EMRT核磁共振测井仪及其应用.docx

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仪器设备EMRT 核磁共振测井仪及其应用*李仙枝 宋公仆 张向林 薛志波(中海油田服务股份有限公司油技研究院 仪器设备 EMRT 核磁共振测井仪及其应用* 李仙枝 宋公仆 张向林 薛志波 (中海油田服务股份有限公司油技研究院 河北 燕郊) 摘 要:EMRT 核磁共振测井仪目前已在渤海、南海、山西和伊拉克等油田推广使用。文章简述该核磁共振测井仪的工 作原理及仪器的性能,给出了 EMRT 在印尼及伊拉克等碳酸盐岩区域测井应用实例。通过地质分析及与常规测井资料对 比,解释结果与地质特征相符,应用效果明显。 关 键 词:核磁共振;T2 谱;孔隙度;流体识别 中图法分类号:P631.4+3 文献标识码:B 文章编号:1004-9134(2014)03-0042-03 必须具备三个基本条件: 1)特定原子的原子核(自旋质子); 2)静磁场; 3)适当频率的射频脉冲磁场。 当脉冲磁场的射频频率与自旋质子的共振频率相 一致(即能满足 Larmor 方程)自旋质子中的部分低 能态者将会吸收射频脉冲的能量,而跃迁为不稳定的 高能态,但一旦射频脉冲暂停,这些不稳定的由低能 态跃迁到高能态的自旋质子,将会把它们从 RF 那里 所吸收的能量又重新以电磁波的形式向周围组织散发, 从而恢复或驰豫为低能态的自旋质子,这时如果在自 旋质子的附近置一探测器(信号接收天线),即可“感 觉”到散发的电磁波,这些电磁波就是磁共振信号 2 。 核磁共振测井技术是一种间接测量技术,其测量 的是地层流体中氢核的数量。它所采集到的原始数据 是地下岩石孔隙中所含流体的氢核弛豫信号的叠加, 即所谓自旋回波信号。该原始回波数据包含重要信息, 回波串的初始幅度,反映了地层孔隙度信息;回波串 的衰减率反映了孔径尺寸信息和流体类型信息,提取 这些信息的关键在于对回波信号的反演。反演处理得 到的 T2 分布,结合岩样室内 NMR 测量 T2 截止值或 采取地区经验 T2 截止值及相关解释模型可以计算束 缚水体积、可动流体体积、毛管束缚水饱和度等储层 参数,估算渗透率与粘度,以及开展定性或定量流体 识别应用。核磁共振测井采集原始回波串信号和反演 T2 分布示意图如图 1 所示。 引 言 核磁共振(NMR)测井是 20 世纪 90 年代成熟并 广泛用于地层评价的一种新的测井方法,它是通过对 地层孔隙流体中氢核 NMR 信号的观测,获得用于地 层评价所需的孔隙度、渗透率、孔径大小分布、流体 性质及含量等信息 1 。EMRT(Elis Magnet Resonance Tool)为中海油田服务股份有限公司(China Oilfield Services Limited,COSL)自主研发的国内首支现场应 用的核磁共振测井仪器,它可挂接于中海油服的 ELIS 测井地面系统上,还可以通过便携系统,挂接其他测 井地面系统。目前在渤海、南海、山西和伊拉克等油 田推广使用。本文从核磁共振测井仪 EMRT 测井原理 入手,分析核磁共振测井仪 EMRT 测井的主要应用范 围及其优势,重点描述核磁共振测井资料在印尼及伊 拉克油田的应用情况。 核磁共振测井原理 核磁共振技术的物理基础是原子核的磁性及其与 外加磁场的相互作用 1 。原子核由核子(中子和质子) 组成,每个核子有自旋,核子在原子核内有复杂的相 对运动,具有相应的轨道角动量,所有这些角动量耦 合起来,构成了原子核的自旋。根据量子力学理论, 若将电磁波作用于原子核系统,当电磁波频率所决定 的量子的能量 正好等于原子核两个相邻能级之间的 能量差时,原子核就会吸收电磁波,引起核能态在两 个相邻能级之间的跃迁,这就是核磁共振现象 2 。其 基金项目:国家重大专项-二维核磁成像测井技术与装备(2011ZX05020-005)项目资助 第一作者简介:李仙枝,1980 年生,硕士研究生,工程师,主要从事测井数据处理解释方法研究。邮编:065201 2 0 1 4 年第 2 8 卷第 3 期李仙枝等:EMRT 核磁共振测井仪及其应用43测井公司核磁共振测井仪(P、MREX、CMR),并与各大石油公司广泛接触后,综合各种仪器的优缺点对 新仪器所提出的要求而设计制造的。它的 2 0 1 4 年 第 2 8 卷 第 3 期 李仙枝等:EMRT 核磁共振测井仪及其应用 43 测井公司核磁共振测井仪(P、MREX、CMR),并与 各大石油公司广泛接触后,综合各种仪器的优缺点对 新仪器所提出的要求而设计制造的。它的理论基础和 测量原理与其它型号核磁共振测井仪基本一致,它的 主要优势在以下几个方面: 1)完全自主技术的仪器,高度简化的采集控制 模块化设计使操作工程师的现场操作、参数设置、质 量控制变的更加简洁高效。 2)EMRT 核磁测井仪采用偏心测井,大大提高 了核磁测

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