核磁共振測井資料質(zhì)量控制

1、核磁共振(MRIL-P) 資料采集及質(zhì)量控制,祗 淑 華,華北事業(yè)部解釋中心,核磁共振測井簡介核磁測井影響因素分析核磁測井的測前設(shè)計核磁共振測井質(zhì)量控制,,,1、核磁共振測井儀器,,,,,MRIL-C,,24in,,1mm,,,,,,,,,,,,,,,,,,40cm,,MRIL－Prime的9個頻率通常被分成5個頻帶。從低頻（離探頭較遠(yuǎn)）到高頻（離探頭較近）為0、1、2、3、4。其中0、1、2、3四個頻帶各包含有兩個頻率。第五頻帶

2、則只有一個頻率，并且總是用作泥質(zhì)束縛水（PR06）的觀測，其采集參數(shù)也都是固定的，即TE＝0.6ms，TW=0.2s，NE=10，RA=50。,探頭主要由1個永久磁鐵、1個射頻脈沖發(fā)射器和1個射頻接收器組成，采用CPMG脈沖序列，使用9個觀測頻率在地層中形成9個厚度為1mm，高度為24in的探測圓環(huán)。,儀器探頭外徑：47/8″和6″ 儀器探測范圍：6″-8.5″(47/8″探頭，152-216mm)

3、 7″-16″（6″探頭 ，177-406mm） 泥漿電阻率：大于0.02Ωm （帶合適的泥漿排除器）最大工作溫度：350F（約等于177攝氏度）垂直分辨率：標(biāo)準(zhǔn)模式下6ft（1.8m）， 高分辨率模式下4ft（1.2m）， 點測模式下2ft（0.6m）磁共振頻率：500KHZ-800KHZ,MRIL-Prime儀器的主要技術(shù)參數(shù),核磁共振測井適應(yīng)

4、范圍,適應(yīng)范圍：1）任何巖性、物性儲層2）小孔徑稠油儲層應(yīng)用受到一定限制3）泥漿電阻率大于0.09ohm.m（地層條件下）4）井眼尺寸小于14in,井溫小于175℃，井眼直徑小于14in（355mm）泥漿電阻率大于0.09Ω·m,井眼條件滿足,,一個觀測周期包括磁化和回波串采集兩個階段,,2、核磁共振信號采集,,,根據(jù)等待時間和回波間隔的不同分為52種測量模式等待時間：1.0-15s回波間隔：0.9-6ms每

5、個模式都有回波間隔為0.6ms的10個回波，對粘土束縛水進(jìn)行測量,（1) P型核磁測井的測井模式,適合油田地質(zhì)特征的P型核磁測井常用觀測模式及基本參數(shù),,,（2）P型核磁的采集序列,,,,,,（3）核磁測井測量的原始數(shù)據(jù),由雙TW/雙TE模式分解出的DTW（短TE）數(shù)據(jù)。第1道為深度，包含加速度；第2道有GR、張力、電纜速度（CS）、滲透率指示、以及A組和PR組的增益值，用于了解數(shù)據(jù)采集的過程、地層的滲透性、以及儀器的工作狀態(tài)；第3道

6、為總孔隙度系統(tǒng)的T2譜，范圍從0.25ms到2048ms；第4道與第5道分別為A組和B組的回波串；第6道和第7道分別為A組和B組的3個孔隙度，即：視總孔隙度、視有效孔隙度、毛管束縛水孔隙度，此外，還有A、B兩組的CHI值，用于表達(dá)回波串的實測值與理論值之間的擬合程度。,雙TW現(xiàn)場圖,核磁共振測井簡介核磁測井影響因素分析核磁測井的測前設(shè)計核磁共振測井質(zhì)量控制,1、測井環(huán)境對核磁共振測井的影響,核磁共振測井儀器是在井眼泥漿中進(jìn)行測井，

