CN109386282B - 一种混油钻井液条件下钻遇油层的判识方法 - Google Patents
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Abstract
一种混油钻井液条件下钻遇油层的判识方法，其包括：提取各井深所对应的钻井液，对提取到的钻井液进行T1‑T2二维核磁共振分析，确定出各井深所对应的钻井液的油峰面积；基于预设原油质量与油峰面积关系曲线，根据各井深所对应的钻井液的油峰面积确定出各井深所对应的原油质量；根据各井深所对应的原油质量确定是否钻遇油层。本方法采用了T1‑T2核磁共振随钻判识混油钻井液条件下钻遇的油层，本方法无需添加弛豫剂，一次分析便能准确识别油层，本方法克服了采用色谱、荧光、热解等手段多种信息叠加、难以定量判识油层的不足及采用一维核磁共振需要添加弛豫剂进行二次分析的繁琐，其实施过程中操作简单、成本低、劳动强度低、定量程度高、判识准确率高。
Description
技术领域
本发明涉及石油工程技术领域，具体地说，涉及一种混油钻井液条件下钻遇油层的判识方法。
背景技术
石油钻井过程中，广泛使用PDC钻头。PDC钻头的钻屑呈粉末状，表面积大，受钻井液冲刷严重，在地表检测到的钻屑含油级别已大幅度降低，因此基于钻屑含油性检测的录井手段也就因失去了物质基础而变得无效，需转而检测钻井液的含油性才能及时发现和准确评价油层。然而，色谱、荧光、热解等检测手段受混油钻井液的影响较大，难以区分人工混入的油与地层侵入的油，这样也就给油层的识别、发现和评价带来较大困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种混油钻井液条件下钻遇油层的判识方法，所述方法包括：
步骤一、提取各井深所对应的钻井液，对提取到的钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，确定出各井深所对应的钻井液的油峰面积；
步骤二、基于预设原油质量与油峰面积关系曲线，根据各井深所对应的钻井液的油峰面积确定出各井深所对应的原油质量；
步骤三、根据各井深所对应的原油质量确定是否钻遇油层。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：
步骤a、将钻达油层前的混油钻井液注入预设容器中，测量预设容器中钻井液的质量，得到初始钻井液质量；
步骤b、对所述预设容器进行恒温处理，对恒温后的混油钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，确定出该混油钻井液的油峰及油峰面积，得到初始油峰面积；
步骤c、向所述预设容器中加入预设质量的原油，对所述预设容器进行恒温处理并对恒温后的混油钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，确定出此时该混油钻井液的油峰及油峰面积，得到第一原油质量以及第一油峰面积；
步骤d、重复所述步骤c N-1次，分别对应得到第二原油质量、与所述第二原油质量对应的第二油峰面积直至第N原油质量以及与第N原油质量对应的第N油峰面积；
步骤e、根据初始钻井液质量、初始油峰面积、各原油质量及其对应的油峰面积拟合得到原油质量与油峰面积关系曲线。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤c和步骤d中，通过每次向混油钻井液中滴入1滴原油，来每次向所述预设容器中加入预设质量的原油，其中，第N原油质量为N滴原油的总质量。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，还根据各个井深所对应的钻井液质量对油峰面积进行归一化处理，得到归一化后的油峰面积，在所述步骤二中，根据所述归一化后的油峰面积确定出各井深所对应的原油质量。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，根据如下表达式对油峰面积进行归一化处理：
其中，
表示第i井深所对应的质量为Qmi的钻井液的归一化后的油峰面积，Aoi表示第i井深所对应的质量为Qmi的钻井液的归一化前的油峰面积，Qm0表示钻达油层前的预设钻井液的质量。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，根据各井深所对应的原油质量确定原油变化量，根据所述原油变化量确定是否钻遇油层。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，根据第i井深所对应的原油质量和第i-1井深所对应的原油质量确定出第i井深所对应的原油变化量，判断所述第i井深所对应的原油变化量是否大于预设原油变化量阈值，并根据判断结果确定是否钻遇油层。
