Способ определения пористости горных пород Советский патент 1978 года по МПК G01N27/78 G01V3/14 

Изобретение относится к физико-химичес ким методам анализа горных пород, в частности, касается определения пористости и содержания связанной воды методом ядерно магнитного резонанса (ЯМР), Известны способы применения ЯМР для изучения физико-химических свойств горных пород, например, для бесконтактного измерения пор в пористых средах 111, согласно которым, изменяя амплитуду градиента поля от нуля до такой величины, пока амплитуда сигнала эха не уменьшится в два раза измеряют соответствующие амплитуды сигналов эха и по ширине линий судят о размерах пор. Однако этот спОсоб не позволяет определять пористость горных пород. Наиболее близок к предлагаемому-спосо определения пористости горных пород |2j, основанный на применении метода 5щерного магнитного резонанса, включаюший пометение исследуемого образца в измерительную пробирку, установленную в датчик релаксометра ЯМР, и измерение сигнала ЯМР от этого образца. Образец сначала насыщают водой, помещают в пробирку и измеряют начальную амплитуду сигнала ЯМР, затем высушивают и вторично насышают водородсодержащей жидкостью, после чего помещают в пробирку с водой и измеряют амплитуду сигнала ЯМР. Вьгчитая эту амплитуду из ранее определенной, с учетом размеров пробирки, оценивают объем образца и рассчитывают его пористость. Известный способ дает невысокую точность вследствие трудности раздельного определения объема твердой и жидкой фаз исследуемого образца, обусловленной присутствием жидкости на поверхности образца. Цель изобретения - повышение точности определения пористости горных пород. Поставленная цель достигается тем, что измерительную пробирку заполняют водородсодержашей жидкостью, измеряют амплитуду сигнала ЯМР от этой жидкости (Аэ), помешают образец в пробирку с жидкостью, измеряют амплитуду сигнала ЯМР (А ) от оставшейся в межчастичном пространстве водородсодержащей жидкости и от жидкости в поровом пространстве, замешают водородсодержащую жидкость в межчастичном пространстве образца более тяжелой и вязкой жидкостью, не содержащей ядер, водорода, измеряют амплитуду сигнала ЯМР от жидкости в поровом пространстве образца (А,) и по формуле АЭ-А,А, определяют пористость горных пород. Для гравитационного удаления (замещения) жидкости между частицами образца, например воды, можно использовать жидкость на фторорганической основе, имеющую большой удельный вес ( 1,9 - .2,1 г/см), обладающу..ю хорошими отмывающи свойствами и не смещиваюшуюся с водой. Можно также использовать четыреххлористый углерод. Использование предлагаемого способа по зволяет исключить такой искажающий факто как вклад жидкости между частицами и поверхностной водородсодержащей жидкости в измеряемые значения амплитуды и време ни релаксации, а следовательно, в определя мые величины пористости и содержания свя занной воды. В соответствии с вышеизложенным пред лагаемый способ анализа коллекторских свойств образцов произвольной формы и размеров, например шлама, с помощью метода ЯМР содержит следующие, операции. 1)Измерение амплитуды сигнала А от эталона воды, заполняющей измерительную пробирку, с помощью релаксометра ЯМ 2)Помещение естественно содержащего пластовую жидкость .(воду, нефть или их смесь), образца горной породы в измерител ную п.робирку с .водой, .установленную в дат чике релаксометра ЯМР. 3)Измерение амплитуды сигнала А, от объема жидкости в этой измерительной про бирке. 4)Заполнение той же.пробирки фтороргадической жидкостью, которая в. .течение нескольких минут вытеснят и замещает воду между частицами образца в измерительной з.оне датчика релаксометра ЯМР. 5)Измерение амплитуды сигнала А 2 и кривой спик-решеточной релаксации только от объема жидкости, находящейся в порах частиц образца породы. 6)Расчет амплитуды сигнала А | от объемаг/жидкосги, эквивалентного объему каркаса образца, по измеренным значениям амплитуд, сигнала ЯМР, согласно пп. 1,3, ИЗ соотнощейиз .7)Определение открытой (общей) пористости KPI исследуемого образца породы о измеренным значениям амплитуд сигала, согласно пп. 5,6, из соотношения К - ,-.А 8)Определение содержания связанной воды (остаточной водонасыщенности) по измеренному согласно п. 5 значению времени релаксации с помощью методики, описанной в сб. Разведочная геофизика, вып. 73, 1976. По определенным вышеуказанным способом значениям открытой (общей) пористости и содержания связанной воды в образце породы оценивают эффективную пористость, проницаемость и т.п. (Timur A-T-of PetfoETec-hn л/6, 21, 1969). . Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа выражается в повы- щении информативности и достоверности анализа каменного материала (керна, образцов бокового грунтоноса, шлама и т. п.) , в экспрессности и оперативности построения литологического разреза, в улучшении технологии и режима бурения скважины, значительном сокращении трудовых затрат и времени. Предлагаемый способ позволяет своевременно прогнозировать подходы к коллекторам, исключить пропуск последних, выделять покрышки коллекторов и зоны аномально высокого давления (АВПД). Кромеi того, сплощной анализ щлама согласно предлагаемому способу обеспечивает получение непрерывной и полной информации по всему разрезу скважины, что значительно сокращает потребность в керновом материале и расходы по его отбору. Формула изобретения Способ определения пористости горных пород, основанный на применении метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР), включающий помещение исследуемого образца в измерительную пробирку, установленную в датчик релаксометра ЯМР, и измерение сигнала ЯМР от этого образца,, о т л ичающи, йся тем, что, с целью повы- . шения точности определения пористости, пробирку заполняют водородсоде.ржащей жидкостью, измеряют амплитуду. ЯМР от этой жидкости (Ад ), noMeaiaiuT образец в пробирку с жидкостью, изМе-ряюг амплитуду сигнала ЯМР (А )от оставшейся в межчастичном пространстве водородсодержащей жидкости и от жидкости в поровом простран5стве, замещают водородсодержащую жидкость в межчасгичном пространстве образца более тяжелой и вязкой жидкостью, не содержащей ядер водорода, измеряют амплигт.г- t-гтуду сигнала ЯМР от жидкости в поровом пространстве образца (Ag ) и определяют пористость горных пород (К ) по формуле: - Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: ;L. Авторское свидетепьство СССР № 528489, G01 N 27/78. 1975. 2;.T-iniur Д.Тгоща 5PNWUAj2-t Aan.ljOtf.S-imp.,