核磁共振录井原理及技术简介
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在外磁场中的净磁化
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
T1（纵向弛豫时间） —原子核在静磁场中排列的速率。
63%
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
要发生有效扳倒，B1的频率必须等于质子在给定B0中的拉莫尔频率
=
φt−o φt−ow
×100%
200
160
120
幅度
80
来自百度文库
Water
40
0 0.1
Oil
1
10
100
T2, ms
Legend oil+water oil
1000
10000
盐水饱和后的测试 锰水浸泡后的测试
4、 MR-MLTM的技术特点 ⑴齐备的样品预处理装置
★样品质量 ★样品用量 ★体积测量 ★饱和程度 ★表水去除
2、核磁共振基本原理
A
B
D
E
AB
C
D
0
(after E.L. Hahn,Kay Kaszas)
τ
C
F
E
F
2τ t
2、核磁共振基本原理
自旋回波串
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
Amplitude：calibrated to Porosity
−t
M
x
(t)
Amplitude
饱和岩样
孔隙度
200
160
120
80 T2cutoff
40
0
0.1
1
10
100
1000
10000
T2
渗透率 可动流体饱和度 束缚流体饱和度
10000
∫ A(t)dt
φt = 0.1 Vs
×100%
Knmr
=
⎡⎢⎢⎣⎜⎝⎛φncmr
⎞2 ⎟⎠
⎛ ⎜⎝
FFI BVI
⎞⎤2 ⎟⎠⎥⎥⎦
T2max A(t)dt
∫ 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
Prototype of “Indomitable” Machine Today there are 22,000 MRI machines worldwide
Courtesy Baker Hughes
Dr. Raymond Damadian (1974) inventor of MRI
T1
Magnetization
T2
T1 characterizes the rate at which longitudinal magnetization builds up T2 characterizes the rate at which transverse magnetization decays
2、核磁共振基本原理
After Goates 1999
2、核磁共振基本原理
流体本身的弛豫与岩石表面弛豫相比要弱得多，在石油核磁研究和应用中一般可 以忽略。但是如果岩石中存在比较大的洞或者裂缝时(如在灰岩中)，流体分子很 难与岩石表面发生碰撞，此时体弛豫不能忽略。当岩石中流体的粘度非常大时 (如稠油)，流体自扩散运动比较弱，体弛豫也不可忽略。
高勘探成功率、提高勘探开发效益。
核磁共振录井技术
基本原理及MR-MLTM技术简介
目录
1 前言
2 核磁共振基本原理
3 谱图信息及分析参数的含义
4
MR-MLTM的技术特点
5 结束语
1、前言
1、前言
核磁共振岩石物性分析技术成功解决了岩屑信噪比低及样品处理 时间长的问题，成为理想的储层物性快速评价技术——录井技术。
信 噪 比 提 高
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
杂乱排列的氢原子
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
自旋具有上、下两个方向
2、核磁共振基本原理
其中： k = 玻耳兹曼常数 T = 绝对温度 (开氏) h = 普朗克常数
I =原子核的自旋量子数
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
可随钻分析
2、核磁共振基本原理
核磁共振分析技术的基本原理是通过测定岩石孔隙流 体中氢原子核(1H)的磁共振信号强度及流体与岩石孔 隙固体表面之间的相互作用来达到分析孔隙度及计算 渗透率等参数的目的。 核磁共振是把原子核浸入一个静磁场及一个振荡磁场 中时所发生的一种现象。 通过NMR测井及岩心分析仪可以测量T1、T2和扩散系数 （D)三个参数。录井测的是T2。
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
4、 MR-MLTM的技术特点
⑵高性能的技术指标
①信噪比
②TE
4、 MR-MLTM的技术特点
⑶强大的处理功能 3个截止值 3种测量模式 4种岩性模型 背景噪声清零 重新计算功能
4、 MR-MLTM的技术特点
⑷梯度场技术
NEW
5、结束语
① 推动了录井技术的发展
② 弥补了地球物理方法的不足，提高深部储层落实程度 ③ 为现场决策、完钻讨论、试油讨论提供可靠指导，提
=
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
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
CPMG序列
2、核磁共振基本原理
1. 产生 90°脉冲 2. 相散开始 3. 加180°脉冲开始相聚 4. 相聚过程 5. 在2τ产生自旋回波
(after Coates et al., 1999)
Carr – Purcell – Meiboom – Gill (CPMG)序列
◆ T2谱中所包含的信息
孔隙增大
0.5
总孔隙度
0.4
有效孔隙度
幅 0.3
度
0.2
截止值
0.1
粘土
毛管
束缚水 束缚水
可动水
0
0.1
1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0
T2 /ms
油质变轻
