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核磁共振测井的基本原理
核磁共振测井（NMR）的基本原理是利用原子核在外磁场
中的磁矩为零或自旋为零，即自转的变化率为零，在外加磁场中与外加电场发生作用，使原子核受到磁场力而发生磁化。
当原子核在外加磁场中运动时，其周围就产生一系列感应电流（自转），这些感应电流与磁场力方向相同，就会使原子核发生位移，其位移量与原子核磁矩成正比。
核磁共振测井正是根据原子核在外加磁场中的自转变化率来研究原子核的运动和核外电子运动的。
核磁共振测井仪器有两个重要部件：一个是感应线圈；另一个是接收线圈。
感应线圈的作用是把发射出去的核磁共振信号接收下来。
一般情况下，感应线圈处于待测井段井眼的周围，在井下有很多的铁屑或其他杂质和岩石颗粒存在。
这些铁屑和颗粒对核磁共振信号会产生很大的干扰。
当井眼打开后，由于井壁对核磁共振信号有屏蔽作用，使核磁共振信号在井眼周围产生一个很强的磁场。
在这个强磁场下，原子核就会发生位移，在原子核的自转轴方向上形成一个脉冲磁场（核磁共振脉冲）。
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核磁共振测井与录井对比班级：勘查技术与工程07-1 姓名：学号：0701********摘要:石油工程中的核磁共振技术是利用油和水中的氢原子在磁场中具有共振并产生信号的特征来探测和评价岩石特性。
核磁共振测井是在井筒中测量井周地层的物性参数.核磁共振录井是在地而(钻井现场)分析岩心、岩屑和井壁取心的物性参数(随钻分析)。
对同深度13 u 井中的核磁共振测井孔隙度、渗透率参数与核磁共振录井分析岩心、岩屑和井壁取心样品得到的孔隙度、渗透率参数进行对比分析表明.两者虽存在定差异.但整体有较好的趋势致性。
关键词:核磁共振;测井;录井;孔隙度;渗透率Abstract:The hydrogen atoms in oil and water are able to resonate and generate signalsin the magnetic field，which is used by the NMR (nuclear magnetic resonance) technolo-gy in petroleum engineering to research and uate rock characteristics. NMR welllogging was used to measure the physical property parameters of the strata in well bore，whereas NMR mud logging was used to analyze(while drilling) the physical propertyparameters of cores，cuttings and sidewall coring samples on surface(drilling site).Based on the comparative analysis of the porosity and permeability parameters obtainedby NMR well logging and those from analysis of the cores，cuttings and sidewall coringsamples by NMR mud logging in the same depth of 13 wells，these two methods are ofcertain difference，but their integral tendency is relatively good.Key words:nuclear magnetic resonance;well logging;mud logging;porosity;permea-Bility1基本原理自然界元素的同位素中将近一半能够产生核磁共振r2,。
核磁测井1、现代NMRR测井1、1脉冲NMR测井仪传感器(如磁铁和天线)是脉冲NMR测井仪的核心部分。
它对仪器的S／N、最小回波间距、探测深度(DOI)、测井速度和垂直分辨率有重要影响。
在用的所有仪器在传感器的设计上都不尽相同，主要差别是电子线路、固件、脉冲序列、数据处理和解释算法。
NMR仪器的详细技术指标都能在各家服务公司的网站上找到。
斯伦贝谢电缆式NMR测井仪器有三个天线和一个完全可编程的脉冲序列发生器，能进行多种不同方式的测量。
两个152mm天线用于高分辨率测量，提供总孔隙度、束缚流体孔隙度和自由流体孔隙度。
高分辨率天线还可用来探测天然气和轻烃，计算渗透率和孔隙大小分布。
主天线长457mm，有多个频率，用于不同地层评价，提供多种NMR 测量。
每个频率都对应不同DOI(从井壁算起为38～102mm)。
主天线所提供的地层评价包括两个高分辨率天线所提供的所有地层评价，还用于评价流体径向剖面、流体体积和石油黏度。
