核磁共振录井技术培训课件
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《核磁共振测井全》课件
储层表征
核磁共振测井提供了详细的储 层性质描述，包括孔隙结构、 孔隙度分布和岩石类型，有助 于优化开发和生产侵入性测量
核磁共振测井是一种非 侵入性测量技术，不需 要采集样品，可以在井 内直接获取地层信息。
2 高分辨率
核磁共振测井具有高分 辨率，可以获取细微的 地质和储层参数变化， 提供精确的地质解释。
3 仪器限制
核磁共振测井仪器的尺 寸和功耗限制了其在特 定井眼中的应用，需要 克服相关的工程和技术 问题。
核磁共振测井的案例研究
1
海上油气勘探
核磁共振测井在海上油气勘探中的应用，帮助发现油气藏和优化产能，提高勘探 和开发效率。
2
储层评估
核磁共振测井在储层评估方面的应用，提供可靠的地质参数和流体信息，指导油 气勘探和开发决策。
3
井间连通性
核磁共振测井用于评估油井间的连通性，检测压力变化和流体移动，帮助优化油 藏生产。
核磁共振测井的未来发展
先进测井技术
未来的核磁共振测井技术将更 加先进，实时、高分辨率、多 参数测量等特性将得到进一步 增强。
人工智能应用
结合人工智能技术，核磁共振 测井可以进行更精确的数据处 理和解释，提高解释的速度和 准确性。
环境友好型
未来的核磁共振测井技术将更 加环境友好，减少对地下水资 源和环境的影响。
《核磁共振测井全》PPT 课件
核磁共振测井是一种用于获取地下岩石和流体性质的非侵入性测量技术。通 过应用核磁共振原理，可以获得有关地下油气储层的重要信息。
什么是核磁共振测井？
1 原理解释
2 数据获取
核磁共振测井利用原子核的自旋和磁矩之 间的相互作用来研究储层的性质。它基于 核磁共振现象，通过识别和分析样品中的 核自旋状态来获取相关信息。
核磁共振录井原理及技术简介
高勘探成功率、提高勘探开发效益。
=
M
e T2
0x
Decay rate (1 / T2)：rock & fluid information
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
从弛豫曲线到 T2谱的反演
3、谱图信息及分析参数的含义
(after Coates et al., 1999)
3、谱图信息及分析参数的含义
∫ FFI =
T2cutoff T2 max
A(t)dt
×100%
∫0.1
T2cutoff A(t)dt
∫ BVI =
0.1 T2max
A(t)dt
×100%
∫0.1
3、谱图信息及分析参数的含义
☆ 含油饱和度
∫∫ So =
T2 max
0 T2 max
0
Ao (t)dt Aow (t)dt
×100%
2、核磁共振基本原理
T2—原子核的平衡态被射频脉冲（RF)破坏后横磁化衰减的速率 B1(90°脉冲）关闭后， 质子发生相散=自由感应 衰减（FID) T2* 通常很小 (tens of µs)
(after Coates et al., 1999)
2、核P磁ola共ri振za基tio本n原an理d Decay
处 理 时 间 缩 短
1、前言
样品类型广
岩心、壁心、岩屑
样品用量少
≤10克
分析成本低
NaCl、MnCl2
样品无损坏
一样多参数
P、K、FFI、BVI
分析速度快
6min/样
准确性高
δ|P|<10%
连续性强
=
M
e T2
0x
Decay rate (1 / T2)：rock & fluid information
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
从弛豫曲线到 T2谱的反演
3、谱图信息及分析参数的含义
(after Coates et al., 1999)
3、谱图信息及分析参数的含义
∫ FFI =
T2cutoff T2 max
A(t)dt
