核磁共振測(cè)井原理

核磁共振測(cè)井原理核磁共振測(cè)井原理一、 技術(shù)1945年，BlochPurcell覺察了核磁共振〔NMR〕現(xiàn)象。從那時(shí)起，NMR作為一種有化學(xué)、生物化學(xué)，進(jìn)而擴(kuò)展到生命科學(xué)、診斷醫(yī)學(xué)及試驗(yàn)油層物理等領(lǐng)域。如今，NMR已成為這些領(lǐng)域的重要分析和測(cè)試手段。40年月末，Varian公司證明白地磁場(chǎng)中的核自由運(yùn)動(dòng)，50年代，Varian磁共振測(cè)井可行性爭(zhēng)論。60年月初開發(fā)出試驗(yàn)Chevron爭(zhēng)論中心提出的概礎(chǔ)，多年來國內(nèi)外石油公司、爭(zhēng)論單位、測(cè)NMR測(cè)井應(yīng)用的主要原理如孔隙度外表弛豫特性、體積流體弛豫特巖石孔隙度、滲透率、孔隙構(gòu)造、潤濕性與弛豫水、氣弛豫特性差異，粘度、礦化度對(duì)弛豫時(shí)間資料分析處理爭(zhēng)論所作的假設(shè)與近似作了充分闡述，為應(yīng)用核磁共振測(cè)井資料求巖石物理參數(shù)，識(shí)別油、氣、水，推測(cè)產(chǎn)能，選擇測(cè)井參數(shù)等建立了應(yīng)用根底，大大推動(dòng)發(fā)該技在油氣勘探、開發(fā)中的應(yīng)用?；夭ㄩg隔、等待時(shí)間和采集的回波總數(shù)。因而NMR隔能影響觀測(cè)流體集中效應(yīng)的力量增加回波總數(shù)能獲得更準(zhǔn)確的有關(guān)長弛豫時(shí)間重量的信息。轉(zhuǎn)變測(cè)井參數(shù)能影響NMR測(cè)井解釋主要原理的運(yùn)流體梯度集中效應(yīng)，用以區(qū)分油、氣；而縮短等于區(qū)分油、氣等。第五、對(duì)測(cè)量信號(hào)的處理技術(shù)不斷進(jìn)展改進(jìn)。如：對(duì)T2回波信號(hào)用多指數(shù)模型擬合成弛等軟件?，F(xiàn)在，NMR測(cè)井在應(yīng)用方面已有重要水。其次，它能供給不同的孔隙度成分，依據(jù)橫2T2

的分布，以截止值方法區(qū)分自由2空間。90T下限22值是3－5ms，最儀器可能測(cè)量的T2

衰減成分下限達(dá)0.1－0.5ms。因此可以求自由流體孔隙TCMR方面的關(guān)于地層孔隙度尺寸分布和孔隙構(gòu)造的信息。更好地描述流體的可動(dòng)性。第四，的、測(cè)速較快、本錢較低的NCMR儀和常規(guī)儀器結(jié)合，可改善關(guān)鍵地層特性如束縛水包和度和滲透率的確定，從而提高儲(chǔ)層產(chǎn)能推測(cè)力量。同時(shí)，可提供更準(zhǔn)確的定量化的泥質(zhì)砂巖氣層和稠油層評(píng)價(jià)。NMR測(cè)井商業(yè)效勞的主要有兩種儀器。一種是NUMAR公司的MRIL儀，另一種是斯倫貝謝公司的CMR。MRIL儀為獲得強(qiáng)信號(hào)使用條形磁鐵和縱向接收線圈的組合，〔2ft〕薄圓1.2ms400個(gè)回波組成的標(biāo)準(zhǔn)脈沖回波組成的標(biāo)準(zhǔn)脈沖回波序列和標(biāo)準(zhǔn)半回波間隔有8－16個(gè)回波的短回波予序列快速脈沖結(jié)合，這一脈序列重復(fù)50次噪音減至1/7T2

