【正文】 來探測天然氣和輕質油。從理論上來講NMR是測量的孔隙度是最好的方法，能夠提供準確的孔隙度測量信息，而實際上在稠油層、氣層、或高礦化度鉆井液、以及含有導磁礦物的巖石等條件下，往往出現(xiàn)測量孔隙度偏大或偏小的情況，甚至與某些巖性有相關性。因此需要對核磁測井有新的認識，及尋找新的方法來提高核磁測井。固體骨架對核磁共振測井響應沒有貢獻，觀測信號只來自于孔隙中的流體。有自旋的原子核才是核磁共振研究的對象，核磁共振測井中最常用的是氫核[4]。當減小時，勢能減小，將能量交給外加交變磁場，這種能量交換只有在交變磁場的角頻率滿足時才發(fā)生，此時與B1（繞Z軸同步旋轉。在沒有任何外場的情況下，核磁矩(M)是無規(guī)律地自由排列的。但是這種儀器在使用上受到兩方面的限制：第一個限制是儀器不但測量到來自地層流體的信號，而且還測量到來自井眼泥漿信號。CMR儀器的探測深度很淺，但縱向分辨率，采用貼井壁的測量方式受井眼泥漿礦化度的影響小。在此之前，俄羅斯的早期核磁共振測井儀器在中國做過介紹并在一些油田進行了現(xiàn)場試驗。射頻脈沖串一個接一個地多次重聚，由此得到一個自旋回波串。MREx采用高度簡化的模塊化控制，設置了針對不同地層的觀測模式[7]。圖44 PP觀測模式回波串組及頻率分配示意圖PP觀測模式與PP Basic觀測模式不同的是它采用6頻觀測。MREx三個不同回波串的頻率可以在12個頻率中選擇，頻率不同，磁場梯度不同，相應的TE也不同，組合起來便可以反映除了重油以外幾乎所有油氣層與水層之間足夠明顯的擴散差異。PP Gas觀測模式設置了4個不同的等待時間，可以組成多對不同的等待時間差，從而進行差譜分析，探測氣層信息。以下以CRKO**XX處理為例，介紹各組回波串生成中的關鍵技術。 (47)由于噪聲的存在，單個回波計算的相位角是不準確的，需要將n個回波累加得到: (48) (49)噪聲信號是隨機的，和接近于0。時深轉換就是以深度曲線為依據(jù)，將各組回波沿深度變化的方向上展開。得出位位移譜或進行擴散分析，ECHOC、ECHOC可用來與標準回波組ECHOA用于油氣識別。這一組曲線反映的是部分流體完全極化的信息，主要反映泥質和毛管束縛流體信息。只需在T2譜上設定另一截止值T2CL，T2CL通常取3ms。T2譜系數(shù)方法在遇到近似束縛水狀態(tài)的含烴地層時，結果會偏大，并且譜系數(shù)較難獲得，使用起來不如T2截止值方法方便。該模型不受束縛水模型的影響，但是，該模型的基礎是飽和鹽水的單相流體系統(tǒng)，如果巖石中同時存在油、氣、水多相液體，其T2幾何平均值將會發(fā)生明顯變化，對計算結果產(chǎn)生產(chǎn)生較大影響，無法做含烴校正。兩個方程為： (515) (516)式中，ρb—測量的地層體積密度，（g/cm3）；ρma—地層骨架密度（g/cm3）；ρi—儲層條件下沖洗帶流體的密度（g/cm3）；ρg—儲層條件下天然氣密度（g/cm3）；φ—總地層孔隙度；HIg—儲層條件下天然氣的含氫指數(shù)；HIg儲層條件下沖洗帶流體的含氫指數(shù)；Sg,xo—沖洗帶氣體飽和度；—氣體極化函數(shù)；TW—CPMG脈沖序列的等待時間，T1，g—儲層條件下的氣體縱向弛豫時間，PHINMR—核磁計算總孔隙度。在上面這些公式中，PHIS是100%飽含水的聲波孔隙度，并且經(jīng)過了壓實校正，SMRP是經(jīng)過了氣體影響校正的總孔隙度，Sxg是沖洗帶含氣飽和度。最后，深深地感謝我的父母和親人、朋友們對我無微不至的關心與支持，他們的無私奉獻是我能夠全身心投入學習、科研的動力，同時也激發(fā)了我在未來的學習生活中用實際行動和豐碩成果來回報他們的關懷。計算聲波孔隙度的Wyllie公式如下： (525) (526a) (526b)在公式中：Φ—孔隙度；Δ—聲波縱波慢度；Δ—骨架縱波慢度；Δ—流體縱波慢度；Cp—把聲波孔隙度校正為真孔隙度的壓縮系數(shù)。