專利名稱：用于確定井下測(cè)量區(qū)域中流體的特征的測(cè)井方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在井眼(earthborehole)中進(jìn)行井下測(cè)井的方法，更 具體地說，涉及一種用于確定可能存在于井下測(cè)量區(qū)域中的流體、特別是 油的特征的測(cè)井方法。
背景技術(shù)：
大量的重油儲(chǔ)油區(qū)存在于世界的許多地方。在一些國(guó)家此重油資源達(dá) 到上百億桶。然而，根據(jù)如傳統(tǒng)的油價(jià)格、與市場(chǎng)的距離以及精煉的復(fù)雜 性之類的影響因素，大多數(shù)在在適當(dāng)位置的重油生產(chǎn)起來很不經(jīng)濟(jì)。油價(jià) 值的主要決定因素之一是其粘度。重油儲(chǔ)油區(qū)可以包含油的幾個(gè)等級(jí)。例如，儲(chǔ)油區(qū)可以由通過不能滲 透的層分開的層疊多孔床層組成。每個(gè)床層都可能包含性質(zhì)與床層的上方 或下方床層中的油不同的油?？梢哉J(rèn)為，即使在一個(gè)床層內(nèi)，流體性質(zhì)也 可以改變，使得例如從床層的頂部到底部粘度增加。除其它所需的性質(zhì)外，尋求選擇其最佳礦藏的生產(chǎn)商通常希望定位包 含有最低粘度的油。井下測(cè)井工具通常為確定在地下地質(zhì)層中發(fā)現(xiàn)的流體 的性質(zhì)的最精確且成本效率裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)適用于此目的的一個(gè)方法是地 層取樣(formation sampling)。根據(jù)此技術(shù)的一種形式，井眼測(cè)井(borehole logging)工具(例如，Schlumberger "MDTTM"工具)從地層中提取流體， 將其儲(chǔ)存在樣品瓶中，并將瓶子運(yùn)送到地面。然后，通常將樣品轉(zhuǎn)移到另 一瓶子中，以輸送到流體分析實(shí)驗(yàn)室。流體實(shí)驗(yàn)室可以確定包括粘度的幾 種物理和化學(xué)性質(zhì)。盡管井下流體取樣的方法很成熟，但許多因素限制了此技術(shù)的有效 性，說明如下。(1)工具每次下降到井眼中只能獲得相對(duì)少量的油樣品， 典型地只有六個(gè)或十二個(gè)樣品。(2)要獲得好的樣品將消耗時(shí)間，典型地 為一個(gè)小時(shí)或更多。這是由于操作鉆探設(shè)備很高的成本所造成的缺點(diǎn)。(3) 將樣品運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室并弄清它們的特征將花費(fèi)幾周，這可能拖延生 產(chǎn)進(jìn)度。(4)由于與井口處理相關(guān)的溫度和/或壓力變化，以及由于樣品轉(zhuǎn)移到運(yùn)輸缸(transportation cylinder)中和將樣品轉(zhuǎn)移出運(yùn)輸缸，樣品的 完整性可能受到危害。(5)獲得具有大于幾百厘泊粘度的油樣品是不實(shí)際 的[例如，參見J.A.Canas， S丄ow， N.Adur和V.Teixeira，"用于更好流體取 樣的粘性油動(dòng)力評(píng)價(jià)"，SPE/PS-CIM/CHOA97767， SPE國(guó)際熱操作和重 油研討會(huì)，2005年11月1-3日，加拿大，阿爾伯塔，卡爾加里]。通過對(duì)流體取樣工具自身內(nèi)部諸如油之類的流體的測(cè)量，可以減少所 列出的一些局限性。此測(cè)量之一為核磁共振(NMR)[例如，參見美國(guó)專 利第3， 528， OOO號(hào);美國(guó)專利第6， 107， 796號(hào);美國(guó)專利第6， 111， 408 號(hào)；美國(guó)專利第6， 111， 409號(hào)；美國(guó)專利第6， 346， 813號(hào)；美國(guó)專利第 6， 825， 657號(hào)；美國(guó)專利第6， 841， 996號(hào)；以及美國(guó)專利第6， 891， 369 號(hào)]。在一些方法中，在井下時(shí)，對(duì)流體取樣工具中的出油管線中的流體 進(jìn)行NMR測(cè)量。本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用到流體取樣工具中的NMR測(cè)量，以及其它各種形式的測(cè)量中，這些將在下面說明。對(duì)井眼周圍的地層的核磁共振測(cè)井是評(píng)價(jià)重油粘度的另一方法。雖然 廣泛認(rèn)為粘度的NMR評(píng)價(jià)精度比在流體實(shí)驗(yàn)室中所做的粘度計(jì)測(cè)量的精 度低，但NMR測(cè)井具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)可以頻繁獲得深度連續(xù)的測(cè)井?dāng)?shù) 據(jù)；(2)當(dāng)需要收集測(cè)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)時(shí)，NMR測(cè)點(diǎn)停車通常能夠比流體取 樣測(cè)點(diǎn)停車更短；(3)無論是在鉆探過程(用于測(cè)井同時(shí)鉆探)還是立刻 向后(shortly afterwards)(用于管線)期間，在井站點(diǎn)，可以獲得數(shù)據(jù)；(4) 由于是在原位置對(duì)油進(jìn)行測(cè)量，樣品的完整性不是問題；(5)與鉆 井流體取樣相比，NMR測(cè)井很經(jīng)濟(jì)；以及(6) NMR可以測(cè)量粘度直到至 少一百萬厘泊。本發(fā)明的技術(shù)可以應(yīng)用到管線中以及測(cè)井同時(shí)鉆探的 NMR工具中。一些典型的NMR測(cè)量的實(shí)例作為其背景的一部分，回顧一些使用在井眼測(cè)井工具中的NMR脈沖 序列很有用，如獲得縱向弛豫時(shí)間Tp橫向弛豫時(shí)間T2，擴(kuò)散常數(shù)D，和/ 或前述的分布和/或截面分布。以下符號(hào)用于在此說明的示例序列。典型 地，但不局限于此，脈沖序列參數(shù)的示例值在如下括號(hào)內(nèi)-Ne二回波數(shù)(3000) Nel^回波數(shù)(長(zhǎng)等待時(shí)間)(3000) Nes二回波數(shù)(短等待時(shí)間)(30) N二重復(fù)次數(shù)(10) Nl二重夏次數(shù)(長(zhǎng)等待時(shí)間)(1) Ns二重復(fù)次數(shù)(短等待時(shí)間)(10) TE二回波間隔(lms)TE嚴(yán)可變回波間隔(O.l-lOms)， i=l， 2， 3…W二等待時(shí)間(Is)W「可變等待時(shí)間(0.001-10s)wl二等待時(shí)間(長(zhǎng))(Is)Ws二等待時(shí)間(短)(20ms)90°=90°脈沖180° = 180°脈沖如下解釋以下的序列(1)，對(duì)序列(2) - (4)有類似解釋。 CPMG序列:等待時(shí)間W;施加90°脈沖，等待時(shí)間TV2 (從90°脈沖 的中間測(cè)量)；施加180。脈沖；等待時(shí)間TV2 (從180°脈沖的中間測(cè)量)； 獲得回波；重復(fù)回波獲得序列NE次；重復(fù)整個(gè)序列N次。 Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG; T2)(參加圖l): N X [W+90° +NE X (TE/2+180° + TV2+回波)] (1 )當(dāng)?shù)却龝r(shí)間W改變時(shí)，脈沖序列為所謂的飽和恢復(fù)/ Carr-Purcell-Meiboom-Gm(SR/CPMG)脈沖序列，其如下列出，對(duì)T,和T2同 時(shí)測(cè)量[例如，參見美國(guó)專利5， 032， 551;以及A.Sezginer， R丄.Kleinberg， M.Fukuhara，以及L丄.Latour，"核磁共振自旋點(diǎn)陣弛豫時(shí)間和自旋-自旋 張弛時(shí)間的快速同時(shí)測(cè)量"磁共振雜志，92， 504 (1991)]。 飽和恢復(fù)CPMG (SR/CPMG; T,， T2)(再次參見圖l): 對(duì)i二l到N， [Wi+90°+NEX (Te/2+180。 + Te/2+回波)] (2) 增強(qiáng)精度模式(EPM; T2)(參見圖2): NLX [WL+90° +NEL X (TE/2+180° + TV2+回波)]+NsX[Ws+90。+NESX (Te/2+180。 + Te/2+回波)] (3)圖2是示出了所謂的增強(qiáng)精度模式(EPM)的現(xiàn)有技術(shù)的定時(shí)。當(dāng)長(zhǎng) 等待時(shí)間WL-W1后，獲得一個(gè)長(zhǎng)CPMG序列。然后，獲得具有回波之間的 短等待時(shí)間Ws-W2的一系列短CPMG序列。短序列改進(jìn)了早期磁化衰減 (decay)的精度[參見D. McKeon， C. CaoMinh， R. Freedman， R.Harris, D. Willis, D. Davies， G. Gubelin， R. Oldigs， 以及M. Hiirlimann，"用 于快速測(cè)井的改進(jìn)NMR工具設(shè)計(jì)"，SPWLA第四十屆測(cè)井研討會(huì)論文集， 論文CC (1999)]。擴(kuò)散編輯(diffusionediting) (DE; D， T2)(參見圖3):對(duì)i二l到N， [W+90°+2X (丁&/2+180° + 丁1^/2+回波)]+NEX (Te/2+180。 + Te/2+回波) (4)圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)所謂的擴(kuò)散編輯(DE)脈沖序列以測(cè)量D-T2分布 函數(shù)的定時(shí)[參見M. D. Hurlimann， L. Venkataramanan， C. Fflaum， P. Speier， C.Karmonik， R. Freedman,以及N. Heaton，"擴(kuò)散編輯飽和 和孔隙幾何學(xué)的新NMR測(cè)量方法"，2002年6月2-5日，SPWLA第四十三屆 測(cè)井研討會(huì)]。NMR測(cè)量結(jié)果的實(shí)例原油或原油與巖石中水的混合物的NMR測(cè)量的重要輸出是橫向弛豫 時(shí)間分布，mi (T2)。定義為回波振幅衰減M (t)M(,) = 2>, (5)原油具有很廣的弛豫時(shí)間分布。