核磁测井解释

概述核磁共振在石油测井的应用

我国的地势和地形结构复杂多样的特点，增加了石油钻井的难度。保证石油测井的质量就必须采用先进的科学技术。核磁共振的技术为我国石油测井的发展带来了较大的贡献。比如利用核磁共振提供的地层信息，比其他测井的方式的信息更为丰富和全面。尤其是在较为复杂的岩性上，核磁共振技术发挥了其有效的作用，同时核磁共振也是现今较为有效合理的提供地层渗透率的测井方法。能有效地反映石油的粘稠度和毛管压力曲线等信息。

一、核磁共振概述

核磁共振是原子核在外磁场的作用下发生分裂，然后通过共振吸收一定频率辐射的物理过程。原子核不同，自旋的情况不同。在原子核自旋的过程中会在磁场的周围受到力矩的作用，并进行有规律的运动。但是当磁力改变时，会产生磁共振。

核磁共振在石油测井中已得到较为广泛的应用，但也存在一些理论与实际相偏离的问题。因此，在实际的运用中要不断地提高核磁共振的应用效果。加强对石油测井的应用，发挥核磁共振技术的最大效果。

二、核磁共振在是由测井中的应用

（一）石油测井流体识别

开发石油前要对石油进行测井，而测井的目的是为了提供石油的相关数据和资料，以便更好地保障石油开发的安全。但在石油测井的过程中，石油井眼直径大小与测井流体的体积呈正相关。也就是说，石油井的直径越小，测井流体的体积越小。利用核磁共振可以减少流体体积大小对石油测井的影响，提高石油测井流体的识别功能，并有效地保证石油测井数据的准确度。

在石油测井应用核磁共振的过程中，早期利用核磁共振技术对石油测井的资料进行收集是采用差谱法。差谱法是在两个不同的时间段里的回波中得到的孔谱。差谱=等待时间长的π谱-等待时间短的π谱。在一般的情况下，气在差谱的中段，轻质油在差谱的后段，无油便无差谱。差谱法在核磁共振中对石油测井的应用可以检测地层中有无轻径的存在。

（二）石油测井深度 石油测井的过程中会由于多种原因造成测井深度的误差，影响石油测井资料的准确度。而在实际的测井过程中造成测井深度误差的原因包括测井的速度、测井仪器的选用以及测井过程中各种相关因素。

第１７卷第１期　江汉石油科技　２００７年３月　ＪＩＡＮＧＨＡＮ　ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．１７　Ｎｏ．１　

Ｍａｒ．２００７　

核磁共振测井在江汉特殊储层解释评价中的应用　

袁明前　

（江汉石油管理局测录井工程公司）　

摘要核磁共振测井是基于测量信号直接反映储层孔隙分布和孔隙流体性质的测量方法。　利用核磁测井技术展开了对江汉地区盐问非砂岩储层、低孔低渗砂岩储层的测井评价，并建立了各　类特殊储层的核磁测井响应特征和核磁评价标准。对于盐间非砂岩储层，核磁测井Ｔ２谱能较准确　

地判别出储层的孔隙结构、可动流体和渗透性特征，进而结合电成像资料区分储集类型，划分有效　储层。在低孔、低渗砂岩储层中，利用核磁Ｔ２谱、差谱、移谱信号特征建立了低渗透水层、低渗透差　