圖56 核磁共振T2截止值與T2幾何平均值統(tǒng)計關系圖 與密度聲波結合改進孔隙度計算 （1）與密度結合的DMR方法氣相的質子密度低，造成核磁共振信號強度減弱，視孔隙度的估計過低。此外，當?shù)貙又泻休p烴（特別是天然氣）時，束縛水與可動流體都需要做含烴校正。這些束縛流體在儲層壓力條件下是不能流動的，并且所占的比重隨著孔徑的大小而變化。該值稱為T2截止值（T2c），是儲層參數(shù)孔隙度解釋中要用到的一個關鍵參數(shù)，一般要通過實驗室確定[811]。和ECHOC2比較，可以觀測長回波間隔下的位移譜特征。 （2）第二等待時間組ECHOB 等待時間為第二等待時間，一般為1000ms左右，回波間隔與標準回波組ECHOA相同。疊加前回波串數(shù)據(jù)噪聲較大，假定參加疊加的回波串數(shù)據(jù)方差相同，很好地抑制噪聲，突出了有效信號。相位的90176。后綴XX通常是QK、QM或QN；**由00開始的兩位整型數(shù)，指明回波串組的編號。.表43 PP Oil觀測模式的采集參數(shù)回波序列工作頻率（kHz）磁場梯度（Gs/cm)等待時間（ms）回波間隔（ms）回波個數(shù)采集時間（ms）重復次數(shù)NST2類型187651262385001T2287630161012CBW377851268335001T2477830161012CBW587610002385001T2687630161012CBW777810008335001T2877830161012CBW969551263335001T21069530161012CBW116955016108BVI1269510050304BVI1369520083504BVI PP Gas觀測模式PP Gas觀測模式是氣層評價提出的，利用的是氣水在極化時間上的差異。同樣，也可以選擇1組和5組，只不過這1組和5組的回波間隔大（），回波個數(shù)也少（238）。測量結果包括7組回波串，每組回波串的回波間隔一樣（），但工作頻率、等待時間，回波串長度不同（回波串長度為回波間隔和回波個數(shù)的乘積），采集模式見圖44左。脈沖的扳轉角改為了135176。MRIL以自旋回波技術為基礎的。斯倫貝謝公司的MRScanner和貝克休斯公司的MREx核磁共振測井儀器的共同特點是采用多頻率、多個磁場梯度，一次測井可采集多個等待時間（TW）和多個回波間隔（TE）下的許多組自旋回波串數(shù)據(jù)，可以進行二維核磁共振測井，提了儲層流體識別和定量評價的效果。MRILPrime儀器最多可以用9種不同的頻率工作，做9個圓柱殼的觀測，通過改變頻率可以在各個圓柱間轉換。但在現(xiàn)場測井時，T1測量速度很慢，而且受界面影響嚴重，測量結果重復性差，而T2在現(xiàn)場卻可以較快的速度獲得較準確的結果，所以現(xiàn)在實際測井一般只測T2。由于量子特性，在外磁場B0中，原子核只能有(2I+1)種取向(I為原子核的自旋量子數(shù))。正像在靜磁場B0作用下，在xyz坐標系中繞B進動一樣，在x’y’z’坐標系中繞B1（進動，進動角頻率為。研究表明：所有含奇數(shù)個核子以及含偶數(shù)個核子但原子序數(shù)為奇數(shù)的原子核，都具有“自旋”。在電阻率測井中，微孔發(fā)育或者粒間水豐富情況下由毛管束縛水引起的低阻油層也經(jīng)常被漏判。由于調油的粘度大，流動性差，泥漿侵入較淺(侵入帶淺)，沖洗帶孔隙中的稠油不易被泥漿代替，NMR計算的流體飽和度可信度較高。但核磁共振測井儀器及軟件基本靠進口，核磁共振測井技術的各種理論基本是靠吸收國外的各種文獻及資料，但在實際運用過程中出現(xiàn)的多種異常現(xiàn)象尚不能做出合理的解釋，影響了運用效果，某種程度上影響了人們對這項技術。磁鐵和天線是脈沖NMR測井儀的核心部分。