根据本发明的一个实施例，如果所述第i井深所对应的原油变化量大于预设原油变化量阈值，则确定在第i井深处钻遇油层。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，根据各井深所对应的原油质量确定对应的含油率，根据各井深所对应的含油率确定含油率变化量，根据所述含油率变化量确定是否钻遇油层。
根据本发明的一个实施例，根据第i井深所对应的含油率和第i-1井深所对应的含油率确定出第i井深所对应的含油率变化量，判断所述第i井深所对应的原油变化量是否大于预设含油率变化量阈值，并根据判断结果确定是否钻遇油层。
本发明所提供的钻遇油层判别方法采用了T1-T2核磁共振随钻判识混油钻井液条件下钻遇的油层，本方法无需添加弛豫剂，一次分析便能准确识别油层。本方法克服了采用色谱、荧光、热解等手段多种信息叠加、难以定量判识油层的不足及采用一维核磁共振需要添加弛豫剂进行二次分析的繁琐，其实施过程中操作简单、成本低、劳动强度低、定量程度高、判识准确率高。
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是根据本发明一个实施例的构建原油质量与油峰面积之间的关系曲线的流程示意图；
图2是根据本发明一个实施例的混油钻井液的T1-T2二维核磁共振弛豫谱；
图3和图4示出了不同含油量的混油钻井液的T1-T2二维核磁共振弛豫谱；
图5是根据本发明一个实施例的构建得到的原油质量与油峰面积之间的关系曲线示意图；
图6是根据本发明一个实施例的随着添加的原油含量的增加水峰以及油峰面积的变化情况示意图；
图7是根据本发明一个实施例的混油钻井液条件下钻油油层的判识方法的实现流程示意图；
图8至图10是根据本发明一个实施例的某井在钻进过程中通过连续分析混油钻井液的T1-T2谱所得到的T1-T2二维核磁共振弛豫谱。
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。
同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
核磁共振技术具有对油质反应灵敏、一种纯流体在T2谱上只有一个峰的优势，可避免多种信息的叠加。然而，核磁共振T2谱上峰形的变化是水引起的(钻井液的降滤失剂等添加剂会在T2谱上产生一个弛豫时间较长的水峰)还是地层油引起的，需加弛豫试剂甄别才能确定，即需要二次分析才能有效识别油层。因此现有的利用核磁共振T2谱来识别油层的方法在实施过程中存在需要消耗弛豫剂、人工强度大、在线检测困难等缺陷。
针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种新的混油钻井液条件下钻遇油层的判别方法，该方法采用T1-T2二维核磁共振技术，T1-T2二维核磁共振技术能够直接给出一个T1-T2二维谱和T1、T2两个一维谱，因此该方法也就可以在T1-T2谱上直接区分油、水信号，并根据二维谱油峰信号面积及一维谱油峰幅度及宽度的变化，有效识别油层。
本实施例中，该方法在实施过程中需要使用原油质量与油峰面积之间的关系曲线。因此本实施例所提供的方法可以首先构建原油质量与油峰面积之间的关系曲线，其中，图1示出了本实施例中构建原油质量与油峰面积之间的关系曲线的实现流程示意图。
如图1所示，本实施例中，该方法在构建原油质量与油峰面积之间的关系曲线的过程中，首先会在步骤S101中将钻达油层前的混油钻井液放入预设容器中，并测量容器中混油钻井液的质量，从而得到初始钻井液质量。
具体地，本实施例中，该方法在步骤S101中会将钻达油层前的混油钻井液装进适于核磁共振分析的小瓶或试管中，其中，小瓶或试管中的钻井液的高度不超过核磁共振的磁场均匀区的高度。本实施例中，上述小瓶或试管优选地采用四氟胶带封口。
随后，该方法会在步骤S102中对上述预设容器进行恒温处理，并对恒温后的混油钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，这样也就可以得到如图2所示的混油钻井液的T1-T2二维核磁共振弛豫谱，进而也就确定出该钻井液的油峰及油峰面积，从而得到与上述质量(即初始钻井液质量)的混油钻井液相对应的初始油峰面积。本实施例中，恒温处理的恒温温度优选地与核磁共振磁体的温控温度一致。
在步骤S103中，该方法会向上述预设容器中加入预设质量的原油，并在步骤S104中对加入原油后的容器进行恒温处理，并对恒温处理后的混油钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，确定出此时该混油钻井液的油峰以及油峰面积，从而得到第一原油质量Qo1以及第一油峰面积Ao1。其中，上述第一原油质量Qo1也就是在步骤S103中向容器中所加入的原油的质量。
