專利名稱：一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油鉆井現(xiàn)場地質(zhì)錄井工程中的鉆井液錄井技術，主要涉及一 種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的鉆井液錄井方法雖能從井口返出的鉆井液中發(fā)現(xiàn)地層中是否含有油 氣，但對于同時產(chǎn)水的地層，無法確切地檢測油水的產(chǎn)出比例，更不能確定石
油或天然氣的確切成分。上世紀90年代中期以來，國內(nèi)外石油行業(yè)逐步將核磁 共振分析技術引入了隨鉆的綜合錄井，但至今仍局限于對隨鉆獲取的巖心或巖 屑通過鹽水浸泡，做地層物性分析(包括地層孔隙度、滲透率等)。巖石的核磁 共振分析技術無論分析內(nèi)容、分析方法和分析精度都無法完全解決油氣儲層的 地質(zhì)評價問題，尤其是地層流體性質(zhì)的評價問題，更加之隨著鉆井技術的進步， 所能獲取的巖心極其有限，巖屑也近乎于粉末，無法實現(xiàn)巖石物性分析的技術 目標。因而應用價值已十分有限。
現(xiàn)有石油地質(zhì)鉆井液錄井技術的缺點是國內(nèi)外現(xiàn)有的石油鉆井液錄井方 法均不能隨鉆從井口返出的鉆井液中判斷出油氣含量、地層產(chǎn)出的油水比值和 油氣的準確成分。現(xiàn)有的核磁共振鉆井現(xiàn)場的分析方法也僅針對鉆井過程中獲 取的巖心或巖屑做地層物性(孔隙度、滲透率)的分析。難以實現(xiàn)對粉末狀巖 屑內(nèi)的油氣含量進行檢測，不能隨鉆過程中準確判斷地層流體的性質(zhì)，不能適 應現(xiàn)代鉆井技術的需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，無需對巖心或巖屑內(nèi)的油氣含量進行采樣，就能在隨鉆過程中準確判斷地層流體的性質(zhì)，適應現(xiàn)代鉆井技術的需求。
為達到上述目的，本發(fā)明公開了一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，包括以下處理步驟
一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，其關鍵在于，按如下步驟進行
步驟l、采樣-
通過石油鉆機的循環(huán)系統(tǒng)，在鉆井液進、出口處分別連續(xù)取樣，形成進口處樣品序列a，出口處樣品序列b，取樣間距按鉆井地質(zhì)設計的要求，可以按時間間隔或鉆井深度間隔取樣，將樣品密封于核磁共振樣品盒中；
步驟2、圖譜采集-
在高頻核磁共振鉆井液分析儀器中，分別按連續(xù)采集樣品序列a與樣品系列b的時間序號或深度序號，繪制1H和13C兩種核Tl和T2的弛豫圖譜；弛豫圖譜的采集環(huán)境為
A、 環(huán)境條件溫度為18"C到32'C，相對濕度〈80%;
B、 可測量的核可以測量13C核和1H核；
C、 磁場強度15000高斯；
D、 激發(fā)頻率60MHz;
E、 樣品體積0.04L;
F、 分析周期4分鐘；
測量參數(shù)包括 一維氫譜； 一維碳譜；二維核磁共振譜；T1及T2弛豫時間。步驟3、圖譜變換由于在圖譜采集過程中采用同時激發(fā)1H和13C的多自旋脈沖干涉譜，故需對脈沖干涉譜進行脈沖傅立葉變換形成拉摩頻率譜。
分別對樣品序列a與樣品系列b的所述1H和13C兩種核Tl和T2兩種弛豫圖譜進行脈沖傅立葉變換形成拉摩頻率譜；
步驟4、差譜處理
對樣品系列a與樣品系列b的所述拉摩頻率譜圖譜進行比較，獲得地層流體共振譜，所述1H核磁共振圖譜與13C核磁共振圖譜采用相同步驟；
鉆井液核磁共振分析的目的是檢測地層流體的性質(zhì)，因此需對樣品系列a的圖譜與樣品系列b的圖譜比較。由于出口鉆井液有地層流體的滲入，經(jīng)差譜處理后即可得到地層流體的圖譜，還可以從差譜中分析地層流體化學位移、偶合常數(shù)等參數(shù)變化。
步驟5、建立圖譜庫
將地層流體的1H核磁共振圖譜與13C核磁共振圖譜分別匯集，以圖譜庫的形式存入相應的錄井數(shù)據(jù)庫，并與數(shù)據(jù)庫中其它錄井數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)結(jié)合，進行綜合地質(zhì)解釋，建立圖譜庫；
步驟6、編制綜合解釋圖
將錄井數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)及1H核磁共振圖譜(1H麗R)及13C核磁共振圖譜(13CNMR)結(jié)合，形成石油鉆井液核磁共振隨鉆綜合分析圖。
并通過綜合分析圖獲得鉆井液核磁共振解釋結(jié)果圖(結(jié)果按面積解釋)。在步驟l中所取樣品量為40ml，密封于核磁共振樣品盒中，核磁共振樣品樣品盒為不吸收射頻輻射的硼硅酸鹽玻璃材料制成，盒面標注取樣時間或取樣深度。
