲＩＬ处理结果，ＭＲｌＬ测井的瓦分布谱显示每层的短弛豫组分占储
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集层总组分的５０％多。该段大多数颗粒的孔隙半径小，束缚水含量高，物性较差，因此比ｓａｒｔｕ段差一些。
图８是北３区块一口调整井的ＭＴＩＬ处理成果图，测井曲线表明（第一道）井段１０１２～１０１７ｍ、１０８１．４～１０８３．２ｍ上段的短弛豫时间（４～４６ｍｓ）占有较大的比例，它们具有小孔隙、高泥质含量和毛细管束缚水特征，两段的束缚水饱和度分别是４０％和５０％，有效孔隙度分别是２０ｐｕ和１９ｐｕ。随着井段下段的短弛豫时间（４～４６ｍｓ）所占的百分比减小，孔隙半径变大，泥质含量和束缚水含量变低，两段的束缚永饱和度分别为１８％和２７％，有效孔隙分别为２７％和２８％。。造成这种现象的原因是由于它们受到注入水的影响而变成了非均质储集层。上段的孔隙半径小，下段的孔隙半径大。
因此，我们能够通过ＭＴＩＬ数据提供的每个深度的Ｒ弛豫数据并根据短弛豫时间维分占总弛豫组分的比例来了解储集层的非均质性，描述储集层的孔隙结构，识别高渗孔道。
图８北３区块一口井的ＭＲＩＬ处理结果
三、通过核磁测井研究储集层剩余油分布
水淹层解释发展了几十年之后，建立了多种定性和定量的解释方法。这些方法在某些情况下运用得很好，但是建立的模型不仅受区域的影响，也受到地层矿化度的影响，它限制了这些方法的推广和应用。由于由ＭＴＩＬ测量的饱和度不受地层矿化度的影响，且能提供地层孔隙结构分布，解决常规测井数据在水淹层解释中存在的问题等特征，所以根据大庆油田老区块的原油特性，我们提出了一种用移谱法定量计算剩余油饱和度的新测井方法。
１．水淹层在ＭＲＩＬ上的响应特性
图９（ａ）、图９（ｂ）显示在两种状态下回波时间Ｔ２的不同弛豫谱的对比，这些样品来自大庆油田老区块，用水和中等牯度的原油分别饱和。回波间隔是：０．３ｍｓ、ｏ．６ｍｓ、１．２ｍｓ、２．４ｍｓ、３．６ｍｓ、４．８ｍ３。从对比中我们可以看到：水比油有更强的扩散性，水信号谱比油更明显地超前。因此，在油水两相的水淹层中油层可以从水层中被区分出来。大庆油田老区块的原油是中等粘度，油的特性没有太大改变。所以可用该方法定性确定水淹层。
２．定量计算剩余油饱和度的方法一扩散系数加权法
在中等粘度原油的水淹层中，自由弛豫和扩散弛豫都有影响，但是扩散弛豫的贡献占主导地位，
・７３２・
图０（ａ）水饱和样品的回波时间Ｔｚ的不同弛豫谱的对比
圈９（ｂ）油饱和样品的回波时间Ｌ的不同弛豫谱的对比
通常情况下，水的扩散系数比中等粘度油的扩散系数更大。被测量的横向弛豫时间Ｔｚ是流体扩散系数Ｄ、回波间隔Ｒ和磁场梯度Ｇ的函数。当Ｇ被固定，如果我们改变Ｒ，水和中等粘度油的瓦值将会有不同程度的变化，即水的Ｌ比中等粘度的油减小得更快，因此，选择台适的ＴＥ完全能从中等牯度油中区分出自由水，从而建立相应的饱和度模型。
从下面的公式中，我们可以用时间１ｋ和Ｔｂ计算出视几何平均值疋。和Ｌｓ：
ｎｍｍ—ｍ＝（ＬＩ…Ｌ２“…）１７”
式中ｐｏｒｅｎ——累计的核磁孔隙度。
从下面的联合方程组中，我们能够得到丁２。。和丁２—。（６）
１／％一１／ｔ，。＋［∞。（Ｇ，・强）２／１２］
１／ｔ。一１／瓦“＋［ｃＤ。（ｑ・Ｔｔ）。／１２］
阳３
ｏ）侣）．
式中Ｔ２ｎ——孔隙流体的固有横向弛豫时间｝
丁２。——视Ｔ２几何平均值（由短『Ｅ的测量数据中获得）｝
Ｌ。——视ｎ几何平均值（由长ｎ的溯量数据中获得），
Ｄ一磁场梯度；
