【正文】 解性，使得常規(guī)測井技術(shù)在油氣評價中受到了一定的限制。例如，在孔隙度測井系列中的多礦物體積模型中，不可能包含作為產(chǎn)層質(zhì)量重要指標(biāo)的孔徑分布及滲透率參數(shù)（因為無論中子、密度、還是聲波時差測井，對孔徑分布及滲透率都不靈敏，無法分辨）。在比較理想的條件下這些方法取得的效果是不錯的，但是實際影響這些常規(guī)測井方法的地層因素都很復(fù)雜，包括巖石礦物、骨架成分等與地層油氣資源特征無關(guān)的因素，這就給我們的測井評價帶來了嚴(yán)重的不確定性。常規(guī)的測井方法經(jīng)過近80年的發(fā)展，已經(jīng)有不同的測井系列可以解決上述的問題。第三：油藏性質(zhì)的評價。第二：產(chǎn)層性質(zhì)的評價。 核磁共振研究目的及意義測井的主要目的是進(jìn)行地層評價，其核心內(nèi)容如下：第一：產(chǎn)液性質(zhì)評價。目前的核磁共振測井儀器都因回波間隔較長，部分弛豫稠油核磁信號沒有被記錄，當(dāng)稠油粘度高于1000cp時，含氧指數(shù)會降低，使計算的地層孔隙度誤差偏大。無論地層是親水還是親油，稠油的T2分布都和束縛水信號重疊，計算束縛水飽和度難度極大，并且使得用來評價中等粘度原油的SSM或DIFAN方法失效。稠油在核磁共振上有獨特的響應(yīng)特征，因此可以通過核磁數(shù)據(jù)分析識別稠油。稠油資源在我國各大油田分布非常廣泛，現(xiàn)在還沒有一種測井方法能精確的對稠油進(jìn)行描述、檢測和分析，國際上用核磁共振測井評價稠油還處于探索階段。因此，在應(yīng)用實踐中容易出現(xiàn)的種種問題。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(qiáng)的使用條件。但該值在許多情況下都難以適用，如在低孔低滲儲層、致密儲層中T2截止值在140ms之間，由于T2截止值分布范圍廣，因此計算的誤差會很大。核磁T2譜區(qū)分可動流體和束縛流體時，最重要的參數(shù)是T2截止值，而T2截止值由實驗室才能確定，不同區(qū)塊、不同層位、不同巖性的T2截止值相差很大。在國內(nèi)外核磁共振測井的運用中均存在很多還未解決的問題及缺陷。在2010年中國石油集團(tuán)測井有限公司的技術(shù)中心研制出了仿MRILP型儀器，同時中海油田服務(wù)股份有限公司也研制出了仿MREx貼井壁測量EMRT測井儀器以及其配套的解釋軟件。如今，4大測井公司的核磁共振測井儀器(MRILC、MRILPrime、MREx、CMRPlus、MRScanner)均在我國廣泛運用并取得了很好的效果。中國石油集團(tuán)測井有限公司(CPL)的華北事業(yè)部最先引進(jìn)了NUMAR公司的C型磁共振成像測井儀(MRILC)。根據(jù)核磁共振的回波串反演計算出的T2譜可計算出核磁總孔隙度、有效孔隙度、自由流體孔隙度和束縛流體孔隙度，也能估算滲透率、評價儲層類別等。在復(fù)雜巖性、特殊巖性和未知巖性的非均質(zhì)地層中，為了準(zhǔn)確測量孔隙度，用核磁共振測井有獨特的優(yōu)勢。自從核磁共振測井得到廣泛運用以來，NMR測井最有意義的新進(jìn)展之一就是能計算出與巖性無關(guān)的NMR總孔隙度。主天線有多個頻率，不同的頻率對應(yīng)的探測深度不同，可對不同的地層進(jìn)行評價。斯倫貝謝的NMR測井儀器有一個脈沖序列發(fā)生器和三個天線，可進(jìn)行多種不同方式的測量。它對儀器的最小回波間距、探測深度、性噪比、垂直分辨率和測井速度有重要影響。貝克休斯公司在2004年推出了電纜式NMR核磁共振測井儀器，2005年推出了LWD核磁共振測井儀器儀。1997年，哈里伯頓公司收購了Numar公司，2001年哈里伯頓公司推出了NMR流體分析儀，它是電纜式流體釆樣儀的一部分。儀器性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過NML儀，對地層評價方面有了很好的效果。.、Crowe 。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外許多學(xué)者開展了提高核磁共振儀器性能的研究工作。該儀器證實了核磁共振用于測井的可行性，但由于它的采集信號的噪音大，而且無法消除掉井眼信號，嚴(yán)重影響了地層信號的采集。該研究項目所使用的儀器與現(xiàn)代實驗室核磁共振儀器一樣都用強(qiáng)度很大的釤鈷合金永久磁體來產(chǎn)生均勻磁場，再用脈沖磁場來測量自旋回波信號。1978年在LosAlamos實驗室進(jìn)行的核磁測井研究項目是現(xiàn)代核磁測井發(fā)展的根源。核磁測井儀由于有許多局限性最終在80年代末停止了服務(wù)。Borwn和Fatt在1956年研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)流體處于巖石孔隙中時核磁共振弛豫時間與自由狀態(tài)相比顯著減小，并對原油在巖心中的弛豫特征進(jìn)行了探討[13]。精確地測定進(jìn)動頻率，可以確定地磁場的總強(qiáng)度。