孔隙流体的核磁特性

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1、流体的核磁特性2.1.1多孔介质的饱和流体4、钻井泥浆滤液：会侵入油藏，或驱替油藏流体，或与油藏流体混合在一起，影响测井信号及储层评价。1、孔隙水：矿化度范围从纯水到饱和盐水（NaCl）。2、天然气：自由气，主要是甲烷，也就是气体状态，而不是溶解在油中的气。3、原油：可以是脱气的（脱气原油）或者是饱和气体的（含气原油）。含气原油可存在于一定的高温和压力下，其溶解在油中的气低于其泡点。含氢指数定义为单位体积流体的氢原子总数除以标准条件下相同单位体积纯水所含氢原子总数，（2.1）2.1.2含氢指数低矿化度盐水含氢指数接近1，而高矿化度盐水含

2、氢指数可减小达10%，这是由于一小部分盐水的体积被溶解的盐所占据。含氢指数与测量方法无关。但当测量方法受限时，测到的只是“视含氢指数”而非真正的含氢指数。大部分“脱气原油”的含氢指数接近1，但气体的含氢指数和压力有很大的关系。当密度（r），化学式中氢原子数目（nH），以及油或气的分子量（Mw）已知时，就可以用下面的公式来计算室温条件下的含氢指数。式中，水的分子量（18克）与水分子中所含氢原子数（2）的比值是9，水的密度是1g/cm3。（2.2），所以己烷（C6H14）分子量为86，密度为0.6597g/cm3，算得HI=0.9665。癸

3、烷（C10H22）分子量为142，密度为0.7287g/cm3，由公式（2.2）算得HI=1.016。含氢指数（HI）与API标准比重关系图（实线引自Kleinberg和Vinegar（1996），数据点引自LaTorraca等（1997））原油的API标准比重与它们的密度（单位：g/cm3）有如下关系原油的密度大约是1.01到0.75g/cm3。因此其对应的API标准比重大约是8到37。它是一种尺度（API或美国石油协会尺度），经常用于石油工业中表示原油的质量，API愈大，表示原油的质量愈好。低密度原油（高API），HI大约是1。当A

4、PI小于20时，HI随API的减小而减小。HI的减小是由于没有测量到重油中的短成分，因此所测量到的含氢指数可能为视含氢指数而非真正的含氢指数。中-高密度原油，在室温下粘度的范围从1000cp到100,000cp。（1）用燃烧的方法，只有粘度大于10,000cp的原油HI值小于1。（2）只有两个低粘度的原油样品，使用NMR法和燃烧方法测量结果一致。（3）其他样品NMR法明显的比燃烧法小，这是因为用NMR低磁场T2值的测量无法测准粘度大原油的HI。（4）在一定的测井条件下，根据NMR孔隙度与密度孔隙度之间的差别，往往能够估算出原油的粘度。不

5、同回波间隔（TE）下，低磁场NMR的HI估算值与粘度的关系图。（引自LaTorraca等（1999））（1）在2MHz的拉莫尔频率下，不同回波间隔下HI的估算值，视HI与回波间隔关系密切。（2）由于高粘度原油中的快T2弛豫成分衰减太快，低磁场NMR仪器测不到，使所有回波间隔下测得的视HI都偏低，而且回波间隔愈大，其视HI愈低。（1）对于含气原油，溶解气会显著地降低原油的密度，使其HI小于1。图中所示含气原油的HI在0.8~0.9之间。根据PVT数据所计算或常压常温下测量结果的含气原油的HI。（引自Zhang等（1998））（3）K&V曲

6、线是由Kleinberg和Vinegar（1996）提出的HI与API标准比重之间的关系曲线。图中的直线表示不同氢碳比下的HI。（2）G&P曲线是由Gaymard和Poupon（1968）根据烷烃的HI与密度的关系给出的。由于稠油含有大量的芳香烃，该曲线不能表示稠油的HI。2.2自由流体的核磁共振性质2.2.1水室温下，在低场NMR测井中，自由水的T1和T2的值大约在1~3s之间。我们看到的T1和T2的变化，多半是由于溶解于其中的氧这种顺磁物质所导致的。铁磁的和/或顺磁离子（如铁离子或锰离子）能够极大地降低盐水的T1和T2值。T2与水中

7、MnEDTA和MnCl2的浓度的关系见图2.6，其与温度的关系见图2.7。注意，只需要很小浓度的Mn离子，就可以极大程度的减小T2值。自由水的T1和T2体弛豫值太长，它们对测量的饱和盐水孔隙介质的弛豫速率贡献很小。所测量的含水岩石弛豫速率一般由表面弛豫控制。T2弛豫时间与MnEDTA和MnCl2中Mn++浓度的关系图（引自Horkowitz等（1995））MnEDTA-乙二胺四醋酸锰图2.6在井眼流体或钻井泥浆中参入铁磁的或顺磁性离子，可以极大地降低流体的T1和T2值，这种方法可用于①…②…。图2.7不同浓度MnEDTA时，T2弛豫时间

8、与温度的关系图（引自Oakes和Smith（1981））油一般是非湿润相，处于孔隙空间的中央，与孔壁没有接触。在这种情况下，就只有体弛豫，不受地层的影响，是油的组分和地层温度的函数。然而，如果油湿润了孔隙表