一种基于油基钻井液的地层油判识方法

摘要

本发明公开了一种基于油基钻井液的地层油判识方法，包括以下步骤：对不同层段的油基钻井液采样进行核磁共振分析，并绘制对应采样点的油基钻井液的标准化核磁共振录井T2谱；基于标准化核磁共振录井T2谱计算全部采样点的油基钻井液含油率；基于油基钻井液含油率绘制油基钻井液含油率基线；基于标准化核磁共振录井T2谱、油基钻井液含油率和油基钻井液含油率基线来判识是否钻遇油层以及钻遇油层的性质。本发明可以准确判识含油地层并可以定量分析油气含量，克服了基于岩屑分析手段难以发现油层的瓶颈，弥补了气测仅检测钻井液游离气并且受油基钻井液影响大的不足，该方法简便、可靠，容易操作。

说明书

技术领域

本发明涉及录井技术领域，具体地说，涉及一种基于核磁共振录井技术识别 地层油的方法。

背景技术

钻井液中携带了丰富的地下钻探信息，这些信息受钻头与钻井的影响较小。 目前采用的钻井液荧光录井技术可以有效的识别地下油气层、记录油气显示的信 息。钻井液荧光录井方法主要利用气测资料、二维或三维定量荧光、泥浆气同位 素等相关技术与方法来对地下油层进行判断。但是，这些方法在定性方面较适用， 而在油气定量方面明显存在缺陷，并且这些方法易受到钻井的影响。其原因是这 些方法采用的钻井液为油基钻井液，油基钻井液属于油包水，添加油的含量远远 超过了侵入井筒的地层油含量，因此，基于岩屑的油气检测技术无法发现油层。

如图1所示为含油砂岩与不含油砂岩经油基钻井液浸泡后的荧光直照图。 其中，左方为经油基钻井液浸泡的不含油砂岩的荧光直照影像，右方为经油基钻 井液浸泡的油浸砂岩的荧光直照影像。图中颜色较暗部分表示浸油岩屑，由图可 以看出，二者差别不明显，在荧光灯下无法对岩屑的含油气情况作出判断。

如图2所示为油基钻井液条件下的气测录井与测井解释对比示意图。其中， 第四道为气测录井检测到的甲烷、乙烷、丙烷含量。如图所示，在深度5750m附 近有油迹，对应该深度测得的油气定量显示与测井解释结果差异较大，不能辨识 地层的油层性质。

基于上述情况，亟需一种能基于油基钻井液及时发现并能定量评价钻遇油层 的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于油基钻井液及时发现并能定量评价 钻遇油层的方法。

根据本发明的一个实施例，提供了一种基于油基钻井液的地层油判识方法， 包括以下步骤：

步骤一、对不同层段的油基钻井液采样进行核磁共振分析，并绘制对应采样 点的油基钻井液的标准化核磁共振录井T₂谱；

步骤二、基于所述标准化核磁共振录井T₂谱计算全部采样点的油基钻井液 含油率；

步骤三、基于所述油基钻井液含油率绘制油基钻井液含油率基线；

步骤四、基于所述标准化核磁共振录井T₂谱、所述油基钻井液含油率和所 述油基钻井液含油率基线来判识是否钻遇油层以及钻遇油层的性质。

根据本发明的一个实施例，在步骤一中，进一步包括：

对不同层段采用相应的采样模型对油基钻井液进行采样并记录每次采样的 油基钻井液的质量；

对各个采样点的油基钻井液进行核磁共振录井测试并绘制对应的核磁共振 录井T₂谱；

对所述核磁共振录井T₂谱进行标准化处理以获取标准化核磁共振录井T₂谱。

根据本发明的一个实施例，所述采样模型包括目的层段采样模型和非目的层 段采样模型，所述目的层段采样模型对应目的采样油层，所述非目的层段采样模 型对应非目的采样油层。