需要指出的是，本实施例中，为了使得构建得到的原油质量与油峰面积关系曲线能够更加准确地适用于正钻井，向容器中所加入的原油优选地为井区密度或粘度与正钻井目的层的层原油性质相近的原油。
本实施例中，该方法在步骤S103中优选地通过向容器中滴入原油来向容器中加入预设质量的原油。其中，上述第一原油质量Qo1也就是1滴原油的质量。
随后，该方法会在步骤S105中重复上述步骤S103和步骤S104N-1次，这样也就可以分别对应得到第二原油质量Qo2、与第二原油质量Qo2相对应的第二油峰面积Ao2直至第N原油质量QoN、与第N原油质量QoN相对应的第N油峰面积AoN。如图3和图4所示，随着混油钻井液中所含原油的质量的增加，T1-T2二维核磁共振弛豫谱中油峰变宽，并且逐渐与水峰相连。
其中，第二原油质量Qo2即为2滴原油的质量，第N原油质量QoN即为N滴原油的质量。需要指出的是，在本发明的不同实施例中，上述N的取值可以根据实际需要进行配置，本发明并不对上述N的具体取值进行限定。同时，还需要指出的是，在本发明的其它实施例中，该方法还可以采用其它合理方式来向容器中加入原油，本发明不限于此。
在得到上述多组原油质量及对应的油峰面积数据后，该方法会在步骤S106中根据初始钻井液质量、初始油峰面积、各原油质量及其对应的油峰面积拟合得到原油质量与油峰面积关系曲线，从而可以得到如图5所示的原油质量与油峰面积关系曲线示意图。图6则示出了本实施例中随着添加的原油含量的增加，水峰以及油峰面积的变化情况。
至此也就完成了原油质量与油峰面积关系曲线的构建。本实施例中，该方法在对原油质量及对应的油峰面积数据进行拟合的相关度优选地需要在0.95以上。
需要指出的是，在本发明的其它实施例中，该方法还可以采用其它合理方式来构建原油质量与油峰面积关系曲线，本发明不限于此。
图7示出了本实施例所提供的混油钻井液条件下钻遇油层的判识方法的实现流程示意图。
如图7所示，在实际实施过程中，本实施例所提供的方法首先会在步骤S701中提取各井深所对应的钻井液，随后在步骤S702中对提取出的各井深所对应的钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，分别确定出各井深所对应的钻井液的油峰面积。
由于提取出的各井深所对应的钻井液的质量可能不同，而油峰面积还与钻井液的质量相关，因此为了使得最终的判识结果更加准确，本实施例中，该方法在得到各井深所对应的钻井液的油峰面积后，还会在步骤S703中根据各井深所对应的钻井液的质量来分别对其各自的油峰面积进行归一化处理，从而分别得到各井深所对应的归一化后的油峰面积。
具体地，本实施例中，该方法在步骤S703中优选地根据如下表达式来根据各井深所对应的钻井液的质量来分别对其各自的油峰面积进行归一化处理：
其中，
表示第i井深所对应的质量为Qmi的钻井液归一化后的油峰面积，Aoi表示第i井深所对应的质量为Qmi的钻井液的归一化前的油峰面积，Qm0表示钻达油层前的预设钻井液的质量。
在得到各井深所对应的归一化后的油峰面积后，该方法也就可以在步骤S704中基于预设原油质量与油峰面积关系曲线(即实现构建得到的原油质量与油峰面积关系曲线)来根据各井深所对应的归一化后的油峰面积来计算得到各井深所对应的原油质量。
最后，该方法也就可以在步骤S705中来根据各井深所对应的原油质量来确定是否钻遇油层。本实施例中，该方法在步骤S705中会根据各井深所对应的原油质量来确定原油变化量，随后再根据原油变化量来确定是否钻遇油层。
例如，如果当前钻遇的井深为第i井深，那么该方法能够根据第i井深所对应的原油质量和第i-1井深所对应的原油质量确定出第i井深所对应的原油变化量，判断所述第i井深所对应的原油变化量是否大于预设原油变化量阈值，并根据判断结果确定是否钻遇油层。其中，如果第i井深所对应的原油变化量大于预设原油变化量阈值，那么该方法也就可以判定当钻遇i井深时钻遇油层。
需要指出的是，在本发明的其它实施例中，该方法在步骤S705中还可以根据各井深所对应的原油质量来计算出各自对应的含油率，随后再根据含油率来确定是否钻遇油层。具体地，该方法可以根据各井深所对应的含油率来确定含油率变化量，随后根据含油率变化量是否大于预设含油率变化量阈值来确定是否钻遇油层。
本实施例中，该方法优选地根据如下表达式来计算含油率：
Roi＝Qoi/Q0 (2)
其中，Roi表示第i井深所对应的含油率，Qoi表示第i井深所对应的原油质量，Q0表示钻井液质量。
当钻遇油层后，钻井液中的原油质量以及含油率将会增大，因此如果某井深所对应的含油率变化值大于预设含油率变化阈值，那么该方法也就可以判断出此时钻遇油层。
