核磁共振測(cè)井相關(guān)問題研究

吳學(xué)剛

[摘 要]核磁共振測(cè)井引入我國(guó)已將近20年，其優(yōu)勢(shì)是能測(cè)出極為多樣化的地層信息，具有綜合測(cè)量的特點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)橥獠渴褂铆h(huán)境或操作不當(dāng)?shù)仍?，容易造成一些問題。本文對(duì)此進(jìn)行深入分析以有效促進(jìn)該技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用方面的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]核磁共振測(cè)井；孔隙度；流體識(shí)別

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.04.055

[中圖分類號(hào)]P631.81 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2016）04-00-01

1 核磁共振測(cè)井孔隙度

孔隙度指被測(cè)層孔隙流體的含氫指數(shù)和孔隙度自身的整體反映，該指數(shù)取決于以下因素：CPMG回波串采集參數(shù)、孔隙流體含氫指數(shù)、刻度、鉆井液礦化度、回波串信噪比、采集的具體模式以及操作方式。

通常在實(shí)際工作中，工作人員能對(duì)多種因素進(jìn)行準(zhǔn)確地控制，除了含氫指數(shù)及流體孔隙體積，因?yàn)檫@兩個(gè)因素會(huì)造成最終測(cè)定的孔隙度比實(shí)際值更小。同時(shí)，下面幾種情況會(huì)造成測(cè)得值高于實(shí)際值：①一些孔隙度很小的地層，所測(cè)到回波串信噪比也極?。虎谔骄幸后w礦化度較大，將減小回波串信噪比；③探井中液體擁有較多的Na+，造成了檢測(cè)信號(hào)的改變，從而影響孔隙度的檢測(cè)。

另外，如果采用相同或不同的儀器進(jìn)行檢測(cè)，所得到的結(jié)果在不同的處理方式下會(huì)導(dǎo)致最終的結(jié)果有變化，相對(duì)實(shí)際值較大或較小。由此得出以下結(jié)論：①對(duì)于有氣的儲(chǔ)層，所測(cè)值會(huì)較?。虎谳p質(zhì)油與水儲(chǔ)層，所測(cè)到的值相對(duì)較為準(zhǔn)確；③在稠油儲(chǔ)層，所測(cè)得值會(huì)較?。虎軘U(kuò)徑井段，所測(cè)值相對(duì)實(shí)際值較高；⑤如果探井中泥漿Na+含量高，則導(dǎo)致測(cè)得值較高；⑥當(dāng)信噪比非常低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值較高；⑦如果泥質(zhì)多而雜，不得不使用多種方法進(jìn)行處理時(shí)，所得值容易不準(zhǔn)確，對(duì)此也可以采用一定的方式進(jìn)行消除。

2 核磁共振測(cè)井流體識(shí)別

核磁共振測(cè)井也具有對(duì)流體進(jìn)行有效識(shí)別的作用。但一開始業(yè)界并沒有將之付諸行動(dòng)，先后有學(xué)者對(duì)流體的識(shí)別提出差譜法與移譜法、時(shí)間域方法、擴(kuò)散分析、擴(kuò)散增強(qiáng)方法，此類處理方式需要滿足一定的條件才具備相應(yīng)的實(shí)用性。比如：對(duì)信噪比的要求，對(duì)底層物質(zhì)濕度的要求等。對(duì)不同的流體，采用核磁共振測(cè)井進(jìn)行識(shí)別的效果是不同的：①如果能對(duì)溫度、磁場(chǎng)、壓力、回波情況進(jìn)行了解，則可以將天然氣核磁共振特性進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確地計(jì)算；②如果確定輕質(zhì)油處于親水儲(chǔ)層孔隙中，同時(shí)黏度不大，則可以采用差譜法進(jìn)行處理，但如果該條件不滿足甚至相反，則測(cè)得的誤差較大；③因?yàn)門1、T2和原油黏度關(guān)系較為密切，利用核磁共振測(cè)井對(duì)其進(jìn)行識(shí)別較難；④對(duì)于稠油來說，一定程度上也可以利用核磁共振進(jìn)行識(shí)別，但因?yàn)榱鲃?dòng)性較差，識(shí)別難度較輕質(zhì)油更大；⑤對(duì)于水淹層、殘余油來說，目前核磁共振測(cè)井尚未形成有效的測(cè)試方法。

