通过核磁共振测量确定地岩层特性的方法，包括： （ａ）将抑制函数应用到至少一个瞬时脉冲测量组中的自旋回波上以产生修正的瞬时脉冲数据组，抑制函数用来抑制具有不可忽略的极化校正的自旋回波的影响； （ｂ）变换修正的瞬时脉冲数据组和至少一个标准自旋回波测量组以产生核磁共振参数分布，在地岩层样本上采集至少一个标准自旋回波测量组和至少一个瞬时脉冲测量组；以及 （ｃ）通过核磁共振参数分布计算地岩层特性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及测井领域，尤其涉及利用核磁共振工具的测井技术以及对核磁共振数据进行变换处理的方法。
技术介绍
油井测井工具包括核磁共振(NMR)仪器。NMR仪器能够用来测定地岩层的特性，例如孔隙部分的容积、流动液体填充孔隙部分的容积、以及地岩层的总孔隙度。NMR测井的总体
技术介绍
在已经转让给该专利的受让人的美国专利申请US6140817中说明过。通常，通过NMR测井工具测定的信号由所选择的在被探测体积中存在的原子核中产生。由于氢核是最多的并且容易检测，因此将大多数NMR测井工具调整得能够检测氢共振信号(从水或者碳氢化合物中)。氢核具有取决于它们的环境(例如，被束缚于孔隙表面的环境和游离在流体中的环境)的不同的动态特性(例如，扩散率和转速)。这些核的不同动态特性本身表现在不同的核自旋驰豫时间中(也就是，自旋晶格驰豫时间(T1)和自旋-自旋驰豫时间(T2))。例如，在粘性油中的氢核具有相对短的驰豫时间而在轻油中的氢核具有相对长的驰豫时间。此外，在游离水(大孔穴内的水)中的氢核的驰豫时间一般比在束缚水(例如，粘土束缚水)中的要长。因此，这些不同的NMR驰豫时间能够提供关于地岩层特性的信息。大多数NMR测井工具通过测量自旋—自旋驰豫时间(T2)来导出地岩层的特性。通常T2驰豫根据一连串脉冲(例如Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列或这个脉冲序列的一些变体)产生的一连串自旋回波来测定。CPMG脉冲序列在本领域中是众所周知的。参见Meiboom，S.，Gill，D.，1958，Review ofScientific Instruments，29，688-91.的“用来测量核驰豫时间的修正自旋回波的方法”(Modified Spin Echo Method for Measuring Nuclear Relaxation Times)。一旦采集到NMR数据，则通过本领域中公知的多种变换(inversion)方法中的任何一种对NMR数据进行处理以提供想得到的信息，例如，T2分布，根据T2分布可以导出地层特性。为了提供准确T2分布的NMR数据(例如，CPMG数据)变换是一个复杂的问题，这是因为NMR测量值包括来自快速和慢速驰豫核的信息。在测井条件下，长驰豫核可能没有足够的时间进行充分的驰豫(也就是说，被静态磁场充分极化)。因此需要在分析NMR数据之前对其进行极化校正。另一方面，快速驰豫核(例如，那些来自粘土束缚水中的)将在很短的等待时间之内得到充分的驰豫。从这些快速驰豫核中得到的信号仅仅持续有很少的回波并在以后检测不到。结果，大多数收集到的自旋回波只包括对应于快速驰豫核的噪声，而且利用传统的测井和处理技术准确地导出快速驰豫核的T2分布是非常困难的。由于快速T2驰豫核通常与短T1驰豫联系在一起，因此，可以利用快速重复的短等待时间测量值(瞬时脉冲)更好地检测快速T2驰豫核。这些瞬时脉冲测量值的高重复率允许很好地统计来自快速T2分量的平均信号。例如，授权给Prammer的美国专利US6005389(Prammer专利)公开了利用快速重复脉冲序列来收集NMR数据的方法，该脉冲序列通过叠加(平均)测定数据为快速驰豫核产生提高的的信噪比(SNR)。但是，与标准CPMG测量值联系在一起的这些瞬时脉冲的T2变换有一些困难。如果一个人在共变换处理中将这些测量值合并在一起，那么这个人需要具备很好的有关瞬时脉冲测量值极化校正的知识，才能够消除由部分极化的缓慢的驰豫核造成的残余影响。