圖4示出了原油的橫向弛豫時(shí)間分布。 描繪了用于來自加利福尼亞Bdridge油田的散裝油樣品的TV分布，按照從 頂部到底部增加粘度的順序。示出了用于每個(gè)實(shí)例的樣品數(shù)對(duì)數(shù)平均值T2(T"。g)和測(cè)量粘度(以厘泊(centipoise)為單位)。(參見C. E. Morriss, R. Freedman, C. Straley， M. Johnston, H. J. Vinegar,以及P. N. Tutunjian，"由Bdridge硅藻土中的NMR測(cè)井對(duì)碳?xì)滹柡突衔锖驼扯仍u(píng)價(jià)"， SPWLA第三十五屆測(cè)井研討會(huì)，論文C， 1994年6月19-22日)。為了某種目的，可以顯示和處理整個(gè)分布，為了其他目的，分布中的信息的特征是 其對(duì)數(shù)平均值、或幾何平均值。<formula>formula see original document page 10</formula>NMR測(cè)量的另一形式是T,分布，J. A. Brown, L.R Brown, J.AJackon, J.V. Milewski, and B丄Travis, "NMR測(cè)井工具的發(fā)展封閉氣體沙子和人 造孔介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究(Laboratory Studier of Tight Gas Sand And Atificial Porous Media)" SPE/DOE 10813， SPE非傳統(tǒng)氣體恢復(fù)研討會(huì)，1982年5 月16-18，其與T2分布類似地限定得以。其對(duì)數(shù)平均值(或幾何平均值) 是;J,-10' ' (7)弛豫時(shí)間分布的步距受由可用數(shù)據(jù)所限制。在沒有可用數(shù)據(jù)期間， NMR儀表具有死時(shí)間(deadtimes)。對(duì)于現(xiàn)在使用的井眼工具(borehole tool),此死時(shí)間為回波間隔TE。在TE可以出現(xiàn)在弛豫時(shí)間分布期間，沒有 具有顯著衰退的原油弛豫的成分。圖5示出了七種假設(shè)的但實(shí)際是原油的 弛豫時(shí)間分布。在此圖中，未示出任何具體的實(shí)驗(yàn)儀器或測(cè)井工具的特征， 短于0.2ms的T2分量為不可見(虛曲線)。不可見分量的一個(gè)效果是，T2gm (或T,gm)比整個(gè)分布適用于包含在公式(6)(或公式(7))中的情況下 長(zhǎng)。NMR工具還測(cè)量氫指數(shù)H1 ，其為來自地層的信號(hào)振幅與來自至少于 通過工具感測(cè)的整個(gè)體積一樣大的純水的容器的信號(hào)振幅的比。NMR測(cè) 井工具自動(dòng)校正工廠校準(zhǔn)條件(shopalibrationconditon)和井下測(cè)量條件之間的敏感度的變化。一些實(shí)驗(yàn)室測(cè)量碳?xì)浠衔锏臍渲笖?shù)RHI[例如，參見L Bryan, A.Kantzas，以及C. Bellehumeur的"由低場(chǎng)NMR測(cè)量對(duì)油粘度的預(yù)測(cè)"SPE<formula>formula see original document page 10</formula>其中油和水在同樣的溫度測(cè)量。hi和rhi之間的關(guān)系為(9)其中Ph為碳?xì)浠衔锩芏龋鳳w為水密度。許多低粘度的原油都具有接近水的氫指數(shù)值[例如，參見R. L.Klenberg和H. J,Vinegar的"儲(chǔ)油區(qū)流體的NMR性質(zhì)"，測(cè)井分析，1996年 11， 20-32]， g卩，HI"1。重油可以具有HK1有兩個(gè)原因。第一，這些油 的固有氫密度可以低于水或輕油的密度。第二，由于氫核子的快速磁弛豫， 存在的氫對(duì)于NMR測(cè)量不可見。純物質(zhì)的氫[H]的濃度單位以摩爾/cri^為單位(10)其中iiH為物質(zhì)的化學(xué)式中的氫原子數(shù)，而p和MW為物質(zhì)的密度和分子重 量。原油不具有固定的成分。然而，其可以具有其平均化學(xué)成分CHX，它 具有分子重量MW二( 12.011+X* 1.0079)。 nH由氫與碳原子的平均比給出， nH=H/C^X，所以氫的摩爾密度為[用力=~~^~~ (11) "12.011 + ^.1.0079水1120中的氫原子的摩爾密度為[ ^^Ll^o.lll摩爾W (12)所以原油中的碳?xì)浠衔锏墓逃袣渲笖?shù)作為H/C比的函數(shù)為肌,=^^——^(13) 0.111摩爾/c附3 12.011 + X.1.0079原油的H/C比是可變的。端員(end member)指含蠟族(主要為烷烴， X 2)和芳香族(基本組分為芳香環(huán)，X<2)。特征因子K[例如，參見K.M. Watson， E.F. Nelson,以及G. B. Murphy的"油組分的特征"，工業(yè)和工 程化學(xué)27， 1460-1464 (1935)]是系統(tǒng)化這些成分系列的方便方法。主要 的含蠟族油具有K 12.5，而主要的芳香族油具有K 10。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)H/C比 與API重量(密度)相關(guān)。利用公布的數(shù)據(jù)[參見P. Bmhod，"原油性質(zhì)和 冷凝物性質(zhì)及其相互關(guān)系"H. B. Bradley等編著，石油工程手冊(cè)，石油工 程協(xié)會(huì)，理查森TX， 1992],固有的氫指數(shù)可以預(yù)測(cè)作為用于K^11和K-12 的API重力的函數(shù)(參見圖6)。固有的氫指數(shù)為由NMR檢測(cè)的氫的上限。NMR振幅測(cè)量對(duì)于測(cè)量固 有的氫指數(shù)可能失效，這是因?yàn)?，如上所述，在測(cè)量的死時(shí)間期間，部分 氫信號(hào)衰減。因?yàn)楦哒扯认鄬?duì)快速的信號(hào)衰減，所以，明顯的氫指數(shù)對(duì)于 最高粘度的油減少的最大。圖7A顯示了用于加拿大重油相對(duì)作為密度的函 數(shù)的氫指數(shù)的NMR可見實(shí)驗(yàn)測(cè)量[參見J. Biyan， A. Kantzas以及C. Bellehumeur的"由低場(chǎng)NMR測(cè)量對(duì)油粘度的預(yù)測(cè)"，SPE儲(chǔ)油區(qū)評(píng)價(jià)和工 程，2005年2月，44-52]。[參見之前的Bryan等，2005]。現(xiàn)有技術(shù)包括，用于評(píng)價(jià)地下地質(zhì)層中的油原位粘度的多 種NMR技術(shù)。油與水混合，有時(shí)在碳?xì)渲С袔r石中沒有氣體。所有三種 情況都可以使用NMR測(cè)量法。為了評(píng)價(jià)油相的性質(zhì)，需要將油的貢獻(xiàn)與 其它貢獻(xiàn)分離。 一旦分離出油信號(hào)，則其NMR弛豫特征就可以用于找到 粘度。幾種NMR粘度評(píng)價(jià)方法已經(jīng)在巖石學(xué)文獻(xiàn)中進(jìn)行了說明，包括以 下內(nèi)容(a) 早期測(cè)量粘度的NMR方法是找到T1或T2分布的油峰值，計(jì)算油 峰值的數(shù)值特征，如對(duì)數(shù)平均值T2，并建立其粘度與標(biāo)準(zhǔn)的粘度之間的相 互關(guān)系，例如，之前所述的Kleinberg和Vinegar， 1996。磁方法己經(jīng)延伸到 100， OOO厘泊，參見圖7b和圖10。(b) 所謂的"缺失信號(hào)方法(missing signal method)"[參見Vinegar， P.N. Tutujian， W. A. Edelstein，以及P. B. Roemer的"13CNMR的全核心 分析"，SPE地層評(píng)價(jià)，1991年6月，183-212]研究了中東[參見R. L. .Kleinberg 和C. Flaum，"回顧NMR檢測(cè)和地下地質(zhì)層中的碳?xì)浠衔锾卣?，B. Bluminch等編著，空間分解磁共振材料科學(xué)，農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)學(xué)中的方法 和應(yīng)用，Wiley-VGH (1998)]和加拿大[參見K.D.Mirochnik， K.Allsopp， A.Kantzas， D. Curwen，以及R. Badry的"用于瀝青沙特征的低場(chǎng)NMR方 法" 一種新方法，SPE儲(chǔ)油區(qū)評(píng)價(jià)和工程，(2001年4月)4 (2)， 88-96 以及J. Bryan， A. Kantzas，以及C. Bellehumeur的"利用低場(chǎng)NMR對(duì)原油 和原油乳濁液的粘度預(yù)測(cè)"SPE 77329 (2002)]。然而，弛豫時(shí)間隨粘度 增加變?yōu)閷?duì)于粘度不敏感，來自給定油量的NMR信號(hào)(氫指數(shù))隨著粘 度的增加減少，參見圖7a和7b。這是因?yàn)?，?dāng)粘度增加時(shí)，氫NMR信號(hào)的 增加組分在儀器的死時(shí)間內(nèi)衰減。磁方法在幾百厘泊和幾百萬厘泊之間有效。(c) 所謂的Schlumberger的"磁共振流體"("MRFTM")技術(shù)分離油、 水、以及自由氣體貢獻(xiàn)。數(shù)據(jù)獲取包括飽和回收、CPMG以及擴(kuò)散編輯脈沖序列的組合，序列 類似于以上的(2)和(4)，利用TE和W的各種值。數(shù)據(jù)處理運(yùn)算法則輸 出每種流體的飽和度，以及油粘度[參見N. J. Heaton， R. Freedman， C. Karmonik， R. Taherian， K.Walter,以及L DePavia的"新一代NMR管線 測(cè)井工具的應(yīng)用"，SPE77400， 2002年9月29日-10月2日，SPE年度技術(shù)會(huì) 議和展覽；以及N.Heaton，的"利用核磁共振測(cè)井的流體特征"，巖石學(xué)， 45， 241-250 (2004) ]。 MRF (Schlumberger的商標(biāo))適用于作為管線站 測(cè)井和測(cè)井同時(shí)鉆探工具，且其使用于作為連續(xù)測(cè)井。該方法適用于具有 低于大約100cp粘度的油。參見圖8實(shí)例。(d) 所謂的擴(kuò)散編輯技術(shù)利用以上(4)的序列，重復(fù)丁Ei的各種值, 但TE的值總是相同。