探討核磁共振在石油測井中的應用價值

【摘 要】石油作為一種重要的工業(yè)能源，對我國工業(yè)發(fā)展有著重大影響。我國工業(yè)發(fā)展促進了我國石油開采行業(yè)的發(fā)展，在我國，石油主要分布在地下層，而對于是有開采，就必須對石油進行測井技術。本文對核磁共振在石油測井中的應用進行了相關的分析。

【關鍵詞】核磁共振；石油測井；應用

0.引言

我國地勢復雜，地形結構多樣等多種因素增加了我國石油鉆井的難度，在鉆到一定深度后就必須進行測井工作，以獲得各種石油地質以及工程技術資料作為油田開發(fā)的原始資料。石油在我國工業(yè)發(fā)展過程中有著舉足輕重的作用，為了保障我國工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，加大石油的開發(fā)顯得非常重要。而石油測井作為石油開發(fā)前的一項重要工序，要想保障石油測井質量，就必須利用先進的科學技術為其提供技術保障。

1.核磁共振的概述

核磁共振是磁矩不為零的原子核，在外磁場作用下自旋能級發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。核磁共振主要是由原子核自旋運動所引起的[1]。不同的原子核，自旋運動的情況也會不同，原子核在自旋運動中，自旋量子數(shù)大于零的時候，就會產(chǎn)生NMR信號，在磁場周圍，核磁矩受到力矩的作用，像在磁場周圍有規(guī)律的進行運動，當磁場守衛(wèi)磁力發(fā)生變化時，核磁矩就會發(fā)生共振吸收現(xiàn)象，產(chǎn)生磁共振。

2.核磁共振在石油測井中的應用

2.1核磁共振在測井流體識別上應用

對石油測井的目的就是為石油開發(fā)提供數(shù)據(jù)和資料，保障石油開發(fā)的安全。而在石油測井中，井眼直徑的大小與測井流體體積有著重大關系，井眼直徑越大，圍繞測井儀器的流體體積越大。為了減少流體對測井的影響，利用核磁共振，不僅可以對測井流體進行識別，同時還能保障測井數(shù)據(jù)的準確性[2]。在核磁共振中，差譜法是早期對核磁共振雙Tw測井資料進行定性分析的方法，差譜法通過反演在不同時間段里的兩個回波串中得到對應的孔譜，根據(jù)核磁共振的工作原理，用長等待時間的兀譜減去短等待時間的兀譜，得到差譜，在一般情況下，氣在差譜的中部，反映了氣的擴散弛豫特征而不是體積弛豫特征，輕質油分布在差譜的后部，如果儲層中無油氣，則無差譜信號，該方法大多用來定性判別地層中輕烴的存在。

2.2核磁共振在測井深度的應用

在測井過程中由于多種因素會造成測井深度存在很大的誤差，從而直接影響測井資料的質量[3]。影響測井深度的主要因素有測井速度、測井儀器、測井過程中電纜張力的差異等，為了減少測井誤差，保障測井深度的準確性，核磁共振利用核磁矩，吸收自選運動中產(chǎn)生的射頻脈沖能量，當原子核從低能態(tài)躍向高能態(tài)時，磁場周圍的平衡狀態(tài)就會發(fā)生變化，當脈沖能量與磁場垂直時，就能對井深度產(chǎn)生感應電流信號，從而計算出井深度。

2.3核磁共振在測井孔隙度的應用

根據(jù)地質和地球物理條件，合理地選用綜合測井方法，可以詳細研究鉆孔地質剖面、探測有用礦產(chǎn)、詳細提供計算儲量所必需的數(shù)據(jù)，核磁共振測井空隙體現(xiàn)了被測井區(qū)的孔隙度以及流體中的含氫指數(shù)，而孔隙度是儲層評價的重要參數(shù)之一，核磁共振（NMR）孔隙度只對孔隙流體有響應，在確定地層孔隙度方面具有其他測井方法無法比擬的優(yōu)勢[4]。在核磁共振測井孔隙中，地層孔隙的測測量受到時間、回波間隔以及個數(shù)等參數(shù)的影響，因此為了保障孔隙度的準確性，對于核磁共振測井孔隙來說，必須對實際情況采取相應的處理方式。例如在信噪比較低的情況下，核磁共振孔隙度就可能會高于實際孔隙度。

2.4核磁共振在測井滲透率的應用

石油大多都是處在地表層之下，在我國地表結構復雜多樣，在測井的過程中一個重要的問題就是滲透率，滲透率是表征儲層滲流特性的主要參數(shù)之一，大量的測井和實驗表明，核磁共振測井能較好地表征巖石的孔隙結構。因此，核磁共振測井成為與滲流機理最為接近的測井方法。核磁共振利用核磁矩在自選運動中產(chǎn)的回波串，對回波串進行反演，從而得到孔譜，從而計算出不同時間內弛豫時間的流體所占比例，通過不同時間內流體比例來得出測井滲透率的信息，從而為油田的開發(fā)提供安全資料。

2.5核磁共振在測井含油氣飽和度的應用

在油田開發(fā)中，為了保障開發(fā)的石油質量，不同階段的石油飽和度都需要測量。而油氣飽和度深受多種因素的影響，使得飽和度得不到保障。目前采用的測井方法有常規(guī)測井方法加介電測井法，利用介電測井法可不受地層水礦化度的限制，以判斷油田注淡水后油、水飽和度的變化，這種方法已經(jīng)不能有效的保障石油的飽和度，核磁共振利用不同時間會的回波反演，在反演過程中產(chǎn)生的脈沖差值，有效的保障了測井油氣飽和度的比例，為石油開發(fā)提供了精確的數(shù)據(jù)。

3.結語

核磁共振作為一種先進的測井方法，經(jīng)過多年的努力，在我國已經(jīng)形成了較為扎實的理論基礎和技術成果。石油對我國經(jīng)濟的發(fā)展有著重大影響，為了滿足我國經(jīng)濟發(fā)展的需求，近年來我國石油開采行業(yè)取得了較快的發(fā)展，而在石油開采所要準備的工作之一就是測井，為了保障石油開發(fā)質量，做好測井工作顯得格外重要，在石油測井工作中，利用核磁共振能夠有效的保障測井效率，提高測井質量，為石油的開發(fā)提供安全的數(shù)據(jù)信息，從而為我國經(jīng)濟的發(fā)展提供能源保障。

【參考文獻】

[1]蔡劍華，湯井田，胡惟文.基于經(jīng)驗模態(tài)分解的核磁共振測井信號去噪新方法[J].核電子學與探測技術，2010（03）.

[2]肖亮，肖忠祥.核磁共振測井T2cutoff確定方法及適用性分析[J].地球物理學進展，2008（01）.

[3]張元中，肖立志.單軸載荷下巖石核磁共振特征的實驗研究[J].核電子學與探測技術，2006（06）.