0 引言

随着珠江口盆地油气勘探逐步向中深层迈进，潜山勘探再次成为热点。古潜山岩性主要为火成岩，相比于沉积岩，火成岩岩性复杂，储集空间多样，流体识别困难（许鹏等，2022）。王文华等（2016）利用核磁 T₂谱构建毛管压力曲线建立和实验室压汞曲线之间的联系，继而对孔隙结构进行精确评价。朱勇等（2018）综合运用各种资料将火成岩孔、渗、饱分解成基质孔渗饱和裂缝孔渗饱，模拟得到解释模型，然后进一步通过和岩心实验数据对比来修正解释模型。黄力等（2018）利用录井资料和电成像资料首先对火成岩进行岩性识别，然后对不同的岩性建立不同的解释模型，评价了不同岩性的储层发育能力。以往的火成岩评价方法过于依赖实验室岩心标定来确定岩石骨架参数，缺少流体识别方法，对于新区探井的应用有一定的局限性。二维核磁共振测井不受岩石骨架影响，主要通过测量地层孔隙流体中的氢信号来反映地层信息，从而克服了以体积模型为基础的常规测井方法的限制，可以提供准确的储层相关参数——渗透率、可动流体孔隙度、有效孔隙度、总孔隙度、孔径分布等，还可以进行流体性质识别（王猛，2017；俞保财等， 2020；宁从前等，2021）。

本文通过二维核磁在古潜山火成岩地层的应用，有效评价古潜山火成岩地层的孔隙结构，并有效识别火成岩地层流体性质，为下一步古潜山勘探奠定了基础。

1 火成岩地层评价难点

南海东部古潜山地层成熟度低，岩性复杂，储集空间主要为裂缝孔洞，发育风化裂缝带和内幕裂缝带（田立新等，2020），在储层评价中主要有以下问题。

1.1 孔隙结构评价

火成岩储集层属于双孔介质储集层，它的储集空间有多种类型，主要有基质孔隙和非基质孔隙，非基质孔隙主要包含裂缝和孔洞等。相对于常规孔隙型储层，火成岩储层存在如下特点：（1）火成岩岩性有蚀变闪长岩、辉绿岩、凝灰岩等，矿物成分和岩性十分复杂，骨架参数难以确定，无法有效评价火成岩的孔隙度；（2）火成岩储层为双孔介质，基质孔隙和非基质孔隙的存在导致储层的渗透性不仅受基质孔隙结构的影响，还受到非基质孔隙发育程度的影响，孔、洞、缝发育程度不同和组合方式的不同都会导致储层渗透性的巨大差异（赵冉等， 2006）。

1.2 流体性质识别

储层流体性质的准确识别对于厘清油气藏的油气分布规律、油气界面划分以及勘探阶段地质作业方案设计、储量规模落实和后期开发方案制定都至关重要。在针对南海东部火成岩地层流体识别研究过程中，由于火成岩地层埋藏较深且为典型的陆相沉积环境，储层表现为低孔低渗、非均质性强、油水层电性差异小等特点，使得储层流体识别遭遇了不确定性，其主要原因有：（1）储层致密条件下测井响应特征在弱化。与常规中、高孔储层相比，低孔低渗储层岩石骨架所占比例变大，相应的孔隙流体所占比例则变小。测井响应是岩石骨架和孔隙流体的综合贡献，储层致密会导致孔隙流体对测井响应的贡献降低，测井曲线的油气响应特征也会随之差异变小。（2）强非均质性背景下饱和度无法定量计算。火成岩储集层属于缝洞型储集层，其储层空间主要为基质孔隙以及溶孔、溶洞、裂缝相互连通的网状储集空间，非均质性较强，导致其岩电关系复杂。常规的饱和度计算公式（阿尔奇公式）是建立在均质性较强的纯砂岩模型上，因此火成岩这类裂缝性储层难以定量计算饱和度参数。

2 二维核磁仪器（MREX）介绍

二维核磁测井仪器（MREX）（王建红等，2017） 是贝克公司推出的新一代电缆核磁共振测井仪。该仪器贴井壁测量，适用于任何类型的井眼，探测深度为2.2~4. 0 in，受泥浆矿化度影响较小，可以在大斜度及水平井中测量。

二维核磁测井仪器（MREX）采用 CPMG 采集模式，通过不同等待时间和不同回波间隔的自旋回波串信号来收集地层流体的扩散系数信息，进而区分不同流体类型。核磁共振回波信号计算关系式如下（姜志敏等，2022）：

