核磁共振测井技术

浅谈核磁共振录井技术摘要:在物理学、化学、生物学以及医学领域，核磁共振已成为一种非常有用的工具。

在石油天然气勘探开发中，核磁共振分析获得岩石重要参数，为油田储量计算和产能评价等提供依据。

钻井现场，它特殊的测量分析手段帮助地质家快速现场决策。

关键词：磁共振测量技术说起“核磁共振”,我们并不陌生。

自1946年发现核磁共振现象以来，在物理学、化学、生物学以及医学领域，核磁共振已成为一种非常有用的工具。

在医学上，常用磁共振成像检查人体的健康。

在石油天然气勘探开发中，应用颇多：储层评价上，核磁共振分析获得岩石重要参数，为油田储量计算和产能评价等提供依据；钻井现场，它特殊的测量分析手段帮助地质家快速现场决策。

核磁共振的兴起，增加了研究人员研究地层的信心。

近些年，在科研人员不努力和探索中，其应用得到不断提升。

这项技术在录井工程上又是怎样的？首先，要从自旋说起。

就像陀螺的转动，自旋就是物体对于质心的旋转。

一个电荷旋转可以产生磁场，磁场方向沿旋转轴的方向。

把每个原子核当做一个小磁棒，其磁场方向与核的自旋轴一致。

无外加磁场时，各小磁棒的取向随机，宏观上系统是没有磁性的；当处在恒定磁场中，原子核自旋，且轴沿磁场方向。

这样就得到两种方向和能级：与磁场方向一致，高能级；与磁场方向相反，低能级。

带自旋的原子核置于恒定磁场中的，它会吸收某个特定频率的电磁波，发生能级跃迁，改变能量状态，产生核磁共振吸收，这个现象就是核磁共振。

需要强调的是“带自旋的原子核才可以发生核磁共振现象”。

当外加磁场结束后，自旋将逐步释放或交换能量，宏观磁化矢量消失，系统慢慢恢复至平衡状态。

这个恢复的过程，称为弛豫，它分为纵向弛豫和横向弛豫。

与之对应，表示恢复快慢的时间分纵向弛豫时间和横向弛豫时间。

纵向弛豫就是自旋与环境交换能量，而横向弛豫是自旋与自旋之间交换能量。

在录井工程中，岩石的核磁共振测量中广泛应用测量横向弛豫时间（T2）谱的方法。

由测量到岩样孔隙中流体的核磁共振信号后，通过数学方法获得的T2谱。

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。

测井的原理和应用1. 测井的概述测井是石油工程中的一项重要技术，通过下井仪器的测量，以获得井内地层的物性参数，从而评估石油和天然气储层的含油气性质和储量。

测井技术在石油勘探、开发和生产中起到了至关重要的作用。

2. 测井的原理测井的原理是基于下井仪器通过测量井壁周围的物理量，利用物理和地质的关联关系来推断井内地层性质的一种技术。

下面将介绍几种常用的测井技术及其原理。

2.1 电测井电测井是一种通过测量井壁周围的电性参数来推断地层性质的技术。

它利用地层的电导率差异，通过测量电阻率来判断地层的类型和特征。

2.2 声波测井声波测井是一种通过测量地层对声波的传播速度来推断地层性质的技术。

它利用地层的声波传播速度差异，通过测量声波传播时间来判断地层的类型和充实度。

2.3 核磁共振测井核磁共振测井是一种通过测量地层中核磁共振信号来推断地层性质的技术。

它利用地层中的核磁共振信号，通过测量共振频率和幅度来反演地层的物性参数。

3. 测井的应用测井技术在石油勘探、开发和生产中有着广泛的应用。

下面将介绍几个常见的应用领域。

3.1 储层评价测井技术可以提供储层的物性参数，如孔隙度、渗透率、饱和度等，从而评价储层的质量和产能。

3.2 油气井完井设计测井技术可以提供地层的性质参数，帮助优化油气井的完井设计，提高油气井的产能。

3.3 水驱和聚驱监测测井技术可以提供油层和水层的界面位置和分布，帮助监测水驱和聚驱过程中的流体移动和驱替效果。

3.4 储层模型建立测井技术可以提供地层的性质参数，用于建立储层模型，从而进行油气资源评估和储量计算。

3.5 井眼修复和沉积环境研究测井技术可以提供井眼的形态和修复情况，帮助判断沉积环境和地层演化过程。

4. 测井的发展趋势随着科技的不断进步，测井技术也在不断发展。

以下是测井技术的一些发展趋势。

4.1 多物性测井技术随着对复杂储层的勘探和开发需求增加，多物性测井技术被广泛关注。

通过融合多种测井技术，可以获得更加全面准确的地层信息。

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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