孔隙分布信息 孔隙分选信息 流体分布信息 油质轻重信息
3、谱图信息及分析参数的含义
★ 常规物性参数
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
T1（纵向弛豫时间） —原子核在静磁场中排列的速率。
63%
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
要发生有效扳倒，B1的频率必须等于质子在给定B0中的拉莫尔频率
=
φt−o φt−ow
×100%
200
160
120
幅度
80
来自百度文库
Water
40
0 0.1
Oil
1
10
100
T2, ms
Legend oil+water oil
1000
10000
盐水饱和后的测试 锰水浸泡后的测试
4、 MR-MLTM的技术特点 ⑴齐备的样品预处理装置
★样品质量 ★样品用量 ★体积测量 ★饱和程度 ★表水去除
2、核磁共振基本原理
A
B
D
E
AB
C
D
0
(after E.L. Hahn,Kay Kaszas)
τ
C
F
E
F
2τ t
2、核磁共振基本原理
自旋回波串
(after Coates et al., 1999)
2、核磁共振基本原理
Amplitude：calibrated to Porosity
−t
M
x
(t)
Amplitude
饱和岩样
孔隙度
200
160
120
80 T2cutoff
40
0
0.1
1
10
100
1000
10000
T2
渗透率 可动流体饱和度 束缚流体饱和度
10000
∫ A(t)dt
φt = 0.1 Vs
×100%
Knmr
=
⎡⎢⎢⎣⎜⎝⎛φncmr
⎞2 ⎟⎠
⎛ ⎜⎝
FFI BVI
⎞⎤2 ⎟⎠⎥⎥⎦
T2max A(t)dt
∫ 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
Prototype of “Indomitable” Machine Today there are 22,000 MRI machines worldwide
Courtesy Baker Hughes
Dr. Raymond Damadian (1974) inventor of MRI
T1
Magnetization
T2
T1 characterizes the rate at which longitudinal magnetization builds up T2 characterizes the rate at which transverse magnetization decays
2、核磁共振基本原理
After Goates 1999
2、核磁共振基本原理
流体本身的弛豫与岩石表面弛豫相比要弱得多，在石油核磁研究和应用中一般可 以忽略。但是如果岩石中存在比较大的洞或者裂缝时(如在灰岩中)，流体分子很 难与岩石表面发生碰撞，此时体弛豫不能忽略。当岩石中流体的粘度非常大时 (如稠油)，流体自扩散运动比较弱，体弛豫也不可忽略。
高勘探成功率、提高勘探开发效益。
核磁共振录井技术
基本原理及MR-MLTM技术简介
目录
1 前言
2 核磁共振基本原理
3 谱图信息及分析参数的含义
4
MR-MLTM的技术特点
5 结束语
1、前言
1、前言
核磁共振岩石物性分析技术成功解决了岩屑信噪比低及样品处理 时间长的问题，成为理想的储层物性快速评价技术——录井技术。
信 噪 比 提 高
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
杂乱排列的氢原子
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
自旋具有上、下两个方向
2、核磁共振基本原理
其中： k = 玻耳兹曼常数 T = 绝对温度 (开氏) h = 普朗克常数
I =原子核的自旋量子数
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
可随钻分析
2、核磁共振基本原理
核磁共振分析技术的基本原理是通过测定岩石孔隙流 体中氢原子核(1H)的磁共振信号强度及流体与岩石孔 隙固体表面之间的相互作用来达到分析孔隙度及计算 渗透率等参数的目的。 核磁共振是把原子核浸入一个静磁场及一个振荡磁场 中时所发生的一种现象。 通过NMR测井及岩心分析仪可以测量T1、T2和扩散系数 （D)三个参数。录井测的是T2。
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
4、 MR-MLTM的技术特点
⑵高性能的技术指标
①信噪比
②TE
4、 MR-MLTM的技术特点
⑶强大的处理功能 3个截止值 3种测量模式 4种岩性模型 背景噪声清零 重新计算功能
4、 MR-MLTM的技术特点
⑷梯度场技术
NEW
5、结束语
① 推动了录井技术的发展
② 弥补了地球物理方法的不足，提高深部储层落实程度 ③ 为现场决策、完钻讨论、试油讨论提供可靠指导，提
=
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
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
CPMG序列
2、核磁共振基本原理
1. 产生 90°脉冲 2. 相散开始 3. 加180°脉冲开始相聚 4. 相聚过程 5. 在2τ产生自旋回波
(after Coates et al., 1999)
Carr – Purcell – Meiboom – Gill (CPMG)序列
◆ T2谱中所包含的信息
孔隙增大
0.5
总孔隙度
0.4
有效孔隙度
幅 0.3
度
0.2
截止值
0.1
粘土
毛管
束缚水 束缚水
可动水
0
0.1
1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0
T2 /ms
油质变轻
孔隙分布信息 孔隙分选信息 流体分布信息 油质轻重信息
3、谱图信息及分析参数的含义
★ 常规物性参数