7、它需要達(dá)到一定的發(fā)射功率才能夠完成測井任務(wù)，該指標(biāo)由增益來衡量。 增益除了受發(fā)射線路本身的影響外，影響它的外部因素主要是井眼泥漿電阻率，其次是地層電阻率。低電阻率泥漿或地層與泥漿電阻率的比值大的環(huán)境信號衰減較大，導(dǎo)致低增益。當(dāng)增益低于儀器測量極限時，儀器自動停止工作。,（1）泥漿電阻率對測量增益的影響,,核磁共振測井儀器的測量目標(biāo)在儀器體外面，測井儀的靜磁場都采用永久磁體，其強度有一定的區(qū)域，只有在一定強度區(qū)域內(nèi)的氫核才會被極化

8、或充分極化，井眼太大，或儀器偏心，測量信息受井眼泥漿的影響較大。 MRIL-P儀器的井眼適應(yīng)范圍是7-16″ ；但在實際測量過程中的井眼適應(yīng)范圍往往不是如此簡單，它與泥漿電阻率、儲層物性、井斜角、井眼粗糙度等多種因素有關(guān)；泥漿電阻率越低，儲層物性越差，井斜角越大、井眼粗糙度越大，井眼對測井資料的影響越嚴(yán)重。,2、井眼尺寸對測量孔隙度的影響,大井眼，毛管束縛流體明顯增多超速，薄層區(qū)分困難,鄂東3井,鄂東3井，擴徑嚴(yán)重，T2譜反映泥

9、漿信息,（3）溫度對探測深度的影響,磁場強度是溫度的函數(shù)，溫度升高，磁場強度減小，同時儀器的探測深度又是工作頻率的參數(shù)，頻率增大，探測深度減小。 核磁共振測井資料錄取對溫度的要求稍低一些，只要在儀器耐溫范圍內(nèi)，均能夠錄取到合格的測井資料。,核磁共振測井的探測深度比較淺，探測的區(qū)域為沖洗帶，因此侵入時間的長短，直接關(guān)系到侵入的程度。隨著浸泡時間增加，油氣被泥漿濾液驅(qū)替程度增加,雖然對于孔隙度測量沒有太大影響，但如果希望利用核磁共振

10、測井資料來檢測油氣則比較困難，因此應(yīng)該及時測井，盡量減小泥漿濾液對地層流體的影響。,（4）測井時間,2、測井參數(shù)對核磁共振測井的影響,不同采集模式，得到的測量信息不同，評價的結(jié)果不同。必須根據(jù)地區(qū)特點選擇合適的觀測模式，才能夠得到正確的評價成果。,（1）采集模式,核磁測井的測速對測量結(jié)果有很大的影響，直接影響圖像采集質(zhì)量。 核磁的采集系統(tǒng)是時間驅(qū)動的，不管儀器所處深度和測量速度如何，回波串總是在每個等待時間的最后產(chǎn)生。對于

11、一組給定的等待時間，隨著測井速度的增加，深度采樣會變稀疏。 在雙TW測井方式下，Δt秒內(nèi)采集一組測量值。如果N是每米要求的采樣次數(shù)，v是測井速度，必須滿足下列要求：1/N≧v. Δt。核磁測井采樣率為每米13.1個采樣點（0.0762）,要保證這樣的采樣率，必須要注意等待時間與測速的關(guān)系，否則會造成不同深度點具有相同數(shù)據(jù)點的現(xiàn)象。在實際測井過程中，要求雙TW、雙TE測井的測速比標(biāo)準(zhǔn)T2更低。,（2）測井速度,同一種采集模式、相

12、同測量環(huán)境下，不同測井速度，縱向分辨率不同，測井速度越快，縱向分辨率越低。當(dāng)測井速度超過規(guī)定的極限速度時，核磁共振測井資料已經(jīng)難于評價2m以內(nèi)的儲層。,南堡z：測井速度2.5m/min,南堡x：測井速度1.25m/min,測井速度不同導(dǎo)致縱向分辨率不同,高檢3102-8井 測速：4m/min（下測）,南堡118-x206井 測速：2.1-2.3m/min,海67井 測速：1.2-1.3m/min,核磁共振測井簡介核磁

