核磁共振测井原理
核磁共振成像测井
一种是斯仑贝谢公司推出的组合式脉冲核磁共振测井仪CMR； 一种是以俄罗斯为主生产和制造的大地磁场型系列核磁测井 仪RMK923。 这些核磁共振测井仪器的具体测量方式存在一些差异，但在 测量原理上大同小异。
a
8
8
2.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构
核磁共振测井测量的信号是由不同大小的孔隙内地层水的信号叠加 ，经过复杂的数学拟合得到核磁共振T2 分布。这就是利用核磁共振测 井资料研究储层岩石孔隙结构的基础。目前利用核磁共振测井资料研究 地层孔隙结构的方法都是进行室内实验, 将岩心的压汞毛管压力曲线和 核磁共振T2 分布对比, 建立其相关性, 进而通过核磁共振T2 分布, 间 接地利用岩石的毛管压力分布曲线来研究岩石的孔隙结构。【2】
5
5
核磁共振测井应用
图三[5] 为单井柱状图：
a
6
6
2.1 直接探测储层孔隙
不同的原子核有不同的共振频率，所以可通过选择共振频率确定 观测对象，核磁共振测井研究对象为氢核。氢核在地层中有两种存在 环境，即固体骨架和孔隙流体，在这两种环境中氢核的核磁共振特性 有很大差别，可以通过选择适当的测量参数，来观测只来自孔隙流体 而与岩石骨架无关的信号。宏观磁化矢量在观测对象确定之后，在给 定强度的静磁场和恒温下，磁化矢量的大小与单位体积内的核自旋数 成正比，即与地层孔隙流体中的含氢量成正比，可直接标定为地层孔 隙度。因此，核磁共振可直接探测地层孔隙度而不受岩石骨架的影响。
时间，M0、T1、T2就是核磁共振测井要测量和研究的对象。【1】
z
z
B0
B0
y
x
横向弛豫（T2）。在XY平面， 旋转开始，并逐步发散开去。
《核磁共振测井全》课件
储层表征
核磁共振测井提供了详细的储 层性质描述，包括孔隙结构、 孔隙度分布和岩石类型，有助 于优化开发和生产侵入性测量
核磁共振测井是一种非 侵入性测量技术，不需 要采集样品，可以在井 内直接获取地层信息。
2 高分辨率
核磁共振测井具有高分 辨率，可以获取细微的 地质和储层参数变化， 提供精确的地质解释。
3 仪器限制
核磁共振测井仪器的尺 寸和功耗限制了其在特 定井眼中的应用，需要 克服相关的工程和技术 问题。
核磁共振测井的案例研究
1
海上油气勘探
核磁共振测井在海上油气勘探中的应用，帮助发现油气藏和优化产能，提高勘探 和开发效率。
2
储层评估
核磁共振测井在储层评估方面的应用，提供可靠的地质参数和流体信息，指导油 气勘探和开发决策。
3
井间连通性
核磁共振测井用于评估油井间的连通性，检测压力变化和流体移动，帮助优化油 藏生产。
核磁共振测井的未来发展
先进测井技术
未来的核磁共振测井技术将更 加先进，实时、高分辨率、多 参数测量等特性将得到进一步 增强。
人工智能应用
结合人工智能技术，核磁共振 测井可以进行更精确的数据处 理和解释，提高解释的速度和 准确性。
环境友好型
未来的核磁共振测井技术将更 加环境友好，减少对地下水资 源和环境的影响。
《核磁共振测井全》PPT 课件
核磁共振测井是一种用于获取地下岩石和流体性质的非侵入性测量技术。通 过应用核磁共振原理，可以获得有关地下油气储层的重要信息。
什么是核磁共振测井？
1 原理解释
2 数据获取