图8至图10示出了某井在钻进过程中通过连续分析混油钻井液的T1-T2谱所得到的T1-T2二维核磁共振弛豫谱，在三次分析过程中，油峰面积从316.51依次增加到473.40、497.11，利用本实施例所提供的方法可以计算出其对应的含油质量分别为0.0314g、0.0351g。从T2谱上也可以看出，在水峰与油峰之间出现了一个新峰，且面积逐渐增大，因此也就可以判断出进入油层。该段地层试油后，结论为油层，证明判识准确。
从上述描述中可以看出，本发明所提供的钻遇油层判别方法采用了T1-T2核磁共振随钻判识混油钻井液条件下钻遇的油层，本方法无需添加弛豫剂，一次分析便能准确识别油层。本方法克服了采用色谱、荧光、热解等手段多种信息叠加、难以定量判识油层的不足及采用一维核磁共振需要添加弛豫剂进行二次分析的繁琐，其实施过程中操作简单、成本低、劳动强度低、定量程度高、判识准确率高。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。
Claims (8)
1.一种混油钻井液条件下钻遇油层的判识方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、提取各井深所对应的钻井液，对提取到的钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，确定出各井深所对应的钻井液的油峰面积；
步骤二、基于预设原油质量与油峰面积关系曲线，根据各井深所对应的钻井液的油峰面积确定出各井深所对应的原油质量；
步骤三、根据各井深所对应的原油质量确定是否钻遇油层，在T1-T2谱上直接区分油、水信号，并根据二维谱油峰信号面积及一维谱油峰幅度及宽度的变化，有效识别油层；
在所述步骤一中，还根据各个井深所对应的钻井液质量对油峰面积进行归一化处理，得到归一化后的油峰面积，在所述步骤二中，根据所述归一化后的油峰面积确定出各井深所对应的原油质量；
在所述步骤一中，根据如下表达式对油峰面积进行归一化处理：
其中，
表示第i井深所对应的质量为Qmi的钻井液的归一化后的油峰面积，Aoi表示第i井深所对应的质量为Qmi的钻井液的归一化前的油峰面积，Qm0表示钻达油层前的预设钻井液的质量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤a、将钻达油层前的混油钻井液注入预设容器中，测量预设容器中钻井液的质量，得到初始钻井液质量；
步骤b、对所述预设容器进行恒温处理，对恒温后的混油钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，确定出该混油钻井液的油峰及油峰面积，得到初始油峰面积；
步骤c、向所述预设容器中加入预设质量的原油，对所述预设容器进行恒温处理并对恒温后的混油钻井液进行T1-T2二维核磁共振分析，确定出此时该混油钻井液的油峰及油峰面积，得到第一原油质量以及第一油峰面积；
步骤d、重复所述步骤c N-1次，分别对应得到第二原油质量、与所述第二原油质量对应的第二油峰面积直至第N原油质量以及与第N原油质量对应的第N油峰面积；
步骤e、根据初始钻井液质量、初始油峰面积、各原油质量及其对应的油峰面积拟合得到原油质量与油峰面积关系曲线。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤c和步骤d中，通过每次向混油钻井液中滴入1滴原油，来每次向所述预设容器中加入预设质量的原油，其中，第N原油质量为N滴原油的总质量。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，根据各井深所对应的原油质量确定原油变化量，根据所述原油变化量确定是否钻遇油层。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，根据第i井深所对应的原油质量和第i-1井深所对应的原油质量确定出第i井深所对应的原油变化量，判断所述第i井深所对应的原油变化量是否大于预设原油变化量阈值，并根据判断结果确定是否钻遇油层。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述第i井深所对应的原油变化量大于预设原油变化量阈值，则确定在第i井深处钻遇油层。
7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，根据各井深所对应的原油质量确定对应的含油率，根据各井深所对应的含油率确定含油率变化量，根据所述含油率变化量确定是否钻遇油层。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据第i井深所对应的含油率和第i-1井深所对应的含油率确定出第i井深所对应的含油率变化量，判断所述第i井深所对应的原油变化量是否大于预设含油率变化量阈值，并根据判断结果确定是否钻遇油层。
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