13、測井影響因素分析核磁測井的測前設(shè)計核磁共振測井質(zhì)量控制,1、觀測模式確定方法,,2、測井速度確定方法,D9TWE1, D9TWE2, D9TWE3, D9TWE4測井速度選擇表,,,測井速度具體確定方法為：①根據(jù)井底泥漿電阻率確定增益；②根據(jù)增益和采集模式確定在標(biāo)準(zhǔn)井眼 （8.5in）下的累加次數(shù)和速度；③根據(jù)井底泥漿電阻率和實際井眼尺寸確定 速度比值；④速度比值乘標(biāo)準(zhǔn)井眼測井速度得到實際井 眼測速。,淀40井核

14、磁共振測井設(shè)計,,,,,,制 表： 審核： 審批：,,核磁共振測井簡介核磁測井影響因素分析核磁測井的測前設(shè)計核磁共振測井質(zhì)量控制,1、核磁測井質(zhì)量指示曲線,有效利用質(zhì)量指示曲線可分析核磁共振測井資料可靠性、準(zhǔn)確性，同時這些曲線反映了測井過程中儀器性能是否穩(wěn)定、儀器井下溫壓的變化等現(xiàn)場測量信息，從中可以觀察儀器工作狀態(tài)是否正常，成為高標(biāo)準(zhǔn)的核磁共振測井施工、解釋的前提

15、。,（1）標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線(CHI),CHI指回波串與計算好的指數(shù)衰減曲線之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差。,式中：Y一實際回波信號； F一多指數(shù)擬合的信號幅度； NE一回波數(shù),在測井現(xiàn)場測井過程中也能觀察到CHI 曲線是否正常。,一般來說Chi值與增益成反比,Chi曲線任何異常尖峰通常表明儀器故障(如電容放電)，或者儀器內(nèi)部產(chǎn)生噪聲；Chia、chib、 Chic 、Chid、分別為A、B、 C、 D 組回波

16、串的質(zhì)量指示曲線。,CHI值的突然變化，即使小于2，也表明儀器存在故障，要進(jìn)行檢查,增益指在正常工作過程中，核磁儀器系統(tǒng)電壓的相對變化。它包括RF 天線增益(Q)及測量電路增益，由于電子線路增益十分穩(wěn)定，在測量過程中測量電路增益基本不變化，所以增益的變化主要取決于天線的負(fù)載 。泥漿電阻率在測量井段內(nèi)基本上不變，因此增益的變化主要取決于地層電阻率的變化。增益曲線上的異常尖峰通常指示為噪音或儀器故障。 在核磁共振測井過程中，首先

17、通過儀器給出一個參考信號通過輔助線圈(B1線圈)送入RF天線，然后RF天線接收到參考信號幅度與B1線圈的信號幅度比值，即增益。 增益與頻率有關(guān)，儀器的工作頻率必須設(shè)置為能夠獲得最大增益。不同的環(huán)境，應(yīng)選擇相應(yīng)的增益。表1為泥漿電阻率與增益的選擇關(guān)系。表1 泥漿電阻率與增益的選擇關(guān)系,（2）增益曲線(Gain),表中Q 為RF 天線的增益。,（3）射頻場強度曲線(Bl、Blmod、B1cal),B1（射頻場強度）：CPMG

18、脈沖序列中90。脈沖和180。脈沖的強度。該值應(yīng)當(dāng)接近常數(shù)，但也會隨著井溫、壓力等環(huán)境因素的影響而變化。在井眼垮塌處和導(dǎo)電地層處B1會減小，其變化將隨著電導(dǎo)率的變化與增益在同一方向上變化。 B1M0D：井溫校正后的B1值，單位mg。 B1cal：車間刻度確定的B1值，單位mg。,B1MOD=Blcal [1+ 0．033(Tmag— Tcal )] 其中：Tmag 一井下磁鐵溫度，單位℃ ； Tc

