利用核磁共振测井技术划分准噶尔盆地风城地区白云岩储层孔隙类型研究

张陈慧，张 浩熊万军，蒋 勇

（中国石油集团西部钻探工程公司测井公司，新疆 克拉玛依834000）

准噶尔盆地风城地区的夏子街组和风城组发育白云质岩性的储层，随着在该储层中相继发现工业油气流，对该区块白云质储层孔隙类型结构的分析显得尤为重要。准噶尔盆地风城地区白云岩储层以其自身独有的孔隙空间结构而区别于孔隙性砂岩储层，其低孔、各向异性和非均质性的特点，使得储层岩石储、渗机理和特性复杂，给测井评价带来了不确定性。为此，笔者应用核磁共振测井并结合电阻率成像测井技术对该研究区的白云岩储层孔隙类型进行划分，以便为该研究区的勘探开发提供参考。

1 核磁测井理论基础

核磁共振测井确定地层孔隙度的依据来自观测信号强度与孔隙度流体中氢核含量的对应关系[1-2]。观测信号在零时刻的数值大小与地层孔隙中的含氢总量成正比，经过适当的标定，即把零时刻的信号强度(回波串）标定为地层孔隙度。由于弛豫机制和弛豫速率的差异，不同孔径孔隙中的流体将有不同的观测弛豫速度[3]，出现在T2（横向弛豫时间）分布的不同位置(T2谱）上，可以进一步把泥质束缚水、毛管束缚水以及自由流体等各个部分区分开来[4]。泥质束缚水的横向弛豫时间很短，采用较长的回波间隔，因而探测不到其信号。实际上，只有采用较短的回波间隔，提高对短弛豫分量的分辨能力，才能观测到泥质束缚水的信号。在核磁共振测井过程中，采用部分极化和完全极化结合的方式，部分极化方式主要提供泥质束缚水的孔隙度，其与完全极化结合，能提供相关的孔隙度。其中一组回波串采用回波间隔0．6ms的观测方式，可以探测泥质束缚水的信号。因此，根据驰豫时间与地层孔隙度的上述关系，利用积分建立两者间的数学关系，即核磁总孔隙度为刻度后全部T2谱分布的积分面积：

式中，ΦNMR为核磁总孔隙度；Tmin、Tmax分别表示最小、最大弛豫时间。

通过选择一个合适的T2截止值（T2cutoff），可以区分开反映小孔隙或微孔隙水的快速弛豫组分与反映可动孔隙中水的慢速弛豫组分，使得大于T2cutoff的组分下面包围的面积与可产出的水相当。对于砂岩，该截止值大约为33ms，当岩性变化时或表面弛豫改变时，该截止值可能会相应改变。因此，自由流体孔隙度(指数）可以表示为：

式中，FFI为自由流体指数。

对于饱含水的岩石，短T2组分对应着岩石的小孔隙或微孔隙，而长T2组分是岩石较大孔隙度的反映，这是因为小孔隙或微孔隙中的自由流动的液体甚少，绝大部分是束缚水或滞留水，孔隙壁和流体的强烈相互作用，使其中流体的T2值大为降低，而大孔隙中流体却保持了与自由状态相近的性质，因而对应着长的T2值。如果储层中裂缝和孔洞都发育，T2谱谱峰靠后，长T2组分峰值较大；如果储层中裂缝和孔洞不发育，一般T2谱谱峰靠前，长T2组分峰值较小。

2 风城地区储层孔隙类型划分

以上述理论为基础，利用核磁共振资料结合电阻率成像资料对该研究区白云岩次生孔隙储层进行划分，根据其T2谱分布特征差异将风城地区白云岩次生孔隙类型分为孔隙型、裂缝型和孔缝型。

2．1 孔隙型

储集空间以粒间孔、溶孔或气孔发育为主，在电阻率成像图上呈分散状暗色斑点分布(见图1）；T2谱分布于T2截止值的两侧，且多分布于T2截止值的左侧，T2谱峰值在10～200ms之间，谱峰幅度较小(见图2）。

图1 孔隙型储层电阻率成像图

图2 孔隙型储层核磁共振图

2．2 裂缝型

储集空间以裂缝发育为主，裂缝有高角度、低角度、网状缝，还有一些不连续的微裂缝，在电阻率成像图上表现为暗色正弦曲线(见图3）。T2谱分布于T2截止值的两侧，且多分布于T2截止值的左侧，大于T2截止值的T2谱分布呈较平缓的变化趋势且范围较宽，T2谱峰值在60～200ms之间，谱峰幅度较小(见图4）。

2．3 孔缝型

储集空间以气孔和裂缝发育为主，且有各种不同形状的不规则缝穿插其中，在电阻率成像图上表现为暗色的小斑点(见图5）。T2谱由气孔和裂缝组合形成，呈双峰分布于T2截止值的两侧，且多分布于T2截止值得右侧，双峰间呈较平缓的连续变化，T2谱峰值在10～200ms之间，谱峰幅度较大(见图6）。

图3 裂缝型储层电阻率成像图

图4 裂缝型储层核磁共振图

图5 孔缝型储层电阻率成像图

图6 孔缝型储层核磁共振图

3 实例分析

利用核磁共振T2谱和电阻率成像测井资料分别对风城地区3口探井的7个层段进行储层孔隙划分，结果如表1所示。

从表1可以看出，用核磁共振T2谱划分的白云岩储层孔隙类型，7个层段中有5个层段的划分结果与成像测井划分结果一致，说明应用核磁共振测井T2谱进行白云岩次生孔隙储层的划分是可行的。

表1 3口探井的7个层段白云岩储层类型划分的应用

4 结 语

基于核磁共振测井资料T2谱形态分布特征并结合电阻率成像资料对该研究区白云岩孔隙储层孔隙进行划分，确定准噶尔盆地风城地区白云岩储层的孔隙类型为孔隙型、裂缝型和孔缝型。实例分析表明，利用核磁共振技术和电阻率成像测井资料划分白云岩储层孔隙类型的结果相近，说明应用核磁共振测井T2谱进行该研究区白云岩储层孔隙划分的方法是有效的。

[1]邵维志，丁娱娇，王庆梅，等 ．用核磁共振测井定量评价稠油储层的方法 [J]．测井技术，2006，30（1）：67-71．

[2]肖立志，付有升 ．核磁共振测井资料解释与应用导论 [M]．北京：石油工业出版社，2001．

[3]汪中浩，章成广，肖承文，等 ．低渗透率储层T2截止值实验研究及其测井应用 [J]．石油物探，2004，43（5）：508-510．

[4]邵维志，刘德武，韩成 ．利用T2谱评价板桥潜山油气藏 [J]．测井技术，2000，24（5）：345-350．