[發(fā)明專利]基于低場核磁共振技術(shù)測量褐煤有效孔隙度的方法

在審

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• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107271347A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許浩;明盈;湯達(dá)禎;陳艷鵬;袁云星;陳向陽;曲浩鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及褐煤儲層物性測量技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于低場核磁共振技術(shù)測量褐煤有效孔隙度的方法。

背景技術(shù)

孔隙度反映了介質(zhì)孔隙可容納流體的能力，是油氣儲層評價(jià)、儲量計(jì)算的基本物性參數(shù)。我國低煤階煤層氣資源豐富，新一輪煤層氣資源評價(jià)結(jié)果，低階煤煤層氣資源達(dá)14.7萬億方，占全國煤層氣總資源量的40％。隨著低煤階煤層氣在中國能源領(lǐng)域的迅速發(fā)展，測量褐煤孔隙度，對低階煤煤層氣的勘探開發(fā)具有重要意義。煤的有效孔隙度是指煤中有利于可動流體(包括氣和水)流動的那部分連通性孔隙的孔隙度，其在煤層氣滲透性表征方面具有重要意義。因此，確定煤的有效孔隙度的大小成為評價(jià)煤儲層孔滲優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。雖然許多常規(guī)孔隙度測試方法已取得了工業(yè)應(yīng)用，并在測量總孔隙度方面具有不可替代的作用，但是這些方法也存在一個共同的局限性，即較難測得煤的有效孔隙度。研究發(fā)現(xiàn)，低場核磁共振T2譜分析技術(shù)可彌補(bǔ)這個不足，獲得煤樣的有效孔隙度值。

目前針對煤儲層物性方面的研究主要集中在中高煤階，褐煤煤儲層物性具有其自身特性，有必要開展褐煤煤儲層物性精細(xì)描述研究。利用常規(guī)低場核磁共振技術(shù)測量儲集層有效孔隙度的方法具有快速、無損、精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，目前在致密砂巖、中高階煤巖儲集層內(nèi)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用；但對于褐煤煤巖樣品，由于其質(zhì)脆、松散，水化現(xiàn)象嚴(yán)重且離心易發(fā)生斷裂、破碎，大大增加了常規(guī)低場核磁共振技術(shù)使用的難度及精準(zhǔn)度。

在低場核磁共振測試中，解決由于褐煤煤巖樣本身特性造成的測試?yán)щy是結(jié)果正確的必然前提，巖性不同，核磁共振測量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)不同，因此，設(shè)計(jì)合理的測試手段是準(zhǔn)確測量褐煤有效孔隙度需要解決的首要問題，也是將該技術(shù)應(yīng)用于褐煤煤儲層物性分析的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于低場核磁共振技術(shù)測量褐煤有效孔隙度的方法，其具體步驟為：

S100、制作煤油標(biāo)樣并獲取標(biāo)樣曲線：取一定量體積間隔的煤油至標(biāo)準(zhǔn)樣品瓶內(nèi)，設(shè)置相同回波時間和等待時間，將標(biāo)準(zhǔn)樣品瓶分別置于核磁共振儀器樣品槽內(nèi)，通過核磁共振儀器來測量標(biāo)準(zhǔn)樣品衰減譜；再根據(jù)測量的標(biāo)準(zhǔn)樣品衰減譜來擬合標(biāo)準(zhǔn)樣品中煤油的體積與其核磁共振信號量峰值和基底信號量差值之間的關(guān)系，得到標(biāo)線方程，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的線性回歸方法擬合標(biāo)線方程，表達(dá)式為

y＝kx+b(1)

其中，x為樣品核磁共振信號量和基底信號量的差值，y為標(biāo)樣煤油的體積，k為標(biāo)線方程的斜率，b為標(biāo)線方程的縱軸截距；

S200、制備褐煤樣品并使其飽和煤油：依次鉆取多個直徑為25mm的柱狀褐煤樣品，用游標(biāo)卡尺測量柱狀煤巖樣品的尺寸，用天平測量煤巖樣品的質(zhì)量并記錄下來；用熱縮塑料管包裹柱狀褐煤樣品，并將松散柱狀煤巖樣品浸沒于真空泵中的煤油內(nèi)，并抽真空飽和煤油14.5小時，使褐煤樣品飽和煤油；

S300、對飽和煤油的褐煤樣品進(jìn)行測量：設(shè)置合適的回波時間和等待時間，將飽和煤油褐煤樣品去除表面油漬后，置于低場核磁共振測試儀器的樣品槽內(nèi)，對飽和煤油褐煤樣品進(jìn)行低場核磁共振測量，獲得飽和煤油的褐煤樣品的衰減譜和T2譜，并利用密度天平獲得褐煤樣品的密度；

S400、制備脫煤油的褐煤樣品：在溫度為15℃-25℃、濕度為50％-70％的條件下，設(shè)定合理的轉(zhuǎn)速及脫煤油時間，將飽和煤油巖心置于離心裝置中進(jìn)行脫煤油處理，將完全飽和煤油巖心中的可動油脫去制得脫煤油的褐煤樣品；

S500、對脫煤油的褐煤樣品進(jìn)行測量：采用與步驟S300中相同的回波時間和等待時間，將脫去可動油的褐煤樣品去除表面油漬后，置于低場核磁共振測試儀器的樣品槽內(nèi)，對脫煤油褐煤樣品進(jìn)行低場核磁共振測量，獲得脫煤油褐煤樣品的T2譜；

S600、計(jì)算褐煤樣品孔隙度：將飽和煤油褐煤的衰減譜峰值與基底信號值之差帶入標(biāo)線方程，換算成褐煤樣品孔隙中煤油的體積，再將其除以褐煤樣品總體積，即可分別求得煤巖的孔隙度，表達(dá)式為

其中，φ為核磁孔隙度，y為褐煤樣品孔隙中煤油的體積，V為樣品的總體積；

S700、計(jì)算褐煤樣品有效孔隙度：通過對經(jīng)過步驟S300離心處理前后的T2譜分別作累積孔隙率曲線，將飽和煤油狀態(tài)下累計(jì)T2譜的最高幅度值標(biāo)定為總孔隙度，將殘余煤油狀態(tài)下的累積T2譜的最高幅度值標(biāo)定為殘余煤油孔隙度，最后根據(jù)標(biāo)定的總孔隙度和殘余煤油孔隙度的大小，二者的差值即為有效孔隙度。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟S300中去除褐煤樣品表面油漬的方法具體為用擦拭紙輕輕擦拭樣品表面。