根据本发明的一个实施例，所述目的层段采样模型为沿深度方向，以第一预 设间隔进行逐一采样称取预设质量的油基钻井液；

所述非目的层段采样模型为沿深度方向，以第二预设间隔进行逐一采样称取 预设质量的油基钻井液。

根据本发明的一个实施例，标准化处理以获取标准化核磁共振录井T₂谱包 括：以标准质量油基钻井液的核磁共振录井T₂谱的幅度值作为基准，基于预设质 量油基钻井液的核磁共振录井T₂谱的幅度值和对应弛豫时间的标准质量油基钻 井液的核磁共振录井T₂谱的幅度值获取预设质量油基钻井液对应的标准化核磁 共振录井T₂谱。

根据本发明的一个实施例，基于以下表达式计算所述油基钻井液含油率：

其中，C₀是油基钻井液含油率；S₁是标准化核磁共振录井T₂谱的油峰面积， 包括油峰与水峰相连处最低点幅度值所对应的位置和被油峰曲线包围的面积，表 示油基钻井液中的油含量；S₂是标准化核磁共振录井T₂谱的总面积，包括油峰曲 线、水峰曲线与弛豫时间轴包围的面积，表示油基钻井液总量。

根据本发明的一个实施例，在步骤三中，进一步包括：

沿深度方向对各个采样点的所述油基钻井液含油率进行标记；

选取所述油基钻井液含油率中的低含油率点连接形成平滑曲线以获取所述 油基钻井液含油率基线。

根据本发明的一个实施例，在步骤四中，进一步包括：

获取各个采样点的所述标准化核磁共振录井T₂谱中的油峰位置；

基于各个采样点的油峰位置绘制油峰-深度曲线；

基于所述油峰-深度曲线、所述油基钻井液含油率和所述油基钻井液含油率 基线判识是否钻遇油层以及钻遇油层的性质。

根据本发明的一个实施例，判识油层以及钻遇油层的性质包括：

若所述油峰-深度曲线中的油峰位置对应值随钻井深度增加保持不变且所述 油基钻井液含油率升高超出所述油基钻井液含油率基线或者、油峰位置对应值随 钻井深度增加沿弛豫时间增大且油基钻井液含油率升高超出油基钻井液含油率 基线，则判断为钻遇到中轻质含油层；

若所述油峰-深度曲线中的油峰位置对应值随钻井深度增加而减小，则判断 为钻遇到重质油层。

本发明带来了以下有益效果：

本发明以油基钻井液为分析对象，采用核磁共振技术，随钻监测油基钻井液 的含油率及标准化核磁共振录井T2谱中油峰的位置变化情况，可以准确判识含 油地层并可以定量分析油气含量，克服了基于岩屑分析手段难以发现油层的瓶 颈，弥补了气测仅检测钻井液游离气并且受油基钻井液影响大的不足。该方法简 便、可靠，容易操作。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过 在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是现有技术含油砂岩与不含油砂岩经油基钻井液浸泡后的荧光直照图；

图2是现有技术油基钻井液条件下的气测录井与测井解释对比示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的方法流程图；

图4是图3中步骤S1的方法流程图；

图5是根据本发明的一个实施例的油基钻井液的核磁共振录井T2谱；

图6是图3中步骤S4的方法流程图；

图7是根据本发明的一个实施例的油基钻井液条件下的沥青质砂岩段测试 结果与测井解释对比图；以及

图8是根据本发明的一个实施例的油基钻井液条件下的轻-中质油砂岩段测 试结果与测井解释对比图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何 应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实 施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的 各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

第一实施例

如图3所示为根据本发明的一个实施例的方法流程图。

在步骤S1中，对不同层段的油基钻井液采样并绘制对应采样点的油基钻井 液的标准化核磁共振录井T2谱。该步骤可分为以下的几个步骤，如图4所示。

在步骤S110中，对不同层段采用相应的采样模型对油基钻井液进行采样并 记录每次采样的油基钻井液的质量。

在该步骤中，基于目的层段和非目的层段含油量的不同，分别采用不同的采 样模型对含油层进行采样。采样模型可以分为目的层段采样模型和非目的层段采 样模型。在目的层段，沿深度方向，设定第一预设间隔对地层进行逐一采样称取 预设质量的油基钻井液。在非目的层段，沿深度方向，设定第二预设间隔对地层 进行逐一采样称取预设质量的油基钻井液。其中，第一预设间隔小于第二预设间 隔。

