束缚水水膜厚度确定方法及装置

摘要

本发明公开了一种束缚水水膜厚度确定方法及装置，该方法包括：对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将岩芯样品中的可动流体自排出；对离心处理后的岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息；利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分；根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度；利用管壁束缚流体的饱和度计算出束缚水的水膜厚度。本发明可以实现对管壁束缚流体和毛细管束缚流体的区分，保证后续计算出的水膜厚度更加精准，进而确保后续勘探作业的顺利进行。

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种束缚水水膜厚度确定方法及装置。

背景技术

在石油勘探领域，一般将束缚水的水膜厚度作为致密储层中流体是否能够有效流动的判断标准，也是致密储层评价的参数，其在石油勘探作业中十分重要。具体地，该束缚水膜的厚度计算公式如下：

式中：d为束缚水水膜厚度，nm；

需要说明的是，岩心中大孔和微小孔喉中饱和流体的赋存状态存在差异，其中，微小孔喉中饱和流体为封闭的不可动的毛细管束缚流体，而大孔中除饱和可动流体外，束缚流体主要以管壁吸附束缚流体(即水膜)的形式存在。

而现有技术在采用核磁共振离心实验来确定致密储层的束缚水饱和度时，无法对束缚流体中的毛细管束缚流体和管壁吸附束缚流体进行区分，进而导致通过上述公式计算出的束缚水膜厚度较厚，精准度较差，很容易对后续的勘探作业产生影响。

发明内容

本发明实施例提供一种束缚水水膜厚度确定方法，用以实现对管壁束缚流体和毛细管束缚流体的区分，保证后续计算出的水膜厚度更加精准，进而确保后续勘探作业的顺利进行，该方法包括：

对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将所述岩芯样品中的可动流体自排出；

对离心处理后的所述岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息；

利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分；

根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度；

利用管壁束缚流体的饱和度计算出束缚水的水膜厚度。

可选的，在对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理前，所述方法还包括：

对所述岩芯样品进行核磁共振测试，以获取所述岩芯样品整体的孔喉、流体分布特征，以及可动流体与束缚流体的饱和度信息。

可选的，所述对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将所述岩芯样品中的可动流体自排出，包括：

对所述岩芯样品进行多次离心处理，且离心处理的强度逐次增强，直至将所述岩芯样品中的可动流体自排出。

可选的，所述利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分，包括：

确定核磁共振测试中的弛豫谱的弛豫时间截止值；

根据所述弛豫时间截止值对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分。

可选的，所述核磁共振测试包括：核磁共振弛豫谱测试和核磁成像。

本发明实施例还提供一种束缚水水膜厚度确定装置，用以实现对管壁束缚流体和毛细管束缚流体的区分，保证后续计算出的水膜厚度更加精准，进而确保后续勘探作业的顺利进行，该装置包括：

离心处理模块，用于对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将所述岩芯样品中的可动流体自排出；

第一核磁共振测试模块，用于对离心处理后的所述岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息；

流体区分模块，用于利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分；

饱和度获取模块，用于根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度；

厚度确定模块，用于利用管壁束缚流体的饱和度计算出束缚水的水膜厚度。

可选的，所述装置还包括：

第二核磁共振测试模块，用于对所述岩芯样品进行核磁共振测试，以获取所述岩芯样品整体的孔喉、流体分布特征，以及可动流体与束缚流体的饱和度信息。

可选的，所述离心处理模块进一步用于：

对所述岩芯样品进行多次离心处理，且离心处理的强度逐次增强，直至将所述岩芯样品中的可动流体自排出。

可选的，所述流体区分模块进一步用于：

确定核磁共振测试中的弛豫谱的弛豫时间截止值；

根据所述弛豫时间截止值对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分。

可选的，所述核磁共振测试包括：核磁共振弛豫谱测试和核磁成像。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

本发明实施例中，通过对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将岩芯样品中的可动流体自排出，保证了岩芯样品中只剩有束缚流体。通过对离心处理后的所述岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息，利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分，实现了对管壁束缚流体和毛细管束缚流体的区分，保证了后续计算出的水膜厚度更加精准，进而确保了后续勘探作业的顺利进行。根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度，再利用管壁束缚流体的饱和度即可计算出束缚水的水膜厚度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中束缚水水膜厚度确定方法的流程图；

图2为本发明实施例中束缚水水膜厚度确定装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中饱和岩芯样品离心前的初始状态示意图；

图4为本发明实施例中饱和岩芯样品离心过程中的状态示意图；

图5为本发明实施例中饱和岩芯样品离心后的最终状态示意图；

图6为本发明实施例中岩芯样品离心最终状态的弛豫谱的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

图1为本发明实施例提供的束缚水水膜厚度确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101、对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将所述岩芯样品中的可动流体自排出。

在本实施例中，注入有饱和流体的岩芯样品的制作方法可以为：对岩芯样品抽真空后，注入模拟地层水并加压，饱和至少24小时，直到岩芯样品中的地层水流体完全饱和。

为了保证岩芯样品中的可动流体能够完全排除，步骤101包括：对所述岩芯样品进行多次离心处理，且离心处理的强度逐次增强，直至将所述岩芯样品中的可动流体自排出。

具体实施时，可以对饱和岩芯样品进行四次离心，离心过程中逐次提高离心的转速，且为了便于观察岩芯样品的离心状况，可以在每次离心后进行核磁共振测试。举例来说，离心处理的最高离心转速可以为8000转/分，岩芯长度可以为3.5cm时，所对应的离心压力可以为2.88MP(离心力为418psi)，另外三次离心转速分别为4000转/分、1600转/分和800转/分，这样可以认为将不同尺度孔喉中的可动流体通过逐次增加离心转速的方式排除，到离心转速最高时，岩芯样品中仅保存束缚流体。