在此所用的“共变换”的意思是利用两种测量值的单个变换处理。或者，可以对极化和T2之间(或者T1和T2之间)的关系做简化假设，从而可以根据两个不同的等待时间测量组测定出极化校正项。在可供选择的方法中，可以分别变换瞬时脉冲测量值和标准CPMG测量值以产生互相独立的T2分布，然后将它们组合以产生共同的T2分布。参见例如Prammer的专利。然而，将这两个分布组合(或者接合)成共同的T2分布可导致不太准确的变换输出。因此，除了要避免涉及在瞬时脉冲测量值中的不完全的极化校正问题以外，还希望有能在双等待时间测量值上运用共变换的方法。专利技术概述本专利技术的一个方面涉及用于变换测井中的NMR测量值的方法。根据本专利技术的实施例，用来根据核磁共振测量值测定地岩层特性的方法可以包括将抑制函数应用在至少一个瞬时脉冲测量组中的自旋回波上以产生修正的瞬时脉冲数据组，抑制函数抑制具有不可忽视的极化校正的自旋回波的影响；变换修正的瞬时脉冲数据组和至少一个标准自旋回波测量组以产生核磁共振参数分布，在地岩层样本上采集至少一个标准自旋回波测量组和至少一个瞬时脉冲测量组；以及根据核磁共振参数分布计算地岩层特性。核磁共振参数包括从纵向驰豫时间、横向驰豫时间、纵向驰豫时间与横向驰豫时间的比率以及扩散常数中所选择出的至少一个。抑制函数可以包括线性组合函数。所述线性组合函数可以包含表示根据采集参数的核磁化强度的指数式衰减的矩阵的零空间。零空间可以通过奇异值分解确定。本专利技术的另一方面涉及利用NMR仪器测定井筒周围地岩层特性的方法。在本专利技术的一些实施例中，用来测定井筒周围的地岩层特性的方法可以包括在地岩层的研究区域中感应产生一静态磁场；通过在研究区域中应用包括射频磁场脉冲的自旋回波脉冲序列来采集至少一个标准自旋回波测量组和至少一个瞬时脉冲测量组并且接收自旋回波信号幅值；将抑制函数应用到在至少一个瞬时脉冲测量组中的自旋回波中以产生修正的瞬时脉冲数据组，抑制函数用来抑制具有不可忽略的极化校正的自旋回波分布；以及根据至少一个标准自旋回波测量组和修正的瞬时脉冲数据组计算地岩层的特性。本专利技术的其他方面和优点将在下面的描述和所附的权利要求书中显示出来。附图的简要描述附图说明图1是测井的典型装备的简图。图2是NMR测井仪器的简图。图3是用来产生射频(RF)脉冲和接收自旋回波的电路框图。图4A-4C分别说明了典型的Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列、长T2信号相应的自旋回波、以及短T2信号相应的自旋回波。图5是关于典型的一组采集参数的矩阵 的奇异值的对数坐标图。图6是利用从第四个起的奇异值计算出的对应于矩阵X的每一个列向量的灵敏度曲线图。图7是涉及根据本专利技术的一个实施例的方法的过程的原理图。图8是说明在先技术的双等待时间变换的灵敏度曲线图表。图9是说明根据本专利技术的一个实施例的双等待时间变换的灵敏度曲线图表。图10是说明根据在先技术的双等待时间变换和本专利技术的一个实施例的双等待时间变换的瞬时脉冲数据的灵敏度曲线图表。图11是显示用在第一个蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟中的输入T2分布的图表。图12是说明基于图11中显示的T2分布的两个变换方案的蒙特卡罗模拟的平均的T2分布的图表。图13是利用对应于图11中所示的T2分布的无噪声数据的两个变换方案的线性变换的T2分布的图表。图14是说明根据利用具有图11中所示的T2分布的蒙特卡罗模拟法的两个变换方案的孔隙度概率分布的图表。图15是说明用于第二个蒙特卡罗模拟的输入T2分布的图表。图16显示了利用图15中所示的输入T2分布的两个变换方案的第二个蒙特卡罗模拟的平均的T2分布。图17是说明根据利用具有图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：R·海德勒，
申请(专利权)人：施卢默格海外有限公司，
类型：发明
国别省市：
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