低电阻率低渗透率气层评价使用

引言

“十一五”期间南海西部莺歌海盆地发现大量低电阻率低渗透率气层［1］，该类储层气测录井上升值较高，常规测井资料显示电阻率低，不易区分地层是否含水。虽然该类储层有效孔隙度在15％～18％，但是分析渗透率只有0．1～10mD＊。由于低电阻率低渗透率气层含气量微弱，一维核磁共振T2谱气信号与毛细管束缚部分发生交叉或重叠［2］，使用传统的移谱法、差谱法等方法无法判别孔隙中流体性质。斯伦贝谢公司的二维核磁共振测井仪器（MRX，MagneticResonanceeXperttool）增补了测量5种探测深度的纵向弛豫T1谱、扩散系数和孔径大小等参数［3］。本文在介绍二维核磁共振测井方法的基础上，分析了该仪器在南海西部某气田应用情况，给出了初步应用结论。

1MRX二维核磁共振测井仪器介绍MRX是斯伦贝谢公司推出的二维核磁共振测井仪，其特点是多频率多天线设计（1个多频主天线及2个高分辨率天线），可以得到探测深度分别为1．5、1．9、2．3、2．7、4in＊的测量信息，主要用于流体特征描述［4］；常用的测井模式有饱和度模式和高分辨率模式［5］。饱和度测量模式（SP）采用多个等待时间、多个回波间隔，使不同流体的扩散性质以及纵向弛豫时间T1差异最大化；高分辨率模式（HR）可以实现7．5in的高分辨率，能提供2种不同探测深度的核磁共振测井数据。MRX测井的优点是深探测，同时具备几种探测深度；探测径向剖面的能力可识别流体和环境的影响；在井眼不规则或有厚泥饼的情况下能够进行精确的资料采集。

2核磁共振测井二维谱识别流体原理传统的一维核磁共振T2谱受扩散系数影响，在气层处谱峰前移与毛细管束缚部分交叉［6］。二维核磁共振T1谱不受扩散系数影响，对气组分敏感性强，低电阻率低渗透率储层微弱的气信号也能激发测井响应。图1为MRX饱和度模式径向弛豫（T1或T2）与扩散系数（D）交会图，通过信息叠加可以提高信噪比，降低测井解释的不确定性［7］。由图1可见，气的扩散系数最大，在扩散轴中可以将气与油或水分开；在T1及T2观测轴上，随着油的黏度增加，T1及T2值会逐渐变小。由于油气水之间的扩散系数不同，通过D轴与T1或T2结合观测，可以将油气水分开。T2－D及T1－D观测法都提供了更多角度的观测，相对于一维核磁共振得到了更精确的信息，通过这些信息丰富了储层流体性质识别方法。利用径向弛豫（T1）与扩散系数（D）二维图像谱＊非法定计量单位，1ft＝12in＝0．3048m，下同图1MRX饱和度模式径向弛豫（T1或T2）与扩散系数（D）交会图识别流体性质是二维核磁共振应用的主要手段。对于气层而言，纵向弛豫T1谱识别低品位气层效果显著，因为气层T1谱峰靠后，横向上与毛细管束缚峰容易区分。此外将孔径大小与岩石颗粒粒度建立联系，能够帮助判别岩性。3低电阻率低渗透率储层实例分析二维核磁共振油气水空间分布交会模型及其识别方法在南海某低电阻率低渗透率气田得到了应用。图2为南海A井常规测井、气测录井和核磁共振测井综合图。图2第1道为自然伽马、自然电位和钻头直径、井径曲线；第2道为深度道；

第3道显示阵列感应电阻率曲线；第4道为密度（RHOB）、中子（NPHI）和声波时差（Δt）；第5道为气测录井曲线；第6道为核磁共振T2谱和T2对数中值曲线；第7道为T1谱和T1对数中值曲线。主要储层段2977～2993m和3025～3060m自然伽马数值低呈箱型、密度在2．35g／cm3，气测值明显上升（3011～3050m因钻井取心气测值下降），但是电阻率曲线和核磁共振T2谱难以识别储层是否含气；次要储层段2930～2950m只有气测能显示地层含气，电阻率低、自然伽马和密度曲线区分度小，均不能较好指示储层。但是从核磁共振T1谱可以较好地解释储层含气性。图2中2930～2950m井段T1谱呈双峰，分别为毛细管束缚峰和气信号峰值；2977～2993m井段以单峰为主，在毛细管束缚峰尾部见拖曳现象，说明地层中为束缚水和可动水，不含气；3025～3060m井段T1谱呈双峰，分别为毛细管束缚峰和气信号峰值，首峰拖曳现象明显，说明地层中同时存赋束缚水、可动水和气组分。图3为A井2990～2995m井段MRX饱和度模式T1－D交会图。交会图红线为气线位置，蓝线为水线，绿色斜线为油线。正下方反映油、气、水信号相对强弱以及对应的T1谱分布，右上方纵轴为扩散系数信号分布情况，右下方为1．5、2．7、4in等3种探测深度的参数计算结果。从交会图看出该井段测量信号基本落在水线位置，大部分为可动水，没有气信号。从计算结果可以看到，Shell1（1．5in探测深度）的结果自由水孔隙度为10．8p．u．，含气孔隙度仅为0．1p．u，因此解释为水层。为MRX饱和度模式在3055m处点测45min生成的径向弛豫（T1）和扩散系数（D）的交会图。正上方交会图显示1．5in和2．7in探测深度测量信号基本落在水线上，但是随着探测深度增加到4．0in时，气显示区域逐渐由水线向气线靠近，表明靠近井眼的地层受到泥浆侵入的影响，原状地层孔隙中含气，可能为气水并存。T1谱呈双峰，表明存在可动流体。图4中右上方流体纵坐标扩散系数出现分离，说明地层含气。从4．0in探深计算结果读出含气孔隙度为3．1p．u．、含气饱和度为24．6％，因此核磁共振测井解释为气水同层。该井选取上述2个层位进行了电缆地层测试，3025．5m处地层取样结果气少量，泥浆滤液和地层水共计375cm3，估算地层渗透率5～10mD；2943m处取样结果气1．2ft3，不含地层水。取样结果与核磁共振解释成果相符。根据T2谱特征统计孔隙大小，模仿碎屑岩岩心粒度分析成果，按8种粒级顺序给出孔隙大小分布。从计算结果显示2930～2950m井段孔径中值0．005～0．047mm、2977～2993m和3025～3060m井段孔径中值0．182～0．283mm；2930～2950m井段孔径中值为泥质粉砂岩粒度级别，因此，粒度细是该层位形成低电阻率气层的主要原因。

4结论

（1）MRX仪器主要应用包括提供流体体积和饱和度的径向剖面，在淡水、地层水电阻率变化及低电阻率、油气层和水层电阻率反差小的地层与薄层中直接表征油气性质。

（2）与一维核磁共振相比，二维核磁共振通过多种探测深度测量结果对比得到了泥浆侵入剖面流体变化信息，提供了更准确的储层流体性质的信息。对于低电阻率低渗透率储层利用二维核磁共振扩散系数与弛豫时间交会图判识流体性质更加直观，其平均孔径大小定量计算成果比一维核磁共振区间孔隙度评估更加适合于地质应用。

（3）通过核磁共振测井资料在南海某井的应用，在流体性质识别和低电阻率成因分析中均取得了明显效果，核磁共振测井解释结论与地层测试结果完全相符。