CC BY
88
УДК 550.8.055
ОЦЕНКА ГЛИНИСТОСТИ ОБРАЗЦОВ КЕРНА ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ ПО ЯМР-ДАННЫМ
Мария Йоновна Шумскайте
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр-т академика Коптюга, 3, инженер, тел. (913)482-41-37,
e-mail: ShumskaiteMI@ipgg.sbras.ru
В работе проведен анализ возможности оценки глинистости образцов керна пород-коллекторов по ЯМР-данным. Экспериментально установлены зависимости количества глины от изменения пористости и от интенсивности ЯМР-сигнала до граничного времени отсечки 3 мс. Получены оценки для песчаных и алевролитовых образцов керна. Показано, что основываясь на учете глинистой компоненты связанного флюида, погрешность при ее определении является наименьшей.
Ключевые слова: ЯМР-метод, глинистость, пористость, песчаник, алевролит.
THE CLAY CONTENT EVALUATION IN CORE SAMPLES OF RESERVOIR ROCKS BY NMR DATA
Mariya Yo. Shumskayte
Federal state budgetary institution of science A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of the Siberian branch of the Russian Academy of Sciences, 630090, 3, Akademika Koptyuga Prosp., Novosibirsk, engineer, tel. (913)482-41-37, e-mail: ShumskaiteMI@ipgg.sbras.ru
This paper analyzes the possibility of evaluation the clay content in core samples of reservoir rocks by NMR data. Dependence of clay amount from change the porosity and the intensity of the NMR signal to boundary cutoff time 3 ms set by the experimental. Evaluations for the sand and silt core samples was obtained. It is shown that based on into account the clay components associated fluid the error in its determining is the smaller.
Key words: NMR method, clay content, porosity, sandstone, siltstone.
Одним из перспективных направлений лабораторных ЯМР-исследований является оценка глинистой фракции пород-коллекторов. При 100% насыщении образцов керна, когда основной вклад в измеряемый ЯМР-сигнал определяется свободным флюидом, оценка глинистости является затруднительной [1]. Оценку глинистости целесообразно проводить при остаточном насыщении, когда ее влияние наиболее существенно. В данной работе рассматриваются два подхода к оценке глинистости, основанные на анализе:
1. изменения коэффициента пористости при 100% и остаточном насыщении;
2. значений интенсивности ЯМР-сигнала до граничного времени отсечки 3мс, разделяющего капиллярно-связанный и глинисто-связанный флюид [2].
В первом случае учитывается сигнал от суммарного связанного флюида. Для разной пористости получены зависимости для количественной оценки глины при 100% и остаточном насыщении от относительного изменения пористости (рис. 1). Полученные зависимости имеют линейный характер. Установлено, чем больше изменяется коэффициент пористости, тем меньше содержание глины в образце. Это обусловлено тем, что в присутствии глины в образце становится больше связанного флюида, не вытесняемого при центрифугировании.
Относительное изменение пористости,
Рис. 1. Зависимость объемного содержания глины от изменения пористости
Минимальная погрешность оценки глинистости (не более 10%) наблюдается при ее содержании 0,1-0,15 д.е. Увеличение или уменьшение глинистости приводит к увеличению погрешности до 20%. Оценка глинистости обусловлена не только глинисто-связанной компонентой, но и капиллярно-связанной, дающей существенный вклад в измеряемый отклик. Кроме этого на сигнал оказывает значительное влияние не только количество глины, но и удельная поверхность как твердой матрицы породы, так и глинистых минералов, связанная с их типом.
Проведен анализ ЯМР-сигнала, обусловленного глинисто-связанной компонентой, чтобы исключить влияние капиллярно-связанного флюида. Рассмотрим интенсивность ЯМР-сигнала до времени отсечки 3 см, характеризующего непосредственный вклад от глины. Оценка проводится отдельно для двух типов исследуемых образцов: мелкозернистые песчаники и крупно-мелкозернистые алевролиты.
Для исследуемых образцов большинство песчаников имеет в составе глинистой фракции преобладающее содержание каолинита, в алевролитах преобладает хлорит [3]. Хлорит характеризуется меньшим размером частиц и большей удельной поверхностью, чем каолинит. Возможно этим объясняется
различие между наклонами кривых (рис. 2). При этом для образцов с содержанием глины меньше 0,1 д.е. средняя погрешность не превышает 5%, в остальных случаях - не более 12%.
■ Песчаник м/з а Алевролит кр/м/з
35.0
30,0
0,0
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14
Интенсивность до 3 мс, отн.ед.
Рис. 2. Зависимость содержания глины от интенсивности ЯМР-сигнала
Сравнивая эти два подхода, можно сделать вывод, что в целом второй дает более точную оценку глинистости, так как учитывает только глинистую компоненту связанного флюида.
Основные результаты работы заключаются в следующем. Рассмотрены два подхода для оценки глинистости образцов керна пород-коллекторов по ЯМР-данным. Экспериментально установленные зависимости количества глины как от изменения пористости при 100% и остаточном насыщении, так и от интенсивности ЯМР-сигнала до граничного времени отсечки 3 мс имеют линейный характер с высокими коэффициентами аппроксимации. Проведен сравнительный анализ результатов и показано, что второй подход, основанный на учете только глинистой компоненты связанного флюида, дает меньшую погрешность при ее определении.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Джафаров, И.С. Применение метода ядерного магнитного резонанса для характеристики состава и распределения пластовых флюидов / И. С. Джафаров, П. Е. Сынгаевский,
С. Ф. Хафизов - М.: Химия. - 2002. - 439 с.
2. Коатес, Дж. Р. Каротаж ЯМР. Принципы и применение / Дж. Р. Коатес, Л. Ч. Хиао, М. Д. Праммер / перевод с англ. и тех. ред. П. Е. Сынгаевского - Хьюстон: Халлибуртон Энерджи Сервисез, 2001. - 342 с.
3. Д. Тиаб, Эрл Ч. Доналдсон. Петрофизика: теория и практика изучения коллекторских свойств горных пород и движения пластовых флюидов. М.: ООО «Премиум Инжиниринг». - 2009. - 864 с.
© М. Й. Шумскайте, 2014