在本发明的一个优选的实施例中，第一预设间隔设定为一米，即每一米取一 点进行油基钻井液取样。第二预设间隔设定为二米，即每二米取一点进行油基钻 井液取样。对每个采样点称取预设质量的油基钻井液，并将每次称取的油基钻井 液质量进行记录。

在步骤S120中，对各个采样点的油基钻井液进行核磁共振录井测试并绘制 对应的核磁共振录井T2谱。

在该步骤中，针对各个采样点的油基钻井液分别进行核磁共振录井测试，从 而获得该点油基钻井液的核磁共振录井T2谱。采用核磁共振录井技术对钻井液 中水和油进行核磁共振测试时，由于水分子和油分子的组成结构中的氢分子吸收 磁能获得能量，氢分子就会脱离原来的平衡位置。待磁场消失后，氢分子释放能 量回到平衡位置。氢分子回到平衡位置的时间称为弛豫时间。通常采用横向弛豫 时间作为测量标准，称为核磁共振录井T2谱。

弛豫时间大小与流体(即水或油)的流动状态有关。如流体处于束缚状态则 弛豫时间短，处于可流动状态则弛豫时间长。在油基钻井液中，水处于束缚状态， 所以水的弛豫时间短，油处于可流动状态，则弛豫时间长。在油基钻井液中，不 同密度的油质具有不同的弛豫时间，即油质密度越小弛豫时间越长，所以弛豫时 间也反应了流体的密度大小。如图5所示为油基钻井液的核磁共振录井T2谱， 油基钻井液，油包水，水处于束缚状态，油处于可流动状态，所以左峰为水峰， 右峰为油峰，两者连接处最低点为截止值，为可动流体与束缚流体的分界线。

在步骤S130中，对磁共振录井T2谱进行标准化处理以获取标准化核磁共 振录井T2谱。获得油基钻井液的核磁共振录井T2谱后，为进行更好地比较分析， 将各个采样点的核磁共振录井T2谱进行标准化处理。

标准化处理的方法如下：以标准质量油基钻井液的核磁共振录井T2谱的幅 度值作为基准，基于预设质量油基钻井液的核磁共振录井T2谱的幅度值和对应 弛豫时间的标准质量油基钻井液的核磁共振录井T2谱的幅度值获取预设质量油 基钻井液对应的标准化核磁共振录井T2谱。

在本发明的一个优选的实施例中，标准质量的油基钻井液选取1.5克。为计 算及数据处理方便，预设质量的油基钻井液也选取1.5克。由于每次实际对油基 钻井液进行采样时抽取的油基钻井液质量不一定均为1.5克，可能会有偏差，所 以需对每次称取的质量进行记录。在本发明的一个实施例中，基于油基钻井液预 设质量和实际称取质量的质量比值，将实际称取质量的油基钻井液的核磁共振 录井T2谱的幅度值与该质量比值相乘所得的值作为幅度值，其对应的弛豫时间 保持不变从而得到标准化核磁共振录井T2谱。

在步骤S2中，基于标准化核磁共振录井T2谱计算全部采样点的油基钻井 液含油率。

通过标准化核磁共振录井T2谱，利用以下表达式来计算各个采样点的油基 钻井液的含油率：

$c_0=\frac{s_1}{s_2}\times 100\%$

其中，C0是油基钻井液含油率；S1是标准化核磁共振录井T2谱的油峰面 积，包括油峰与水峰相连处最低点幅度值所对应的位置和被油峰曲线包围的面 积，表示油基钻井液中的油含量；S2是标准化核磁共振录井T2谱的总面积，包 括油峰曲线、水峰曲线与弛豫时间轴包围的面积，表示油基钻井液总量。

在步骤S3中，基于油基钻井液含油率绘制油基钻井液含油率基线。该步骤 可以分为以下的几个步骤。

首先，沿深度方向对各个采样点的所述油基钻井液含油率进行标记。在本发 明的一个具体的实施例中，可以根据各个采样点的油基钻井液含油率的值绘制与 深度对应的柱状图或杆状图。