核磁共振测井利用原子核的自旋和磁矩之 间的相互作用来研究储层的性质。它基于 核磁共振现象，通过识别和分析样品中的 核自旋状态来获取相关信息。
核磁共振测孔隙度原理
核磁共振测孔隙度原理核磁共振测孔隙度（Nuclear Magnetic Resonance Porosity，NMR）是一种非侵入性的测井技术，用于确定岩石孔隙的体积分数，以及描述留存流体类型和分布。
核磁共振测孔隙度原理基于核磁共振现象，通过测量核磁共振信号的强度和特征参数来推断孔隙度。
核磁共振是指原子或分子中的核自旋在外加磁场作用下吸收或辐射电磁波的现象。
具有非零核自旋的原子（如水、油等）能够通过核磁共振吸收外加磁场的能量，通过测量吸收的能量大小和特征参数，可以得出岩石中孔隙的体积分数。
核磁共振信号通常使用自由感应衰减（Free Induction Decay，FID）信号进行分析。
1.应用恒定的磁场：首先，在测井工具中应用强磁场，使矿物质和流体中的原子核自旋朝向对齐，形成核磁共振。
2.激发核磁共振：向磁场中加入一定频率的射频脉冲激发核自旋的能级，使它们跳到激发态。
3.检测核磁共振信号：原子核自旋从激发态退激时释放出能量，形成核磁共振信号。
这些信号以自由感应衰减（FID）的形式测量，并被记录下来。
4.分析核磁共振信号：通过分析FID信号的强度和特征参数，可以推断孔隙度。
FID信号的强度与孔隙介质中各种流体（如水、油、气等）的体积分数有关。
1.非侵入性：核磁共振测孔隙度技术不需要摧毁岩石样品，可以对井眼进行实时测量，无需取心样进行实验室测试。
2.全面性：核磁共振测孔隙度技术可以获得整个孔隙度（包括大孔与小孔）的信息，对于孔隙度的测量更为准确。
3.灵敏度高：核磁共振技术对不同类型的流体有较高的辨别能力，可以准确判断孔隙中流体的类型和含量。
4.实时性：核磁共振测井技术可以实时地获取井眼中的孔隙度数据，为油气勘探和开发决策提供实时支持。
核磁共振测孔隙度技术在石油工业中得到广泛应用。
它不仅可以用于孔隙度的测量，还可以进行饱和度、毛管压力和孔隙连通性等参数的识别和评估。
通过结合其他测井数据，可以更全面地了解地层的储油能力和储层性质，为油气勘探和开发提供科学依据。
核磁共振测井技术及应用
核磁共振测井影响因素及适用性
核磁共振测井对井眼和泥浆有较高的要求，因为高矿化度泥浆和大井眼 都会造成信噪比降低，同时由于核磁探测深度较浅（20cm），泥浆侵入 较深会对核磁共振判别流体性质造成影响。
目录
1. 核磁共振测井基本原理 2. 核磁共振测井仪器介绍 3. 核磁共振测井资料处理 4. 核磁共振测井资料应用
核磁共振测井技术及应用
胜利测井公司资料解释研究中心 2011.05
目录
1. 核磁共振测井基本原理 2. 核磁共振测井仪器介绍 3. 核磁共振测井资料处理 4. 核磁共振测井资料应用
核磁共振测井基本原理
1、核磁共振测量的物理基础
核磁共振（NMR）指的是原子核对磁场的响应。即若在与稳定磁场垂直方 向上加一射频磁场，当交变磁场的频率与氢核的核磁共振频率相同时，处于低 能位的氢核将吸收能量，转变为高能态的核，这一现象即称之为核磁共振。
当射频脉冲作用停止后，磁化矢量通过自由进动向B0方向恢复，使原子核从 高能态的非平衡状态，向低能态的平衡状态恢复。这种高能态的核不经过辐射而 转变为低能态的过程叫弛豫。
