拟饱含水核磁共振自旋回波信号的分解与合成方法

摘要

“拟饱含水核磁共振自旋回波信号的分解与合成方法”。根据已知的饱和度数据和对应的弛豫信号，优化拟合确定不同油样饱和度对弛豫过程的影响系数。对于不同含油饱和度的弛豫信号，用同体积的盐水取代其中的油样，通过引入所述的影响系数，表征不同含油饱和度油样对弛豫信号的影响，据此写出不同含油饱和度下拟饱含水核磁共振弛豫信号。反演拟饱含水岩心的自旋回波弛豫信号，可以在一定程度上消除不同流体类型和不同饱和度的影响，提高核磁共振信号对岩石孔隙结构和流体的识别能力。本发明实现拟饱含水岩心核磁共振自旋回波信号的合成与分解，达到提高核磁共振数据评价岩石孔隙结构与流体识别的精度与可靠性。

主权项

一种拟完全饱含盐水核磁共振自旋回波信号的分解与合成方法，其特征在于，该方法包括实验流程和数据分析两个部分，其中，(一)所述实验流程，即进行的核磁共振实验包括步骤有：1.1、准备好3块实验岩心，分别进行预处理，包括洗油，洗盐，烘干，抽真空；1.2、配置矿化度为80000ppm的实验盐水；1.3、针对配置的实验盐水和实验油样，分别测量实验盐水和实验油样的自由横向弛豫时间，测得实验盐水和实验油样的自由横向弛豫时间分别为T_2w＝773ms和T₂₀＝875ms；1.4、用饱和实验盐水饱和经过预处理的岩心，经过抽真空处理后的岩心，排除了气泡的影响，岩心完全被实验盐水饱和；1.5、对饱和实验盐水的岩心测量自由横向弛豫回波信号，测量参数：自由横向弛豫回波时间间隔分别为Te＝0.2ms，0.4ms，核磁共振等待时间分别为Tw＝1，3，6，8ms，计算结果表明，Te＝0.2ms，Tw＝3ms的测量参数组合，可以测量到比较真实有效的弛豫回波信号，此时，岩心的饱含实验盐水的饱和度为100％；1.6、分不同实验盐水饱和度阶段，向岩心中注入实验油样，驱替原先占据孔隙的部分实验盐水，在各个不同的实验盐水饱和度阶段，记录下它们饱和度数据，同时测量对应的不同实验盐水饱和度岩心的自由横向弛豫回波信号；(二)所述数据分析包括步骤有：2.1、“挖补法”用以消除实验油样相自由横向驰豫回波信号使用挖补法，去掉含实验油样的体积，用相同的体积的实验盐水替代，将饱含实验油样和实验盐水的自由横向弛豫回波信号恢复成拟完全饱含实验盐水的自由横向弛豫回波信号，即方程(1)，$M\left(t\right)=M_t\left(t\right)-S_o{M}_o\exp (-\frac{t}{T_{2o}})+S_o{M}_o\exp \left(-\frac{t}{T_{2w}}\right)---\left(1\right)$式中，M(t)，挖补法恢复的饱含实验盐水总信号，即拟完全饱含实验盐水的自由横向弛豫回波信号，无单位；M_t(t)饱含实验油样和实验盐水的自由横向弛豫回波总测量信号，无单位；S₀为含实验油样饱和度；t为测量时间，ms；T_2w，实验盐水的自由横向弛豫时间，ms；T₂₀,实验油样的自由横向弛豫时间，ms；M_o为岩心的初始自由横向弛豫回波强度，无单位，用第一个回波信号代替；在实验盐水相和实验油样相信号的前面加上分离系数V_c，方程(1)变成，$M\left(t\right)=M_t\left(t\right)-V_c{S}_o{M}_o\exp (-\frac{t}{T_{2o}})+V_c{S}_o{M}_o\exp (-\frac{t}{T_{2w}})---\left(2\right)$2.2、确定不同流体自由横向弛豫回波信号的分离系数V_c方程(2)中的M(t)相当于挖补法确定的岩心饱含实验盐水的自由横向弛豫回波信号，设M(t)与实测饱含实验盐水岩心的自由横向弛豫回波信号M_w(t)之间的均方差为Q_a(V_c)，$Q_a\left(V_c\right)=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{2048}{\Sigma }}{\left(M\left(t_i\right)-M_w\left(t_i\right)\right)}^2}{2048-1}}---\left(3\right)$t_i表示采样的时间；方程中分子部分是V_c的函数，在分子中对V_c求导，并令导数等于零，得到确定V_c的方程(4)$V_c=\frac{\underset{i=1}{\overset{2048}{\Sigma }}[M_t\left(t_i\right)-M_w(t_i\left)\right]}{S_o{M}_o\underset{i=1}{\overset{2048}{\Sigma }}[\exp \left(\frac{-t_i}{T_{2o}}\right)-\exp (\frac{-t_i}{T_{2w}}\left)\right]}---\left(4\right)$2.3、根据不同实验油样饱和度S_o的核磁共振实验数据，计算V_c值，得到实验油样饱和度S_o与分离系数V_c的关系：$\left\{\begin{array}{c}{V}_c=3.943S_o^2-4.689S_o+3.179\\ R^2=0.8478\end{array}\right.---\left(5\right)$其中，R为数据拟合的相关系数；2.4、计算岩心拟完全饱含实验盐水的自由横向弛豫回波信号；2.5、反演岩心拟饱含实验盐水的自由横向弛豫回波信号，计算岩心的拟饱含实验盐水T2谱分布，根据这个T2谱分布计算岩心的孔隙结构参数。