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随钻核磁共振测井 看清复杂油气藏真面目

随钻核磁共振测井 看清复杂油气藏真面目

在由非均质碳酸盐岩和泥质砂岩构成的油气藏中,常规随钻测井(LWD)的储层评价功能受到了极大的限制。常用的测井工具如电阻率测井、密度测井、中子孔隙度测井以及声波测井均对储层基质和流体比较敏感,这在储层流体评价时容易出现模棱两可的结果。

斯伦贝谢公司的proVision Plus随钻核磁共振(MRWD)技术具有较强的评价复杂油气藏的能力。核磁共振(NMR)方法通过监测流体中的氢原子,来重点监测流体性质以及其与地层基质之间的相互作用。该技术可为复杂油气藏提供更加全面、实时的产能评价。

发展历程

25年来,行业中一直采用核磁共振技术对油气储层进行评价,在此期间,技术与操作上所取得的巨大进步大大提高了其评价和应用能力。在多孔介质中,核磁共振技术通过激发地层流体分子中的氢原子来测量其诱导激发态能级的弛豫时间,以达到监测孔隙和流体性质的目的。

孔隙壁表面含氢分子的弛豫时间比流体中分子的弛豫时间短得多,收集所有分子的弛豫时间,其分布称为T2分布,可用来确定束缚水和可动水的体积,还可用来准确估算渗透率。同时,该方法对于识别产层中未评价的产油区、估算油气生产速率也非常重要。

首次将核磁共振技术应用于测井是在钻井完成后,这不但增加了钻井时间和成本,而且还无法实时调整井眼轨迹。2002年,斯伦贝谢公司将电缆测井改为随钻测井,早期工作主要是重新设计传感器阵,从而使其更加耐用,能够承受多变的钻井环境。

斯伦贝谢公司在2012年所设计出的随钻核磁共振(MRWD)系统是该公司的最具代表性作品。在井下温度和压力急剧变化时,这种新型传感器的测量更可靠,且能够承受钻进过程中钻柱普遍存在的震动和摇晃。

对随钻核磁共振系统的进一步改进允许其安装在底部钻具组合(BHA)的任意位置。套筒式稳定器在不影响底部钻具组合(BHA)操控性的前提下可大大减少测量工具的摇晃。井下电动涡轮为测量工具供电,因此中途无需更换电池。

通过获取与岩性无关的孔隙度分布、孔隙大小分布、连续测量渗透率以及直接探测油气,该技术在复杂油气藏的评价方面具有许多优势。由于在钻进过程中可以实时采集数据,岩石物理学家和油藏工程师可在储层流体与钻井液混合(使评价变得复杂)之前完成对储层流体的评价。

随钻核磁共振测井 看清复杂油气藏真面目

随钻核磁共振(MRWD)数据弥补了随钻测井数据的不足之处,改进了复杂油气藏的岩石物性评价方法。例如,随钻核磁共振(MRWD)系统可与无源随钻储层评价技术兼容(其利用脉冲中子发射器来描述储层岩石基质矿物成分),两种技术协同使用可评价未受钻井液污染的复杂储层岩石和流体性质。

两种技术协同使用可获得一张完整的储层岩石物性图片,能够识别出经常被忽略的产油带,并且能够精准测定泥质砂岩和非均质碳酸盐岩所形成的复杂油气藏的渗透率。随钻核磁共振(MRWD)系统还能识别出低渗透区域,这有助于开发地点和方式决策的制定。当发现额外产油带时,这些数据可用来建立有针对性的完井设计方案。

应用案例

西非海上深水钻井的一位运营商认为薄层砂岩油藏需要一种更完善的评价潜在产油带的技术。

随钻核磁共振(MRWD)技术能够测量孔隙度,而且还能够区分束缚流体和自由流体,这对识别未波及产油层、评价油气藏、确定产能来说至关重要。

运营商可利用T2弛豫时间分布实时表征两套砂泥岩地层,结果使储量计算结果增加了60%。上述分析还可以估算产层的有效厚度与总厚度的比值以及连续渗透率,这些数据对射孔层段的选取具有指导意义,也有助于优化完井设计。该技术能够更加详细的表征碳酸盐岩,这比单独使用三种组合测井效果更好。

南美的一位运营商识别了由石灰岩、白云岩、砂岩、粉砂岩以及粘土所组成的非均质储层,采用12¼英寸的钻头进行钻井。这位运营商采用三种组合测井评价上述储层,但由于碳酸盐岩中混有泥页岩,因此无法获得充足的信息来精确评价孔隙度。

一直以来随钻核磁共振(MRWD)系统都被认为是一种精准的表征碳酸盐岩地层的方法,能够增大开发所有产油带的可能性。运营商可将取心系统与该技术相结合,该取芯系统可以将随钻测井数据与实验室岩心测量数据进行对比。当工具位于井下时,石油技术专家能够实时检测钻井作业时的变化情况。

运营商利用随钻核磁共振(MRWD)技术完成了钻进过程中检测产层的工作,并对取心作业无任何影响。尽管井眼尺寸较大且井壁受损,但上述系统所采集的数据能够精准反映储层岩石的性质,这些数据已经被岩心分析所证实。

随钻核磁共振(MRWD)技术所测得的数据可使运营商更加深入的了解油储层,识别出先前未发现的砂体,该砂体层比原先的目的层品质更好,极大的增大了油气田的产能。

持续创新

新型随钻核磁共振(MRWD)系统在世界范围内的应用已经超过250口井,所测量的地层距离超过25万米。对该系统的进一步改进包括扩大测量工具的尺寸:为8½英寸的井眼添置了6¾英寸系列的工具;2015年针对12¼英寸的井眼推出了8¼英寸系列的随钻核磁共振系统。

正在研发的新型工艺技术从随钻核磁共振(MRWD)系统的测量中获得了更大的价值。该技术有助于揭示孔隙度和流体特性。最终,这些信息将增强识别先前未发现的产油层的能力,并优化完井方法以使复杂油气藏的产能达到最大化。

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