一种用于在钻井液添加油存在条件下判识钻遇油层的方法

摘要

本发明涉及一种用于在钻井液添加油存在条件下判识钻遇油层的方法。该方法以钻井液为分析对象，以对油质反应灵敏、线性度高的核磁共振技术为手段，在钻井液添加油存在条件下，通过对比标准化T2谱、T2累积谱可以定性判识钻遇油层，通过对比油峰T2g及钻井液含油率可以定量评价侵入井筒的地层原油含量和原油性质。该方法克服了常规方法难以定量、对混入同源原油无能为力的缺陷，方法更为简便、可靠，容易操作。

说明书

技术领域

本发明属于录井工程及核磁共振录井技术领域，具体地说，本发 明涉及一种用于在有钻井液添加油存在条件下判识钻遇油层的方法。

背景技术

目前，在有钻井液添加油存在的条件下，区分钻井液添加油与地 层原油，判识钻遇油层的方法有两类：一类是基于钻井液的气测法， 通过气相色谱在线检测钻井液脱出气体的全烃和C1～C5组成，通过曲 线特征和组分特征判识气测显示是来自添加油还是地层原油，这种方 法是一种定性的方法，难以定量，虽然有的仪器厂家研发了差分色谱， 但由于钻井液循环过程中受温压、地层诸多条件的影响，难以奏效， 对混入同源的地层原油时更是无能为力。另一类是基于岩屑的油气分 析方法，通过定量荧光、罐顶气轻烃色谱、热蒸发烃色谱、岩石热解 色谱等方法区分添加油与地层原油的烃类组成。这种方法需要先对各 种添加油进行分析，建立标准图谱；在钻井过程中，将岩屑的分析谱 图与其进行对比，若相似则为添加油的显示，否则便是来自地层的真 显示，该方法对混入同源的地层原油也是无能为力，且存在两大不足： 一是添加油加入钻井液后，要随其从地表到地下再到地表进行循环， 其间要经过井底高温高压的影响、要经过井筒长距离的冲刷、要经受 已钻穿油层的影响，其组成发生了许多变化，所以不好判别，更难以 定量；二是随着PDC钻头(Po1ycrystalline Diamond Compact，聚晶 金刚石复合片钻头)的广泛使用，岩屑呈粉末状，表面积大，受钻井 液冲刷严重，油层岩屑的含油级别会大幅度降低，因此基于岩屑的识 别方法已失去了基础条件。

现有技术中用于钻井液含油量检测的钻井液核磁共振录井技术， 旨在发现岩屑、气测等手段难以发现的弱油气显示，尚没有用于油源 的判识与评价的先例。

因此，目前存在的问题是需要研究开发一种操作简单可行，且在 有钻井液添加油存在条件下可以准确判识钻遇油层的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一 种在有钻井液添加油存在条件下判识钻遇油层的方法。该方法利用钻 井液核磁共振技术对所混入的添加油、侵入井筒的地层原油进行随钻 分析，能够及时掌握钻井液含油率及油质的变化情况，有助于避免添 加油的影响，发现新的含油显示。本发明克服了常规方法难以定量的 缺陷，方法更为简便、可靠，且容易操作。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于在钻井液添加油存在条 件下判识钻遇油层的方法，包括：

步骤A，称取未加添加油的纯钻井液样品进行核磁共振分析，并 进行标准化处理，绘制标准化后的T2谱和T2累积谱，确定纯钻井液 峰的位置；

步骤B，称取加有添加油的钻井液样品进行核磁共振分析，并进 行标准化处理，绘制标准化后的T2谱和T2累积谱，区分标准化后的 T2谱上钻井液峰和添加油峰，记录油峰的面积A1o和所有峰的总面 积A1，计算油峰的T2几何平均T2g和含添加油钻井液的含油率C1；