离心前后岩芯样品的状态变化可参见图3、图4和图5，其中，图3为饱和岩芯样品离心前的初始状态示意图；图4为饱和岩芯样品离心过程中的状态示意图；图5为饱和岩芯样品离心后的最终状态示意图。

步骤102、对离心处理后的所述岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息。

在本实施例中，核磁共振测试包括：核磁共振弛豫谱测试和核磁成像。通过对离心处理后的岩芯样品进行核磁共振弛豫谱测试和核磁成像，不仅可以确定束缚流体总体的饱和度信息，还能够确定束缚流体的分布状态。

步骤103、利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分。

在本实施例中，步骤103包括：

确定核磁共振测试中的弛豫谱的弛豫时间截止值；

根据所述弛豫时间截止值对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分。

需要说明的是，针对离心最终状态仅剩余束缚流体流体的样品，截止值可以将核磁共振弛豫谱区分为小孔隙中的毛细管束缚流体和大孔隙中的管壁束缚流体。在石油勘探领域，一般认为大孔对应的弛豫时间较大，另外一般认为可动流体对应的弛豫时间较大，这样大孔和中孔一般对应可动流体，小孔和微孔对应束缚流体，可确定一个弛豫时间的截止值。小于该截止值时，则认为岩芯样品弛豫谱均为束缚流体信息，大于该截止值时，则认为岩芯样品弛豫谱为可动流体信息。基于上述，从离心到最终状态，岩芯样品中仅存在束缚流体，以弛豫时间截止值为分界点，根据流体分布的特征，小于截止值的小孔和微孔中束缚流体为毛细管束缚流体，大于截止值得中孔和大孔中的束缚流体为管壁束缚流体，这样即可在离心状态的T

步骤104、根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度。

基于上述步骤103，可通过核磁离心最终状态的弛豫谱获得束缚流体饱和度，然后乘以管壁束缚流体的弛豫谱包络面积占总的束缚流体包络面积的比例即可确定管壁束缚流体饱和度，该管壁束缚流体饱和度的计算公式如下：

式中S

步骤105、利用管壁束缚流体的饱和度计算出束缚水的水膜厚度。

在本实施例中，束缚水的水膜厚度的计算公式为：

式中：d为束缚水水膜厚度，nm；

综上，通过本发明对湖相致密碳酸盐岩的晶间孔型储层水膜厚度进行计算，计算结果的水膜厚度约为3nm～10nm，如果用现有技术的方法直接用核磁离心确定束缚流体饱和度计算水膜厚度在30nm以上，因此，本发明确定的水膜厚度与理论水膜厚度更接近(理论计算水膜厚度1nm～5nm)。

由图1可知，本发明实施例提供的束缚水水膜厚度确定方法，通过对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将岩芯样品中的可动流体自排出，保证了岩芯样品中只剩有束缚流体。通过对离心处理后的所述岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息，利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分，实现了对管壁束缚流体和毛细管束缚流体的区分，保证了后续计算出的水膜厚度更加精准，进而确保了后续勘探作业的顺利进行。根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度，再利用管壁束缚流体的饱和度即可计算出束缚水的水膜厚度。

为了实现对岩芯样品离心前后各种状态的对比，在对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理前，所述方法还包括：

对所述岩芯样品进行核磁共振测试，以获取所述岩芯样品整体的孔喉、流体分布特征，以及可动流体与束缚流体的饱和度信息。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种束缚水水膜厚度确定装置，如下面的实施例所述。由于束缚水水膜厚度确定装置解决问题的原理与束缚水水膜厚度确定方法相似，因此，束缚水水膜厚度确定装置的实施可以参见束缚水水膜厚度确定方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2为本发明实施例提供的束缚水水膜厚度确定装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：

离心处理模块201，用于对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将所述岩芯样品中的可动流体自排出。

第一核磁共振测试模块202，用于对离心处理后的所述岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息。

流体区分模块203，用于利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分。

饱和度获取模块204，用于根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度。

厚度确定模块205，用于利用管壁束缚流体的饱和度计算出束缚水的水膜厚度。

在本发明实施例中，所述装置还包括：

第二核磁共振测试模块，用于对所述岩芯样品进行核磁共振测试，以获取所述岩芯样品整体的孔喉、流体分布特征，以及可动流体与束缚流体的饱和度信息。

在本发明实施例中，离心处理模块201进一步用于：

对所述岩芯样品进行多次离心处理，且离心处理的强度逐次增强，直至将所述岩芯样品中的可动流体自排出。

在本发明实施例中，所述流体区分模块203进一步用于：

确定核磁共振测试中的弛豫谱的弛豫时间截止值；

根据所述弛豫时间截止值对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分。

在本发明实施例中，所述核磁共振测试包括：核磁共振弛豫谱测试和核磁成像。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

综上所述，本发明通过对注入有饱和流体的岩芯样品进行离心处理，以将岩芯样品中的可动流体自排出，保证了岩芯样品中只剩有束缚流体。通过对离心处理后的所述岩芯样品进行核磁共振测试，以确定束缚流体总体的饱和度信息，利用核磁共振测试中的弛豫谱对束缚流体中的管壁束缚流体和毛细管束缚流体进行区分，实现了对管壁束缚流体和毛细管束缚流体的区分，保证了后续计算出的水膜厚度更加精准，进而确保了后续勘探作业的顺利进行。根据区分的结果，结合束缚流体总体的饱和度信息，获取管壁束缚流体的饱和度，再利用管壁束缚流体的饱和度即可计算出束缚水的水膜厚度。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。