處理運(yùn)算產(chǎn)生擴(kuò)散-弛豫圖[參見以上Hurlimann等 2002]，其與粘度相關(guān)。然而，該方法只對(duì)低于大約100cp粘度的油有效。 參見圖9的實(shí)例。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，評(píng)價(jià)粘度的大量方法都是方法(a)和(b)的組合，換言 之，使用了弛豫時(shí)間信息和缺失信號(hào)信息。已經(jīng)提出的一個(gè)公式[參見以 上Bryan等，2002]是經(jīng)驗(yàn)公式常數(shù)a和p選擇為對(duì)數(shù)據(jù)組最佳擬和，對(duì)于參照以上Bryan等的數(shù)據(jù)組(x二 U5而(3二4.55認(rèn)為是最適合的。用于利用NMR評(píng)價(jià)油粘度的現(xiàn)有技術(shù)方法具有應(yīng)用的局限性。方法 (a)是在油和水在弛豫時(shí)間分布中很好分離時(shí)有效。在重油儲(chǔ)油區(qū)中， 不能減縮的水信號(hào)傾向于與油信號(hào)相同，且需要仔細(xì)的測(cè)井分析以消除水 的影響。由于水信號(hào)造成的失效已經(jīng)損害了一些粘度評(píng)價(jià)，如在J. Seccombe， R.Akkurt， M. Smith，以及R. J. M. Bonnie的"分類重油儲(chǔ)油區(qū) 中的油粘度"SPE第四十六屆測(cè)井研討會(huì)，2005年6月26-29日中說明。方 法(c)和(d)只適用于有限的粘度范圍，通常低于100cp。發(fā)明內(nèi)容至此，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，方法(a)和(b)依賴于NMR獲取技術(shù)的詳細(xì) 情況。在這些參數(shù)中發(fā)現(xiàn)了以下的獲取參數(shù)，以影響重油的弛豫時(shí)間和氫 指數(shù)測(cè)量。脈沖序列脈沖序列最經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量中使用，而向下打井測(cè)井工 具為CPMG。然而，有時(shí)也使用其它序列，包括擴(kuò)散編輯序列[參見M. D. Hurlimann， M. Flaum， L. Venkataramanan， C. Flaum， R. Freedman， 以及 G.J.Himsaki的"不同飽和狀態(tài)中的沉積巖石的擴(kuò)散-弛豫分布函數(shù)"，磁共 振成像21， 305-310 (2003)]、多等待方法[R. Freedman C. E. Morrissd "包 括用于確定精確的T2分布和精確的T1/T2比，并利用現(xiàn)代化的T2分布和 T1/T2產(chǎn)生更精確的輸出記錄的多等待時(shí)間脈沖NMR測(cè)井方法的設(shè)備"， 美國(guó)專利5， 486, 762 (1996)]，以及增強(qiáng)精度模式(EPM)[以上McKeon 等，1999]。對(duì)于給定的重油，這些序列的每個(gè)都將對(duì)弛豫時(shí)間和氫指數(shù) 測(cè)量給出不同的結(jié)果。例如，與簡(jiǎn)單的CPMG相比，EPM傾向于給出RHI的較高值和T2gm的較低值。回波間隔TE:各種實(shí)驗(yàn)室儀器和井眼測(cè)井工具使用其獲取序列內(nèi)的 不同的回波間隔值。表1顯示了在用于各種測(cè)井工具的最小CPMG回波間 隔。增加回波間隔將減少RHI并增加T2gm[參見K. D. Mirotchnik， K. Allsopp， A. Kantzas， D. Curwen，以及R.Badry的"用于瀝青沙特征的低場(chǎng)NMR方 法"一種新方法，SPE儲(chǔ)油區(qū)評(píng)價(jià)和工程，(2001年4月)4(2)88-96]。信號(hào)噪聲比S/N:信號(hào)噪聲比影響重油的NMR特征的測(cè)量。例如，當(dāng) 利用有規(guī)則的處理算法對(duì)NMR數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以產(chǎn)生弛豫時(shí)間分布時(shí)[參見 R. Freedman的"用于由脈沖核磁工具處理自旋回波同相和正交振幅并產(chǎn)生 新的數(shù)據(jù)以記錄在輸出記錄上的處理方法和設(shè)備"美國(guó)專利5， 291， 137 (1994)]，低S/N將導(dǎo)致較寬的T2分布。信號(hào)噪聲比受到測(cè)井工具的固有 噪聲以及堆疊量的影響。為了達(dá)到堆疊數(shù)據(jù)，必須混合深度間隔的測(cè)量， 降低垂直辨析率。因此，在高S/N比和好垂直辨析率之間折中。處理算法每個(gè)脈沖序列都使用不同的處理算法以找到NMR測(cè)量結(jié) 果。此外，給定的脈沖序列可以以各種方式處理。例如，CPMG序列可以通過所謂的Schlumberger方法處理[參見以上Freedman， 1994]，所謂的 NUMAR方法[參見M. G. Prammer的"用于NMR測(cè)量的脈沖序列和解譯技 術(shù)"美國(guó)專利6， 005， 389 (1999)]，或所謂的UPEN方法[CANJIAN G. C Borgia， R. J. S. Brown，以及P. Pantazzini的"利用UPEN和診斷學(xué)的NMR 弛豫峰值的邊緣辨析率的實(shí)例"磁共振成像，19， 473-475 (2001)]。通 常，當(dāng)由于測(cè)量的死時(shí)間內(nèi)的氫弛豫造成信號(hào)丟失時(shí)，給定同樣的原始數(shù) 據(jù)輸入，這些方法將給出不同的弛豫時(shí)間和氫指數(shù)結(jié)果。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例還在井眼中進(jìn)行的井下測(cè)井中有應(yīng)用。提出了一 種方法，用于確定可能存在于井下測(cè)量區(qū)中的油特征，它包括以下步驟， 提供多個(gè)原油樣品；確定原油樣品的粘度；利用預(yù)定的操作模式，對(duì)包括 原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量以獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和預(yù)定的操作模式的輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)；對(duì) 于多個(gè)原油樣品，推導(dǎo)出輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與原油樣品的粘度的相互關(guān)系；用 基本上以所述預(yù)定的操作模式操作的測(cè)井裝置在測(cè)量區(qū)域中進(jìn)行井下測(cè) 量，以獲得測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并將測(cè)量處理過程應(yīng)用于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得輸出測(cè) 井參數(shù)；以及利用所述的輸出測(cè)井參數(shù)和所述相互關(guān)系確定油特征。在優(yōu)選實(shí)施例中，油特征包括測(cè)量區(qū)域中的油粘度。油特征還可以包 括例如，測(cè)量區(qū)域中的原油成分的粘度分布、測(cè)量區(qū)域中的油量、測(cè)量區(qū) 域中的油飽和度、測(cè)量區(qū)域中的輕油量和/或重油量、和/或測(cè)量區(qū)域中的 輕油飽和度和/或重油飽和度。同樣，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)測(cè)量為核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量，而 用測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中的井下測(cè)量的步驟包括用核磁共振測(cè)井裝置 在測(cè)量區(qū)域中進(jìn)行井下測(cè)量。在此實(shí)施例的形式中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟 包括通過用于進(jìn)行井下測(cè)量的測(cè)井裝置進(jìn)行模擬測(cè)量。在此實(shí)施例的另一 形式中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用用于進(jìn)行井下測(cè)量的測(cè)井裝置進(jìn)行 所述測(cè)量。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的形式中，利用預(yù)定的操作模式進(jìn)行核磁共振 實(shí)驗(yàn)測(cè)量包括利用具有預(yù)定的脈沖序列參數(shù)的預(yù)定脈沖序列進(jìn)行核磁共 振實(shí)驗(yàn)測(cè)量。在此實(shí)施例的另一形式中，利用預(yù)定的操作模式進(jìn)行核磁共 振實(shí)驗(yàn)測(cè)量包括利用預(yù)定的信號(hào)噪聲比進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量。本發(fā)明的實(shí)施例還包括以下步驟利用進(jìn)一步的操作模式，對(duì)包括所 述原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以獲得進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將 所述實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于所述進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于所述實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)和所述預(yù)定操作模式的進(jìn)一步的輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；對(duì)所述多種原油樣品， 推導(dǎo)出進(jìn)一步的輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與所述原油樣品的粘度的相互關(guān)系；用基本 上以所述進(jìn)一步的操作模式操作的測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中的井下測(cè)量， 以獲得進(jìn)一步的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以及將所述測(cè)量處理過程應(yīng)用于所述進(jìn)一步的 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得進(jìn)一步的輸出測(cè)井參數(shù)；以及利用所述進(jìn)一步的輸出測(cè) 井參數(shù)和所述進(jìn)一步的相互關(guān)系確定油特征。
