确定致密砂岩饱和度指数的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油地质勘探的测井技术领域，尤其涉及确定致密砂岩饱和度指数的 方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在测井解释中，通常是在阿尔奇公式基础上对储层进行油、气、水综合分析，合理 选择解释参数是工作的核心内容。阿尔奇公式包含a、b、m、n四个重要的参数，通常情况下，a 和b都很接近于1，因此一般都默认为1 3和η都有自身的物理意义，m被称作孔隙结构指数， 它取决于地层的孔隙结构;η称之为饱和度指数，主要反映油、气、水在岩石孔隙中的分布对 岩石电阻率的影响，而孔隙中油、气、水的分布又与岩石性质、孔隙结构等有关，因此饱和度 指数η与岩石的孔隙结构密切相关。阿尔奇的研究对象是高孔高渗、不含泥质纯砂岩，η值一 般接近2。随着勘探形势深入，致密砂岩成为勘探重点，其孔隙结构呈现出孔隙类型多样、结 构复杂、非均质性强、微孔发育等特点，因此孔隙结构对致密砂岩的饱和度指数η影响巨大， 并且η值变化范围变大。
[0003] 目前，获得岩心饱和度指数η的常规方法是岩心电阻率实验，在岩心电阻率实验中 利用油或气对饱和水岩心进行驱替，研究不同含水饱和度与电阻增大率指数的关系，通过 回归分析计算饱和度指数η。然而，致密岩心的孔隙度、渗透率与常规岩心相比会降低很多， 岩石性质、孔隙结构都会对电阻率产生影响，在岩心电阻率实验中利用油或气对岩心内的 水进行驱替是非常困难的，而且实验周期很长。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种确定致密砂岩饱和度指数的方法，用以准确且高效地确定 致密砂岩饱和度指数，该方法包括：
[0005] 获得岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱；
[0006] 获得施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱；
[0007] 根据岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱，确定岩心饱和水状态的核磁 共振横向弛豫时间Τ2的几何均值；
[0008] 根据施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱， 确定施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2的几何均值；
[0009] 根据岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱、以及施加不同离心力后岩心 不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱，确定施加不同离心力后岩心的含水饱 和度；
[0010] 根据岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2的几何均值、施加不同离心力后 岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2的几何均值、以及施加不同离心力后 岩心的含水饱和度，确定岩心的饱和度指数。
[0011] -个实施例中，所述获得岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱，包括：
[0012] 利用低场核磁共振岩心分析仪中的CPMG自旋回波脉冲序列，测量不同孔隙度和渗 透率的岩心饱和水状态核磁共振信息，获取原始回波串数据；
[0013] 对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到岩心饱和水状态核磁共振横向弛 豫时间T2谱。
[0014] -个实施例中，所述获得施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振 横向弛豫时间T2谱之前，还包括：
[0015] 根据岩心孔隙度和渗透率大小，确定低等级别、中等级别和高等级别的离心力;所 述低等级别的离心力用于使岩心内大喉道及大喉道控制孔隙空间内的水从岩心内排出；所 述中等级别的离心力用于使岩心内中等喉道及中等喉道控制孔隙空间的内水从岩心内排 出;所述高等级别的离心力用于使岩心内小喉道及小喉道控制孔隙空间内的水从岩心内排 出；
[0016] 利用超高速离心机对岩心依次施加低等级别、中等级别和高等级别的离心力。
[0017] 一个实施例中，所述超高速离心机的离心压力满足如下公式：
[0018] P = 1.578X 10-7XLX (Re-L/2) Xv2;
[0019]其中，P为离心压力，psi ;L为岩心长度，cm;Re为岩心外旋半径，cm; v为离心机转头 转速，r/min〇
[0020] -个实施例中，所述超高速离心机的最高转头转速为12000r/min;和/或，所述超 高速离心机的离心舱的真空度不大于0.1 X l〇3Pa。
[0021] -个实施例中，所述获得施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振 横向弛豫时间T2谱，包括：
[0022] 利用低场核磁共振岩心分析仪中的CPMG自旋回波脉冲序列，对施加低等级别离心 力后的岩心进行核磁共振测量，获取原始回波串数据;对所获取的原始回波串数据进行反 演处理，得到岩心被施加低等级别离心力后孔隙内剩余水的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
