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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 §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 一、核磁共振现象 1.动量矩 2.核磁矩 ?为旋磁比 3. 拉莫尔进动(Larmor) 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 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 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 三、弛豫时间及其测量 1. 纵向弛豫时间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 自旋回波法脉冲序列 自旋回波法原理示意图 脉冲序列和散相重聚过程 四、核磁共振测量区选择 MRIL的探测范围 CMR的测量范围 CMR的测量范围 CMR的测量范围 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MBVM、不动流体体积MBVI等 MRIL的自旋回波串 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 测量数据与拟合结果 自旋回波串的多指数拟合及T2分布谱 识别孔隙大小和储层好坏 MRIL-C技术指标 CMR技术指标 §2 核磁共振测井的应用 计算可动流体孔隙度、束缚水孔隙度 求渗透率 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 CMR计算的渗透率和孔隙度与岩心分析值对比 二、利用核磁测井油气水评价 需要常规电阻率、中子、密度测井曲线 解释方法考虑了砂泥岩地层泥质附加导电的影响。 计算有效孔隙系统下的含水饱和度Sw 核磁测井直接提供了束缚水饱和度Swir 油层： Sw= Swir 无可动水 或 可动水含量少 识别高束缚水饱和度的低阻油层和泥质含量高、物性差的低阻油层十分有效 CMR对轻烃的指示 油气水评价的应用效果 赵县南翼低电阻油层与中高阻油层并存，通过应用核磁测井资料，大大的提高了测井对低阻油层的识别能力和测井解释的信心，先后发现了一批低阻油层。有效的杜绝了漏失油层现象的发生，由此产生的经济效益是巨大的。 对于低孔低渗、砾岩等复杂岩储层，核磁共振测井解释精度显著高于常规测井资料，保证了储层及油气水评价的可靠性。 提高了对薄层的分辨和油气评价能力，增加了油层的有效厚度。 五、估计流体粘度（流体粘度与Ｔ２的倒数成正比） 五、估计流体粘度 CMR对储层的综合评价 低阻油层的评价 中低孔、低渗储层的评价 薄层评价 六、其他应用 赵 113 井 低阻油层 典型油层 赵113井 32、33层 合试累计 产油51.9t 气3340m3 油2.96 水0.2 油61.2 气107207 赵80井核磁解释成功实例 低阻油层 81 物 性 差 的 低 阻 油 层 赵86井 试油为油层,累计产油0.81t 81 常规解释为 含油水层 中低孔低渗 赵87井解释成功实例 油0.04 水18.36 油35.6 气1580 水1.58 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） 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