然后，选取所有采样点中的油基钻井液含油率中的低含油率点连接形成曲线 以获取油基钻井液含油率基线。

在步骤S4中，基于标准化核磁共振录井T2谱、油基钻井液含油率和油基 钻井液含油率基线来判识是否钻遇油层以及钻遇油层的性质。该步骤进一步包括 以下的几个步骤，如图6所示。

在步骤S410中，首先获取各个采样点的所述标准化核磁共振录井T2谱中 的油峰位置。该油峰位置对应标准化核磁共振录井T2谱中油峰对应的弛豫时间 的取值。

在步骤S420中，基于各个采样点的油峰位置绘制油峰-深度曲线。在该步骤 中，将各个采样点对应的地层深度和该采样点在标准化核磁共振录井T2谱获取 的油峰位置一一对应绘制油峰-深度曲线。

在步骤S430中，基于油峰-深度曲线、油基钻井液含油率和油基钻井液含油 率基线判识是否钻遇油层以及钻遇油层的性质。

在该步骤中，判识油层以及钻遇油层的性质的方法包括：若所述油峰-深度 曲线中的油峰位置对应值随钻井深度保持不变且所述油基钻井液含油率升高超 出所述油基钻井液含油率基线或者、油峰位置对应值随钻井深度沿弛豫时间增大 且油基钻井液含油率升高超出油基钻井液含油率基线，则判断为钻遇到中轻质含 油层；若所述油峰-深度曲线中的油峰位置对应值随钻井深度减小，则判断为钻遇 到重质油层。

其中，中轻质油指的是油分子中碳的含量较低，重质油指的是油分子中碳的 含量较高。

第二实施例

如图7所示为深度范围为5408-5568m的沥青质砂岩段采用本发明测得到油 层位置及油气含量与通过测井技术得到的油层位置及油气含量的对比示意图。其 中，第一道为地层深度，第二道为对应各地层深度的地层岩性，第三道为钻时和 气测全烃，第四道为气测得到的甲烷、乙烷和丙烷含量，第五道为油峰(即油峰 -深度曲线)，第六道为在油基钻井液的添加油的含量，第七道为钻井液含油率， 第八道为采用本发明获取的地层油气解释，第九道为地层测井解释，第十道为测 井自然伽马曲线，第十一道为测井中的中感应电阻率和深感应电阻率，第十二道 为钻井液密度和钻井液黏度。

由图7得知，随着钻井深度的增加，在第五道油峰-深度曲线中，核磁共振 录井T2谱中油峰位置向弛豫时间减小方向移动，按本发明所述方法推断钻遇到 相对重质的油层。根据油峰位置对应弛豫时间的减小两次解释该处具有2层含油 水层，与第九道测井解释具有两个含油水层十分吻合。由于钻具与测井电缆的误 差及迟到时间的误差，导致解释深度上有误差，分析时要注意。

如图8所示为深度范围为5700-6000m的目的层段。其中，第一道为地层深 度，第二道为对应各地层深度的地层岩性，第三道为钻时和气测全烃，第四道为 气测得到的甲烷、乙烷和丙烷含量，第五道为钻井液密度和钻井液黏度，第六道 为油峰(即油峰-深度曲线)，第七道为在油基钻井液的添加油的含量，第八道为 钻井液含油率，第九道为采用本发明获取的地层油气解释，第十道为地层测井解 释，第十一道为测井自然伽马曲线，第十二道为测井中的中感应电阻率和深感应 电阻率。

由图8得知，随着钻探深度的增加，第六道油峰-深度曲线中的核磁共振录 井T2谱的油峰位置在目的层段的深度范围内保持不变并且地层方向上第八道油 基钻井液含油率升高超出油基钻井液含油率基线，按本发明所述方法推断钻遇到 轻-中质油层。根据油基钻井液含油率与油基钻井液含油率基线的位置关系解释为 3层油水同层、2层含油水层；而第十道测井解释1个油气层、2个油水同层、2 个含油水层，两者的结果较为符合。

虽然本发明所公布的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明 而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人 员，在不脱离本发明所公布的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节 上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所 界定的范围为准。