油层核磁响应模式。　主题词核磁测井储集岩孔隙度渗透率盐膏层含油气层系　

常规测井解释方法一直制约着对特殊储层孔渗　

和含油性的评价。核磁共振测井技术是基于测量信　号直接反映储层孔隙分布和孔隙流体性质的一种测　量方法，岩石特性对测量结果影响相对较小，它能够　

准确提供地层的各种孔隙度、孔隙结构、渗透率，并　

能够定性区分流体性质。核磁测井技术在江汉地区　盐间非砂岩储层、水淹砂岩储层以及低孔、低渗砂岩　

储层的测井综合应用，为特殊储层有效性判别提供　了较好的技术手段，在实际地质应用中发挥出了较　

好作用。　。　

１　核磁共振测井提供的基本信息和流　

体识别方法　

由于岩石孔隙内的水和油气富含氢核，核磁共　

振仪通过调节发射频率至氢核的共振频率，可使测　量信号加强并被测量出来。核磁共振测井直接测量　

的是回波串（ＥＣＨＯＳ），通过对回波串的处理可以得　到Ｔ２分布。Ｔ：分布决定了孔隙大小分布，小孔隙　

分布在短的横向弛豫时间段，反映地层的粘土束缚　

水和毛管束缚水分布；大孔隙分布在长的横向弛豫　时间段，反映地层的可动水分布，从而获取孔隙结构　

参数；由于核磁共振测量信号的幅度与测量范围内　孔隙内氢核的数量成正比，通过对回波幅度的刻度，　

４２　内蒙古石油４Ｌ．ｒ－　２００８年第１Ｏ期　

核磁共振测井实验分析与应用　

邵国军，刘志荣，秦菲莉，刘星普，铁　勇，王立新　

（中原石油勘探局地球物理测井公司）　

摘要：本文首先对核磁共振测井原理进行了简介，对核磁共振测井实验过程和结果进行了详细分　

析，对于某区砂岩储层，Ｔ２值理论为３３　ｍｓ，实验结果在该区为Ｔ２截止值分布在６．５８—１５．９ｍｓ之间，平　

均值为１０．６５ｍｓ。实验结果为该区核磁共振解释和气层识别提供了依据，取得了较好的效果。　关键词：核磁共振；测井资料；气层识别；流体性质　

１核磁共振测井原理简介　核磁共振测井技术是２ｏ世纪９ｏ年代世界石油　

工业重大技术进步之一。它以核磁共振理论为基础，　仪器响应仅与岩石孑Ｌ隙流体中氢核的含量与状态有　

关，能够得到岩石孑Ｌ隙度、孔径大小分布状况，并能　较准确地估算渗透率，判别孔隙流体的性质和类型。　从而克服了以体积模型为基础的传统测井方法受井　

眼、岩性及地层水矿化度影响的缺陷。　其原理是：原子核由质子和中子组成，质子和中　

子既作自旋运动，又作复杂的相对运动。自旋将产生　

磁场，通常情况下，若没有＃ｔ－￣Ｈ磁场，单个核磁矩将　随机取向，对外不显示磁性。处在外加磁场中的原子　

核系统将受到电磁波的作用，当电磁波频率等于核　磁矩相邻能级之间的跃迁频率时，核磁矩的磁能级　

间发生共振跃迁现象。此时高频磁场的能量将被原　

子吸收，这种现象称共振吸收。　自然界中大约有一半的原子核可以产生核磁共　

振现象，但多数产生的信号较弱，不易被探测到。而　氢核具有相对较大的磁动量，且在地层中，氢核广泛　存在于岩石孔隙水和油气中，丰度很高，可以产生较　

强的信号。　现代核磁共振测井就是以氢核为目标核，通过　

调节核磁测井仪的工作频率，探测地层中氢核的核　磁共振特性。目前主要是探测氢核的横向弛豫过程，　

通过测量Ｔ　分布揭示岩石的孑Ｌ隙流体性质及其流　动特性，提供地层有效孔隙度、自由流体孔隙度、毛　细束缚水孑Ｌ隙度、渗透率和孔隙大小分布等储层参　

・　２８　・　测　井与　射孔　２００８年・第２期　

核磁共振成像测井技术综述　

赵全胜　（中油测井技术服务有限责任公司）　摘要：核磁共振成像测井是一种全新的测井方法，它所提供的独特信息，极大地增强了测井的地层评价　能力，是对裸眼井测井解释和油气评价技术的重大突破。本文阐述了ＭＲＩＬ核磁共振测井仪的测井原理，结　合多年的测井经验，对测井作业过程中的质量控制进行了详细介绍，并借助解释软件进行了实例分析。　关键词：核磁共振成像测井　自旋回波横向弛豫　１前言　核磁共振成像测井是通过研究地层流体中的　氢核在外加磁场中所表现出来的特性，来描述储　层的岩石物理特性和孔隙流体特性的一种新型测　井技术。它可以直接测量岩石孔隙中流体的信　号，其测量结果基本上不受岩石骨架的影响而区　别于现有其他测井方法。核磁共振成像测井信号　包含十分丰富的地层信息，可用于定量确定有效　孔隙度、自由流体孔隙度、束缚水孔隙度、孔径分　布以及渗透率等参数。在勘探阶段，核磁共振成　像测井能为产液性质、产层性质及可采储量等地　层评价问题的解决提供可靠的信息。在开发阶　段，则可为油层的强水淹、驱替效率、剩余油饱和　度以及采收率等关键问题的评价和分析提供定量　数据。　目前，在全世界范围内提供商业服务的核磁　共振成像测井仪主要有４种类型：阿特拉斯公司　最新推出的偏心测量的总孔隙度核磁共振测井仪　ＭＲＥｘ；哈里伯顿公司采用ＮＵＭＡＲ专利技术推　出的系列核磁共振成像测井仪ＭＲＩＬ；斯伦贝谢　公司推出的组合式脉冲核磁共振测井仪ＣＭＲ；以　及俄罗斯生产和制造的大地磁场型系列核磁共振　测井仪￣ＩＭＫ９２３。本文将阐述哈里伯顿公司生　产的ＭＲＩＬ—Ｐｉｍｅ型核磁共振成像测井仪的测　量原理以及应用实例分析。　２　ＭＲＩＬ仪器的测量原理　ＭＲＩＬ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｌｏｇ—　ｇｉｎｇ）采用“井内磁体一井外建场测量”的基本原　理，把一个永久磁铁放在井筒中，在井外地层产生　梯度磁场，建立磁共振条件，如图１所示Ｌ１］。通过　’对射频场频率及频带的选择，实现对径向特定距　离处柱壳状地层薄片信号的观测，其中柱壳的直　径和薄片的厚度分别由射频场的频率与带宽确　定。基于梯度磁场，可以做时分式多频观测。当　一个切片观测完毕，其中的质子需要一定时间完　成弛豫恢复，此时，利用不同的频率对另一薄片进　行探测。由此，增加观测次数，提高信噪比，从而　加快测井速度。而且，在梯度磁场条件下，可以对　岩石孔隙中流体的扩散特性进行观测，进而提供　对稠油与水以及水与气的有效识别口］。ＭＲＩＬ采　集到的基本数据是回波串，基本处理方法是通过　多指数拟合得到横向弛豫时间丁２分布。首先，它　对于所观测的原子核具有选择性。核磁共振测井　以氢核与外加磁场的相互作用为基础，只对氢核　产生的磁共振信号进行观测，其他类型的原子核　对观测信号没有影响。其次，它对原子核所处的　外部环境具有选择性。由于固体与流体中氢核的　磁共振弛豫性质存在明显差异，核磁共振测井信　收稿日期：２ＯＯ８—０２—２０　作者简介：男，１９７２年出生，工程师，１９９４年毕业于西安石油学院，现在中油测井技术服务有限责任公司从事现场测井操作工作。