核磁共振测井基本原理
2、核磁弛豫
纵向弛豫（T1）：磁化矢量在Z方向的纵向分量往初始宏观磁化强度M0的数值恢复 过程。它与孔隙度的大小、孔隙直径的大小、孔隙中流体的性质、以及地层的岩 性等因素有关。 横向弛豫（T2）：磁化矢量在X-Y平面的横向分量往数值为零的初始状态恢复的过 程。它与地层孔隙度的大小、孔隙直径的大小、孔隙中流体的性质、岩性、以及 采集参数（如TE和磁场的梯度）等因素有关。
核磁共振测井解释成果图
流体分析（MRIAN）成果图 第一道：自然电位SP，单位mV；
自然伽马GR，单位API； 核磁区间孔隙度T2-Porosity； 井径CAL，单位in。 第二道：核磁渗透率MPERM，单 位mD；。 第三道：标准T2分布； 第四道：流体分析道，包括：烃 体积，自由水体积，毛管束缚水 体积，有效含水饱和度，束缚流 体体积，有效含水孔隙度，核磁 共振有效孔隙度，总孔隙度。
核磁共振测井的基本原理
核磁共振测井的基本原理
核磁共振测井（NMR）的基本原理是利用原子核在外磁场
中的磁矩为零或自旋为零，即自转的变化率为零，在外加磁场中与外加电场发生作用，使原子核受到磁场力而发生磁化。
当原子核在外加磁场中运动时，其周围就产生一系列感应电流（自转），这些感应电流与磁场力方向相同，就会使原子核发生位移，其位移量与原子核磁矩成正比。
核磁共振测井正是根据原子核在外加磁场中的自转变化率来研究原子核的运动和核外电子运动的。
核磁共振测井仪器有两个重要部件：一个是感应线圈；另一个是接收线圈。
感应线圈的作用是把发射出去的核磁共振信号接收下来。
一般情况下，感应线圈处于待测井段井眼的周围，在井下有很多的铁屑或其他杂质和岩石颗粒存在。
这些铁屑和颗粒对核磁共振信号会产生很大的干扰。
当井眼打开后，由于井壁对核磁共振信号有屏蔽作用，使核磁共振信号在井眼周围产生一个很强的磁场。
在这个强磁场下，原子核就会发生位移，在原子核的自转轴方向上形成一个脉冲磁场（核磁共振脉冲）。
—— 1 —1 —。
《测井储层评价方法》核磁共振测井CMR
(msec) 1500
T2 Distribution
4、核磁共振测井的应用基础
1/T2 = 1/T2B + 1/T2S + 1/T2D = 1/T2B + ρ2Si/Vi + [D(γGTE)2]/12
式中： D为扩散系数； G为磁场梯度； γ为旋磁比； TE为回波间隔（2τ）；
ρ2 为 横 向 表 面 弛 豫 强 度 （ 常 数 ， 一 般 为 1um/s<=ρ2<=30um/s））
Signal distribution
T2 time k = 279 md
Signal distribution
Pore diameter (microns)
0.01 0.1 1
10
T2 original T2 spun sample
Free fluid cutoff
• 自由流体和 束缚流体孔隙度
—旋磁比；—自旋角动量
无外加磁场时， 核磁矩随机取 向， 宏观磁场强度 为零
• 自旋在外加磁场中进动
单个自旋（核磁矩 ）处 于外加静磁场Bo中时，它将受 到一个力矩的作用，并绕外加 磁场方向进动，如右图所示。
其行为如同（自旋）陀螺 绕重力场进动一样。
核磁矩进动频率ω o由拉 莫尔方程确定：
10
15
20
25
(p.u.)