×100%
∫0.1
T2cutoff A(t)dt
∫ BVI =
0.1 T2max
A(t)dt
×100%
∫0.1
3、谱图信息及分析参数的含义
☆ 含油饱和度
∫∫ So =
T2 max
0 T2 max
0
Ao (t)dt Aow (t)dt
×100%
2、核磁共振基本原理
T2—原子核的平衡态被射频脉冲（RF)破坏后横磁化衰减的速率 B1(90°脉冲）关闭后， 质子发生相散=自由感应 衰减（FID) T2* 通常很小 (tens of µs)
(after Coates et al., 1999)
2、核P磁ola共ri振za基tio本n原an理d Decay
处 理 时 间 缩 短
1、前言
样品类型广
岩心、壁心、岩屑
样品用量少
≤10克
分析成本低
NaCl、MnCl2
样品无损坏
一样多参数
P、K、FFI、BVI
分析速度快
6min/样
准确性高
δ|P|<10%
连续性强
核磁共振录井技术
层,其中干层11层,水层3层。
1400 1300
在T2弛豫谱上干层表现为T2驰
1200 1100
豫时间较短,微孔隙发育,绝大
1000 900
T2幅 值
部分流体处于束缚状态；水层
800 700
表现为T2驰豫时间相对较长,中
600 500
大孔隙相对发育,可动流体较
400
300
高。核磁共振录井分析认为该 200 100
9、核磁共振检测与常规岩心分析比较
(5) 检测参数数量： 一套核磁共振检测可以得到孔、渗、油水饱和度可 动流体等多个数据。常规岩心分析对不同的参数需 要不同的实验设备。
9、核磁共振检测与常规岩心分析比较
（6）流体的赋存状态检测： 核磁共振检测可对流体的赋存状态（束缚流体与
可动流体）进行分析。常规分析手段难以提供可动流 体、束缚流体饱和度等参数。
井无开采价值,该井未下油层
0
套管。
0.1
干层 水层
1
10
100
1000
10000
弛豫时间（ms)
6、油藏改造前期评价
根据测得的可动流体百分数、孔径分布、渗 透率等储层物性参数，指导措施施工有利层位的 选择，建立新型油藏改造前期评价方法。
对有潜力的低孔、低渗储层进行酸化、压裂 等储层改造措施，才能见到工业油气流。
9、核磁共振检测与常规岩心分析比较
(1) 参数检测精度： 核磁共振检测的各项参数均具有较高精度，能够满
足工程上快速评价和区分有效储层的精度要求。 与实验室常规岩心分析比
a.孔隙度的偏差一般小于2%； b.渗透率的偏差一般小于0.25个数量级； c.油、水饱和度的偏差一般小于5%。
9、核磁共振检测与常规岩心分析比较
核磁录井技术
因为储层是连续的，真岩屑会越来越多，所以我们可
以从岩屑量的变化情况确定真岩屑。第四，从岩性定 名的成分上进行判别。
长城录井
四、核磁分析
取 样 标 准
一、取样井号和井段的确定 取样井号和井段由设计和需要确定，并在录井 前将取样井号和取样井段及时通知所在地质录井小 队及其所属单位。 二、取样前的准备 录井前，地质录井小队提供足够的取样所需物品 和材料如：取样桶、NaCl和KCl试剂等。。 取样前，地质录井小队应备好足够量的盐水， 盐水配制方法为：每一升（1L）清水中加入10g NaCl和10g KCl。
长城录井
三、引进核磁技术的原因
长城录井
三、引进核磁技术的原因
样品无损坏
样品类型广
岩心、壁心、岩屑
准确性高
δ|P|<10%
样品用量少
≤10克
一样多参数
P、K、FFI、BVI
连续性强
分析成本低
NaCl、MnCl2
分析速度快
6min/样
可随钻分析
长城录井
四、核磁分析
长城录井
四、核磁分析
核磁样品选取一定要保证及时性，在第一时间进行选
长城录井
四、核磁分析
取 样 标 准