本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例還用于井眼中的井下測(cè)井中。提出了一種 方法，用于確定可能存在于井下測(cè)量區(qū)域中的油特征，它包括以下步驟 提供多個(gè)原油樣品；確定原油樣品的粘度；利用多種操作模式，對(duì)包括原 油樣品的介質(zhì)進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以獲得相應(yīng)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將實(shí)驗(yàn) 處理過程應(yīng)用于多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的每個(gè)，以獲得關(guān)于多個(gè)操作模式的各個(gè)的 多個(gè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)；對(duì)于多種原油樣品，推導(dǎo)出多個(gè)相互關(guān)系，所述多個(gè) 相互關(guān)系的每個(gè)相互關(guān)系是多個(gè)輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與原油樣品的粘度的相互 關(guān)系；用基本上以所述多個(gè)模式操作之一操作的核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè) 量區(qū)域中的井下測(cè)量，以獲得一組測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以及將測(cè)量處理過程應(yīng)用于 測(cè)并數(shù)據(jù)，以獲得輸出測(cè)井參數(shù)；以及利用輸出測(cè)井參數(shù)和從所述多個(gè)相 互關(guān)系中選擇的一個(gè)相互關(guān)系確定油特征。在本發(fā)明的此實(shí)施例的形式 中，從所述相互關(guān)系中選擇的一個(gè)相互關(guān)系是與所述多個(gè)操作模式之一相 對(duì)應(yīng)的相互關(guān)系。油特征可以包括例如，測(cè)量區(qū)域中的油粘度、或測(cè)量區(qū) 域中的原油成分的粘度分布。另外，在此實(shí)施例的形式中，進(jìn)行核磁共振 實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括通過用于進(jìn)行井下測(cè)量的核磁共振測(cè)井裝置模擬測(cè) 量，或利用用于進(jìn)行井下測(cè)量的核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行所述測(cè)量。另外， 在利用多種操作模式進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用多個(gè)不同的 脈沖序列和/或利用具有多個(gè)不同的脈沖序列參數(shù)的脈沖序列進(jìn)行所述核
本發(fā);的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例還用于在井眼中進(jìn)行的井下測(cè)井中。提出 了一種方法，用于確定可能存在于井下測(cè)量區(qū)域中的油特征，它包括以下步驟提供多個(gè)原油樣品；確定原油樣品的粘度；利用預(yù)定的操作模式， 對(duì)包括所述原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以獲得一組實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)；將多個(gè)實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于所述組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上，以獲得關(guān)于所述多 個(gè)操作模式的各個(gè)的相應(yīng)多個(gè)輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)；對(duì)于所述多個(gè)原油樣品，推 導(dǎo)出多個(gè)相互關(guān)系，所述多個(gè)相互關(guān)系的每個(gè)相互關(guān)系是多個(gè)輸出實(shí)驗(yàn)參 數(shù)與原油樣品的粘度的相互關(guān)系；用基本上以所述預(yù)定的操作模式操作的 核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中的井下測(cè)量，以獲得一組測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以 及將基本上與所述實(shí)驗(yàn)處理過程中的一組相對(duì)應(yīng)的測(cè)量處理過程應(yīng)用于 所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得輸出測(cè)井參數(shù)；以及利用所述輸出測(cè)井參數(shù)和從所 述多個(gè)相互關(guān)系中選擇的一個(gè)相互關(guān)系確定油特征。在本發(fā)明的此實(shí)施例 的形式中，從所述多個(gè)相互關(guān)系中選擇的所述一個(gè)相互關(guān)系是與所述多個(gè) 實(shí)驗(yàn)處理過程之一相對(duì)應(yīng)的相互關(guān)系。
參照相應(yīng)的附圖對(duì)本發(fā)明的說明將使本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)將 變得更加清晰和容易理解。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)用于T2測(cè)量的Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) 脈沖序列[Carr禾卩Purce11，1954， Meiboom和Gill, 1958]。當(dāng)?shù)却龝r(shí)間W改變 時(shí)，脈沖序列為用于T1和T2同時(shí)測(cè)量的所謂的飽和恢復(fù)(Saturation Recovery) / Carr-Purcell-Meiboom-Gm(SR/CPMG)脈沖序歹iJ[參見美國(guó)專利 5， 032， 551;以及以上A. Sezginer等(1991)];
圖2示了所謂加強(qiáng)精度模式(EPM)的現(xiàn)有技術(shù)的定時(shí)。當(dāng)長(zhǎng)等待時(shí) 間W^W1后，獲得一個(gè)長(zhǎng)CPMG序列。然后，獲得具有回波之間的短等待 時(shí)間WfW2的一系列短CPMG序列。短序列改進(jìn)了早期磁化衰減的精度 [參見以上D.McKeon等(1999)];
圖3示出了所謂擴(kuò)散編輯(DE)脈沖序列的現(xiàn)有技術(shù)的定時(shí)，以測(cè)量 D-T2分布函數(shù)[參見以上M.D.Hurlimann等(2002)];
圖4示出了原油的橫向弛豫時(shí)間分布。描繪了用于來自加利福尼亞 Belridge油田的散裝油的IV分布，按照從頂部到底部增加粘度的順序。顯
示了用于每個(gè)實(shí)例的樣品數(shù)對(duì)數(shù)平均值T2(T2,。g)和測(cè)量粘度(厘泊)。[參見以上C.E.Morriss等(1994)];
圖5示出了用于具有一定范圍的粘度的油的橫向弛豫時(shí)間分布的曲 線，其通過NMR設(shè)備用有限的死時(shí)間測(cè)量。只有具有T2X).2ms的弛豫時(shí) 間分量可見；這些分量由實(shí)曲線表示。不可見的分量用虛曲線表示；
圖6示出了原油的固有氫指數(shù)作為API重力和特征因子K的函數(shù)的曲 線。具有K二12的油主要為含蠟族油，而具有K41的油具有更多的芳香族
圖7a示出了針對(duì)一定范圍的油，相對(duì)氫指數(shù)繪出的粘度曲線[參見以 上Bryan等，2005];
圖7b示出了針對(duì)一定范圍的油，相對(duì)T2分布的幾何平均值繪出的粘度 曲線[再次參見以上Bryan等，2005];
圖8示出了用于確定油飽和度和粘度的記錄的現(xiàn)有技術(shù)方法[參加以 上N. J. Heaton等2002];
圖9示出了用于解決油和水NMR信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)散-弛豫圖的視圖10是示出了粘度與NMR對(duì)數(shù)平均值T2的曲線；
圖ll是示出了可以用于本發(fā)明實(shí)際實(shí)施例中的測(cè)井設(shè)備的部分方框 形式視圖12示相互了圖11的核磁共振測(cè)井裝置的一部分的橫截面視圖13示出了圖11的核磁共振測(cè)井裝置的RF天線的透視圖14示出了沿由圖13的箭頭4-4限定的部分剖開的圖13的RF天線的橫
截面視圖15a和圖15b是分別示出了可以用多深度勘測(cè)操作的NMR型測(cè)井裝
置的前透視圖和簡(jiǎn)化的橫截面視圖16是左側(cè)示出了增加油T凡M上的TE的效果，而右側(cè)示出了油氫指數(shù)
或相對(duì)氫指數(shù)上的丁E的效果的曲線；
圖17示出了對(duì)于三種假想的原油的弛豫時(shí)間分布的曲線圖。雖然具有 不同粘度的油可以在T2分布中跨越同樣的范圍，但可以在具體的空間中具 有不同的重量，例如，在此實(shí)例中，O.l-lms， l-10ms以及10-100ms;