盡管它有諸多局限性，但為核磁測井發(fā)展而進行諸多研究，使核磁共振測井有了今天的估算孔隙度、滲透率、自由流體體積、束縛流體體積和潤濕性等多種地層評價手段。當有直流電流通過該線圏時，沿線圈軸向將產(chǎn)一個磁場，水的氧核由于因為受到軸向磁場的作用，幾秒鐘后，改變它們原來沿地磁場的方向，而沿線圈軸線方向。.、Crowe 。在復雜巖性、特殊巖性和未知巖性的非均質地層中，為了準確測量孔隙度，用核磁共振測井有獨特的優(yōu)勢。在流體的識別方面，有很多半定性半定量的方法，但是都有非常強的使用條件。第三：油藏性質的評價。因此，研究核磁共振T2譜反演技術是進行核磁共振測井解釋和應用的基礎關鍵，對其進行深入研究意義深遠。根據(jù)力學的定義，某矢量相對于某個點或某個軸的作用稱為矩，它等于矢量作用點到某點或某軸的矢量半徑r與作用矢量的矢量積原子核具有質量m，自旋時具有速度v，故原子核具有自旋角動量，這里r為質量m相對于原子核旋轉軸的距離。外加磁場使核自旋的能級發(fā)生分裂。圖24 核磁共振原理圖脈沖結束后，核磁矩擺脫了外加磁場的影響，而只受主磁場的作用，進行自由進動，磁矩力圖恢復到原來的熱平衡狀態(tài)，這一從不平衡到平衡的過程稱為弛豫。同時在操作過程中，環(huán)形的均勻磁場的位置和磁場強度是隨時間變化的，當射頻線圈調到一個固定的頻率時，很難滿足共振條件。多個探測深度可用于研究泥漿侵入剖面的變化。這些工作的開展對中國盡早研制出具有自主知識產(chǎn)權的核磁共振測井儀器必將起到推動作用。MREx儀器工作時探測靈敏區(qū)為橫截面為120176。此外，該儀器可耐高溫，溫度上限是204176。PP Oil觀測模式采集得到三種不同等待時間和回波間隔下的CMPG回波串，對觀測信息進行處理分析，就能得到地層孔隙及孔隙流體性質信息。3組、9組、1組等待時間均為第一等待時間，、也可以選擇其中的任意兩組的T2譜都可進行位移譜分析。XTF分為文件頭塊與各曲線數(shù)據(jù)體塊兩部分，文件頭塊由8個部分組成，記錄的是井場信息與曲線深度、維數(shù)、數(shù)據(jù)類型和采樣點數(shù)等信息，曲線數(shù)據(jù)體塊由曲線頭塊與曲線數(shù)據(jù)塊組成。MREx兩次測量分別采用0176。 （3）旋轉處理圖49 坐標轉換示意圖MREx型核磁信號記錄的是兩道正交信號，想要得到最終的回波信號需要進行旋轉處理。 標準組回波合成技術MREx測井模式相對簡單，只有有限的幾種（），但每種模式下，仍然10道以上，甚至高達24道的回波信號。該組主要用來和其他回波組(如A，B，C組)進行組合，計算總孔隙度。同時，由于弛豫特性上的差異，不同孔徑孔隙中的流體具有不同的弛豫時間，對應于T2譜上的不同位置，因此，核磁共振測井可以區(qū)分粘土束縛水、毛管束縛水及可動流體等各部分。然后，對巖心進行脫水處理（離心后Sw=），并進行同樣的測量，把兩次測量結果進行對比分析。圖53 滲透率模型后人基于Kozeny公式，研究核磁共振弛豫時間與巖石孔隙比表面的關系，建立了估算儲層滲透率方程。砂礫巖儲層孔隙結構復雜及巖性變化大導致儲層核磁T2截止值變化大，從幾毫秒變化到幾十毫秒，甚至上百毫秒。從式519中可以看出，氣體校正總孔隙度是PHID和的加權和。完成了對核磁原始數(shù)據(jù)的提取，為數(shù)據(jù)處理奠定了基礎，完成了從時間域原始正交信號到深度域回波串信號的處理。 致 謝 時光飛逝，轉眼間大學生活即將結束，借此論文完成之際，我要對在我成長的道路上曾經(jīng)教導過我的老師、幫助過我的同學以及關心過我的親人表示深切的感謝。因此，在含氣區(qū)由方程（522）可知氣體校正總孔隙度在PHID和PHINMR之間。圖54 T2截止值地區(qū)變化性示意圖 圖55 飽和油T2截止值與飽和水T2截止值對比關系圖55是飽和油T2截止值與飽和水T2截止值對比關系。 （１）Coates束縛水滲透率模型 Coates提出了計算滲透率的Coates模型，計算公式為：