[0023] 利用低场核磁共振岩心分析仪中的CPMG自旋回波脉冲序列，对施加中等级别离心 力后的岩心进行核磁共振测量，获取原始回波串数据;对所获取的原始回波串数据进行反 演处理，得到岩心被施加中等级别离心力后孔隙内剩余水的核磁共振横向弛豫时间T2谱；
[0024] 利用低场核磁共振岩心分析仪中的CPMG自旋回波脉冲序列，对施加高等级别离心 力后的岩心进行核磁共振测量，获取原始回波串数据;对所获取的原始回波串数据进行反 演处理，得到岩心被施加高等级别离心力后孔隙内剩余水的核磁共振横向弛豫时间T2谱。
[0025] -个实施例中，按如下公式确定岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间T2的几 何均值和施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间T2的几何 均值：
[0027]其中，T2, u?为岩心核磁共振横向弛豫时间T2的几何均值;fi为岩心核磁共振横向弛 豫时间T2谱中每一个分量的幅度值;1\为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱中每一个分量的 T2值;i = l，. . .，k，k为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱的分量个数。
[0028] -个实施例中，按如下公式确定施加不同离心力后岩心的含水饱和度：
[0030]其中，Swx为施加不同离心力后岩心的含水饱和度，T2i (Swx)为施加不同离心力后岩 心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间T2，x = l，2,3分别代表低等级别、中等级 别和高等级别离心力;T21(^1)为岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间T2;i = l，...， k，k为岩心核磁共振横向弛豫时间T2谱的分量个数。
[0031] -个实施例中，按如下公式确定岩心的饱和度指数：
[0033] 其中，T2 )为岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间T2的几何均值； T2,LM(Swx：l为施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间T2的几何 均值，x=l，2,3分别代表低等级别、中等级别和高等级别离心力;S wx为施加不同离心力后岩 心的含水饱和度;B为系数，η为岩心的饱和度指数。
[0034] 本发明实施例还提供一种确定致密砂岩饱和度指数的装置，用以准确且高效地确 定致密砂岩饱和度指数，该装置包括：
[0035] 第一 Τ2谱获得模块，用于获得岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱；
[0036] 第二Τ2谱获得模块，用于获得施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁 共振横向弛豫时间Τ2谱；
[0037] 几何均值确定模块，用于根据岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱，确 定岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2的几何均值;根据施加不同离心力后岩心不 同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱，确定施加不同离心力后岩心不同含水饱 和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2的几何均值；
[0038] 含水饱和度确定模块，用于根据岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱、 以及施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱，确定施加 不同离心力后岩心的含水饱和度；
[0039] 饱和度指数确定模块，用于根据岩心饱和水状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2的几 何均值、施加不同离心力后岩心不同含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2的几何均 值、以及施加不同离心力后岩心的含水饱和度，确定岩心的饱和度指数。
[0040] -个实施例中，所述第一Τ2谱获得模块具体用于：
[0041] 利用低场核磁共振岩心分析仪中的CPMG自旋回波脉冲序列，测量不同孔隙度和渗 透率的岩心饱和水状态核磁共振信息，获取原始回波串数据；
[0042]对所获取的原始回波串数据进行反演处理，得到岩心饱和水状态核磁共振横向弛 豫时间Τ2谱。
[0043] 一个实施例中，该装置还包括：
[0044]离心力施加模块，用于在所述第二Τ2谱获得模块获得施加不同离心力后岩心不同 含水饱和度状态的核磁共振横向弛豫时间Τ2谱之前，根据岩心孔隙度和渗透率大小，确定 低等级别、中等级别和尚等级别的1?心力;利用超尚速1?心机对岩心依次施加低等级别、中 等级别和尚等级别的尚心力；
[0045] 其中，所述低等级别的离心