ｙ——旋磁比；
Ｄ。——视孔晾流体扩散系数，
ｃ－一仪器常数。（Ｐ型是１．０８７）一一一…一
根据１／Ｔ２。和Ｄ。／Ｄ。的关系（图ｌＯ）建立一个交会图。在图中，视水饱和度Ｓ。一１００％的线组成了上限，该线穿过水点（Ｄ／Ｄ。＝１），实际上，我们设１／Ｌ。的值在ｏ．０４ｍｓ的点上。确定ｓ。＝ｏ％线时，我们认为地层水就是束缚水，自由流体是油，那么，在储集层条件下，疋。＝Ｌｔ。ｔ“，Ｄ—Ｄ。根据在１００％和ｏ％之间确定该线的位置，我们能得到Ｓ。，然后，从下面的公式中就可以计算出Ｓ。：ｓ．一繁篇
ｓ。＝器
ＢｖＩ——束缚流体体积；
ＰＨＩＴ——总体积；
Ｓ。——含水饱和度；
Ｓ～——束缚水饱和度。㈤（１０）式中ＦＦＩ——可动流体体积；
图１０１０ｌ／１ｋ。和Ｄ．／Ｄ，的交会图
３。应用实例
在油田的开发中，水淹层生产容易控制，但是长期水淹有可能导致严重出水。厚油层的含水饱和度有很大不同。图１１显示大庆油田北１区块的一口调整井，有利层段是Ｓａｒｔｕ、Ｐｕｔａｏｈｕａ、Ｇａｏｔａｉｚｉ组，浊的粘度是３０ｒｎＰａ・ｓ（５０℃），图ｌｌ井段是ｓａｒｔｕ，我们选择两个回波问隔，，ｋ一１．２Ｉｎｓ，Ｔ。一３．６ｍｓ，在相同的等待时间丁：＝１２ｓ进行移谱测井，图中显示在９５０～９７０ｍ井段，由ＮＭＲ测井测量的孔隙度是３０％，渗透率达到（１００～２０００）×１０～ｐｍ２，我们可以认为该段属于高孔高渗储集层，在该段上部相应的电阻率更大，长回波时闻的Ｔ２谱显示明显的双峰分布，短回波时间的Ｌ谱显不连续的双峰分布，由此我们认为该层段含有油，由ＤＩＦＡＮ处理得到的含水饱和度是５５％÷而在该段下部。长回波时间的Ｌ谱显示单峰，由ＤＩＦＡＮ处理得到的饱和度是４０％，处理结果表明下部的水淹程度比上部更加严重。ＭＲＩＬ处理之后，可以定性解释水淹情况。・７３４・
圈１１北１区块一口井的ＮＭＲ测井数据处理成果圈
图１２是同一口井中ＭＲＩＬ和岩心分析得到的饱和度对比，图中显示上部和下部的电阻率都是３０欧姆米，由电阻率计算得到的饱和度不反映下部的水淹情况，而ＭＲＩＬ计算的饱和度能很好地反映下部的水淹情况，结果与岩心分析的饱和度一致。
图１２北１区块一口井的岩心分析饱和度与ＮＭＲＬ饱和度的对比图
在岩心分析的基础上，建立了定量计算剩余油饱和度的方法（图１３），垂直轴指示ＭＲＩＬ的渗透率，水平轴指示ＭＲＩＬ计算的饱和度和岩心分析得到的饱和度之间的差别，回归后的方程是：ｓｔ＝。ｔＦｓｗ一志Ⅲ，
・７３５・
其中Ａ、Ｂ——回归后的系数｝
将１００００ＭＰＥＲＭ——ＭＲＩＬ计算的渗透率｝
ＤＩＦｓｗ——扩散系数加权法计算的含水
饱和度。
油层注人水后，地层水矿化度的变化非常复
杂。由ＭＲＩＬ—Ｐ型提供的扩散系数加权法能确
定剩余油饱和度，且不受地层永和注入水矿化度鬈簦１０００耋璧１００ｉ忸，。
的影响，它能定性解释水淹情况。
饱和度差异（％四、结论
（１）ＮＭＲ弛豫谱和岩石孔睬半径有较好的
一致性。用ＮＭＲ技术可同时确定孔隙半径分布，泥质束缚水和岩石的渗透率，ＭＲＩＬ能提供形成高渗孔道特性所需要的描述性参数；
（２）根据大庆油田老区块的原油特性（原油为中等粘度），移谱方法能用于确定水淹层的剩余油饱和度。－７３６・
用MRIL数据进行储集层高渗孔道和残余油饱和度分布的研究(NNN)
作者：
作者单位：Wang Yan， 王黎， 江国法中国石油集团测井有限公司技术中心
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下载时间：2010年5月10日