圖18是示出了 (TE) min、梯度(G)、以及用于幾種現(xiàn)有的NMR井眼 測(cè)井工具的G賺'(TE) min;圖19是示出了現(xiàn)有技術(shù)用于多個(gè)原油的平均值T2LM的曲線。低粘度的 拋物線表示在T2測(cè)量上的磁場(chǎng)梯度中的分布效果，假設(shè)為用于回波間隔的各種值的NMR工具梯度分布的模式，如以上R. L. Kleinberg和H. J. Vinegar, 1996;圖20示出了限定不可見重油、可見重油以及與地層中的水混合的原油 的可見輕油組分的多孔模型。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D11 ，示出了用于通過井眼32勘測(cè)橫向的地表面下的地層31的設(shè) 備，其可以用于本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施例中。井眼32典型地，但不是必須填充 有鉆探流體或泥漿，其包含在懸浮液中的微細(xì)分開的固體，而泥漿塊16顯 示在井眼壁上。磁共振勘測(cè)設(shè)備或測(cè)井裝置30用鎧裝電纜33吊掛在井眼32中，其長(zhǎng)度 基本確定裝置30的相對(duì)深度，電纜33的長(zhǎng)度通過在地面的適合裝置如滾筒 或絞盤機(jī)構(gòu)(未示出)控制。用7表示的地面設(shè)備可以為傳統(tǒng)的形式，并 可以包括處理器子系統(tǒng)并與所有井下設(shè)備通訊。應(yīng)該理解，可以在井下和 /或井口進(jìn)行處理，且一些處理可以在遠(yuǎn)距離進(jìn)行。另外，當(dāng)顯示管線時(shí)， 可以使用物理支持和通信鏈路的可供選擇的形式，例如，在鉆探系統(tǒng)時(shí)測(cè) 量。如美國(guó)專利5， 055， 787的實(shí)例中所述，磁共振測(cè)井裝置30具有面 14，它形成為密切接觸井眼壁，具有微小的縫隙或間隙(standoff);以 及可伸縮臂15，它可以致動(dòng)以在測(cè)井運(yùn)行期間壓緊工具13的機(jī)體靠緊井眼 壁，而面14壓緊壁的表面。雖然工具13顯示為一體，但工具可供選擇地包 括分開的部件如套管、探測(cè)裝置或剎車，且該工具可以與其它測(cè)井工具組合。磁共振測(cè)井裝置30包括磁鐵陣列17和位于陣列17和井接合面14之間 的RF天線18。磁鐵陣列17在工具13周圍產(chǎn)生靜磁場(chǎng)Bo。天線18在選擇的時(shí) 間產(chǎn)生聚焦在地層12的振蕩磁場(chǎng)B,，并在相對(duì)面14的部分地層內(nèi)疊加在靜 磁場(chǎng)Bo上。顯示在圖11中的虛線區(qū)域9的工具的"勘測(cè)體積"為直接在工 具面14前面的垂直延伸區(qū)域。如在參考的專利文獻(xiàn)中所述，工具13可以通 過用振蕩磁場(chǎng)B,的脈沖磁傾翻地層12中的顆粒的核子自旋來進(jìn)行測(cè)量，然后檢測(cè)在時(shí)間周期內(nèi)的勘測(cè)的體積內(nèi)的靜磁場(chǎng)Bo中的傾翻顆粒的運(yùn)動(dòng)。參考還可以為Morriss， C. E， Deutch， P. Freedman， R. McKeon， D. Kleinberg， R.L. 1996年10-U月，測(cè)井分析，第53-60頁(yè)的"用于組合的磁共振工具的 操作指導(dǎo)"。圖12示出了公開在參考的'787專利文獻(xiàn)的實(shí)施例中的形式的磁鐵陣 列17。磁鐵陣列包括兩個(gè)永久磁鐵24和26，其總體彼此平行地安裝在金屬 合金體27內(nèi)。金屬體27應(yīng)該為具有低磁透過性的材料，以便不干擾靜磁場(chǎng)。 磁鐵24和26為在井下的縱向延伸的厚板(slab)。通常從桿磁鐵(bar magnet) 的端部看，每個(gè)磁鐵的磁極不在厚板的最小面上。反之，磁極出現(xiàn)在厚板 磁鐵的兩個(gè)相對(duì)邊上，并在圖中分別左右相對(duì)。因此，在地層12內(nèi)，環(huán)繞 磁鐵的靜磁場(chǎng)Bo沿井眼軸的縱向公平地保持恒定。在圖12所示中，磁鐵24、 26對(duì)稱安裝在金屬體27的兩側(cè)，且北極面向同樣的方向，也就是說，在工 具的面14的方向。進(jìn)一步使用一個(gè)或多個(gè)的永久磁鐵。如參考的'787專利文獻(xiàn)所述，金屬體27在其前面14具有面對(duì)與面14接 合的地層的半圓筒形狀腔體或狹縫28。腔體28適于容納顯示在圖13和圖14 中的RF天線18。天線18位于工具的金屬體27 (圖12)的外部，從而屏蔽與 位于金屬體27后面的井眼的區(qū)域、或通過金屬體27擋住的方向的其它地層 區(qū)域的電磁通信。因此，天線18只響應(yīng)在井接合面14的前面產(chǎn)生的磁場(chǎng)， 例如，在地層12中、或在接觸天線18的鄰近區(qū)域中的面14的泥漿塊或泥漿 中產(chǎn)生的磁場(chǎng)。在參考的專利文獻(xiàn)的公開實(shí)施例中，金屬體27由金屬合金 罩子制作，剛性地連接到內(nèi)部的金屬支撐上，其可以覆蓋大多數(shù)工具部件 而不包括天線，包括電路、磁鐵陣列17、以及桿15的液壓系統(tǒng)。該專利指 出，金屬體27可供選擇地由其它材料構(gòu)成，只要其整個(gè)結(jié)構(gòu)足夠強(qiáng)且磁鐵 陣列17的磁場(chǎng)可以滲透到金屬體并進(jìn)入到相鄰的地層12中即可。在參考的'787專利文獻(xiàn)中，天線18作為RF發(fā)射器使用，以在地層中產(chǎn) 生振蕩磁場(chǎng)，并可以作為接收天線使用，以便當(dāng)振蕩磁場(chǎng)終止時(shí)，檢測(cè)從 處理的質(zhì)子(自旋)發(fā)出的相干磁信號(hào)。天線具有機(jī)體29以及被施加和檢 測(cè)信號(hào)的延伸的中心探頭42，該天線有效地作為在勘測(cè)體積內(nèi)產(chǎn)生振蕩磁 場(chǎng)B,(參見圖4)的電流線圈，勘測(cè)體積垂直于靜止磁場(chǎng)B()(其在勘測(cè)體 積的徑向)。機(jī)體29為槽的形狀，并具有端板40、 41，且具有從一個(gè)端板40平行且定中心在半圓筒槽29中延伸到另一個(gè)端板41所中心導(dǎo)體或探頭 42。應(yīng)該理解，各種形式的磁振蕩測(cè)井設(shè)備都可以用于實(shí)施本發(fā)明?？梢愿倪M(jìn)圖11-14所述的工具形式，例如，作為D.McKeon等的公開， "用于加塊測(cè)井的改進(jìn)NMR工具設(shè)計(jì)"，SPWLA學(xué)報(bào)，1999。如同在公開 出版物中說明一樣，可以增加獲得的速度是由于提高了NMR技術(shù)，包括 更長(zhǎng)的永久磁鐵和改變的脈沖序列。改變的脈沖序列之一稱為增強(qiáng)精度模 式("EPM")，其改進(jìn)了工具多孔和散裝流體體積測(cè)量的重復(fù)性。EPM測(cè) 量由在一系列短等待時(shí)間序列后的一個(gè)長(zhǎng)等待時(shí)間脈沖序列組成。短等待 時(shí)間序列改進(jìn)了含土水和小孔孔隙率的測(cè)量的精確度和精度。典型地，短 脈沖等待時(shí)間為20ms;只有很少的回波獲取每個(gè)短等待時(shí)間CPMG (典型 地30到100)。 EPM測(cè)量減少了孔隙率和散裝流體體積測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。此 外，EPM測(cè)量改進(jìn)了總的孔隙率測(cè)量的T2敏感度限制，并提供了在短TVF 的重油的更精確的測(cè)量。在本發(fā)明的一些實(shí)施中，測(cè)量呈現(xiàn)在具體測(cè)量區(qū)域中的介質(zhì)上(例如， 在地層中，井眼或地層實(shí)驗(yàn)裝置的含流體容器)并重復(fù)測(cè)量，從而工具在 井眼的不同深度或不同位置處。然而，應(yīng)該理解，NMR測(cè)井裝置可以在 例如多勘測(cè)深度處進(jìn)行測(cè)量。為此，考慮到測(cè)量區(qū)域的子區(qū)域，每個(gè)不同 的勘測(cè)區(qū)域(例如，不同的勘測(cè)深度或其它變化)采用例如具體位置的NMR 工具，如具體深度。具有多勘測(cè)深度的NMR測(cè)井裝置的實(shí)例是公開的 "MRX" (Schlumberger的商標(biāo))，例如在如下文獻(xiàn)中所述L. DePavia的 "下一代管線NMR測(cè)井工具"石油工程協(xié)會(huì)，SPE84482， 2003。如在該 出版物中所述，顯示在圖15a的簡(jiǎn)化前視圖中的"MRX"工具1510具有圓 筒的永久磁鐵1520，主天線1530和高分辨率天線1541和1542。主天線1530 以多頻率操作，且目的主要用于流體特征化的應(yīng)用。具有八個(gè)不同的操作 頻率，它們對(duì)應(yīng)于具有平均的勘測(cè)間隔深度的獨(dú)立的測(cè)量體積(外殼)。 如圖15b所示，外殼體積在天線的前面形成同心弧。高分辨率天線以相對(duì) 應(yīng)比主天線稍微淺的勘測(cè)深度的一個(gè)頻率操作。 利用NMR評(píng)價(jià)粘度申請(qǐng)人已經(jīng)注意到，NMR測(cè)量對(duì)于具體數(shù)據(jù)獲取和處理的敏感性， 建議對(duì)于所有的測(cè)井，最好不釆用同一個(gè)NMR粘度相互關(guān)系(correlation)。因此，根據(jù)其一個(gè)方面，NMR粘度相互關(guān)系應(yīng)該針對(duì)多個(gè)測(cè)量過程的每 個(gè)而設(shè)計(jì)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，以下過程用于開發(fā)特定程序的NMR 粘度相互關(guān)系。(a) 獲取原油樣品的代表性組。在一些情況下，這些可以是流動(dòng)的 原油，即，其包含在壓力下溶解的氣體。如果只有脫氣樣品適用，則可以 施加氣/油比的相互關(guān)系[參見例如，R.Freedman， A. Sezginer， M. Flaum， A. Matteson, S. Lo，以及G. J. Hirasaki的"在儲(chǔ)油區(qū)巖石中的流體特征的 新NMR方法實(shí)驗(yàn)證實(shí)和模擬結(jié)果"，SPE 63214， SPE粘度技術(shù)會(huì)議和 展覽，2000年10月1-4日；S.-W. Lo， GJ. Hirasaki, W. V. House,以及R. Kobayashi的"甲烷/碳?xì)浠衔锏幕旌衔锏腘MR弛豫時(shí)間與粘度、擴(kuò)散性 和氣/油比的混合規(guī)律和相互關(guān)系"，SPE77264， SPE雜志7(1)， 24-34(2002 年5月)；以及G. J.Hirasaki, S,W. Lo以及Y. Zhang的"只有儲(chǔ)油區(qū)流體的 NMR性質(zhì)"，磁共振成像，21， 269-277 (2003)]。然而，應(yīng)該注意，此 相互關(guān)系的精度受到質(zhì)疑[參見以上Winkler等，2004]。(b) 作為在相應(yīng)范圍上的溫度和壓力的函數(shù)測(cè)量每個(gè)樣品的粘度。 