式（1）中，t为采集时间（ms）；D为扩散系数（m² / s）；T₂为横向弛豫时间；T_E为回波间隔时间；M（t，T_E）为回波间隔 T_E 在时间 t 时刻采集到的核磁共振信号；M（0_i）为零时刻回波幅度；$\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(\frac{t}{T_2}\right)$、是 T₂ 和扩散作用下，磁化矢量随时间的变化；ξ 为信号噪声。 $\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(-\frac{{\gamma }^2{G}^2{T}_E^{2}D}{12}\right)$

二维核磁共振仪器和一维核磁仪器测量原理基本上一致，测量的地层信号也基本相同。二维核磁通过不同流体的扩散系数不同结合横向弛豫 T₂ 进行流体性质识别。MREX 有 6 种不同的测量模式：不同的测量模式等待时间及回波间隔不同，利用不同流体的扩散系数不同及横向弛豫时间 T₂不同，放大两者的差异用于流体性质识别。不同流体的识别图版如图1所示，纵坐标为扩散系数，横坐标为T₂本征谱。

3 应用案例

近期南海东部钻进 X 井，该井主要目的层为古潜山，目的层岩性复杂，主要有闪长岩、辉绿岩、花岗岩等。该井裂缝发育，油气显示丰富，电阻率背景值为高值。不同的岩性如何选取骨架值计算孔隙度，如何选取合适的公式计算渗透率，如何识别油气层都面临了巨大的挑战（图2）。

为了得到更好的测量效果，测前设计是很重要的一方面。为了更好地对孔隙结构和流体性质进行评价，MREX 最终采用孔渗加轻质油的测量模式进行测量。最终 MREX 测井解释成果图如图3 所示，由图3 可知 MREX 的一维解释结论可以提供 T₂ 谱、泥质束缚水孔隙度、毛管束缚水孔隙度、可动孔隙度、总孔隙度以及渗透率。

由核磁一维解释成果可以得到火成岩地层为低孔低渗地层，可动孔隙度为 0%~3%，渗透率在 0~2 mD；核磁可动孔隙度较大的井段对应深浅电阻率交汇较好且相对低值井段，深浅电阻率交汇较好表征物性较好，说明核磁测井和常规测井一致性良好；后续将核磁成果和实验室岩心测量结果进行了对比，核磁有效孔隙度和实验室岩心孔隙度对比一致性良好（图4）说明核磁孔隙度准确可靠；该井后续进行了测压取样作业，通过测压流度和核磁渗透率进行对比，发现核磁渗透率（标定后）和测压流度整体一致性良好（图5），由于火成岩裂缝发育，所以测压流度具备一定的偶然性，但核磁渗透率还是可以准确反映地层信息。对于孔隙度和渗透率的评价，核磁资料都提供了比较准确的结果且得到了验证，说明核磁资料可以精准评价火成岩储层。

由图2可知，常规电阻率曲线整体高值，部分井段达到2000 Ω·m，利用常规电性曲线无法判断真正的储层位置，更无法判断储层的流体性质。由核磁二维解释成果（图6）可知火成岩井段多处见轻质油信号，且油信号多出现在低电阻率的位置。综合其他测井资料得到火成岩分类标准如下：I 类储层可动孔隙度大于3%，渗透性较好，电阻率小于250 Ω·m； Ⅱ类储层可动孔隙度 1%~3%，渗透性一般，电阻率小于 250 Ω·m；Ⅲ类储层可动孔隙度小于 1%，渗透性较差，电阻率大于 250 Ω·m，得到的储层分类见图3。

通过 MREX 核磁测井资料的储层定量评价和流体性质定性识别，得到了本井的I类储层达200余米，流体性质主要为轻质油，顶部为凝析气。后续该井进行了裸眼测试，日产油 300 m³，日产气 400000 m³，实现了火成岩勘探开发的突破，也证明了核磁测井储层评价的有效性。

4 结论

（1）MREX核磁一维处理结果可以提供T2谱、渗透率、总孔隙度、泥质束缚孔隙度、毛管束缚孔隙度、可动孔隙度等各种储层参数，且与实验室岩心孔隙度及测压流度匹配性良好

（2）MREX 的二维核磁处理结果还可以有效识别地层流体性质，并通过测试得到了进一步的验证。

（3）核磁资料处理结果经过和实验室岩心孔隙度、测压流度及测试资料对比证明了其储层评价的可靠性，突破了常规测井曲线的限制，是火成岩地层行之有效的评价手段。

参考文献