三、取样要求 非储集层一般不选取样品，但有气测异常或油气显示时应 适当取样。样品选取应符合以下要求： 岩心取样：岩心出筒清洁后，及时取样，应尽可能选取有 代表性；储集层取样间距为每1m岩心不少于3块；每块样品 大小以4cm×4cm×4cm为宜。 岩屑取样：清洗岩屑的水严禁有原油或成品油污染。岩屑 清洗后应去除掉块并立即选样，样品量应不少于小取样筒 的标记处。取完后用盐水浸泡，以超出岩屑面2-3cm为宜。 取样主要取储集层的样；有显示的储集层必须取样，取样间 距按岩屑录井间距执行。取心时也按录井间距取样。如有特 殊取样要求另行通知。 井壁取心：如有特殊要求时由油藏项目部另行通知，取样 要求可参照岩心取样要求执行。
核磁共振分析及地质综合应用ppt课件
一、核磁共振录井丈量原理
岩样孔隙度核磁共振丈量方法
2,000
单位体积信号幅度
1,600
1,200
800
400
0
0
5
10
15
20
25
孔隙度(%)
•首先丈量规范样，建立刻度关系式。然后丈量实践岩样，将
其信号幅度代入刻度关系式，即可计算得到岩样孔隙度。
•要求：1)岩样孔隙内充溢流体；2)丈量岩样外观体积。
• 储层岩样：岩心、岩屑和井壁取心。核磁 共振技术可检测任不测形岩样。 • 岩样孔隙内的流体。固体骨架不产生核磁 共振信号。
一、核磁共振录井丈量原理
核磁共振技术的检测参数
• 孔隙度、浸透率、含油饱和度 • 可动流体饱和度(可动水、油) • 束缚流体饱和度(束缚水) • 原油粘度 • 岩石孔隙固体外表润湿性
1
10
100
T2弛豫时间(ms)
1,000
个别情况下，岩屑T2谱与岩心T2谱有较小差别
二、核磁共振录井丈量分析方法
岩屑颗粒大小对T2谱没有明显影响
420
350
Berea Sample
岩心
大岩屑
280
中等岩屑
小岩屑
210
幅度
140
70
0
1
10
100
1,000
T2弛豫时间(ms)
•大岩屑粒径约6～8mm
•T2谱的横坐标T2弛豫时间的大小反映流体遭到固体外表的 作用力强弱，隐含着孔隙大小、固体外表性质、流体性质以 及流体赋存形状(可动、束缚)等信息。
一、核磁共振录井丈量原理
在室内研讨中，可以采用巧妙的实验方法，开展 一系列的储层评价和开发实验方面的研讨任务。如当 固体外表性质和流体性质一样或类似时，弛豫时间的 差别主要反映岩样内孔隙大小的差别。同理，当孔隙 大小和固体外表性质一样或类似时，弛豫时间的差别 主要反映岩样内流体性质的差别；当孔隙大小和流体 性质一样或类似时，弛豫时间的差别主要反映岩样内 固体外表性质的差别。
核磁共振(NMR)培训讲解共35页
核磁共振(NMR)培训讲解
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢你的阅读
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢你的阅读
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
磁共振检查技术培训课件
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FOV的选择
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颅脑MRA检查
常规扫描 T2WI-TRA 3D-TOF-MRA薄层扫描
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眼眶扫描
线圈选择：
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眼眶平扫
常规扫描:3mm T2WI-FS-TRA T1WI-TRA T2WI-FS-COR T2WI-FS-SAG
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内听道平扫
常规扫描 T2WI-TRA（3-4mm） T2WI-COR T1WI-TRA 薄层扫描