另外，二維核磁共振測(cè)井在一些領(lǐng)域也擁有了更廣闊的應(yīng)用前景，比如：（T2，D）以及（T1，T2）兩種二維測(cè)井法，就能準(zhǔn)確地分析油-水體系。然而如果遇到信噪比低、探測(cè)深度淺、流體不飽和導(dǎo)致信號(hào)弱等，就會(huì)造成檢測(cè)的不準(zhǔn)確。

3 核磁共振測(cè)井束縛水與滲透率

在核磁共振測(cè)井技術(shù)提出之前，業(yè)界甚至都沒有有效探測(cè)束縛水與滲透率的方式。核磁共振則擁有豐富的理論體系，但鑒于兩者均需要從T2分布進(jìn)行間接導(dǎo)出，需要設(shè)置準(zhǔn)確的模型以及模型的刻度值?，F(xiàn)階段，業(yè)界常見束縛水模型包括截止值與譜系數(shù)兩種模型。其中截止值模型具有概念簡(jiǎn)單但實(shí)用性差的特點(diǎn)，因此需要解決所計(jì)算的束縛水的含義以及截止值受何影響兩個(gè)問題。前者的答案是：假設(shè)采集回波串所生成的T2分布是地層巖石總孔隙內(nèi)流體，則束縛水為整體束縛水；假如T2分布是地層巖石有效孔隙內(nèi)流體，則束縛水為毛管束縛水。且兩種假設(shè)均受制于天然氣與稠油的影響。后者的答案是：截止值取決于求取的算法以及樣品的特性。

4 核磁共振測(cè)井儀器的適應(yīng)性

現(xiàn)階段，業(yè)界常見的核磁共振測(cè)井儀器包括MRILPrime、 MR-Scanner、MREx及CMR-Plus，雖然屬于不同的品牌，卻在孔隙度、滲透率、流體識(shí)別和判斷性能上基本一致，操作手法也基本一致。在使用上，比較嚴(yán)重的問題是信噪比帶來的。在實(shí)踐中，信噪比受制于地層孔隙度、樣品體積、磁場(chǎng)強(qiáng)度3個(gè)方面。前兩者都是無法隨意改變的，而后者則能通過各種手段進(jìn)行改變，比如對(duì)切片直徑與高度進(jìn)行改變等。其中MRILPrime因?yàn)槠錁悠敷w積較大，能夠擁有更大的信噪比。

同樣儀器的使用效果還受到井眼的影響?；诶碚撎接懣梢哉J(rèn)定，由于觀測(cè)對(duì)象位于井眼之外，核磁共振測(cè)井與井眼無關(guān)。但事實(shí)上，因?yàn)槟酀{的存在，會(huì)消耗一定的射頻脈沖，將減弱電信號(hào)，減小信噪比。由此可見，其影響的程度與泥漿的導(dǎo)電能力有極大的關(guān)系，其電阻率小，所造成的信號(hào)損耗就大。因此，可以讓儀器的天線和井壁緊貼著，以減小損耗。

為更好地解決適應(yīng)性問題，工作人員需要重視設(shè)計(jì)與質(zhì)控，類似于醫(yī)療中的磁共振成像。因?yàn)榇嬖趶?fù)雜多樣的成像脈沖序列，工作人員需要基于實(shí)際情況來選擇其中合適的序列。另外，也需要對(duì)采集參數(shù)進(jìn)行一定的優(yōu)化，對(duì)觀測(cè)值給予一定的預(yù)測(cè)。

5 結(jié) 語(yǔ)

核磁共振測(cè)井是一種先進(jìn)的石油探測(cè)技術(shù)，但在實(shí)際貫徹中依然存在很多的問題并亟待解決。對(duì)理論假設(shè)有效核定，建立合理的區(qū)域模型，能有效提升核磁共振應(yīng)用效果。為了促進(jìn)該技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用方面的發(fā)展，首先，需要完善刻度與校正機(jī)制以提升對(duì)孔隙度的測(cè)定；其次，需采用二維核磁共振測(cè)井進(jìn)行流體的識(shí)別和判斷；最后，需要合理標(biāo)定以對(duì)束縛水、滲透率、原油黏度、毛管壓力曲線等進(jìn)行測(cè)定。

主要參考文獻(xiàn)

[1]胡海濤，肖立志，吳錫令.核磁共振測(cè)井儀探頭設(shè)計(jì)中的數(shù)值方法[J].物理學(xué)報(bào)，2012（14）.

[2]劉衛(wèi)，肖忠祥，楊思玉，等.利用核磁共振（NMR）測(cè)井資料評(píng)價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)方法的對(duì)比研究[J].石油地球物理勘探，2009（6）.