在步驟4中，采用差譜法和差值法處理和計算鉆井液進、出口二維弛豫數(shù)據(jù)，獲得地層流體共振譜。在步驟5中，根據(jù)所述樣品的標定圖譜和數(shù)據(jù)，從鉆井液進、出口核磁共
振參數(shù)差值中確定鉆井液中地層流體滲入量、滲入成分與成分比例；
按井名和井深批量提取數(shù)據(jù)平臺中核磁共振分析數(shù)據(jù)，繪制分析圖譜，并將按井深或時間分析的連續(xù)數(shù)據(jù)編制成縱向的核磁共振錄井曲線，建立所述圖譜庫，以分析地層流體的地層縱向變化。
本發(fā)明的顯著效果是該方法不同于采用高頻核磁共振分析儀在實驗室作流體成分分析，而是用于石油鉆井現(xiàn)場連續(xù)、在線地對鉆井液進行快速分析，確定其鉆井液中所攜帶的地層流體性質(zhì)。無需對巖心或巖屑內(nèi)的油氣含量進行采樣，就能在隨鉆過程中準確判斷地層流體的性質(zhì)，適應現(xiàn)代鉆井技術的需求。
圖l為本發(fā)明原理流程圖2經(jīng)處理過的序列圖譜采集示意圖2a為按時間或深度序列采集的^核磁共振譜；
圖2b為按時間或深度序列采集的13C核磁共振譜；
圖3為圖譜傅立葉變換示意圖4為差譜處理示意圖4a為樣品系列a之一的核磁共振譜；
圖4b為樣品系列b之一的核磁共振譜；圖4c為地層流體核磁共振譜；
圖5為石油鉆井液核磁共振隨鉆綜合分析示意圖6為鉆井液核磁共振解釋結(jié)果圖(結(jié)果按面積解釋)。
具體實施例方式
如圖1所示發(fā)明提出了一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，按如下步驟進行步驟l、采樣
通過石油鉆機的循環(huán)系統(tǒng)，在鉆井液進、出口處分別連續(xù)取樣，形成進口處樣品序列a，出口處樣品序列b，取樣間距按鉆井地質(zhì)設計的要求，可以按時間間隔或鉆井深度間隔取樣，每次所取樣品量為40ml，將樣品密封于核磁共振樣品盒中；
核磁共振樣品樣品盒為不吸收射頻輻射的硼硅酸鹽玻璃材料制成，盒面標注取樣時間或取樣深度。
如圖2所示步驟2、圖譜采集
在高頻核磁共振鉆井液分析儀器中，分別按連續(xù)采集樣品序列a與樣品系列b的時間序號或深度序號，繪制1H和13C兩種核Tl和T2的弛豫圖譜；弛豫圖譜的采集環(huán)境為-
A、 環(huán)境條件溫度為18'C到32'C，相對濕度〈80%;
B、 可測量的核可以測量13C核和1H核；
C、 磁場強度15000高斯；
D、 激發(fā)頻率60MHz;
E、 樣品體積0.04L;
F、 分析周期4分鐘；
測量參數(shù)包括 一維氫譜； 一維碳譜；二維核磁共振譜；T1及T2弛豫時間。如圖3所示步驟3、圖譜變換
由于在圖譜采集過程中采用同時激發(fā)1H和13C的多自旋脈沖干涉譜，故需對脈沖干涉譜進行脈沖傅立葉變換形成拉摩頻率譜。
分別對樣品序列a與樣品系列b的所述1H和13C兩種核Tl和T2兩種弛豫圖譜進行脈沖傅立葉變換形成拉摩頻率譜；如圖4所示步驟4、差譜處理
對樣品系列a與樣品系列b的所述拉摩頻率譜圖譜進行比較，采用差譜法和差值法處理和計算鉆井液進、出口二維弛豫數(shù)據(jù)，獲得地層流體共振譜，所述1H核磁共振圖譜與13C核磁共振圖譜采用相同步驟；
鉆井液核磁共振分析的目的是檢測地層流體的性質(zhì)，因此需對樣品系列a
的圖譜與樣品系列b的圖譜比較。由于出口鉆井液有地層流體的滲入，經(jīng)差譜處理后即可得到地層流體的圖譜，還可以從差譜中分析地層流體化學位移、偶合常數(shù)等參數(shù)變化。
步驟5、建立圖譜庫
將地層流體的1H核磁共振圖譜與13C核磁共振圖譜分別匯集，以圖譜庫的形式存入相應的錄井數(shù)據(jù)庫，并與數(shù)據(jù)庫中其它錄井數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)結(jié)合，進行綜合地質(zhì)解釋，建立圖譜庫；
其它錄井數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)為相鄰區(qū)域內(nèi)其他鉆井的錄井數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)。綜合多口鉆井的錄井數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)，建立圖譜庫。
根據(jù)所述樣品的標定圖譜和數(shù)據(jù)，從鉆井液進、出口核磁共振參數(shù)差值中確定鉆井液中地層流體滲入量、滲入成分與成分比例；
按井名和井深批量提取數(shù)據(jù)平臺中核磁共振分析數(shù)據(jù)，繪制分析圖譜，并將按井深或時間分析的連續(xù)數(shù)據(jù)編制成縱向的核磁共振錄井曲線，建立所述圖譜庫，以分析地層流體的地層縱向變化。
如圖5所示步驟6、編制綜合解釋圖