優(yōu)選地，如果可以，保持油的天然氣飽和度，以復(fù)制井下條件。(c) 在實(shí)驗(yàn)室中，對(duì)每個(gè)樣品作為在相應(yīng)范圍上的溫度和壓力的函 數(shù)進(jìn)行NMR測(cè)量。該測(cè)量相對(duì)脈沖序列、脈沖序列參數(shù)以及信號(hào)噪聲比 模擬井眼測(cè)井工具的性能。為此，使用實(shí)驗(yàn)室NMR儀器或NMR井眼測(cè)井 工具本身。(d) 對(duì)于每個(gè)樣品，利用施加到井眼測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的同樣的算法進(jìn)行數(shù) 據(jù)處理。輸出數(shù)據(jù)包括這些參數(shù)，例如CPMG回波衰減的初始斜度、T2分 布、T2分布的幾何平均值(對(duì)數(shù)平均值)弛豫時(shí)間、Tl分布、Tl分布的 幾何平均值(對(duì)數(shù)平均值)弛豫時(shí)間、氫指數(shù)或相關(guān)氫指數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、 擴(kuò)散弛豫圖、或用于分析井下NMR測(cè)井的任何其它輸出適合的參數(shù)。(e) 對(duì)于每個(gè)樣品，可能需要釆集和分析反映其它井眼測(cè)量工具的(f) 對(duì)于每組樣品和每個(gè)采集和處理方法和參數(shù)的組合，相互關(guān)系 設(shè)計(jì)為NMR和其它測(cè)量與粘度的關(guān)系。具有許多可以在用于本實(shí)施例的此形式中發(fā)展的相互關(guān)系的類型。實(shí)例為通過推導(dǎo)粘度相對(duì)簡(jiǎn)單記錄輸出的組合的公式，產(chǎn)生相對(duì)簡(jiǎn)單的相互 關(guān)系類別，如通過現(xiàn)有技術(shù)公式(14)說明的關(guān)系。同樣的關(guān)系可以由氫 指數(shù)和T1構(gòu)成。幾何平均弛豫時(shí)間只是幾種特征化弛豫時(shí)間分布的一種； 其它包括分布的模式、中值和算術(shù)平均值。這些中的任何一個(gè)都可以使用
一個(gè)和其組合以產(chǎn)生NMR粘度關(guān)系。
更復(fù)雜的相互關(guān)系類別根據(jù)作為NMR脈沖序列參數(shù)的函數(shù)的明顯 NMR性質(zhì)。例如，如圖16所示，對(duì)于給定的粘度ri， T^m和RHI可以是Te
的唯一函數(shù)。在圖16中，左面的曲線表示增加油T2LM上的TE的效果，而右 面的曲線表示增加油氫指數(shù)或相對(duì)氫指數(shù)上的TE的效果。
如圖17所示，另一類型的相互關(guān)系為粘度與弛豫時(shí)間分布的各個(gè)部分 的重量(weight)。作為一個(gè)實(shí)例，粘度可以在弛豫時(shí)間("bins")的各個(gè) 范圍中發(fā)現(xiàn)的信號(hào)相對(duì)量的相互關(guān)系，例如，在圖16中，O.l-lms, l-10ms， 以及10-100ms，分別對(duì)應(yīng)Binl、 Bin2和Bin3。
另一類型的相互關(guān)系使用時(shí)間域NMR數(shù)據(jù)。例如，希望CPMG回波延 遲的初始斜度與粘度相關(guān)，更陡的斜度與更高的粘度相對(duì)應(yīng)。
前述相互關(guān)系的分類是示例性的，應(yīng)該理解，也可以使用其它形式。
在此實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)中，可以達(dá)到一定的效率。例如，當(dāng)需要最小化 NMR實(shí)驗(yàn)室工作的時(shí)間和花費(fèi)時(shí)，為提高效率，可以流水線化測(cè)量程序。 為了多個(gè)目的，經(jīng)?？梢允褂脝我粩?shù)據(jù)組。例如，可以需要獲得用于回波 間隔TE二0.2ms和Tj^0.6ms的NMR-粘度關(guān)系，以及用于S/N:20以及S/N-5 的信號(hào)噪聲比。需要推導(dǎo)四個(gè)需要的NMR-粘度關(guān)系的數(shù)據(jù)可以通過在每 個(gè)需要的溫度和壓力處，測(cè)量每個(gè)原油樣品四次獲得。然而，此程序?yàn)橄?對(duì)花費(fèi)時(shí)間并要求實(shí)驗(yàn)室的資源。為了節(jié)約時(shí)間和資源，可以利用最小的 回波間隔和最大的信號(hào)噪聲比，在每個(gè)溫度和壓力處測(cè)量每個(gè)樣品一次。 對(duì)于以上實(shí)例，數(shù)據(jù)組可以獲得TE二0.2ms和S/N二
20。在預(yù)處理步驟中， TE二0.6ms的數(shù)據(jù)可以通過3:l抽取原始回波序列來模擬，而S/N-5的數(shù)據(jù) 可以通過將適當(dāng)?shù)恼穹牧?均值Gaussian噪聲加到原始的和抽取的回波 序列來模擬。
當(dāng)T1相關(guān)量(例如，T化m或T1分布的其它特征)用在相互關(guān)系中時(shí)， 在磁場(chǎng)梯度中的分子擴(kuò)散沒有作用，因?yàn)門1不受到擴(kuò)散的影響。然而，T2相關(guān)量可能受到擴(kuò)散的影響，當(dāng)作用到弛豫速度上的擴(kuò)散不能忽略時(shí)，如 在先前部分所述，長(zhǎng)時(shí)間TE數(shù)據(jù)不能由簡(jiǎn)單的抽取短時(shí)間數(shù)據(jù)TE來模擬。 抽取回波序列以便模擬長(zhǎng)TE數(shù)據(jù)只適用于當(dāng)擴(kuò)散不能顯著地作用到T2弛 豫時(shí)。為了擴(kuò)散為可忽略，必須保持以下條件
<formula>formula see original document page 24</formula>(15)
其中T2LM為在磁場(chǎng)梯度不存在時(shí)的油的對(duì)數(shù)平均橫向弛豫時(shí)間，以及
<formula>formula see original document page 24</formula>(16)
其中1/T2D為由于擴(kuò)散產(chǎn)生的對(duì)橫向弛豫速度的加性貢獻(xiàn)，Y =2.675 X 1(^gauss"s"為氫的旋磁比，G為磁場(chǎng)梯度(通過測(cè)量設(shè)備施加到內(nèi)部或巖 石)，而D為流體擴(kuò)散系數(shù)。每個(gè)測(cè)井工具都具有單一的磁場(chǎng)梯度圖形。用 于幾個(gè)現(xiàn)有的井眼測(cè)井工具標(biāo)記為工具#1到工具#8的梯度范圍列在圖 18的表1中。
在擴(kuò)散系數(shù)D和粘度n之間建立關(guān)系為
<formula>formula see original document page 24</formula>(17)
其中T為絕對(duì)(Kelvin)溫度，而b=5.05 X 10-8cm人cp/s'K[參見R. Freedman， N.Heaton，以及M. Flaum的"新的核磁共振流體特征方法的場(chǎng)應(yīng)用"，SPE 儲(chǔ)油區(qū)評(píng)價(jià)和工程，2002年10月，第455-464頁(yè)]。在不存在磁場(chǎng)梯度時(shí)， 對(duì)于具有低于大約200cp粘度的油
<formula>formula see original document page 24</formula>(18)
其中a二0.004cp's/K[再次參照以上Freedman等，2002]。然后公式(l"簡(jiǎn) 化為.-
<formula>formula see original document page 24</formula> (19)
<formula>formula see original document page 24</formula>(20)
典型的重油儲(chǔ)油區(qū)溫度為6(TC，即T^333K。表1列出了用于各種井眼NMR工具在其各個(gè)最小回波間隔處的Gmax'(TE)min。在表中的最大值為Gmax' (TE) min=0.02，其中(TE) min二0.45ms，所以4: l抽取(TE=l,8ms) 為對(duì)于n》3cp是有效的。在顯示在圖10中的整個(gè)粘度范圍上，在無磁場(chǎng)梯度的情況下，在實(shí)驗(yàn) 溫度時(shí)的油弛豫時(shí)間可以通過以下公式近似乂2M/ (l.O一"使用此數(shù)據(jù)組不能本質(zhì)上改變對(duì)于重油的結(jié)論，在當(dāng)前方式井眼測(cè)井工具 的梯度中，對(duì)分子擴(kuò)散的弛豫時(shí)間作用不顯著，因此，抽取技術(shù)適用于改 進(jìn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量程序的效率。如果擴(kuò)散弛豫對(duì)于一個(gè)和多個(gè)通過作為具體的測(cè)井工具所測(cè)量的油 不可忽略，則可以執(zhí)行預(yù)處理校正。校正根據(jù)都依賴于粘度的擴(kuò)散系數(shù)和體積(G=0)弛豫時(shí)間之間的相互關(guān)系來進(jìn)行。其次，將對(duì)等待時(shí)間進(jìn)行，等待時(shí)間通過樣品的縱向弛豫時(shí)間T1控制 來自樣品的整個(gè)NMR信號(hào)振幅。如果在脈沖開始前其暴露給靜止磁場(chǎng)至 少5XT1長(zhǎng)，則樣品被完全極化。因此，對(duì)于最高的精度，理想的使用等 待時(shí)間至少是縱向弛豫時(shí)間分布的最慢弛豫(最長(zhǎng)T1)分量的T1五倍長(zhǎng)。 一些脈沖序列，如以上參考增強(qiáng)精度模式(EPM)和磁共振流體模式 (MRF)，使用了各種等待時(shí)間Wi[以上McKeon等1999, Heaton等2002]。 為了模擬這些序列，需要謹(jǐn)慎利用井眼工具使用的等待時(shí)間來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)如果所有的等待時(shí)間Wi都大于Tl分布的最慢弛豫分量的五倍長(zhǎng)，則 只需要一個(gè)等待時(shí)間。EPM序列典型地使用Ws二20ms的短等待時(shí)間。只 有最重的原油具有TK4ms (參見圖9)。因此，除了最重的油外，如果需 要用于EPM序列的NMR-粘度相互關(guān)系，則實(shí)驗(yàn)測(cè)量將可以利用Ws和WL 來進(jìn)行。在重油儲(chǔ)油區(qū)的測(cè)井分析中，NMR信號(hào)通常包括油和水成分。