利用核磁共振測井技術劃分準噶爾盆地風城地區白云巖儲層孔隙類型研究

張陳慧，張 浩熊萬軍，蔣 勇

（中國石油集團西部鉆探工程公司測井公司，新疆 克拉瑪依834000）

準噶爾盆地風城地區的夏子街組和風城組發育白云質巖性的儲層，隨著在該儲層中相繼發現工業油氣流，對該區塊白云質儲層孔隙類型結構的分析顯得尤為重要。準噶爾盆地風城地區白云巖儲層以其自身獨有的孔隙空間結構而區別于孔隙性砂巖儲層，其低孔、各向異性和非均質性的特點，使得儲層巖石儲、滲機理和特性復雜，給測井評價帶來了不確定性。為此，筆者應用核磁共振測井并結合電阻率成像測井技術對該研究區的白云巖儲層孔隙類型進行劃分，以便為該研究區的勘探開發提供參考。

1 核磁測井理論基礎

核磁共振測井確定地層孔隙度的依據來自觀測信號強度與孔隙度流體中氫核含量的對應關系[1-2]。觀測信號在零時刻的數值大小與地層孔隙中的含氫總量成正比，經過適當的標定，即把零時刻的信號強度(回波串）標定為地層孔隙度。由于弛豫機制和弛豫速率的差異，不同孔徑孔隙中的流體將有不同的觀測弛豫速度[3]，出現在T2（橫向弛豫時間）分布的不同位置(T2譜）上，可以進一步把泥質束縛水、毛管束縛水以及自由流體等各個部分區分開來[4]。泥質束縛水的橫向弛豫時間很短，采用較長的回波間隔，因而探測不到其信號。實際上，只有采用較短的回波間隔，提高對短弛豫分量的分辨能力，才能觀測到泥質束縛水的信號。在核磁共振測井過程中，采用部分極化和完全極化結合的方式，部分極化方式主要提供泥質束縛水的孔隙度，其與完全極化結合，能提供相關的孔隙度。其中一組回波串采用回波間隔0．6ms的觀測方式，可以探測泥質束縛水的信號。因此，根據馳豫時間與地層孔隙度的上述關系，利用積分建立兩者間的數學關系，即核磁總孔隙度為刻度后全部T2譜分布的積分面積：

式中，ΦNMR為核磁總孔隙度；Tmin、Tmax分別表示最小、最大弛豫時間。

通過選擇一個合適的T2截止值（T2cutoff），可以區分開反映小孔隙或微孔隙水的快速弛豫組分與反映可動孔隙中水的慢速弛豫組分，使得大于T2cutoff的組分下面包圍的面積與可產出的水相當。對于砂巖，該截止值大約為33ms，當巖性變化時或表面弛豫改變時，該截止值可能會相應改變。因此，自由流體孔隙度(指數）可以表示為：

式中，FFI為自由流體指數。

對于飽含水的巖石，短T2組分對應著巖石的小孔隙或微孔隙，而長T2組分是巖石較大孔隙度的反映，這是因為小孔隙或微孔隙中的自由流動的液體甚少，絕大部分是束縛水或滯留水，孔隙壁和流體的強烈相互作用，使其中流體的T2值大為降低，而大孔隙中流體卻保持了與自由狀態相近的性質，因而對應著長的T2值。如果儲層中裂縫和孔洞都發育，T2譜譜峰靠后，長T2組分峰值較大；如果儲層中裂縫和孔洞不發育，一般T2譜譜峰靠前，長T2組分峰值較小。

2 風城地區儲層孔隙類型劃分

以上述理論為基礎，利用核磁共振資料結合電阻率成像資料對該研究區白云巖次生孔隙儲層進行劃分，根據其T2譜分布特征差異將風城地區白云巖次生孔隙類型分為孔隙型、裂縫型和孔縫型。

2．1 孔隙型

儲集空間以粒間孔、溶孔或氣孔發育為主，在電阻率成像圖上呈分散狀暗色斑點分布(見圖1）；T2譜分布于T2截止值的兩側，且多分布于T2截止值的左側，T2譜峰值在10～200ms之間，譜峰幅度較小(見圖2）。

圖1 孔隙型儲層電阻率成像圖

圖2 孔隙型儲層核磁共振圖

2．2 裂縫型

儲集空間以裂縫發育為主，裂縫有高角度、低角度、網狀縫，還有一些不連續的微裂縫，在電阻率成像圖上表現為暗色正弦曲線(見圖3）。T2譜分布于T2截止值的兩側，且多分布于T2截止值的左側，大于T2截止值的T2譜分布呈較平緩的變化趨勢且范圍較寬，T2譜峰值在60～200ms之間，譜峰幅度較小(見圖4）。

2．3 孔縫型

儲集空間以氣孔和裂縫發育為主，且有各種不同形狀的不規則縫穿插其中，在電阻率成像圖上表現為暗色的小斑點(見圖5）。T2譜由氣孔和裂縫組合形成，呈雙峰分布于T2截止值的兩側，且多分布于T2截止值得右側，雙峰間呈較平緩的連續變化，T2譜峰值在10～200ms之間，譜峰幅度較大(見圖6）。

圖3 裂縫型儲層電阻率成像圖

圖4 裂縫型儲層核磁共振圖

圖5 孔縫型儲層電阻率成像圖

圖6 孔縫型儲層核磁共振圖

3 實例分析

利用核磁共振T2譜和電阻率成像測井資料分別對風城地區3口探井的7個層段進行儲層孔隙劃分，結果如表1所示。

從表1可以看出，用核磁共振T2譜劃分的白云巖儲層孔隙類型，7個層段中有5個層段的劃分結果與成像測井劃分結果一致，說明應用核磁共振測井T2譜進行白云巖次生孔隙儲層的劃分是可行的。

表1 3口探井的7個層段白云巖儲層類型劃分的應用

4 結 語

基于核磁共振測井資料T2譜形態分布特征并結合電阻率成像資料對該研究區白云巖孔隙儲層孔隙進行劃分，確定準噶爾盆地風城地區白云巖儲層的孔隙類型為孔隙型、裂縫型和孔縫型。實例分析表明，利用核磁共振技術和電阻率成像測井資料劃分白云巖儲層孔隙類型的結果相近，說明應用核磁共振測井T2譜進行該研究區白云巖儲層孔隙劃分的方法是有效的。

[1]邵維志，丁娛嬌，王慶梅，等 ．用核磁共振測井定量評價稠油儲層的方法 [J]．測井技術，2006，30（1）：67-71．

[2]肖立志，付有升 ．核磁共振測井資料解釋與應用導論 [M]．北京：石油工業出版社，2001．

[3]汪中浩，章成廣，肖承文，等 ．低滲透率儲層T2截止值實驗研究及其測井應用 [J]．石油物探，2004，43（5）：508-510．

[4]邵維志，劉德武，韓成 ．利用T2譜評價板橋潛山油氣藏 [J]．測井技術，2000，24（5）：345-350．