【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩石物理实验测试分析，特别涉及一种基于核磁共振脉冲序列评价页岩孔隙连通性的方法及系统。
技术介绍
1、由于页岩内部流体独特的生成机制和赋存状态，其岩石物理响应机理与常规砂岩、碳酸岩不尽相同。目前利用核磁共振技术探测页岩仍处于探索起步阶段，但由于核磁共振技术能为页岩油气的勘探开发提供准确的岩石物理属性和内部物质磁性特征，进而用以研究页岩油气的生成机理与赋存条件。
2、页岩内部富含粘土矿物，这些矿物的存在大大增加了固体骨架与液/气相的接触表面积，进而增加了表面弛豫率，因此页岩的横向弛豫时间t2比砂岩低一到两个数量级。内部梯度磁场通常由岩石固体液体的磁化率差异和孔径大小决定，对于页岩而言，其内部存在大量微小孔隙，这也导致了在这些微小孔隙中存在比较强的内部梯度场。
3、如何通过对内部梯度磁场分布的研究，对横向弛豫时间t2分布进行校准，有效分析页岩的孔径结构，评价孔隙连通性成为需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出了一种基于核磁共振脉冲序列评价页岩孔隙连通性的方法及系统，该方法基于ffg-ste脉冲序列(内部磁场梯度-受激回波脉冲序列)测量页岩内部梯度磁场分布，基于t2 exchange脉冲序列(t2交换实验脉冲序列)测量二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布，结合t2 exchange脉冲序列实验，研究流体在不同孔径间的交换速率，根据交换速率评价页岩孔隙连通性；最终帮助石油地质人员更好的认识页岩的岩石物理特性。
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3、进一步地，所述基于受激回波脉冲序列编辑测量页岩内部梯度磁场分布，包括：基于受激回波脉冲序列，通过增加脉冲间隔时间δ，脉冲序列整体编辑时间td不变，依次采集受激回波幅值，得到不同脉冲间隔时间δ下的受激回波幅值；建立脉冲序列执行过程中数据采集参数脉冲间隔时间δ、分子扩散观测窗口△、脉冲序列整体编辑时间td、纵横向弛预时间以及内部磁场梯度gin之间的一维拉普拉斯变换关系，得到内部梯度磁场分布。
4、进一步地，一维逆拉普拉斯变换关系的响应方程核函数为：
5、
6、
7、其中，k为采集的核磁共振信号；gin为孔隙空间内部磁场梯度；γ为质子旋磁比；δ为脉冲间隔时间；d为分子扩散系数；△为分子扩散观测窗口；td为脉冲序列整体编辑时间，td等于δ与△之和，单位ms；t1为观测质子的纵向弛豫时间；t2为观测质子的横向弛豫时间。
8、进一步地，基于t2交换实验脉冲序列测量页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布，包括：t2交换实验脉冲序列一个维度上回波个数p按照一定规律增加，另一个维度上采集每一个编辑时间下含q个回波的回波串数据；然后通过二维逆拉普拉斯变换，得到页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布。
9、进一步地，二维逆拉普拉斯变换的响应方程核函数为：
10、
11、其中，k1和k2分别表示回波个数为p、回波个数为q时对应的核函数；t1为观测质子的纵向弛豫时间；t2为观测质子的横向弛豫时间；te表示回波个数为p或回波个数为q时对应的回波间隔；tm表示观测时间。
12、进一步地，根据页岩内部梯度磁场分布以及页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布，分析流体在不同孔径间的交换速率，包括：设定不同观测时间tm，根据t2交换实验获取二维分布图谱；对二维分布图谱非对角线上的交换峰进行信号积分，建立信号积分峰值与观测时间tm的对应关系；基于信号积分峰值与观测时间tm的对应关系，通过指数拟合得到两种孔径尺寸间的视交换时间r；根据视交换时间r计算得到不同孔径尺寸之间的交换速率re。
13、进一步地，所述信号积分峰值与观测时间tm的对应关系为：
14、e＝e0*[1-exp(-tm/r)]；
15、其中，e为每个观测时间tm对应下非对角线交换峰的信号积分峰值；e0为非对角线交换峰的积分初始峰值；r为视交换时间；
16、所述交换速率re为：
17、re＝1/r+1/t2–dγ2gin2te2/12；
18、其中d为分子扩散系数，gin为孔隙空间内部磁场梯度；γ为质子旋磁比；t2为观测质子的横向弛豫时间；te表示回波个数为p或回波个数为q时对应的回波间隔。