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垂体平扫
常规扫描 SE：T1WI-SAG，COR （垂直鞍底） T2WI-SAG，COR 3mm T2WI-TRA
颅脑MR检查
横断面
定位线：通过胼胝体的前后缘（平行于前后连 合处的连线）
扫描范围：大脑凸面最高点到小脑（枕大孔处）
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颅脑MR平扫
常规扫描 T1FLAIR-TRA T2WI-TRA T1FLAIR-SAG T2FLAIR-TRA DWI-TRA
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核磁共振测井技术及应用
核磁共振测井资料应用
2、利用核磁共振测井划分有效储层
常用料在规常前 是 岩储测规车体在景层井测6含车评有，曲井60油6价效车线资6井气井沙性反料6沙6情在评三映0难三井况价沙段储以段是。识三的层准发在别段同发确现车和砂时育计油6岩砾，，算6层砂石岩兼但地1砾物勘探由层5体层理探沙于孔高3参获四砾隙5部数得段石度.9位发成，岩、m部挥功以性划，署了后向复分沙的很，西杂出四一大展扩，储段的口示大岩层钻作评该车石的遇用价区6骨有地6。井良井架效层，好区测性厚其的沙井。度钻河油值核43探街气难磁8目组勘以测.5的砾探确井m定，资，
4
∫ MCBW = T2min S(T2 )dT2
毛管束缚水含量：大于4ms小于T2截止值的T2分布 的积分面积。
∫ MBVI =
S (T )dT T2cutoff
4
22
T2谱分布，可直观显示储层的孔隙结构。 提供几乎与岩性无关的、准确的总孔隙度、有 效孔隙度、毛管束缚水体积、渗透率等。
注意！ 要获得更为准确的可动流体体积和渗透率
T2 截止值
4.00
4.00
T2 谱
3.00
3.00
2.00
CBW BVI BVM
1.00
0.00
0.1
1
10
100
1000
T2 (ms)
2.00
1.00
0.00 10000
M骨a架trix
干D粘ry土
粘土水
毛管 束缚水
可动水
烃
核磁共振测井资料处理
核磁渗透率
毛管束缚流体孔隙度
自由流体 孔隙度
粘土束缚流体孔隙度
15
T2 衰减
4.00
T2 分布谱
核磁共振谱仪培训PPT
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering Chinese Academy of Sciences, NIMTE
超导傅里叶变换核磁共振谱仪
张公军 公共技术服务中心 2010年9月
第一部分核磁共振的基本原理 第二部分核磁共振仪器介绍 第三部分核磁共振实验 第四部分核磁共振实验室安全注意事项
2010-10-12
S(ω)
第二部分核磁共振谱仪介绍——
400MHz AVANCEIII核磁共振谱仪 一、仪器的组成
磁体系统 机柜
操作控制台
2010-10-12
1.磁体系统， 包括磁体， 探头、匀场 系统和前置 放大器 （HPPR）
磁体
2010-10-12
（1）磁体，提供强而均匀的磁场 超屏蔽磁体，磁场强度9.4特斯 拉，具有液氦液面监视、液氦最小 液面报警，液氦自动监视和自动定 时记录功能。 （2）匀场系统 安装在磁体的下端，是一组载 流线圈，作用是通过补偿磁场不均 匀度来改善磁场一致性。
2010-10-12
六、傅里叶变换谱仪的工作原理： 磁化矢量、射频脉冲和FID信号
B0 M
±
B0 FID信号
±
±
RF 脉冲，覆盖了 很宽的频率范围。
M
接收器 Receiver FT
S(t)
当相应频率的射频场(RF)脉冲照射时,宏观 磁化矢量将围绕着射频场作用的方向从Z-轴 转到X-Y平面上.由该平面上的检测线圈检测 出时间域的FID信号,再通过傅立叶变换得到 频率域的核磁共振谱图.
