[發明專利]用于確定井下測量區域中流體的特征的測井方法

有效

• 申請號: 200810081399.5
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101255794A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 羅伯特·克萊因伯格;查爾斯·弗勞姆;羅伯特·白德里
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B49/08
• 分類號: E21B49/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明涉及一種在井眼(earth?borehole)中進行井下測井的方法，更具體地說，涉及一種用于確定可能存在于井下測量區域中的流體、特別是油的特征的測井方法。

背景技術

大量的重油儲油區存在于世界的許多地方。在一些國家此重油資源達到上百億桶。然而，根據如傳統的油價格、與市場的距離以及精煉的復雜性之類的影響因素，大多數在在適當位置的重油生產起來很不經濟。油價值的主要決定因素之一是其粘度。

重油儲油區可以包含油的幾個等級。例如，儲油區可以由通過不能滲透的層分開的層疊多孔床層組成。每個床層都可能包含性質與床層的上方或下方床層中的油不同的油。可以認為，即使在一個床層內，流體性質也可以改變，使得例如從床層的頂部到底部粘度增加。

除其它所需的性質外，尋求選擇其最佳礦藏的生產商通常希望定位包含有最低粘度的油。井下測井工具通常為確定在地下地質層中發現的流體的性質的最精確且成本效率裝置。已經發現適用于此目的的一個方法是地層取樣(formation?sampling)。根據此技術的一種形式，井眼測井(boreholelogging)工具(例如，Schlumberger“MDT^TM”工具)從地層中提取流體，將其儲存在樣品瓶中，并將瓶子運送到地面。然后，通常將樣品轉移到另一瓶子中，以輸送到流體分析實驗室。流體實驗室可以確定包括粘度的幾種物理和化學性質。

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少量的油樣品，典型地只有六個或十二個樣品。(2)要獲得好的樣品將消耗時間，典型地為一個小時或更多。這是由于操作鉆探設備很高的成本所造成的缺點。(3)將樣品運輸到實驗室并弄清它們的特征將花費幾周，這可能拖延生產進度。(4)由于與井口處理相關的溫度和/或壓力變化，以及由于樣品轉移到運輸缸(transportation?cylinder)中和將樣品轉移出運輸缸，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際的[例如，參見J.A.Canas，S.Low，N.Adur和V.Teixeira，“用于更好流體取樣的粘性油動力評價”，SPE/PS-CIM/CHOA?97767，SPE國際熱操作和重油研討會，2005年11月1-3日，加拿大，阿爾伯塔，卡爾加里]。

通過對流體取樣工具自身內部諸如油之類的流體的測量，可以減少所列出的一些局限性。此測量之一為核磁共振(NMR)[例如，參見美國專利第3,528,000號；美國專利第6,107,796號；美國專利第6,111,408號；美國專利第6,111,409號；美國專利第6,346,813號；美國專利第6,825,657號；美國專利第6,841,996號；以及美國專利第6,891,369號]。在一些方法中，在井下時，對流體取樣工具中的出油管線中的流體進行NMR測量。本發明的技術應用到流體取樣工具中的NMR測量，以及其它各種形式的測量中，這些將在下面說明。

對井眼周圍的地層的核磁共振測井是評價重油粘度的另一方法。雖然廣泛認為粘度的NMR評價精度比在流體實驗室中所做的粘度計測量的精度低，但NMR測井具有以下優點：(1)可以頻繁獲得深度連續的測井數據；(2)當需要收集測點處的數據時，NMR測點停車通常能夠比流體取樣測點停車更短；(3)無論是在鉆探過程(用于測井同時鉆探)還是立刻向后(shortly?afterwards)(用于管線)期間，在井站點，可以獲得數據；(4)由于是在原位置對油進行測量，樣品的完整性不是問題；(5)與鉆井流體取樣相比，NMR測井很經濟；以及(6)NMR可以測量粘度直到至少一百萬厘泊。本發明的技術可以應用到管線中以及測井同時鉆探的NMR工具中。

一些典型的NMR測量的實例

作為其背景的一部分，回顧一些使用在井眼測井工具中的NMR脈沖序列很有用，如獲得縱向弛豫時間T₁，橫向弛豫時間T₂，擴散常數D，和/或前述的分布和/或截面分布。以下符號用于在此說明的示例序列。典型地，但不局限于此，脈沖序列參數的示例值在如下括號內：

N_E＝回波數(3000)

N_EL＝回波數(長等待時間)(3000)

N_ES＝回波數(短等待時間)(30)

N＝重復次數(10)

N_L＝重復次數(長等待時間)(1)