19、另外，本专利技术还提出了一种基于核磁共振脉冲序列评价页岩孔隙连通性的系统，所述系统包括第一测量模块、第二测量模块、分析模块以及评价模块；所述第一测量模块用于基于受激回波脉冲序列编辑测量页岩内部梯度磁场分布；所述第二测量模块用于基于t2交换实验脉冲序列测量页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布；所述分析模块用于根据页岩内部梯度磁场分布以及页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布，分析流体在不同孔径间的交换速率；所述评价模块用于根据交换速率评价页岩孔隙连通性。
20、进一步地，所述第一测量模块包括采集单元和变换单元，所述采集单元用于基于受激回波脉冲序列，通过增加脉冲间隔时间δ，脉冲序列整体编辑时间td不变，依次采集受激回波幅值，得到不同脉冲间隔时间δ下的受激回波幅值；所述变换单元用于建立脉冲序列执行过程中数据采集参数脉冲间隔时间δ、分子扩散观测窗口△、脉冲序列整体编辑时间td、纵横向弛预时间以及内部磁场梯度gin之间的一维拉普拉斯变换关系，得到内部梯度磁场分布。
21、进一步地，所述分析模块包括获取单元、积分单元、拟合单元和计算单元；所述获取单元用于设定不同观测时间tm，根据t2交换实验获取二维分布图谱；所述积分单元用于对二维分布图谱非对角线上的交换峰进行信号积分，建立信号积分峰值与观测时间tm的对应关系；所述拟合单元用于基于信号积分峰值与观测时间tm的对应关系，通过指数拟合得到两种孔径尺寸间的视交换时间r；所述计算单元用于根据视交换时间r计算得到不同孔径尺寸之间的交换速率re。
22、本专利技术具有以下有益效果：
23、(1)在进行梯度编辑过程中受横向弛豫时间的影响变小，降低了微观孔隙中信号受弛豫衰减的干扰，探测不同孔径中内部磁场梯度与孔隙尺寸的相关性；
24、(2)利用受激回波(stimulated echo,ste)脉冲序列编辑测量样品内部梯度磁场，在进行样品测量分析时受其他种类的核素的影响较小。整个测量只针对氢质子进行观测，测量信号中没有其他核素，如碳、钠等的影响；
25、(3)采用脉冲磁场梯度技术需要更加复杂的硬件条件，包括梯度线圈、梯度放大器，造价更加昂贵且仅在实验室内适用；本专利技术采用ffg(内部磁场梯度)技本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于核磁共振脉冲序列评价页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于受激回波脉冲序列编辑测量页岩内部梯度磁场分布，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一维逆拉普拉斯变换关系的响应方程核函数为：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，基于T2交换实验脉冲序列测量页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，二维逆拉普拉斯变换的响应方程核函数为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据页岩内部梯度磁场分布以及页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布，分析流体在不同孔径间的交换速率，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信号积分峰值与观测时间tm的对应关系为：
8.一种基于核磁共振脉冲序列评价页岩孔隙连通性的系统，其特征在于，所述系统包括第一测量模块、第二测量模块、分析模块以及评价模块；其中，
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分析模块包括获取单元、积分单元、拟合单元和计算单元；其中，
...【技术特征摘要】
1.一种基于核磁共振脉冲序列评价页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于受激回波脉冲序列编辑测量页岩内部梯度磁场分布，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一维逆拉普拉斯变换关系的响应方程核函数为：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，基于t2交换实验脉冲序列测量页岩二维横向弛豫时间-横向弛豫时间分布，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，二维逆拉普拉斯变换的响应方程核函数为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建斌，肖占山，高衍武，魏博，方朝强，韩波，李慧莹，夏阳，张陈珺，张哲豪，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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