水和 油信號(hào)經(jīng)常在時(shí)間域原始數(shù)據(jù)(回波)和在處理的數(shù)據(jù)(T1分布或T2分布) 兩者中重疊。最新的技術(shù)[參見J. Seccombe， R.Akkurt， M. Smith,以及R. J. M. Bomiie的"在重油儲(chǔ)油區(qū)中排列油粘度"，SPWLA第四十六屆測(cè)井研討會(huì)，2005年6月26-29日]使用全部的Tl分布以評(píng)價(jià)油粘度。對(duì)于一定 的范圍，Tl分布包括水和油信號(hào)兩者，此程序可能導(dǎo)致在粘度評(píng)價(jià)中的顯 著偏差。申請(qǐng)人認(rèn)為，當(dāng)油和水信號(hào)重疊時(shí)，優(yōu)選在應(yīng)用NMR粘度關(guān)系 之前將其分離。用于分解油和水信號(hào)的程序可能影響NMR-粘度關(guān)系的形式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)在重和輕油儲(chǔ)油區(qū)中的水和油信號(hào)重疊的分離有用的一 個(gè)方法是根據(jù)圖20所示的孔隙率模型，利用以下步驟(a) 確定實(shí)際的孔隙率小，其可以從以下所有或任何記錄中找到 密度、密度-中子交叉圖、聲學(xué)等。用于找到4)的優(yōu)選方法為多變量分析， 其以一致的方式考慮了幾種測(cè)量。(b) 總水量為實(shí)際孔隙率乘以水的飽和度，cJ)Sw。當(dāng)水和油都存在 時(shí)，水的飽和度可以由Archie'定律估算其中Rw為小孔水的阻力時(shí)，Rt為測(cè)量的地層阻力深度("實(shí)際")，而a， m 和n經(jīng)驗(yàn)確定的常數(shù)，其調(diào)節(jié)為給出在100X飽和水形成中的Sw二l。水飽 和度還可以從由電介質(zhì)記錄來估算，其對(duì)水的電阻率Rw不敏感。全部水 量由可移動(dòng)的(自由)水和結(jié)合(不可少)的水組成。(pSw二(pSwf+cpSwirr。(c) 結(jié)合水體積(()Swirr由任何數(shù)量的井下測(cè)量獲得。可以使用伽馬射 線(GR)，其利用了校準(zhǔn)當(dāng)水飽和不可少時(shí)，結(jié)合水體積等于總的水體 積，即，最大油飽和處，或在頁(yè)巖處。如果知道地層是在不可少的水飽和 處，則其它測(cè)量方法也很有用。這些方法包括電介質(zhì)、Rxo、密度-中子交 叉圖、或捕捉sigma記錄等。用于尋找Swirr的優(yōu)選方法為考慮幾種測(cè)量方 法一致方式的多變量分析。(d) 可移動(dòng)水體積為超過結(jié)合水的總水量，cpSwf二(()Sw-(pSwirr。(e) 總油體積由總水體積(pSo二(p-cpSw獲得。(f) 不可見的重油在實(shí)際的孔隙率和NMR孔隙率之間不同，cpSoi二 cp-cpNMR。此假設(shè)沒有NMR-可見水。在清潔地層時(shí)(具有很少或沒有泥 土或頁(yè)巖含量)，大多數(shù)NMR工具檢測(cè)所有的地層水。然而，不是所有的 NMR井眼測(cè)井工具都可以測(cè)量頁(yè)巖和頁(yè)巖沙中的總水信號(hào)。具有可以用短回波間隔TE和良好信號(hào)噪聲比進(jìn)行測(cè)量的工具[參見例如，R. Freedman， A.Boyd， G.Gubelin， D. McKeon以及C. E, Morriss的"總NMR孔隙率加上 新值到NMR記錄的測(cè)量"，第三十八屆SPWLA測(cè)井研討會(huì)，1997年6月 15-18日]。(g) NMR孔隙率分成NMR自由流體(FF)和NMR結(jié)合流體體積 (BFV)， q)NMR二BFV+FF，通過利用截止值(例如，T2cut二33ms)，通過利用圓錐截止方法[參見R. L. Kleinberg和A. Boyd的"用于磁共振結(jié)合水 體積的圓錐截止方法"石油工程協(xié)會(huì)論文38737 (1997)]，或通過任意其 它方法。(h) 可見重油體積為超過不可少水體積上的NMR的結(jié)合流體，cpSovh =BFV-cpSwirr。(i) 可見輕油體積為超過自由水上的NMR自由流體，cpSovl二 FF-cpSwf。內(nèi)部一致的多變量估計(jì)器的使用將有助于獲得水和油體積的精確結(jié)果。此水-油分解方法的結(jié)果時(shí)不可見油cpSoi、可見重油體積cpSovh、以及 可見輕油體積cpSovl，其總和為總的油體積cpSo。這三個(gè)油體積可以通過對(duì)不存在巖石和水的散裝油樣品的實(shí)驗(yàn)測(cè)量確定。對(duì)于任意具體的油，三個(gè) 比值Soi/So、 Sovh/So、以及Sovl/So可以用于推導(dǎo)出NMR-粘度的相互關(guān)系。 總體地講，隨著油粘度的增加，Soi/So增加，而Sovl/So減少。這些油飽和 比依賴于具體獲得的數(shù)據(jù)和處理方法及參數(shù)。因此，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)的 NMR測(cè)量方法必須模擬井眼測(cè)井工具的操作，以便產(chǎn)生有用的NMR-粘度 關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種用于確定可能存在于井下測(cè)量區(qū)中的油特征的方法，用在井眼中進(jìn)行的井下測(cè)井中，所述方法包括步驟提供多個(gè)原油樣品；確定原油樣品的粘度；利用預(yù)定的操作模式，對(duì)包括所述原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量以獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和所述預(yù)定的操作模式的輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)；對(duì)于所述多個(gè)原油樣品，推導(dǎo)出所述輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與所述原油樣品的粘度的相互關(guān)系；用基本上以所述預(yù)定的操作模式操作的測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中的井下測(cè)量，以獲得測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并將測(cè)量處理過程應(yīng)用于所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得輸出測(cè)井參數(shù)；以及利用所述輸出測(cè)井參數(shù)和所述相互關(guān)系確定油特征。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的油 粘度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的原 油成分的粘度分布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的油
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的油 飽和度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的輕 油量和/或重油量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的輕 油飽和度和/或重油飽和度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述實(shí)驗(yàn)測(cè)量是核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè) 量，而所述用測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中的井下測(cè)量的步驟包括用核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中的井下測(cè)量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括通 過用于進(jìn)行井下測(cè)量的測(cè)井裝置模擬測(cè)量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用進(jìn)行井下測(cè)量的測(cè)井裝置進(jìn)行所述測(cè)量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述利用預(yù)定的操作模式進(jìn)行 核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用具有預(yù)定的脈沖序列參數(shù)的預(yù)定脈沖 序列進(jìn)行所述核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述利用預(yù)定的操作模式進(jìn)行 核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用預(yù)定的信號(hào)噪聲比進(jìn)行所述核磁共振
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述測(cè)量處理過程基本與所述 實(shí)驗(yàn)處理過程相對(duì)應(yīng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括利用進(jìn)一步的操作模式，對(duì)包括所述原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí) 驗(yàn)測(cè)量，以獲得進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將所述實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于所述進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于所述 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和所述預(yù)定的操作模式的進(jìn)一步的輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；對(duì)所述多個(gè)原油樣品，推導(dǎo)出進(jìn)一步的輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與所述原油樣品 的粘度的相互關(guān)系；用基本上以所述進(jìn)一步的操作模式操作的測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中 的井下測(cè)量，以獲得進(jìn)一步的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并將所述測(cè)量處理過程應(yīng)用于所 述進(jìn)一步的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得進(jìn)一步的輸出測(cè)井參數(shù)；以及利用所述進(jìn)一步的輸出測(cè)井參數(shù)和所述進(jìn)一步的相互關(guān)系確定油特征。