當(dāng)有直流電流通過該線圏時，沿線圈軸向?qū)a(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。后來，美國的RussellVarian證實了地磁場中的核自由進(jìn)動并發(fā)明了便攜式磁力計。西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）核磁共振T2譜提取研究畢業(yè)論文目 錄1 前言 1 核磁共振發(fā)展史 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 核磁共振研究目的及意義 32 核磁共振的原理 5 核磁矩與自旋角動量 5 經(jīng)典力學(xué)觀點與量子力學(xué)觀點 5 核磁共振測井的計算方法 73 核磁共振測井的儀器 10 核磁共振測井的儀器的發(fā)展 10 MRIL—Prime儀器介紹 114 MREx回波信號生成處理技術(shù)研究 13 MREx核磁共振測井儀器簡介 13 MREx數(shù)據(jù)采集觀測模式 14 PP、PP Basic觀測模式 15 PP Oil觀測模式 16 PP Gas觀測模式 18 MREx數(shù)據(jù)記錄方式 19 各組回波生成技術(shù) 20 標(biāo)準(zhǔn)組回波合成技術(shù) 245 T2譜信息處理進(jìn)行儲層參數(shù)求取 27 計算孔隙度 27 計算毛管束縛水 28 估算滲透率 29 提高參數(shù)計算精度的方法 31 變T2截止值改進(jìn)束縛水飽和度計算 31 與密度聲波結(jié)合改進(jìn)孔隙度計算 336 總結(jié)與認(rèn)識 36參考文獻(xiàn) 37致 謝 38 I1 前言 核磁共振發(fā)展史核磁共振這種物理現(xiàn)象分別是由1946年由斯坦福大學(xué)的布洛赫(Bloch)和哈佛大學(xué)的拍塞爾(Parcel)兩人各自領(lǐng)導(dǎo)的小組發(fā)現(xiàn)的。把奇數(shù)個核子的原子核放于磁場中，再加某一頻率射頻場，將會發(fā)現(xiàn)原子核吸收射頻場的現(xiàn)象。1952年，Varian發(fā)明NMR磁力計，用于測量地磁場的強(qiáng)度，其基本組成是一個水瓶纏繞著線圈。然后斷開電流，用該線圈作接收器并檢測質(zhì)子繞地磁場進(jìn)動產(chǎn)生的信號。由此人們第一次認(rèn)識核磁共振的潛在價值，并在上個60年代早期研制出核磁測井(NML)儀。Timur在1968年提出自由流體指數(shù)的概念并用核磁共振測量了砂巖孔隙度、自由流體指數(shù)和滲透率等參數(shù)的方法。盡管它有諸多局限性，但為核磁測井發(fā)展而進(jìn)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。該項目的主要目標(biāo)是制造在井下使用的核磁共振測井儀，必須克服NML儀的局限性。該儀器可以得到多種測量結(jié)果，用于不同地層的評價。斯倫貝謝公司和Numar公司開始了對核磁共振儀器的研究，重新設(shè)計了磁鐵、磁場和天線以滿足商業(yè)核磁測井的需求。、Manfred Prammer和Stefan Menger等人對用核磁測井來計算各種地層孔隙度和流體百分比提出了新的途徑。20世紀(jì)90年代初，研究有了收獲，有兩家公司開始對電纜式核磁共振儀器進(jìn)行現(xiàn)場測試。自從第一支商用儀器投入使用以來，這兩家公司都先后推出了先進(jìn)的電纜式核磁共振測井儀和隨鉆測井(LWD)核磁共振測井儀器。在2000和2002年哈里伯頓公司和斯倫貝謝公司分別推出了LWD儀器。磁鐵和天線是脈沖NMR測井儀的核心部分。在用的所有儀器在傳感器的設(shè)計上都是不同的，主要差別是電子線路、脈沖序列、固件、數(shù)據(jù)處理和解釋處理算法等方面。其中兩根天線是用于高分辨率測量，可計算束縛流體孔隙度、自由流體孔隙度、總孔隙度及滲透率，還能用來探測天然氣和輕質(zhì)油?，F(xiàn)在的核磁測井儀器如MRILC、MRILPrime、MREx、CMRPlus、MRScanner都是用強(qiáng)度大的永久磁鐵來產(chǎn)生均勻磁場，采集的信號時都是用脈沖序列所激發(fā)的信號。由于根據(jù)常規(guī)三孔隙度(密度、中子、聲波)測井求取孔隙度要知道巖石骨架性質(zhì)，所以NMR測井儀是唯一能夠提供與巖性無關(guān)的孔隙度的方法。根據(jù)T2分布是核磁測井最重要的成果，很多有用的地層參數(shù)可由T2分布計算出來。我國的核磁共振測井是1996年開始的。隨后，這項技術(shù)在我國迅速推廣。但核磁共振測井儀器及軟件基本靠進(jìn)口，核磁共振測井技術(shù)的各種理論基本是靠吸收國外的各種文獻(xiàn)及資料，但在實際運用過程中出現(xiàn)的多種異?，F(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(shù)。在核磁共振測井解釋軟件上國內(nèi)也有很大的進(jìn)步，基本可以不再依靠國外的解釋軟件，進(jìn)一步推動了我國核磁共振測井技術(shù)的發(fā)展。