步骤C，当在步骤B中无法区分钻井液峰和添加油峰，则需向步 骤A的纯钻井液样品及步骤B的含添加油的钻井液样品中加入弛豫试 剂，并重复步骤A及步骤B；

步骤D，重复步骤B和/或步骤C，并按一定间距对含添加油钻井 液和加入弛豫试剂后的含添加油钻井液进行随钻核磁共振连续分析；

步骤E，通过随钻对比分析相邻深度含添加油钻井液的含油率及 含油性的变化来判识是否钻遇油层。

本发明中所称用语“钻井液含油性”是指钻井液中所含油的油质， 包括油的密度和/或粘度。

在本发明的一个实施例中，步骤E中当对比分析得出相邻深度含 添加油钻井液的含油率和/或含油性发生了变化，则判定为钻遇油层。

根据本发明方法，步骤E中所述相邻深度含添加油钻井液含油率 的变化是通过对比分析相邻深度含添加油钻井液的标准化T2谱和T2 累积谱上油峰信号幅度的差异进行定性判识的。所述相邻深度含添加 油钻井液含油性的变化是通过对比分析相邻深度含添加油钻井液的 标准化T2谱和T2累积谱上油峰峰位的差异进行定性判识的。

在根据本发明方法的一个实施例中，所述相邻深度含添加油钻井 液含油率的变化是采用相邻深度含添加油钻井液的含油率C1定量表 示的。所述相邻深度含添加油钻井液的标准化T2谱和T2累积谱上油 峰峰位的差异是采用其T2几何平均T2g定量表示的。

所述T2几何平均T2g按照下列公式进行计算：

$T_{2g}={\left(\Pi T_{2i}^{{\phi }_i}\right)}^{\frac{1}{{\phi }_{\mathrm{cn}}}};$其中，

T2g为T2几何平均；

φ_cn为核磁共振累积孔隙度。

根据本发明方法，所述方法还包括在步骤E判定为钻遇油层之后， 通过随钻对比分析相邻深度含添加油钻井液的含油率及含油性的变 化来定量评价侵入井筒的地层原油含量和原油性质的步骤F。

在根据本发明方法的一个实施例中，步骤F是通过随钻对比分析 相邻深度含添加油钻井液的含油率C1，以及其标准化T2谱和T2累 积谱上油峰的T2几何平均T2g来定量评价侵入井筒的地层油含量和 原油性质。

根据本发明，步骤B中所述含添加油钻井液的含油率C1按照下 列公式进行计算：

C1＝(A1o×100/A1)％。

在本发明的一个实施例中，步骤A、步骤B中的额定取样量为W， 其范围为2～12g。步骤A中所述样品的实际取样量为W0。步骤B中 所述样品的实际取样量为W1。步骤A中所述标准化处理为用W/W0 对T2谱进行标准化处理。步骤B中所述标准化处理为用W/W1对T2 谱进行标准化处理。

步骤B中所述添加油包括白油、柴油、原油等。

在本发明的一个实施例中，步骤C中所述弛豫试剂在纯钻井液样 品或含添加油的钻井液样品中的浓度在10000ppm以上。

根据本发明方法，步骤D中所述间距范围1～2m。本发明中所述 间距，实际操作过程中，可以按用户或地质设计要求执行，例如，2m 一个点，目的层段1米1个点。

在本发明的一个具体的实施例中，称取未加添加油的纯钻井液样 品进行核磁共振分析，绘制T2谱和T2累积谱，确定纯钻井液峰的位 置，结果见图1；称取加有不同量同一添加油的钻井液样品进行核磁 共振分析，绘制T2谱和T2累积谱，结果见图1及图2。

在图1中，通过所绘制的未加添加油的纯钻井液T2谱和T2累积 谱，将钻井液峰的位置确定为T2弛豫时间小于2ms的峰；从图1和 图2可以看出，不同含油率在T2谱和T2累积谱上有明显差异，主要 差异体现在信号幅度上。从图1和图2还可以看出，由于每次用的钻 井液样品量不同，所以钻井液的峰并不重合，为了便于对比，必须进 行标准化处理。

