油气的核磁共振NMR特性

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2002年·第4期测井与射孔·核磁共振测井技术·油气的核磁共振(NMR)特性YingZhang等著卜凌梅译何长春闵家华校(胜利测井公司)(胜利石油管理局)摘要：在双对数坐标图上，中等粘度脱气油的弛豫时间与粘度／温度成线性关系。相反，粘度最低的溶解甲烷和重质原油并不符合这个关系。这些成分的存在使得油气的分析和解释变得复杂化。在储层条件下。轻烃中的乙烷和丙烷也是与石油相伴的天然气的普通成分。尽管如此，在典型油藏条件下，这些物质的核磁共振(NMR)弛豫时间没有公开发布，因此，它们对含气石油弛豫时间的影响也不为人所知

2、。在这篇论文中，我们研究了典型油藏条件下的乙烷和丙烷的质子核自旋一晶格弛豫时间和自扩散系数。通过对比和计算乙烷的实验数据，得出了质子的弛豫时间。我们还研究了自旋和偶极一偶极机理的作用，总结出一种混合定律可估算气体混合物的丁1。最后。我们将混合定律的估算结果与实验结果进行了对比。在另一种极端条件下，重质原油的弛豫时间不符合粘度相关关系。因此，用三种不同频率的NMR分光计，测量了2O种重质原油的丁和丁，给出了轻质原油和重质原油的弛豫时间。其是拉莫尔频率的函数。我们还讨论了回波间隔对重质油的丁2分布的影响。然后探讨了丁／丁2对数平均比值与原油粘度、沥青质含量和拉

3、莫尔频率的关系。关键词：核磁共振弛豫时间重质原油油气特性间与粘度／温度成正比关系。根据该弛豫机理，即1引言使在溶液中，甲烷同样对含气油的弛豫时间有影响。在石油工业中，在钻井结束后就利用NMR测井评价岩层的岩石和流体特性，这包括定量地2设备和实验程序评价岩层中的油气水含量和估算原油粘度。存在有磁场梯度时，核磁共振测量的是表面弛豫、体积NMR分光计：采用90MHzNMR分光计测弛豫和扩散引起的弛豫。体积弛豫是粘度、温度量高温高压条件下的乙烷和丙烷的弛豫时间和自和溶解气含量的函数。扩散，(如Etesse1992年及Lo1999年较早提出原油的弛豫时间和扩散性通常

4、与粘度／温度的方法)。这分光计与高压汽液平衡装置和调节有关，而天然气的弛豫时间和扩散性与密度和温温度的空气阀相连，使NMR探测的流体保持常度有关。对于气体混合物和油气混合物，总弛豫温。时间分布和扩散性还取决于各自成分。例如，曾用三个NMR分光计来测量频率对弛豫时间有研究表明，含气原油(溶液)的弛豫时间是气油的影响。分光计用永久磁铁制作，测量频率分别比的函数，而且，弛豫时间的分布与扩散性有关。为2MHz、7．5MHz、20MHz。2MHz的分光计是以前的研究表明，由于偶极一偶极相互作用MARANUltraNMR分光计，测量温度为3O℃，产生弛豫，纯高烷烃、高

5、烷烃混合物、粘度标准和而其他两个是BrukerminspecNMR分光计，测地面重质原油的弛豫时间与粘度／温度成反比关量温度为40"C，这三种分光计用来测量有围压的系。然而，甲烷气是自旋相互作用弛豫的，弛豫时原油的弛豫时间。收稿日期：2002—10—18译者简介：凌梅，女，助理工程师，2001年毕业于石油大学(华东)石油工程专业，现在胜利测井公司解释研究中心从事测井解释工作。维普资讯http://www.cqvip.com测井与射孔2002生样品准备：从产气装置中提出纯的乙烷和丙乙烷、丙烷和甲烷混合气的密度。烷气，乙烷和丙烷的纯度最低都能达到99．95，含

6、氧低于2ppm。乙烷和丙烷中的氧气再通过吸3乙烷和丙烷的扩散性氧提纯器(装置模型6411)去除氧气，使提纯后的气体氧气含量低于0．Ippm。如图1所示是扩散系数与粘度／温度关系。在这项研究中，我们对不同油田的20个原油根据Stokes-Einstein方程，扩散系数D、粘度，7、样品进行了实验。实验用的取样试管直径为温度t有如下关系：13mm，将油样注入做NMR实验的玻璃管中，液D一善(4)47rar]面高达lcm。然后封上取样管，贴上标签，同时裹式中，矗一波耳兹曼常数；分子直径。上纱纶以防蒸发。在测量弛豫前，油样应在与磁铁温度相同的恒温槽中进行至少30m

7、in的预处理。自旋一自旋弛豫时间的测量：在自旋一自旋弛豫测量中使用CPMG(Carr—Purcell—Mei—boom-Gil1)方法来采集t和与之相应的反射波幅度M(￡)的数据，把这些原始数据代入下列这个多次幂衰减方程以求出T：分布：M(￡)一M(o)e(1)自旋一晶格弛豫时间的测量：自旋一晶格弛豫时间T是通过标准反演恢复系列来测量的。◆每次测量，要求持续时间t维持35～5O个自由感●o一应衰减脉冲时间，t是最长丁的六倍，采集的资口料是时间t及相应的磁化量M(￡)。用下列方程X+×可将M—t曲线变换成T分布：M(￡)一M(o)E1—2e-t](2)图1甲

8、烷、乙烷、丙烷和高烷烃的扩散性一粘自扩散系数的测量：脉冲梯度自旋一