核磁共振技术在录井中的应用

【摘 要】目前，中国采用核磁共振测录井技术的测录井总量居世界前列，几乎所有油田都应用了该技术。可以说我国核磁共振测录井技术应用方面处于国际领先。下文将针对核磁共振技术在录井中的应用给予简单分析。

【关键词】核磁共振 录井

一、引言

近年来， 随着地化、热解色谱、定量荧光等录井新技术的运用与发展， 录井行业在储集层评价方面取得了很大的进步， 解释符合率明显提高， 但面对低孔低渗储集层、隐蔽储集层等复杂地层时，由于这类储集层的地质条件通常较差， 地层情况通常非常复杂， 目前， 录井行业尚无较佳方法解决此问题。实验室内所采用的各项常规物性分析技术和手段不能对岩屑和井壁取心等进行分析检测， 而且不具有及时性， 因此在这种情况下， 核磁共振录井技术的应用可以说为岩石物性录井提供了一个有效的技术和手段， 也可以说填补了这项技术的空白。核磁共振录井技术实现了岩石物性分析从室内到钻井现场的迁移， 并将分析对象从单纯的岩心拓展到岩屑和井壁取心， 具有用量少、速度快、成本低、岩样无损、参数多、准确性高、连续性强、可随钻分析等常规岩心分析和测井所不可完全替代的优点。将其分析结果与岩石热解、定量荧光等分析数据相结合可以更及时有效地对储集层进行更精确地评价， 因而在石油天然气的勘探与生产中作用较大。目前使用的 M agnetic- 2000便携式核磁共振录井仪， 具备可获得岩心、岩屑孔隙度、渗透率、可动流体、束缚流体、含油饱和度、孔径分布等重要的油层物理参数的能力。

二、核磁共振录井应用基本原理

油和水中的氢原子核被激发后吸收能量， 产生核磁共振现象， 当固体表面性质和流体性质相同或相似时， 弛豫时间 T2的差异主要反映岩样内孔隙大小的差异。孔隙越大， 氢核越多， 核磁共振信号衰减越慢， 对应弛豫时间 T2也越长 （图 1）。

核磁共振录井仪实际测量过程中获取的是T2衰减曲线， 这个衰减信号是由许多不同孔隙中

三、录井工程

流体衰减信号的叠加而成的。采用现代数学反演技术计算出岩石中组分比例不同所产生的弛豫时间谱的差异， 即 T2弛豫时间谱， 在油层物理上的含义为岩石中不同大小的孔隙占总孔隙的比例。

（一）核磁共振录井参数测量原理与方法

核磁共振录井仪可以测定很多储集层物理参数， 目前我们只选取了孔隙度、渗透率、可动流体、含油饱和度 4个参数进行了开发研究。

（二）孔隙度的测定

核磁信号幅度与样品内的氢核数目即流体量成正比。首先用标准样 （ 3% ～ 27% ）进行标定，然后测量样品， 根据样品的核磁信号幅度自动计算孔隙度。

核磁共振孔隙度与常规孔隙度的平均相对误差为4. 42%， 相关性好， 可靠性强， 说明核磁共振孔隙度与常规孔隙度几乎完全相关， 通过相关方程可以看出， 相关系数达到 0. 92， 表明核磁共振录井孔隙度与常规孔隙度几乎相等， 可以免除数据校正， 核磁共振孔隙度能够替代化验室孔隙度。

（三）岩石可动流体及 T2截止值的确定

驰豫时间谱代表了岩石孔径分布情况， 而当孔径小到某一程度后， 孔隙中的流体将被毛细管张力所束缚而无法流动， 因此在 T2驰豫谱上存在一个界限， 当孔隙流体的驰豫时间大于某值时， 流体为可动流体， 反之为束缚流体， 这个驰豫时间界限称为可动流体截止值。可动流体截止值的确定是通过核磁共振和常规岩心分析方法相结合获得的。

（四）岩石渗透率测量

岩石渗透率受岩石孔喉半径分布的控制， 核磁共振录井可以提供岩石孔径分布信息， 也就可以确定岩石的渗透率。核磁渗透率计算一般采用经验公式计算， 该公式适用于低孔低渗储集层。Knm r= C ？ ？nmr4？T2g

（五）测定岩石含油饱和度

核磁共振录井技术通过向样品中添加顺磁离子有效地消除水相驰豫时间， 从而使油水信号分离测定含油饱和度。首先对岩样进行第一次核磁共振测量， 测量得到油和水的混合信号； 然后将岩样浸泡在高含量的 MnCL2水溶液中， 浸泡一定时间后， Mn2+充分扩散到岩样内的水相中， 消除水相的核磁信号；接着进行第二次核磁测量， 此时测量得到的仅是油相的核磁信号； 最后比较两次测量结果可定量计算得到含油饱和度。

四、核磁共振录井技术应用特点

（一）核磁共振录井技术吸收了国内外核磁共振弛豫谱应用研究的最新成果， 能随钻分析岩心、岩屑、井壁取心样品，及时获得储集层评价所需的各项物性参数。

（二）不同地区、不同岩性 T2谱不同， 其T2截止值也不同， 据此， 可现场快速测定可动流体百分含量。

（三）核磁共振录井可动流体、含油饱和度参数是准确评价油气层的重要参数。

（四）核磁共振录井技术结合地化、荧光录井技术有助于大大提高储集层解释符合率。

五、结束语

综上所述，核磁共振技术在录井中的大量应用，极大的改变了录井工作效能，从根本上改变了以前我国在录井中的技术现状，通过试验分析，表明核磁共振录井技术能够满足勘探录井现场的全面技术需求。