19、al一車間刻度時磁鐵溫度，單位℃ 。,B1mod是 MRIL 的一個實時質(zhì)量控制參數(shù)， 為了在測井過程中產(chǎn)生最大信號值，必須控制B1使B1mod 與B1cal的誤差在5%以內(nèi)。（測井期間，操作員調(diào)整B1A、B1B使經(jīng)過井溫校正后的B1modA、B1modB等于B1cal，誤差應(yīng)在5%以內(nèi)，以保證最大的信噪比和較小的功率校正。 ） 若超出士5% ，一方面將導(dǎo)致氫核欠扳轉(zhuǎn)或過扳轉(zhuǎn)，另一方面使儀器的信躁比和孔隙度測量精度下降。井眼垮

20、塌、地層電阻率及泥漿電阻率的變化在B1曲線上都有顯示。,B1mod的任何突然變化都表明儀器存在故障，應(yīng)該進(jìn)行修理,（4）噪聲指標(biāo)(Offset、Noise、Ringing、IENoise),噪聲和回波間噪聲與增益成反比，振鈴受回波間隔TE的影響，短TE比長TE的振鈴要強的多。噪聲和回波間噪聲不應(yīng)有突變。必須選擇儀器的工作頻率使振鈴最小,由于MRIL 測量性質(zhì)及其 回波幅度小,回波串不是純指數(shù)衰減曲線,總是存在一定量的噪聲。為了提高信噪比

21、,MRIL - P 型儀器采用移動平均的方法,即把上下相鄰的回波串累加起來,加以平均,回波串疊加的數(shù)目稱為移動平均。疊加數(shù)目越多,則信號的信噪比就越高。另一方面,增加移動平均,會降低測井的縱向分辨率。經(jīng)過移動平均之后,如果回波串仍存在高頻噪聲,則一般是儀器出現(xiàn)問題。,PHER:回波串虛數(shù)部分的平均值，理想狀態(tài)應(yīng)等于零，實際資料中，質(zhì)量較好的數(shù)據(jù)該值小于1。PHNO :回波串虛數(shù)部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差， 約等于1；PHCO：計算的相位校正角，

22、如果信號有足夠的幅度，在測量井段內(nèi)應(yīng)比較穩(wěn)定，否則隨深度隨機變化。對于雙TW或雙TE測井來說， PHCOA是長TW或短TE的PHCO值， PHCOB是短TW或長TE的PHCO值。二者應(yīng)該相等。,（5）相位校正信息,主要用于回波串質(zhì)量的監(jiān)控,（6）溫度指標(biāo),核磁受溫度影響非常大，測井時實時記錄3中溫度指標(biāo)：T1為儀器電子線路短節(jié)的溫度，最大值不能超過175℃T2為儀器發(fā)射器模塊的溫度,最大值不能超過175℃T3為核磁儀器主磁體的溫度

23、，應(yīng)在接近測量段井眼溫度時開始測量，否則會影響采集質(zhì)量,2、測井過程中的質(zhì)量控制,（1）操作頻率,在測井之前進(jìn)行掃頻測量，在掃頻期間得到最大增益時的頻率就為共振頻率。,儀器一定要保證居中測量，根據(jù)不同井眼條件選擇不同的扶正器，以保證儀器居中良好；,（2）主刻度,主要用于確定CPMG脈沖幅度（B1)以及功率和激勵回波校正的關(guān)系。,固定B1的寬度，改變B1發(fā)射強度，有采集的回波串指數(shù)擬合曲線計算得到0時刻的回波幅度A0，然后有多組B1和A0

24、數(shù)值進(jìn)行擬合得到曲線，當(dāng)A0最大時，所得到的就是測井所需的CPMG脈沖幅度。,（4）B1調(diào)整,（3）測速和累加次數(shù),優(yōu)化測井參數(shù)的選擇，嚴(yán)格依據(jù)等待時間、測速等相關(guān)圖版，絕不能超速；在雙TW測井方式下，短等待時間的選擇一定要使水的信號完全恢復(fù)； 在儀器允許的范圍內(nèi)，回波間隔應(yīng)盡可能小，回波個數(shù)盡可能多；在雙TE測井方式下，應(yīng)使長回波時間間隔的個數(shù)盡可能多； 要根據(jù)增益大小和TW大小選擇正確的累加次數(shù)，累加次數(shù)總是8的倍數(shù)