2010-10-12
核的自旋角动量是量子化的,与核的自旋量子数I 的关系如下:
p= h 2π I ( I + 1) 1 3 I可以为0， ， ，⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅等值 1， 2 2 2
超导傅里叶变换核磁共振谱仪
张公军 公共技术服务中心 2010年9月
第一部分核磁共振的基本原理 第二部分核磁共振仪器介绍 第三部分核磁共振实验 第四部分核磁共振实验室安全注意事项
2010-10-12
S(ω)
第二部分核磁共振谱仪介绍——
400MHz AVANCEIII核磁共振谱仪 一、仪器的组成
磁体系统 机柜
操作控制台
2010-10-12
1.磁体系统， 包括磁体， 探头、匀场 系统和前置 放大器 （HPPR）
磁体
2010-10-12
（1）磁体，提供强而均匀的磁场 超屏蔽磁体，磁场强度9.4特斯 拉，具有液氦液面监视、液氦最小 液面报警，液氦自动监视和自动定 时记录功能。 （2）匀场系统 安装在磁体的下端，是一组载 流线圈，作用是通过补偿磁场不均 匀度来改善磁场一致性。
2010-10-12
六、傅里叶变换谱仪的工作原理： 磁化矢量、射频脉冲和FID信号
B0 M
±
B0 FID信号
±
±
RF 脉冲，覆盖了 很宽的频率范围。
M
接收器 Receiver FT
S(t)
当相应频率的射频场(RF)脉冲照射时,宏观 磁化矢量将围绕着射频场作用的方向从Z-轴 转到X-Y平面上.由该平面上的检测线圈检测 出时间域的FID信号,再通过傅立叶变换得到 频率域的核磁共振谱图.
2010-10-12
核的自旋角动量是量子化的,与核的自旋量子数I 的关系如下:
p= h 2π I ( I + 1) 1 3 I可以为0， ， ，⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅等值 1， 2 2 2
核磁共振解释技术培训
Sw = 100 %
T2
Sw < 100 %
T2
五、主要地质应用
10,000
T2 Time (ms)
谱位移技术是根据粘度较高的油与水的扩散系数D的差异发展起 来的水的扩散系数比较大，而高粘度原油的扩散系数比水小 高粘度油与自由水的T2将发生不同程度的变化
自由水的T2将比高粘度油以更快的速度减小
四、核磁共振资料解释方法
增强扩散技术
双 TE 测 井 是 设 置 足 够 长 的 等 待 时 间 ， 使
二、核磁共振测井原理
纵向弛豫/T1
非平衡态磁化矢量的纵向 分量恢复到初始磁化矢量 M0的过程
横向弛豫/T2
非平衡态磁化矢量的水平分 量Mxy衰减至零的过程
二、核磁共振测井原理
核磁共振信号测量
现代核磁信号的测量采用：自旋回波法 CPMG脉冲
(90 ) x
(180 ) y ECHO (180 ) y ECHO
说CHI应该小于2，其越小显示资料质量越好。在测井过程中GAIN不
能回零，CHI值应该是连续的曲线，不能有突变。 2.重复性与一致性检验
重复性和一致性，都可以通过两次测量结果的差的统计分析，即均
值和标准偏差来描述。对于孔隙度测井仪器来说，对重复性和一致 性的要求，通常是相同条件下两次测井的差（足够大的井段，如50
四、核磁共振资料解释方法
孔隙度计算模型
导电流体
骨架及 干粘土
MRIL
泥质 束缚水
MCBW
毛管 束缚水
MBVI
可动 流体
MPHI MFFI
油
气
PHIT
核磁孔隙度
MRIL = HI . ( 1 –
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T2=1ms
束缚流体孔隙 （小孔隙） T2=30ms
自由流体孔隙 （大孔隙） T2=100ms
裂缝、孔洞 （极大孔隙）
T2=2000ms
粘土孔隙 束缚流体孔隙 自由流体孔隙 裂缝、溶洞
100
200
300
400
500
时间(ms)
12,000 10,000
8,000 6,000 4,000 2,000
0 0
19号岩心(T2=10)
1
10 100 1000 10000
T2弛豫时间(ms)
离心前 离心后
频率
400 350 300 250 200 150 100
