孔隙流體的核磁特性(編輯修改稿)
2025-02-16 04:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2)(1 22DGtTEDg?而 水 水的擴(kuò)散系數(shù)對(duì)壓力不是很敏感， 但與溫度關(guān)系密切，如圖 。 圖 水的擴(kuò)散系數(shù)是溫度的函數(shù) 注意，這幅圖是根據(jù) D = a(TK/h) 公式畫出的，其中a是在 20oC下， D = 10–5 cm2/s，粘度 h = cp時(shí)所推算得到的。溫度與粘度 h 之間的關(guān)系是 Sengers和 Watson (1986) 給出的。這張 D與 T的關(guān)系圖，可以用經(jīng)驗(yàn)公式： D = + + ，溫度范圍為 0到 100oC，其中T的單位為攝氏溫度， D為10–5cm2/s。 圖 水的視 T2弛豫時(shí)間與固有 T2弛豫時(shí)間的關(guān)系，其中磁場(chǎng)梯度為固定的不同常數(shù)，單位為 Gauss/cm，上圖的 TE為 ，下圖的 TE為 。 D = 10–5 cm2/sec （ 1）擴(kuò)散項(xiàng) 1/T2D的影響是使原來(lái)無(wú)梯度場(chǎng)的 T2弛豫時(shí)間（即固有的弛豫時(shí)間）向更短的“視弛豫時(shí)間”移動(dòng)。 （ 2）回波間隔 TE越大，視 T2值的變化也就越大， 上下兩圖對(duì)比可說(shuō)明了這一點(diǎn)。加大TE，可加強(qiáng)擴(kuò)散項(xiàng)的影響。 114 g a u s ss e c r a d106 7 5 ????g（ 3） 當(dāng) TE為 ：固有 T2為 1s： 磁場(chǎng)梯度為 10Gauss/cm時(shí)， 視 T2為 340ms； 磁場(chǎng)梯度為20Gauss/cm時(shí)，其視 T2為 115ms； 固有 T2為 10ms： 在同樣的磁場(chǎng)梯度處其視 T2卻幾乎很少有改變。 固有 T2大的成分受擴(kuò)散影響大。 圖 四個(gè)擴(kuò)散系數(shù)下，視 T2弛豫時(shí)間與固有的 T2弛豫時(shí)間的關(guān)系圖，其中磁場(chǎng)梯度為 20 Gauss/cm， TE為 。 大多數(shù)油的擴(kuò)散系數(shù)與頂部曲線相近，而水的擴(kuò)散系數(shù)與底部曲線接近。因此，由于磁場(chǎng)梯度的原因，油的弛豫時(shí)間有輕微的偏移，而水的偏移卻是非常明顯的。在 NMR測(cè)井中，我們經(jīng)常利用這個(gè)非常重要的屬性來(lái)區(qū)分油和水。 油 氣 天然 氣的擴(kuò)散系數(shù)比水要大得多。 甲烷的體（非受限）擴(kuò)散系數(shù)由以下公式（ Oosting and Trappeniers, 1971。 Harris, 1978）給出： r KTD ???其中， TK是絕對(duì)溫度，開爾文， r 是密度， g/cm3。甲烷的密度與溫度的關(guān)系如圖 ，它的擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系如圖 。甲烷擴(kuò)散系數(shù) D值是 10–3cm2/s數(shù)量級(jí)， T2B的數(shù)量級(jí)是秒，這就使 1/T2D在式（ ） ? ? DGtTT ED 22212g??DB TTT 222111 ??的右端項(xiàng)中成為主導(dǎo)項(xiàng)。因此，對(duì)于氣體有： （ ） 圖 各種壓力條件下，甲烷的密度與溫度的關(guān)系圖。（引自 Amyx等（ 1988） 中的圖 ） 圖 各種壓力條件下，甲烷的擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系圖（引自Kleinberg和 Vinegar（ 1996） ） 圖 計(jì)算的甲烷視 T2與非受限擴(kuò)散系數(shù) D的關(guān)系，磁場(chǎng)梯度為 20 Gauss/cm。 假設(shè)甲烷的 T2B為 6s，并利用式（ ）來(lái)計(jì)算。這樣的假設(shè)對(duì)于 TE為 ，式（ ）所作的近似是合理有效的。然而 TE為 時(shí)，則有必要用式（ ）來(lái)做計(jì)算。 DB TTT 222111 ??? ? DGtTT ED 22212g??（ ） （ ） 油的粘度與擴(kuò)散系數(shù) 油的一個(gè)很重要的 NMR性質(zhì)就是它的 T1或 T2與粘度和擴(kuò)散系數(shù)有關(guān) 。這個(gè)關(guān)系可用于 NMR測(cè)井中得到的 T2值，從而估算油的粘度。 ?? KKLMTTT 298,2 ?? 粘度相關(guān)性 早期，根據(jù) Vinegar（ 1995） 和 Morris等 （ 1994） 所測(cè)量的脫氣原油的 T2弛豫時(shí)間， 在 對(duì)數(shù) –對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下建立了 T2對(duì)數(shù)平均值與粘度之間的線性關(guān)系 （含溶解氧氣） （ ）其中， T2,LM單位為秒， TK是絕對(duì)溫度，單位為開爾文，?是粘度， 單位為厘泊。如果樣品中含有不同程度的溶解氧，由于后者是順磁物質(zhì)，可以加速弛豫，就會(huì)減小弛豫時(shí)間。 后來(lái)由 LaTorraca等（ 1998a, 1999）在 2MHz下對(duì)稠油的測(cè)量表明，視 T2,LM與回波間隔有關(guān)?；夭ㄩg隔較大時(shí)，稠油丟失的信號(hào)會(huì)導(dǎo)致較高的視 T2,LM，他們建立了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)校正這種影響： ? ? ??????????????????29 46 922 10,22KELME TtTt? () 其中 ,tE(TE)和 T2LM的單位為 ms。圖 們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 注意，此處式 ()， ()，及 ()都是室溫下的測(cè)量，因此，式中與溫度的關(guān)系是理論的假設(shè)。 圖中最好的擬合關(guān)系是
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