能短至0.5msCMR儀器。該儀器使用一對(duì)條形磁鐵，在其6in。探測(cè)靈敏區(qū)為進(jìn)入地層0.5－1.25in的體積域。它對(duì)薄泥質(zhì)砂巖快速孔隙度變化比較敏感。近年CMR級(jí)，每個(gè)回泚的信噪比已改進(jìn)50%，回波采樣優(yōu)化了信號(hào)處理軟件使其對(duì)短T2衰減有最大靈CMR－200儀器測(cè)量的最短地層T2衰減時(shí)間，用連續(xù)測(cè)井方式時(shí)。所用頻率不同。磁場(chǎng)的選擇度場(chǎng)的選取。斯倫貝謝公司的可組合核磁共振測(cè)井儀CMR901in處形了數(shù)據(jù)的質(zhì)量，又降低了測(cè)井的本錢，同時(shí)，使積很小，信號(hào)拫弱，信噪比有時(shí)仍不抱負(fù)。NumarMRIL技術(shù)的核心局部是兩在，結(jié)果仍會(huì)受到泥漿的干擾，另外，由于選擇不會(huì)太高。核磁共振測(cè)井的測(cè)量方法核磁弛豫的測(cè)量方法有多種，在核磁共振測(cè)井中主要承受了預(yù)極化方式、自旋回波方式確，并且提高了信噪比。預(yù)極化方式在穩(wěn)定場(chǎng)的垂直方向上加一較強(qiáng)的極化場(chǎng)，經(jīng)過足夠長極化時(shí)間，原來沿穩(wěn)定場(chǎng)建立的平生一個(gè)橫向磁化強(qiáng)度重量，這時(shí)突然撤去極化0，在垂直于穩(wěn)定場(chǎng)方向上會(huì)測(cè)量到一個(gè)隨時(shí)間衰減的自由感應(yīng)衰減信號(hào)FID，利用其幅度的變化可以爭(zhēng)論物質(zhì)的T2。該方法要求有較長極化時(shí)間，測(cè)井速度慢，且電流大，有用信息。自旋回波方式T2到磁場(chǎng)非均勻性嚴(yán)峻影響。為了改善測(cè)量的質(zhì)量，右用這種方式。在垂直于穩(wěn)定場(chǎng)方向旋加一900極化脈沖，使M0產(chǎn)生900用，各重量相位分散，橫向重量減小，經(jīng)過恢復(fù)時(shí)間τ再施加脈沖，散開的磁矩繞極化場(chǎng)翻轉(zhuǎn)1800，再過時(shí)間τ，分散的核磁矩又集中到極化場(chǎng)900的位置，開成一個(gè)強(qiáng)的自旋回波。轉(zhuǎn)變回波，其衰減時(shí)間常數(shù)為T2。假設(shè)脈沖間隔足夠小，就可有效地消退集中和磁場(chǎng)非均勻性對(duì)不好掌握，因而沒有得到應(yīng)用。CPMG脈沖序列法上面的自旋回波方案缺點(diǎn)是不能進(jìn)展重復(fù)測(cè)量，且極化脈沖不準(zhǔn)確會(huì)帶來測(cè)量結(jié)果的誤差，因此現(xiàn)代測(cè)井術(shù)應(yīng)用了CPMG脈沖序列方90180xy軸上，列。即使180也是正確的，故脈寬的誤差對(duì)測(cè)量的T2結(jié)果不會(huì)有多在影響。回波的幅度以T2為時(shí)間常數(shù)衰T2D。一、資料的解釋與應(yīng)用核磁共振測(cè)井對(duì)處于束縛狀態(tài)的氫核不敏T2受流體的粘度、礦化度、溫度影響、另外還與測(cè)量的磁場(chǎng)條件有關(guān)。當(dāng)流體處在孔隙介質(zhì)中時(shí)，速集中極限下，孔隙介質(zhì)中流體的弛豫時(shí)間T2一般滿足：式中T

1 1 s—＝—＋ρ2〔－〕T2 T2B V－自由體積含氫流體的弛豫值；2Bρ2礦物組成和孔隙中含氫流體的性質(zhì)；S、V分別為孔隙的外表積與體積；2T2

具有多種弛豫組2分，因而聽從一個(gè)分布函數(shù)P〔T。2爭(zhēng)論地層的孔隙核磁共振測(cè)井反映孔隙的力量同回波間距TE有關(guān)，隨著TE的增加，它反映微小孔隙中此核磁共振孔隙度可以視為可產(chǎn)水與毛管束縛T2分布的積分面積可以視為核磁共振孔隙度φ，它等于或略小于巖石的孔隙度。選擇一個(gè)適宜的截止值TR，小于TR局部的面積視為毛管束縛水體積，大于TR的T2分TR值大約為33ms，當(dāng)?；蛘邔⒃蓟夭薪?jīng)過處理，變?yōu)?或1034個(gè)瓣的幅度相加作為毛細(xì)束孔隙度φnmr，二者之差即為自由流體指數(shù)FFI。將核磁共振測(cè)井與其它孔隙度測(cè)井相結(jié)合，可以求出粘土束縛水孔隙度φwb以及剩余水孔隙度φirr，這是用電阻率測(cè)井進(jìn)展飽和度評(píng)價(jià)時(shí)需要的一個(gè)重要參數(shù)。油、高粘度重油、自然氣、巖石中含某些磁性物的精度有時(shí)也會(huì)有影響。假設(shè)外表弛豫作用猛烈，T2正比于孔隙的大小，弛豫測(cè)量就反映孔徑的分布，所以，將T2分布重刻度就可以得到巖石的孔隙分布直反映巖石的孔徑分布，油對(duì)孔徑的變化不敏感，但由于測(cè)井信噪比不高和油水間可存在的相互影響，核磁共振測(cè)井反映分布的力量會(huì)降低。求飽和度一般而言，T2弛豫分布的幅度與該組分的SS。值，測(cè)量的T2分布將呈現(xiàn)雙峰分布，低T2峰對(duì)應(yīng)著潤濕性的水，高T2峰對(duì)應(yīng)著輕質(zhì)油，通包圍的面積分別為含油和含水的體積?？紫?，連通孔隙與晶洞孔徑差異較大時(shí)，T2分井方法才能得到牢靠的結(jié)論。估算滲透率井方法不能直接供給公式中所需要的一些關(guān)鍵磁共振測(cè)井能直接給出流體的含量和孔隙分布算滲透率還是較為可信的。估算原油粘度子的活動(dòng)性與T2有親熱關(guān)系，對(duì)于流體，粘度體，其T2也相應(yīng)地較小，所以油的弛豫與其粘度和溫度間存在肯定關(guān)系，可以利用測(cè)量的T2直接在估算原油的原位粘度。集中系數(shù)的應(yīng)用自然氣的T2很小，集中系數(shù)很大，利用集中系數(shù)和T2相結(jié)合，有時(shí)可用于查找氣層，譜差分法〔DSM〕和譜位移法〔SSM〕就是依據(jù)過程中的人為因素等緣由導(dǎo)致T2分布發(fā)生畸變，這兩種方法會(huì)失效。為此以進(jìn)展了