核磁共振测井

计算可动流体孔隙度、束缚水孔隙度
a(T )dT NMR
T2 max T2 min
22
FFI
a(T )dT T2max
f
T2 cutoff
22
BVI
b
a(T )dT T2cutoff
T2 min
22
求渗透率
SDR模型:
K c(NMR )a1 (T2,log )a2
通常：a1 4, a2 2
五、岩石流体中的核自旋弛豫
1. 颗粒表面弛豫
2. 扩散弛豫
– 在梯度磁场中，由分子运动造成的弛 豫，只导致Ｔ２弛豫，对Ｔ１不影响。
3. 体积弛豫
– 邻近分子的自旋运动产生的局部磁场 波动造成的。
孔隙尺寸与T2的关系
颗粒表面弛豫示意图
六、核磁共振资料的处理
由回波串得到如下信息：
– Ｔ２分布谱 – 孔隙度MPHI、可动流体体积
M XY
M et /T2 0
自旋回波法脉冲序列
脉冲序列和散 相重聚过程
四、核磁共振测量区选择
磁场强度Ｂ０在纵向和横向上 都是变化的，因此，通过调整射 频磁场的频率，可以改变能够发 生核磁共振的空间位置，即核磁 共振测井的探测范围。
MRIL的探测范围
CMR的测量范围
CMR的测量范围
CMR的测量范围
探测范围： 以仪器为直径的8-10in的范围
（20.32-25.4cm)
最小井径： 7.5英寸(190.5mm)
最大井径： 13英寸(330.2mm)
最大井斜： 90 °
CMR技术指标
长度： 14ft(4.3m) 重量： 300磅 最高温度: 350 °F(175 °C) 最大压力： 20000psi(137.8MPa) 探测深度：1in 最小井径： 6.5英寸或7.8in(带弓形弹簧） 测量孔径： 6英寸
核磁共振测井
CMR--Combinable Magnetic Resonance MRIL--Magnetic Resonance Imager Log
本章内容
? §1 核磁共振测井的理论基础 §2 应用
?
结束
§1核磁共振的理论基础
核磁共振现象 NMR信号的检测 弛豫时间及其测量 核磁共振测量区的选择 孔隙流体中的核自旋弛豫 核磁共振资料的处理
直径
6英寸(152mm)
长度： 10.75ft(3.27m)
重量： 600b(238Kg)
最高温度: 310 °F(115 °C) 最低环境温度： -4 ° F(-20 ° C)
最大压力： 20000psi(137.8MPa)
垂直分辨率：24英寸(0.6096m)
额定速度： 3-30ft/min(取决于地层的TR值和采样率）
幅 度
100%饱和 100psi下离心
T2截止值
束缚水 部分
孔隙度 22.4% 可动流 体 66.8% 截止值 28.2ms
可动流 体部分
T2 弛豫时间 （s）
岩心离心前后弛豫时间谱
100%饱和 100psi下离心
幅 度
孔隙度 21.9% 可动流体 75.9% 截止值 12.9ms
T2 弛豫时间 （s）
核磁共振测井资料与岩心分析资料对比
赵 80 井 对 比 曲 线 图
核磁渗透率 计算渗透率
岩心分析渗透率
核磁孔隙度 计算孔隙度
岩心分析孔隙度
岩心分析孔隙度-核磁孔隙度交会图
核 磁 有 效 孔 隙 度
岩心分析孔隙度
岩心分析渗透率-核磁渗透率交会图
核 磁 渗 透 率
岩心分析渗透率
核磁孔隙度与岩心孔隙度误差统计表
二、NMR信号的检测
弛豫：脉冲结束后，核磁矩摆脱了外加磁 场的影响，而只受主磁场的作用，进行自 由进动，磁矩力图恢复到原来的热平衡状 态，这一从不平衡到平衡的过程称为弛豫 。
– 纵向弛豫（自旋－晶格弛豫）：磁化矢量Ｍ 的Ｚ分量逐渐增大
– 横向弛豫（自旋－自旋弛豫）：磁化矢量Ｍ 的ＸＹ分量逐渐增小
施加射频脉冲之后M的行为
Timur模型:
K
ຫໍສະໝຸດ Baidu
c(NMR
)b1
(
FFI BVI
)b2
通常：b1 4,b2 2
根据密度、中子和CMR孔隙度之 间的差异可确定粘土束缚水体积
不受岩性影 响的孔隙度
T2谱
自 然 伽 马
渗透率
有效孔隙度
渗透率
有效 孔隙度
毛管 束缚水
泥质 束缚水
可动流体
CMR计算的渗透率和孔隙度与岩心分析值对比
一、核磁共振现象
1.动量矩 p r mv
2.核磁矩 p
– 为旋磁比
3. 拉莫尔进动(Larmor)
0 B0
1
f0 2 B0
原子核在外磁场中的运动(类似于陀 螺在重力场中的进动)
4. 宏观磁化量
– 单位体积内核磁矩的和,称宏观磁化量
–
M i
5. 核磁共振
– 对于被磁化的自旋系统,再施加一个与静磁 场垂直、以角频率0振荡的交变磁场B1， 此时处于低能态的核磁矩吸收交变磁场的能 量，跃迁到高能态，磁化强度相对于外磁场 发生偏转，这种现象被称为核磁共振
三、弛豫时间及其测量
1. 纵向弛豫时间T1
dM Z dt
1 T1 ( M0
Mz )
若t 0, MZ 0; t , Mz M0
Mz M0 (1 et /T1 )
反转恢复法测T1的脉冲序列
三、弛豫时间及其测量
2. 横向弛豫时间T2
dM XY dt
1 T2
(0 M XY )
若t 0, M XY M0
§2 核磁共振测井的应用
一、提供精确的物性参数 二、综合常规测井资料进行油气水的定量评价 三、用于孔隙结构研究 四、用谱差分和谱位移法
可区分油、气、水及流体的粘度。 五、估计流体粘度 六、其它应用
一、提供精确的物性参数，包括： 地层有效孔隙度、渗透率、束缚水饱和度。
核磁测井孔隙度模型
烃
岩心刻度核磁测井 确定T2截止值
MBVM、不动流体体积MBVI等
测量的是NMR 信号幅度, 需要的是T2分 布曲线
总衰减是所有孔径中流体衰减之和
多指数拟合
n
t
M (t) Aie T2i
i 1
T2i 2i1
测量数据与拟合结果
识别孔隙大小和储层好坏
利用T2分布曲线识别储层的好坏
两块孔隙度相近的砂岩
MRIL-C技术指标
井号 样品 平均绝对 平均相对 最 大 绝 对 最大相对
个数 误差（pu） 误差（%）误差（pu） 误差（%）
侯 101 井 25
1.1
9.2
2.3
13.3
赵 113 井 28
1.2
7.0
3.0
18.9
赵 57 井 18
1.3
8.3
3.6
24.4
赵 60 井 23
1.0
5.1
3.0
13.8
赵 71 井 20