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现场快测、精准高效神开SKNM12实现煤层气储层快速评价

发布：上海神开石油仪器有限公司

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在煤层气勘探开发中，核磁共振技术主要应用于实验室检测和解释储层岩心特性，涵盖岩性、物性、含油气水性等，为储层评价提供关键参数。然而从现场取心运回，并在实验室分析需较长周期，部分参数（如油气散失率）在此过程中易变，造成与原始状态的差异，影响后续储层和生产参数评价的准确性。加之实验室设备体积较大且昂贵，现场录井进行及时储层评价或提供评价相关参数的手段相对有限，亟需一种适用于现场且即时分析岩心（岩屑）的便携式设备和应用技术。

神开推出的新一代SKNM12便携式核磁共振录井仪能够快速获取岩心（岩屑）的核磁T2谱、核磁孔隙度、含油饱和度、原始含水饱和度、散失流体饱和度、SDR渗透率及孔径分布等储层相关参数，实现现场储层快速评价。

一、系统组成

SKNM12快速核磁录井仪由三部分构成：控制柜、笔记本、磁体柜。

1. 控制柜：由安装在内部的温控模块、谱仪、射频功放、前置放大器、供电模块等组成；

2. 笔记本：负责接收操作者的指令，并通过序列发生软件产生各种控制信号传递给谱仪系统的各个部件协调工作，笔记本还要完成数据处理、存储以及显示任务；部分一维和二维信号处理等功能也是由笔记本完成的；

3. 磁体柜：部分包括一台永久磁体，加热及恒温电路以及具有严格屏蔽的射频线圈组成；

4. 分析软件和解释软件：分析软件数据处理完后，解释软件自动计算各类参数。

SKNM12快速核磁录井仪

二、现场快速评价流程

煤层气岩心的测试流程包括仪器标定、稳定性验证、岩心的取样、修样、新鲜/饱水样核磁实验、质量体积密度测量、烘干以及烘干样核磁测试实验。

1. 仪器标定：现场配置三套不同标定方法，分别为油标定、锰标定、水标定；

2. 取样：时刻关注取心情况，当岩心出筒时按规定及时取样，原则上间隔0.5米取岩心内部样品；

3. 修样：使用地质锤先将岩心样品边部去除，后使用斜口钳进行精修，保证每块岩心小样无边无钻井液污染，质量在8g-12g之间且能顺利放入试管之中；

4. 稳定性验证：取标样放入核磁仪器中测量，观测实验结果信号量是否与前一次实验结果一致；

5. 新鲜样核磁共振T2谱测量：测量样品的原始质量后，使用生料带包裹放入核磁试管中进行核磁共振测量；

6. 饱水样核磁共振T2谱测量：生料带解除，将样品放入对应编号自封袋内，加蒸馏水没过样品后放入真空抽气装置中抽真空2h，将岩心小样内部气体抽出。待真空抽气时间结束后放入加压饱和装置，加压10MPa静置2h使蒸馏水充分填充入岩心小样内部孔隙。加压结束后取出样品，用卫生纸擦去表面浮水，用生料带包好放入核磁试管中，进行核磁共振饱水样T2谱测量；

7. 质量体积测量：使用精密天平测量加压饱水后岩心质量，使用密度天平测量岩心的质量和体积，计算岩心的密度；

8. 样品烘干：将样品放入恒温干燥箱内，温度调制105℃，持续烘干12h后，将烘干的样品放入干燥皿内冷却；

9. 烘干样核磁共振T2谱测量：测量烘干样品的质量，使用生料带包好放入核磁试管中进行核磁共振测量。

整个操作过程可在20小时内即可获得本筒次全部样品实验结果，如图1所示。

图1 工作流程图

三、系统特点

主要特点：快速、精准、便携、环保、多参数

1. 速度快——2min内/次；

2. 准确度高——mg级别流体分辨率，0.01msT2分辨率；

3. 稳定性好——自控温+自屏蔽；

4. 安全、环保——无辐射，无有害物质；

5. 便携性——体积小，方便搬运。

其中电子立柜：长512mm*宽 255mm*高425mm，质量23kg；磁体柜：长 440mm*宽 270mm*高 254mm，质量27kg。

四、应用效果

AX1井为某区域的深层煤层气井，目的层岩性以页岩和煤为主，含有少量泥岩、粉砂岩，取心段为1#、2#、3#、4#、5#、6#和7#煤层，核磁共振分析全取心段间隔0.5米取样。

解释成果与地质分析一致：

（1）孔隙度特征

图2 煤层孔隙度对比图

AX1井取心段岩性以页岩和煤为主，含有少量泥岩、粉砂岩，煤层孔隙度：平均7.51%，最小6.27%，最大9.09%；页岩孔隙度：平均10.27%，最小1.47%，最大20.27%；其中1#煤层、4#煤层下部孔隙度相对更高如图2所示。

（2）含气性特征

图3 煤层含气饱和度对比图

煤层含气饱和度：平均38.61%，最小16.00%，最大66.87%；页岩含气饱和度：平均21.84%，最小2.85%，最大71.43%；其中5#煤层含气饱和度更高达到55.8%，为最优质煤层如图3所示。

（3）含水性特征

图4 煤层含水饱和度对比图

煤层含水饱和度：平均61.39%，最小33.13%，最大84.00%；页岩含水饱和度：平均78.16%，最小28.57%，最大98.77%；其中5#煤层含水饱和度相对更低，如图4所示。

（4）综合解释成果

4#煤层核磁录井综合解释

图5 4#煤层核磁录井解释成果图

由图5可看出，4#煤层主要以煤为主，共取样7块，核磁平均有效孔隙度为6.13%，页岩6.77%、煤5.28%。

录井气测异常层1个，在煤层交界层段，迟深4322m～4324m，TG由2.8272%↑29.8507%，C1由2.4037%↑29.3094%。气测异常发生段测得岩心含气饱和度同步上涨如图6所示。本层中以煤为主，含气饱和度较为正常，占最大孔隙度的孔喉半径主要分布在0.01＜r＜1μm范围，可动流体饱和度较低，综合评价中等。

图6 气测异常段趋势对比图

5#煤层核磁录井综合解释

图7 5#煤层核磁录井解释成果图

由图7可看出，5#煤层煤页岩交杂，共取样8块，核磁平均有效孔隙度为8.95%，页岩10.55%，煤7.35%。

录井气测异常层1个，在煤层与页岩段，迟深4326m～4328m，TG由3.5842%↑30.1931%，C1由8.1156%↑23.1297%。气测异常发生段测得岩心含气饱和度同步上涨如图8所示。本层中以煤，页岩为主，含气饱和度为本次取心段最高，占最大孔隙度的孔喉半径主要分布在0.01＜r＜1μm范围，可动流体饱和度较高，SDR渗透率较高， BRD谱显示可动流体饱和度为本井最高，综合评价最优，建议水平段箱体选在5#煤层煤岩。