將錄井數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)及1H核磁共振圖譜(1H麗R)及13C核磁共振圖譜(13C麗R)結(jié)合，形成石油鉆井液核磁共振隨鉆綜合分析圖。
如圖6所示并移植現(xiàn)有核磁共振測井技術繪制綜合分析圖的方法，獲得鉆井液核磁共振解釋結(jié)果圖(結(jié)果按面積解釋
權利要求
1、一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，其特征在于，按如下步驟進行步驟1、采樣通過石油鉆機的循環(huán)系統(tǒng)，在鉆井液進、出口處分別連續(xù)取樣，形成進口處樣品序列a，出口處樣品序列b，將樣品密封于核磁共振樣品盒中；步驟2、圖譜采集在高頻核磁共振鉆井液分析儀器中，分別按連續(xù)采集樣品序列a與樣品系列b的時間序號或深度序號，繪制1H和13C兩種核T1和T2的弛豫圖譜；步驟3、圖譜變換分別對樣品序列a與樣品系列b的所述1H和13C兩種核T1和T2兩種弛豫圖譜進行脈沖傅立葉變換形成拉摩頻率譜；步驟4、差譜處理對樣品系列a與樣品系列b的所述拉摩頻率譜圖譜進行比較，獲得地層流體共振譜，所述1H核磁共振圖譜與13C核磁共振圖譜采用相同步驟；步驟5、建立圖譜庫將地層流體的1H核磁共振圖譜與13C核磁共振圖譜分別匯集，以圖譜庫的形式存入相應的錄井數(shù)據(jù)庫，并與數(shù)據(jù)庫中其它錄井數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)結(jié)合，進行綜合地質(zhì)解釋，建立圖譜庫；步驟6、編制綜合解釋圖將錄井數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)及1H核磁共振圖譜(1HNMR)及13C核磁共振圖譜(13CNMR)結(jié)合，形成石油鉆井液核磁共振隨鉆綜合分析圖。
2. 根據(jù)權利要求l所述的一種基于塊效應檢測的去塊效應算法，其特征在 于；在步驟1中所取樣品量為40ml，密封于核磁共振樣品盒中，核磁共振樣品 樣品盒為不吸收射頻輻射的硼硅酸鹽玻璃材料制成，盒面標注取樣時間或取樣 深度。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，其特征 在于在步驟2中，所述弛豫圖譜的采集環(huán)境為A、 環(huán)境條件溫度為18。C到32。C，相對濕度<80%;B、 可測量的核可以測量13C核和1H核；C、 磁場強度15000高斯；D、 激發(fā)頻率60MHz;E、 樣品體積0.04L;F、 分析周期4分鐘；測量參數(shù)包括 一維氫譜； 一維碳譜；二維核磁共振譜；T1及T2弛豫時間。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，其特征 在于在步驟4中，采用差譜法和差值法處理和計算鉆井液進、出口二維弛豫 數(shù)據(jù)，獲得地層流體共振譜。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，其特征 在于在步驟5中，根據(jù)所述樣品的標定圖譜和數(shù)據(jù)，從鉆井液進、出口核磁 共振參數(shù)差值中確定鉆井液中地層流體滲入量、滲入成分與成分比例；按井名和井深批量提取數(shù)據(jù)平臺中核磁共振分析數(shù)據(jù)，繪制分析圖譜，并 將按井深或時間分析的連續(xù)數(shù)據(jù)編制成縱向的核磁共振錄井曲線，建立所述圖 譜庫，以分析地層流體的地層縱向變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石油鉆井液核磁共振隨鉆分析方法，其特征在于，按如下步驟進行采樣，在鉆井液進、出口處分別連續(xù)取樣；圖譜采集，繪制1H和13C的弛豫圖譜；圖譜變換，兩種弛豫圖譜進行脈沖傅立葉變換形成拉摩頻率譜；差譜處理，獲得地層流體共振譜；進行綜合地質(zhì)解釋，建立圖譜庫；編制綜合解釋圖將錄井數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)及1H核磁共振圖譜及13C核磁共振圖譜結(jié)合，形成石油鉆井液核磁共振隨鉆綜合分析圖。本發(fā)明的顯著效果是在石油鉆井現(xiàn)場連續(xù)、在線快速地分析鉆井液，確定鉆井液中所攜帶的地層流體性質(zhì)。無需對巖心或巖屑內(nèi)的油氣含量進行采樣，就能在隨鉆過程中準確判斷地層流體的性質(zhì)，適應現(xiàn)代鉆井技術的需求。
文檔編號E21B49/00GK101581222SQ20091010316
公開日2009年11月18日 申請日期2009年2月10日 優(yōu)先權日2009年2月10日
發(fā)明者朱根慶, 朱直箐, 李春山, 王志戰(zhàn) 申請人:重慶奧能瑞科石油技術有限責任公司