50 0
0.1
２号岩心(T2=28)
1000 800 600
400 200
0 0.1 1 1/25/2021
10 100 1000 T2弛豫时间(ms)
10000
500
400
频率
离心前
300
离心后
200
100
0 0.1
核磁共振录井技术
14号岩心(T2=21)
离心前 离心后
1
10
100 1000 10000
T2弛豫时间(ms)
22号岩心(t2=16)
离心前 离心后
1
10
100 1000 10000
T2弛豫时间(ms)
13
频率
三、参数测量方法及取样要求
28
13.8 15.3
48
21.69
29 30
一、前言 二、核磁共振录井应用基本原理 三、参数测量方法及取样要求 四、核磁共振解释标准的建立 五、核磁录井技术应用实例 六、结论及建议
1/25/2021
核磁共振录井技术
1
前言
核磁共振(NMR)录井技术起源于美 国，1984年开始在美国及中东一些地 区投入商业应用，九十年代后形成了 核磁共振技术应用高潮。
前言
目前，青海、大庆、辽河、吉 林、新疆、二连、中原、大港等油 田已初步开展了核磁共振录井，以 提供油层物性参数为主。
前言
2004-2005年，塔里木盆地对20 口井1999个岩样进行了核磁共振检测 和谱图分析，在此基础上不仅建立了 适合塔里木盆地核磁共振的物性分析 方法，还摸索了一整套结合三维定量 荧光对油、水层的综合评价方法，逐 步由储层物性评价走向油水层解释。
1/25/2021
核磁共振录井技术
6
二、核磁共振录井应用基本原理
核磁共振录井应用基本原理
油和水中的氢原子核具有自旋 的特征，将自旋的氢核置于磁场中 可产生磁化过程。在外加磁场中， 氢核吸收能量，跃迁到高能态，脉 冲结束后，氢核进行自由进动，放 出能量，这一过程在磁场中产生自 由感应衰减信号。
所有氢核力图恢复到原来的热平衡状态 ，这一过程叫做弛豫，其时间常数分别为纵 向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2，由于T1的测 量速度非常慢，所以测量过程中取横向弛豫 时间T2。
(1)
(2)
(3)
100
有效孔隙度 总孔隙度
80
60
40
20
0 0.1
1
10
100
T 2 弛豫时间(ms)
1000
•总孔隙度=1+2+3 •束缚水孔隙度=1+2 •有效孔隙度=2+3 •可动流体孔隙度=3
幅度
当孔径小到某一程度后，孔隙中的 流体将被毛管力所束缚而无法流动，因 此在T2驰豫谱上存在一个界限，这个驰豫 时间界限称为可动流体截止值。
3 离心前 离心后
2.5
幅 度 (无 因 次 )
2
1.5
1
截止值
0.5
0
0.1
1
10
100
1,000
1/25/2021
T 2 弛核磁豫共时振间录井( 1技0-术3s )
12
不同岩性的岩石具有不同的T2谱，其T2截止值也 不相同。但同一地区同一层位的截止值相近。
频率
1000 800 600 400 200 0 0.1
9
7.65
10
3.63
11
3.8
12
4.95
13
16.28
14
16.9
15
16.32
16
15.67
17
15.75
18
13.12
19
15.08
20 1/25/202115.08
常规 孔隙度
7.1 7 5.5 7.2 8.8 8.6 6.6 9 8.7 3.3 3.3 4.6 16.1 16.8 16.7 15.1 16.4 12.8 15.7 16.10
1/25/2021
核磁共振录井技术
14
参数测量方法及取样要求
频率
500 400 300 200 100
0 0.1
油+水 油
1
10
100
1000
T2弛豫时间(ms)
核磁信号大小与岩样孔隙内的流体量成正比，因 此当岩样孔隙内充满流体时，核磁信号大小就与孔 隙度成正比--孔隙度测量原理。
孔隙度Ф=a×S/V样+b
200,000
400,000 600,000 800,000
时 间 (us)
1E+006 1.2E+006
核磁共振录井应用基本原理
采用现代数学反演技术计算出岩石中不同的弛豫 组份所占的比例，即T2弛豫时间谱，在油层物理上的 含义为岩石中不同大小的孔隙占总孔隙的比例。