在本发明的又一个具体的实施例中，称取未加添加油的纯钻井液 样品进行核磁共振分析，绘制T2谱和T2累积谱，确定钻井液峰的位 置，结果见图3；称取加有不同密度原油的钻井液样品进行核磁共振 分析，绘制T2谱和T2累积谱，计算油峰的T2几何平均T2g，结果 见图3及图4。

在图3中，通过所绘制的未加添加油的纯钻井液T2谱和T2累积 谱，将钻井液峰的位置确定为T2弛豫时间小于2ms的峰；从图3和 图4可以看出，不同密度的原油在T2谱和T2累积谱上有明显差异， 主要差异体现在峰的位置上(用T2几何平均定量表示)。从图3和 图4还可以看出，由于每次用的钻井液样品量不同，所以钻井液的峰 并不重合，为了便于对比，也必须进行标准化处理。

从上述分析可以看出，当按一定间距对含添加油钻井液和加入弛 豫试剂后的含添加油钻井液进行随钻核磁共振连续分析时，随着含添 加油钻井液的循环，C1会逐渐降低；当钻遇油层时，含添加油钻井液 的含油率和/或含油性会发生变化，具体体现在相邻深度含添加油钻井 液的标准化T2谱和T2累积谱上油峰信号幅度和油峰峰位的差异上， 例如，若地层油和添加油的油质有差别，则会出现新峰或峰位发生变 化。

此外，由于含添加油钻井液的含油率可以采用C1来表示，油峰 峰位可以采用油峰T2几何平均T2g来表示，因此，含添加油钻井液 的含油率和含油性的变化还可以通过C1和油峰T2几何平均T2g的差 异来定量表示。

本发明以钻井液为分析对象，对所混入的添加油、侵入的地层原 油进行随钻分析，能够及时掌握钻井液含油率及油质的变化情况，有 助于避免添加油的影响，发现新的含油显示，对于提高弱油气显示发 现率、提高钻井的时速时效具有重要意义。本发明克服了常规方法难 以定量的缺陷，方法更为简便、可靠，且容易操作。

附图说明

下面结合附图来对本发明作进一步详细说明：

图1是不含添加油的钻井液及不同含油量的含添加油钻井液的 T2谱。

图2是不同含油量的含添加油钻井液的T2累积谱。

图3是不含添加油的钻井液及含有不同密度原油的钻井液的T2 谱。

图4是含有不同密度原油的钻井液的T2累积谱。

图5是实施例1中不含添加油的钻井液及不同深度的含添加油钻 井液的T2谱。

图6是实施例1中不同深度的含添加油钻井液的T2累积谱。

具体实施方式

下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例和附图 仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。

实施例

实施例1：

称取未加添加油的纯钻井液样品进行核磁共振分析，并进行标准 化处理，绘制标准化后的T2谱和T2累积谱，确定钻井液峰的位置， 结果见图5。在图5中，通过所绘制的未加添加油的纯钻井液的标准 化后的T2谱和T2累积谱，将钻井液峰的位置确定为T2弛豫时间小 于2ms的峰。

在某井的施工过程中，于井深2695m处向纯钻井液中混入了8t 白油作为添加油。在2697m对含添加油钻井液进行核磁共振分析，结 果见图5和图6，从图5和图6可以看出，在钻井液峰的右侧出现了 油峰，相对含油率为4.21％。

随后对含添加油钻井液进行连续核磁共振分析，结果见图5和图 6，从图5和图6可以看出，至2850m时含添加油钻井液的含油性发 生了明显变化，油质相对变重，T2g由64降为46，含油率也降低为 2.97％，说明钻遇了一套新油层；钻至3307m以后，油质再次发生变 化，T2g由46降为42，含油率在1.85％左右。从T2微分谱和T2累积 谱可明显看出油性的变化，由此实现了在钻井液添加油存在条件下对 地层原油的定量判识与准确评价。

此外，从图5和图6可以看出，由于对T2谱和T2累积谱实行了 标准化处理，明显看出2697m和2700m深度的为一组；2850m深度 的为一组；3307、3312、3347和3365m深度的为另一组。