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(zhǔn)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(dǎo)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(guān)性。對于砂泥巖儲層，通常把33ms作為T2的截止值，用于區(qū)分束縛水和自由水。在碳酸巖儲層中，T2截止值明顯大于砂巖的截止值，一般在100ms左右。核磁共振測井得到的滲透率量子力學(xué)、束縛水、孔徑分布、毛管壓力曲線、原油粘度等信息，都是由回波串反演計算出T2分布，然后再導(dǎo)出的二級參數(shù)，也都限定了其使用范圍。在評價儲層類型方面，核磁T2譜與毛細(xì)管壓力曲線有相似的性質(zhì)，都表征了儲層的孔隙結(jié)構(gòu)分布，因此，可在沒有實驗毛細(xì)管壓力曲線數(shù)據(jù)情況下用T2譜構(gòu)造毛管壓力曲線來評價儲層好壞，但T2形態(tài)又受到儲層含烴的影響，導(dǎo)致構(gòu)造出的毛細(xì)管壓力曲線有偏差，在技術(shù)上還要進(jìn)一步的發(fā)展才能有更廣泛的發(fā)展。精準(zhǔn)的評價稠油將有非常好的前景。由于調(diào)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。由于稠油的Ta值小極化時間短，在雙等待時間測井模式下的DSM方法也失去效果。因此需要對核磁測井有新的認(rèn)識，及尋找新的方法來提高核磁測井。主要是孔隙流體（油、氣、水）成分的確定，可動流體（油、氣、水）飽和度、不可動流體（殘余油、束縛水）飽和度的計算。主要是孔隙度、孔徑分布、滲透率、粒徑分布，分選性、潤濕性等的分析。主要是沉積環(huán)境、構(gòu)造特征、產(chǎn)層的連通性、儲量、產(chǎn)能、開采價值等的評價。孔隙度測井系列和電阻率測井系列可以分別用來進(jìn)行產(chǎn)層孔隙度的估算和孔隙流體成分以及飽和度的評價。而另一方面，常規(guī)測井響應(yīng)方程對應(yīng)的地層模型過于簡單使許多與油氣特征有關(guān)的因素不能被處理，無法滿足我們對油氣資源評價的要求。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。核磁共振測井作為一種裸眼井測井新方法，有全新的理論和響應(yīng)方程，其測量的是地層中自由流動流體中氫核的數(shù)量，所以在確定孔隙度時不受固體骨架的影響，確定飽和度不受地層水電阻率的影響，因而它能夠為地層的油氣評價提供獨特的、可靠的、在許多情況下甚至是不可或缺的重要信息，這些信息包括：①與巖性無關(guān)的孔隙度；②毛管束縛水、泥質(zhì)束縛水、可動流體飽和度；③滲透率；④可動流體中的油、氣含量等。固體骨架對核磁共振測井響應(yīng)沒有貢獻(xiàn)，觀測信號只來自于孔隙中的流體。核磁共振測井的應(yīng)用在一定程度上能夠解決常規(guī)測井方法中難以解決的問題。而T2譜反演結(jié)果直接影響儲層參數(shù)（如孔隙度、滲透率、孔徑分布等）計算和流體別的準(zhǔn)確性。2 核磁共振的原理原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成，質(zhì)子帶電，中子不帶電，質(zhì)子與中子統(tǒng)稱核子。原子核的電荷數(shù)目取決于原子核中質(zhì)子的數(shù)目，而核的質(zhì)量則取決于核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。要解釋核磁共振現(xiàn)象，就要了解原子核的另一個由內(nèi)秉角動量產(chǎn)生的特性：自旋。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”。這樣的核，自身不停地旋轉(zhuǎn)。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]。原子核的自旋等效于該球體的旋轉(zhuǎn)。在外磁場中會受到力矩T的作用。由于核磁矩與自旋角動量P均由自旋引起，其間必有聯(lián)系。不同的元素，相應(yīng)有不用的旋磁比，對而言。為便于分析，引入旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系x’y’z’，它以角速度ω0相對于xyz沿的進(jìn)動方向轉(zhuǎn)動(圖2la)。正像在靜磁場B0作用下，在xyz坐標(biāo)系中繞B進(jìn)動一樣，在x’y’z’坐標(biāo)系中繞B1（進(jìn)動，進(jìn)動角頻率為。增加，勢能增加，這個能量增量由外加交變磁場B1（射頻場）提供，交變電磁場既可以連續(xù)地施加，也可以以短脈沖形式施加。當(dāng)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(zhuǎn)。