15. —種用于確定可能存在于井下測(cè)量區(qū)中的油特征的方法，用在井 眼中進(jìn)行的井下測(cè)井中，所述方法包括步驟提供多個(gè)原油樣品； 確定原油樣品的粘度；利用多種操作模式，對(duì)包括所述原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以獲得相應(yīng)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于所述多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的每個(gè)，以獲得關(guān)于多個(gè)操 作模式的各個(gè)操作模式的相應(yīng)多個(gè)輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)；對(duì)于所述多個(gè)原油樣品，推導(dǎo)出多個(gè)相互關(guān)系，所述多個(gè)相互關(guān)系的 每個(gè)相互關(guān)系是所述多個(gè)輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與所述原油樣品的粘度的相互關(guān)系；用基本上以所述多個(gè)模式操作之一操作的核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè) 量區(qū)域中的井下測(cè)量，以獲得一組測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并且將測(cè)量處理過程應(yīng)用于 所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得輸出測(cè)井參數(shù)；以及利用所述輸出測(cè)井參數(shù)和從所述多個(gè)相互關(guān)系中選擇的一個(gè)相互關(guān) 系確定油特征。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中從所述相互關(guān)系中選擇的一個(gè) 相互關(guān)系是與所述多個(gè)操作模式的所述之一相對(duì)應(yīng)的相互關(guān)系。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的 油粘度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的原油成分的粘度分布。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的 步驟包括通過用于進(jìn)行井下測(cè)量的核磁共振測(cè)井裝置模擬測(cè)量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的 步驟包括利用用于進(jìn)行井下測(cè)量的核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行所述測(cè)量。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述利用多種操作模式進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用多個(gè)不同的脈沖序列進(jìn)行所述的核磁共 振實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述利用多種操作模式進(jìn)行核 磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用具有多個(gè)不同的脈沖序列參數(shù)的脈沖序 列進(jìn)行所述核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述不同的脈沖序列參數(shù)包括不同的回波間隔時(shí)間。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述不同的回波間隔時(shí)間的至少之一利用抽取來實(shí)施。
25. —種用于確定可能存在于井下測(cè)量區(qū)中的油特征的方法，用在井眼中進(jìn)行的井下測(cè)井中，所述方法包括步驟 提供多個(gè)原油樣品； 確定原油樣品的粘度；利用預(yù)定的操作模式，對(duì)包括所述原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn) 測(cè)量，以獲得一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將多個(gè)實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于所述組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于所述多個(gè) 操作模式的各個(gè)操作模式的相應(yīng)多個(gè)輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)；對(duì)于所述多個(gè)原油樣品，推導(dǎo)出多個(gè)相互關(guān)系，所述多個(gè)相互關(guān)系的 每個(gè)相互關(guān)系是所述多個(gè)輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與原油樣品的柑互關(guān)系；用基本上以所述預(yù)定操作模式操作的核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū) 域中的井下測(cè)量，以獲得一組測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并將基本上與所述實(shí)驗(yàn)處理過程 中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量處理過程應(yīng)用于所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得輸出測(cè)井參 數(shù)；以及利用所述輸出測(cè)井參數(shù)和從所述多個(gè)相互關(guān)系中選擇的一個(gè)相互關(guān) 系確定油特征。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中從所述多個(gè)相互關(guān)系中選擇的 一個(gè)相互關(guān)系是與所述多個(gè)處理過程中的所述之一相對(duì)應(yīng)的相互關(guān)系。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的 油粘度。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述油特征包括測(cè)量區(qū)域中的原油成分的粘度分布。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)量的 步驟包括通過用于進(jìn)行井下測(cè)量的核磁共振測(cè)井裝置模擬測(cè)量。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量的步驟包括利用用于進(jìn)行井下測(cè)量的核磁共振測(cè)井裝置進(jìn)行所述測(cè)量。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述將多個(gè)實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于所述組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的步驟包括將多個(gè)不同的處理運(yùn)算法應(yīng)用于所述組 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種用于確定可能出現(xiàn)在井下測(cè)量區(qū)域中的油特征的方法，用在井眼中進(jìn)行的井下測(cè)井中。該方法包括步驟，提供多個(gè)原油樣品；確定原油樣品的粘度；利用預(yù)定操作模式，對(duì)包括原油樣品的介質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將實(shí)驗(yàn)處理過程應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和所述預(yù)定操作模式的輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)；對(duì)于多個(gè)原油樣品，推導(dǎo)出所述輸出實(shí)驗(yàn)參數(shù)與原油樣品的粘度的相互關(guān)系；用基本上以所述預(yù)定操作模式操作的測(cè)井裝置進(jìn)行測(cè)量區(qū)域中的井下測(cè)量，以獲得測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并將測(cè)量處理過程應(yīng)用于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以獲得輸出測(cè)井參數(shù)；以及利用所述輸出測(cè)井參數(shù)和所述相互關(guān)系確定油特征。
文檔編號(hào)E21B49/08GK101255794SQ200810081399
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者查爾斯·弗勞姆, 羅伯特·克萊因伯格, 羅伯特·白德里 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司