粘土束缚水孔隙度 毛管束缚水孔隙度 可动流体孔隙度
Field B
N
S
在磁场中磁化的氢核
核磁共振信号
1/25/2021
核磁共振录井技术
9
岩石孔隙是由不同大小的孔道组成的，每种孔 隙有其自己的特征弛豫时间T2，因此在岩石中存在多 种指数衰减过程，核磁共振分析实际测量的弛豫为这 些弛豫时间的叠加。
信号幅度
幅度
100 80 60 40 20 0 0
粘土孔隙 （极小孔隙）
前言
1996年我国开始引进美国的核磁共 振P-K仪，北京廊坊分院核磁室研制出 的NMR-2M型核磁共振岩屑岩心分析仪， 北京大学研究出的NMR-4型核磁共振分 析仪，对该项技术做了最新改进，使该 项技术在录井应用中得到很大的提高。
前言
核磁共振可快速检测岩样的孔隙度、渗 透率、可动流体、束缚流体、含油饱和度、 孔径分布等油层物性参数。
编号
核磁 常规 孔隙度 孔隙度
编号
核磁 孔隙度
21
14.57
15
41
19.79
22
12.99 12.2
42
18.81
23
14.98 12.6
43
15.93
24
11.69 12.1
44
12.22
25
18.01 19.3
45
21.67
26
17.76
20
46
21.78
27
18.09 19.01
47
振录井技术
15
首先用0.124%-27%的标准样进行定标，然后测量 样品，根据样品的信号幅度即可测得孔隙度。
1/25/2021
核磁共振录井技术
16
核磁孔隙度与常规孔隙度数据对照表
编号
核磁 孔隙度
1
7.28
2
6.14
3
6.3
4
5.89
5
8.88
6
8.58
7
7.54
8
8.58
束缚流体孔隙 （小孔隙） T2=30ms
自由流体孔隙 （大孔隙） T2=100ms
裂缝、孔洞 （极大孔隙）
T2=2000ms
粘土孔隙 束缚流体孔隙 自由流体孔隙 裂缝、溶洞
100
200
300
400
500
时间(ms)
12,000 10,000
8,000 6,000 4,000 2,000
0 0
19号岩心(T2=10)
1
10 100 1000 10000
T2弛豫时间(ms)
离心前 离心后
频率
400 350 300 250 200 150 100
50 0
0.1
２号岩心(T2=28)
1000 800 600
400 200
0 0.1 1 1/25/2021
10 100 1000 T2弛豫时间(ms)
10000
500
400
频率
离心前
300
离心后
200
100
0 0.1
核磁共振录井技术
14号岩心(T2=21)
离心前 离心后
1
10
100 1000 10000
T2弛豫时间(ms)
22号岩心(t2=16)
离心前 离心后
1
10
100 1000 10000
T2弛豫时间(ms)
13
频率
三、参数测量方法及取样要求
28
13.8 15.3
48
21.69
29 30
一、前言 二、核磁共振录井应用基本原理 三、参数测量方法及取样要求 四、核磁共振解释标准的建立 五、核磁录井技术应用实例 六、结论及建议
1/25/2021
核磁共振录井技术
1
前言
核磁共振(NMR)录井技术起源于美 国，1984年开始在美国及中东一些地 区投入商业应用，九十年代后形成了 核磁共振技术应用高潮。
前言
目前，青海、大庆、辽河、吉 林、新疆、二连、中原、大港等油 田已初步开展了核磁共振录井，以 提供油层物性参数为主。
前言
2004-2005年，塔里木盆地对20 口井1999个岩样进行了核磁共振检测 和谱图分析，在此基础上不仅建立了 适合塔里木盆地核磁共振的物性分析 方法，还摸索了一整套结合三维定量 荧光对油、水层的综合评价方法，逐 步由储层物性评价走向油水层解释。
1/25/2021
核磁共振录井技术
6
二、核磁共振录井应用基本原理
核磁共振录井应用基本原理
油和水中的氢原子核具有自旋 的特征，将自旋的氢核置于磁场中 可产生磁化过程。在外加磁场中， 氢核吸收能量，跃迁到高能态，脉 冲结束后，氢核进行自由进动，放 出能量，这一过程在磁场中产生自 由感应衰减信号。
