石油工程测井-放射性3.ppt

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1、1十五863子课题验收汇报1石油工程测井主讲教师：刘红岐1十五863子课题验收汇报2核测井核磁共振测井(NuclearMagneticResonanceLogging)于20世纪60年代提出，但直到20世纪80年代以后才逐渐发展起来，目前已投入生产实践。它利用地层孔隙中富含氢原子的液体（油、水）中氢核受激发后产生的核磁共振信号，通过测井解释获知储集层的孔隙度、可动流体指数、渗透率和岩石孔径分布等油气资源评价所需要的基本参数，进而计算出油层储量。核磁共振测井是迄今唯一能够直接测量储集层自由流体孔隙度的测井方法，而且具有测量准确可靠、可提供多种储集层参数等优点。它所带来的测井技术上的重大突破将有效

2、地解决传统测井方法由于不能圆满测取储集层特征参数所导致的产层漏划问题，对石油增产具有重要作用。第三节核磁共振测井1十五863子课题验收汇报3核测井氢核（质子）本身带电，质子具有自旋性，可形成磁场，即质子具有一定的磁矩。在Z轴施加外加磁场后（B0），氢核绕外磁场方向转动，这个转动称为进动（图3－22），进动频率0为：一、核磁共振测井（一）核磁共振现象式中Y—氢核的旋磁比，rad／（s·T）；B0—外加磁场的磁感应强度，T。1十五863子课题验收汇报4核测井一、核磁共振测井（一）核磁共振现象图3－22静磁场中质子的旋转和进动1十五863子课题验收汇报5核测井在保持核子静磁场的条件下，对质子施加与

3、静磁场方向垂直的射频场。由于射频场的作用，质子的磁矩将倒向XY平面。当外加射频场的频率等于质子（氢核）的进动频率时，质子吸收外加射频磁场的能量，跃迁到高能位，这就是核磁共振现象。一、核磁共振测井（一）核磁共振现象（NuclearMagneticResonance-NMR）1十五863子课题验收汇报6核测井在核磁共振信号的测量期间，质子磁矩收到Z轴静磁场的作用，在进动过程中向Z轴方向恢复，这个过程叫纵向弛豫。纵向弛豫过程的快慢，反映了岩石的孔渗特性及流体特性。纵向弛豫的方程为：（二）纵向弛豫及横向弛豫式中M—质子初始的磁化强度，T；T1—质子的纵向弛豫时间，ms；M(t)—t时刻的磁化强度，T。

4、1十五863子课题验收汇报7核测井在测量核磁共振信号期间质子磁化强度在XY平面的投影同时向零方向恢复，这个过程称为横向弛豫。横向弛豫过程的表达式为：（二）纵向弛豫及横向弛豫式中M(t)t时刻磁化强度在XY平面的投影，T；M0—开始横向弛豫的初始磁化强度，T；T2-横向弛豫时间，Ms。1十五863子课题验收汇报8核测井横向弛豫过程的快慢，反映了岩石的孔渗特性，及流体特性。主要是由于测量效率的原因，目前下井核磁共振测井和实验室核磁共振分析，都是测量地层（岩石）的横向弛豫过程。（二）纵向弛豫及横向弛豫表3-4不同流体的弛豫参数（据Coates）核磁共振现象1)核有磁性，没有外磁场作用，宏观上没有磁性

5、。（一）核磁共振现象2)在外磁场Ｂ0作用下，产生宏观磁化量M0。进动频率ω0=γB03)在垂直Ｂ0方向上加交变磁场频率ω=ω0=γB0,发生核磁共振现象。M被扳倒。4)弛豫（交变磁场作用完）,Ｔ１&Ｔ２核磁共振测井1)极化2)自旋回波测量3)井中测量核磁共振测井资料处理1)核磁共振测井测的是氢核的共振信号大小及其衰减速率Φ∝Hv∝A2)岩石弛豫机理3)核磁共振测井处理:T2分布核磁共振测井特点1)只对氢核的磁共振信号观测，其它核无影响；2)只测量流体中的氢核响应，无骨架影响；3)只测量距井眼一定距离孔隙流体中的氢核响应，无井眼影响(探测深度约15cm)。NMR测井特点NMR测井解释模型1)孔隙

6、度模型2)渗透率模型1十五863子课题验收汇报24核测井目前，在全世界范围内提供商业服务的核磁共振测井仪主要有3种类型：一种是Atlas和Halliburton采用NUMAR专利技术推出的系列核磁共振成像测井仪MRIL；另一种是Schlumberger推出的组合式脉冲核磁共振测井仪CMR；还有一种是以Russia为主生产和制造的大地磁场型系列核磁测井仪RMK923。这些核磁共振测井仪器的具体测量方式存在一些差异，但在测量原理上大同小异。（三）核磁共振测量原理1十五863子课题验收汇报25核测井CMR在探头测量区间中产生局部均匀的静磁场，RMK923利用大地磁场作为静磁场。NumarMRIL型核

7、磁共振测井的测量方案具有代表性，见图3－23。在测量过程中，首先用静磁场使地层中的质子（氢核）定向排列；然后对质子施加特定频率，且方向与静磁场方向垂直的射频磁场，使质子发生核磁共振。岩石中的质子受激发跃迁到高能态，然后以弛豫的形式放出多余的能量，质子回到平衡态。质子在弛豫过程中放出的能量，就是核磁共振的测量信号。岩石中核磁共振信号基本上是由孔隙流体中的氢核产生。（三）核磁共振测量原理1十五863子