所有的商用NMR仪都有一些共同的特征，譬如：所有的仪器都采用强度很大的钐钴合金永久磁体，磁铁对温度变化相对不敏感。
磁体用于极化(磁化)烃和水分子中的氢核(质子)。
另一个共同的特征是它们都采用脉冲NMR测量。
1．2测量原理NMR测量有两步。
第一步是建立储层流体的净磁场，当仪器沿井简移动时，磁铁的磁场矢量B。
磁化储层流体中的氢核，产生净磁场，磁场沿着B。
方向，即纵向。
在井壁附近区域(距井壁几英寸)，B。
的大小一般为几百高斯。
B。
的大小随着离磁铁径向距离的增加而减小，从而在测量区域内形成磁场梯度或梯度分布。
正如下面讨论的，磁场梯度用于识别储层流体并描述流体特征。
在施加B。
之前，氢核磁矩的方向是无序的，因此流体净磁场为0。
在极化时间Tp内，磁化强度以指数形式增大到其平衡值Mo。
描述磁场指数方式的时间常数为纵向弛豫时间，称之为T1。
在储层岩石中，用T1分布描述磁化过程。
T1分布反映的是沉积岩中油气的复杂成分和孔隙大小分布。
引言核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体（油、气、水）渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性。
本文主要讲解了核磁共振测井的发展历史、基本原理、基本应用、若干问题及展望。
发展历史核磁共振作为一种物理现象，最初是由Bloch和Purcell于1946年发现的，从而揭开了核磁共振研究和应用的序幕。
1952 年，Varian 发明了测量地磁场强度的核磁共振磁力计，随后他利用磁力计技术进行油井测量。
1956 年，Brown 和Fatt研究发现，当流体处于岩石孔隙中时，其核磁共振弛豫时间比自由状态相比显著减小。
1960年，Brown 和Gamson研制出利用地磁场的核磁共振测井仪器样机并开始油田服务。
但是，地磁场核磁测井方案受到三个限制，即：井眼中钻井液信号无法消除，致使地层信号被淹没；“死时间”太长，使小孔隙信号无法观测；无法使用脉冲核磁共振技术。
因此，这种类型的核磁共振测井仪器难以推广。
1978 年，Jasper Jackson 突破地磁场，提出一种新的方案，即“Inside-out”设计，把一个永久磁体放到井眼中(Inside)，在井眼之外的地层中(Outside)建立一个远高于地磁场、且在一定区域内均匀的静磁场，从而实现对地层信号的观测。
这个方案后来成为核磁共振测井大规模商业化应用的基础。
但是由于均匀静磁场确定的观测区域太小，观测信号信噪比很低，该方案很难作为商业测井仪而被接受。
1985 年，ZviTaicher和Schmuel提出一种新的磁体天线结构，使核磁共振测井的信噪比问题得到根本性突破。
1988 年，一种综合了“Inside-out”概念和MRI 技术，以人工梯度磁场和自旋回波方法为基础的全新的核磁共振成像测井(MRIL)问世，使核磁共振测井达到实用化要求。
此后，核磁共振测井仪器不断改进，目前，投入商业应用的核磁共振测井仪器的世界知名测井服务公司分别为：斯仑贝谢、哈利伯顿和贝克休斯。
核磁共振测井原理通俗理解核磁共振测井（Nuclear Magnetic Resonance Logging）是一种地球物理测井技术，通过检测岩石中的核磁共振信号来获取地层的物性信息。
它通过利用岩石中含有的核磁共振现象，来确定地层的孔隙度、渗透率、含水饱和度等参数，从而提供地质勘探和油气开发中的重要参考数据。
核磁共振测井原理的核心是基于核磁共振现象。
核磁共振是一种原子核的性质，即具有自旋的原子核在外加磁场作用下会发生共振现象。
在地球物理勘探中，主要利用的是岩石中的氢原子核，即水分子中的氢原子核。
当岩石中的氢原子核处于一个外加磁场中时，它们会在磁场的作用下产生不同的能级，这些能级之间可以发生能量的吸收或释放。
如果在外加磁场的基础上再加入一个与核磁共振频率相同的电磁波，就可以使氢原子核从一个能级跃迁到另一个能级，并吸收或释放能量。
这个过程是通过测量共振信号的强度和频率来实现的。
在核磁共振测井中，探测器通过向地层中发射射频信号，并同时接收反射回来的信号。
当射频信号的频率与地层中的氢原子核的共振频率相同时，氢原子核会吸收能量并发出共振信号。
通过测量反射信号的强度和频率，可以得到地层中氢原子核的共振信号，进而推断出地层的物性参数。
核磁共振测井技术的优势在于可以对地层进行非侵入式测量，避免了传统测井方法中可能引起地层损伤的问题。
同时，由于核磁共振信号与地层中的水含量直接相关，因此可以准确地估计地层中的含水饱和度，这对于油气勘探和开发具有重要意义。
除了含水饱和度，核磁共振测井还可以用来获得地层的孔隙度和渗透率等信息。
孔隙度是指地层中孔隙的比例，是一个反映地层储集性能的重要参数；渗透率则是指地层中流体流动的能力，是评价地层透水性的重要指标。
通过测量地层中氢原子核的共振信号，可以计算出地层的孔隙度和渗透率，从而帮助人们更好地了解地层的储集性能和流体运移规律。
核磁共振测井是一种基于核磁共振现象的地球物理测井技术，通过检测地层中的核磁共振信号来获取地层的物性信息。