25、。,（5）質(zhì)量監(jiān)督,,,,,3、核磁測井原始測井資料的質(zhì)量檢查流程,驗收流程,1． 刻度檢查 根據(jù)圖信息檢查掃頻、主刻度，明確B1cal值2． 質(zhì)量控制曲線檢查1） 回波串的擬合度CHI曲線應(yīng)平滑且數(shù)值小于2，沒有突變。2） 增益GAIN曲線應(yīng)平滑且無噪聲干擾，增益應(yīng)隨泥漿電阻率及井徑的變化而變化。3）B1mod變化穩(wěn)定，與B1cal誤差在5%以內(nèi)。3）測速應(yīng)符合測前設(shè)計要求。4）噪聲指示曲線符合標(biāo)準(zhǔn)，無突變。,

26、原始資料質(zhì)量檢查內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn),A) 有效孔隙度MPHI小于總孔隙度PHIT，只有在巖性純的地層中有效孔隙度等于總孔隙度PHIT。在孔隙度接近于零的地層或壓實純泥巖段，MPHI的基值應(yīng)在1.5 p.u. 左右。 B) 巖性純的水層中：有效孔隙度MPHI近似等于密度/中子交會孔隙度。 C) 泥質(zhì)砂巖地層中：有效孔隙度MPHI小于或等于用正確的骨架參數(shù)計算的密度孔隙度。 D) 純氣層中:有效孔隙度MPHI值應(yīng)接近于中子孔

27、隙度（假設(shè)骨架選擇正確）。在泥質(zhì)含氣砂巖層，MPHI小于中子孔隙度。,3． 孔隙度曲線質(zhì)量檢查,E) 如果地層不是氣層、衰竭層或泥巖層，而核磁孔隙度MPHI小于常規(guī)孔隙度，則表明測量參數(shù)TW選擇不當(dāng)，應(yīng)增大TW重測，以保證得到最大的NMR信號。 F）井眼擴徑超過儀器探測直徑時，儀器的響應(yīng)將受到井眼泥漿的影響，使毛管束縛流體體積MBVI顯著增大，并接近核磁有效孔隙度。 G）采用雙TW模式測井時，短等待時間測量的有效孔隙度(

28、MPHI-B)小于或等于長等待時間測量的有效孔隙度(MPHI-A)。 H）采用雙TE模式測井時，短回波間隔測量的有效孔隙度(MPHI-A)大于或等于長回波間隔測量的有效孔隙度(MPHI-B)。,在正式測量之前，在測量井段頂部選擇典型滲透層測量25m以上重復(fù)曲線。當(dāng)?shù)貙涌紫抖却笥诨虻扔?5%時，孔隙度曲線重復(fù)測量值的相對誤差小于10%；當(dāng)?shù)貙涌紫抖刃∮?5%時，孔隙度曲線重復(fù)測量的絕對誤差為±1.5PU。,4． 儀器重復(fù)

29、性檢查,① 嚴(yán)格按照儀器技術(shù)指標(biāo)施工，一定做好掃頻、刻度、測前、測后校驗工作。儀器刻度的數(shù)據(jù)直接參與回波串反演運算，是從原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為孔隙度的依據(jù)，定期刻度儀器是保證核磁共振測井質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。② 及時了解井溫、井況。③盡量控制好測井時間，核磁共振測井探測淺，泥漿侵入太深，利用核磁資料來檢測流體類型就會受到影響。④ 嚴(yán)格控制測井速度。⑤隊長和操作人員應(yīng)熟練掌握核磁共振成像測井資料的質(zhì)量控制要素和流程，而且應(yīng)充分利用核磁質(zhì)量指示曲