CMR Wellsite Presentation
900
Spectroscopy Gamma Ray (SGR)
0
(GAPI)
150 1
Permeability - CMR (KCMR)
(MD)
1000
CMR Free Fluid (CMFF)
核磁共振测井技术在胜利油区勘探开发中的应用
核磁共振测井技术在胜利油区勘探开发中的应用摘要：利用核磁共振技术进行测井是测井技术取得重大进步的表现。
核磁共振测井器在测井时可以为工作人员提供多组有关油气开发以及油气存储状态的数据。
核磁共振测井技术的工作原理是根据油气层和水汽层，在核磁共振测井仪器上所显示的核磁反应各有不同，再来分辨出哪一层是油气层，哪一层是水层。
由此来看，核磁共振测井技术是目前为止比较准确的测井技术。
因为核磁共振测井技术测井比较准确特点，所以核磁共振测井技术在油气开发中的应用也是比较广泛的。
关键词：核磁共振测井技术；具体应用；创新。
引言核磁共振测井技术的应用可以帮助测井人员分辨油气有效的存储层，并且可以自动识别复杂的岩石性质。
本文首先介绍核磁共振测井技术的工作原理；其次分析核磁共振测井技术在胜利油田开发中的应用；最后分析测井技术的创新。
一、磁共振测井技术的原理不同的原子核中所含的量子数量是不同的，因此原子核在运动时会产生一定的磁场，核磁共振测井器会感应到原子核所产生的磁场，并对其做出相应的反应。
核磁共振的外磁场，分别有两个取向，这两个取向分别是顺磁场方向和逆磁场方向。
在外磁场当中，整个核磁共振系统会被磁化，于是再加上射频脉冲，就会发生核磁共振的现象[1]。
二、核磁共振测井技术在胜利油田开发中的应用1.测量和分析岩性比较复杂的油气存储层核磁共振测井技术和其他测井技术相比较而言是一种受岩石复杂性影响非常小的测井技术。
利用核磁共振测井技术对岩性比较复杂的油气存储层进行测量不仅可以准确得出岩石孔隙中油气存储的体积，还可以提高辨别岩石孔隙度和岩石渗油量的成功率。
胜利油田在开发过程中，会遇到一些岩性比较复杂的地区，这就给石油开采加大了难度。
那么，核磁共振测井技术在胜利油田的开发中，可以很好地解决这一问题，可以很好地分析出各种岩性的地层所存储的石油。
2.识别地下流体的性质不同的地层中分布的流体是不相同的，有些地层中流体的性质与石油的性质十分的相似，因此这就会在很大程度上误导石油开采的工作人员。
核磁共振测井技术
MBMW m
TMA X T 2cutoff
S(T2 )dT2
有效孔隙体积
MPHE e
TMA X 4
S (T2
)dT2
总孔隙体积
MSIG t
TMA X T min
S
(T2
)dT2
渗透率
k c4 NMR ( FFI )2 BVI
目录
一、核磁共振测井简介 二、核磁共振测井测量及提供的信息 三、核磁共振测井提供的成果图件 四、核磁共振测井技术的应用
核磁共振测井技术的应用
储层识别及储层物性参数计算——划分常规测井曲线无法识别的储层
核磁共振测井技术的应用
储层识别及储层物性参数计算——直接区分可动流体和束缚流体
幅度 孔吼分布频率
各部分孔隙体积分布位置
孔吼半径(um)
1
1.6
2.5
4
6.3
10
16
25
10
岩样号：NP1-X
8
孔径分布
T2谱分布
6
毛管束 缚体积
T2很长且幅度大，短T2很少或没有
驱替和渗吸都已起到作用，大、小孔隙都已排油， 它吸水能力强，含水率高，已成了注入水凸进优势 通道，即“大孔道”，对于这样的层应控制注水速 度，以防注入水的低效和无效循环。
中水淹 弱水淹
T2很长但幅度变低，短T2多
这样的储层其大孔道中的油在水驱过程中驱动力的 作用下已经排出，而小孔道中仍存在残余油，这些 油要靠毛管力吸水排油的渗吸作用排出，注水时应 降低水驱速度，在低渗流速度下，发挥毛管力的吸 水排油作用，取得最佳驱油效果。
有效孔隙度
总孔隙度
核磁共振测井提供的成果
流体性质评价成果
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
核磁共振测井原理
核磁共振测井（NMR）是一种地球物理测井技术，利用磁共振现象分析电磁信号来获取地下岩石中的孔隙结构和流体含量信息。
NMR测井原理基于核磁共振现象，即在强磁场中放置原子核会产生共振吸收现象。
在NMR测井中，沿井壁发射一系列短脉冲电磁信号，这些信号会激发旋转相干磁矩，进而引起共振吸收现象，并使得磁共振信号能够被测量。
这些信号可以表征岩石中的孔隙结构和流体含量。
NMR测井技术常见的参数包括自由液体体积（FFV）,有效孔隙度、孔隙尺度和流体饱和度。
其中最重要的参数为FFV，它表征了岩石中的自由水体积。
知道FFV，可以确定孔隙中不同类型液体的含量，如水、油、混合物等。
有效孔隙度和孔隙尺度表征了岩石中的孔隙结构，可用于评估岩石的渗透性和储层质量。
流体饱和度则表征了岩石中所含流体的百分比，用于确定油田储层中可采储量和开发方案。