所有氢核力图恢复到原来的热平衡状态 ，这一过程叫做弛豫，其时间常数分别为纵 向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2，由于T1的测 量速度非常慢，所以测量过程中取横向弛豫 时间T2。
(1)
(2)
(3)
100
有效孔隙度 总孔隙度
80
60
40
20
0 0.1
1
10
100
T 2 弛豫时间(ms)
1000
•总孔隙度=1+2+3 •束缚水孔隙度=1+2 •有效孔隙度=2+3 •可动流体孔隙度=3
幅度
当孔径小到某一程度后，孔隙中的 流体将被毛管力所束缚而无法流动，因 此在T2驰豫谱上存在一个界限，这个驰豫 时间界限称为可动流体截止值。
3 离心前 离心后
2.5
幅 度 (无 因 次 )
2
1.5
1
截止值
0.5
0
0.1
1
10
100
1,000
1/25/2021
T 2 弛核磁豫共时振间录井( 1技0-术3s )
12
不同岩性的岩石具有不同的T2谱，其T2截止值也 不相同。但同一地区同一层位的截止值相近。
频率
1000 800 600 400 200 0 0.1
9
7.65
10
3.63
11
3.8
12
4.95
13
16.28
14
16.9
15
16.32
16
15.67
17
15.75
18
13.12
19
15.08
20 1/25/202115.08
常规 孔隙度
7.1 7 5.5 7.2 8.8 8.6 6.6 9 8.7 3.3 3.3 4.6 16.1 16.8 16.7 15.1 16.4 12.8 15.7 16.10
1/25/2021
核磁共振录井技术
14
参数测量方法及取样要求
频率
500 400 300 200 100
0 0.1
油+水 油
1
10
100
1000
T2弛豫时间(ms)
核磁信号大小与岩样孔隙内的流体量成正比，因 此当岩样孔隙内充满流体时，核磁信号大小就与孔 隙度成正比--孔隙度测量原理。
孔隙度Ф=a×S/V样+b
200,000
400,000 600,000 800,000
时 间 (us)
1E+006 1.2E+006
核磁共振录井应用基本原理
采用现代数学反演技术计算出岩石中不同的弛豫 组份所占的比例，即T2弛豫时间谱，在油层物理上的 含义为岩石中不同大小的孔隙占总孔隙的比例。
粘土束缚水孔隙度 毛管束缚水孔隙度 可动流体孔隙度
Field B
N
S
在磁场中磁化的氢核
核磁共振信号
1/25/2021
核磁共振录井技术
9
岩石孔隙是由不同大小的孔道组成的，每种孔 隙有其自己的特征弛豫时间T2，因此在岩石中存在多 种指数衰减过程，核磁共振分析实际测量的弛豫为这 些弛豫时间的叠加。
信号幅度
幅度
100 80 60 40 20 0 0
粘土孔隙 （极小孔隙）
前言
1996年我国开始引进美国的核磁共 振P-K仪，北京廊坊分院核磁室研制出 的NMR-2M型核磁共振岩屑岩心分析仪， 北京大学研究出的NMR-4型核磁共振分 析仪，对该项技术做了最新改进，使该 项技术在录井应用中得到很大的提高。
前言
核磁共振可快速检测岩样的孔隙度、渗 透率、可动流体、束缚流体、含油饱和度、 孔径分布等油层物性参数。
编号
核磁 常规 孔隙度 孔隙度
编号
核磁 孔隙度
21
14.57
15
41
19.79
22
12.99 12.2
42
18.81
23
14.98 12.6
43
15.93
24
11.69 12.1
44
12.22
25
18.01 19.3
45
21.67
26
17.76
20
46
21.78
27
18.09 19.01
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振录井技术
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首先用0.124%-27%的标准样进行定标，然后测量 样品，根据样品的信号幅度即可测得孔隙度。
1/25/2021
核磁共振录井技术
16
核磁孔隙度与常规孔隙度数据对照表
编号
核磁 孔隙度
1
7.28
2
6.14
3
6.3
4
5.89
5
8.88
6
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7.54
8
8.58