核测井技术的发展与应用
中子测井原理及应用
中子测井原理及应用中子测井是油气勘探和开发领域常用的测井工具，它通过检测埋藏层中的中子强度变化来获取有关岩石成分、流体含量和孔隙结构等信息。
本文将对中子测井的原理和应用进行详细介绍。
中子测井的原理主要基于中子与原子核相互作用的特性。
中子是核反应中不带电荷的粒子，可以穿透厚度较大的岩石层，并与原子核发生弹性散射或非弹性散射。
当中子穿过地层时，会与原子核发生散射，其中弹性散射使中子的能量损失，而非弹性散射会引起中子与原子核碰撞后释放出γ射线。
中子测井主要有三种类型：全反散射中子测井、氢反散射中子测井和共振中子测井。
全反散射中子测井是最常用的中子测井方法。
测井仪器发射中子束入井，中子在地层中与核子发生弹性散射，并回到测井仪器。
仪器检测到回散射的中子数，通过测量散射中子的能量损失来计算出地层中的处于中子束路径上的原子核的密度。
氢反散射中子测井主要是测量地层中氢的含量，因为氢含量与流体含量有关。
仪器发射中能量较高的中子入井，中子在地层中与氢发生非弹性散射，失去一部分能量，被探测器检测到。
通过测量散射中子的能量损失来计算地层中的氢原子的密度，从而估计出岩石中的流体含量。
共振中子测井是利用中子与原子核共振能级耦合的原理。
测井仪器发射中子束入井，中子在与地层中的原子核相互作用时，落入共振能级，通过共振吸收释放出γ射线。
测量这些γ射线的能量和强度，可以获取地层中特定原子核的密度和含量信息。
中子测井在油气勘探中有着重要的应用价值。
首先，中子测井可以提供岩石成分和密度信息，从而帮助确定地层的岩石类型和性质，判断潜在油气储集层的存在和质量。
其次，中子测井可以测量地层中的氢原子密度，从而帮助估计油气水饱和度和流体类型。
此外，中子测井在解释地震数据和构建地层模型时也发挥重要作用。
除了油气勘探领域，中子测井还广泛应用于地下水勘探、地质工程和环境行业。
例如，用于地下水勘探时可以通过测量含水层的水含量和孔隙度来评估地下水资源量和流动性。
概述核磁共振在石油测井的应用
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。
核磁共振成像(MREX)测井仪及其应用
文献标识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ０ ４９ ３ （ ０７ ０ ．０ ４０ １０ －１４ ２ ０ ） １０ ５－５
０ 引 言
核磁共 振成像 测井 技术 的发展 为储层 物性 分 析和
流体 识别提 供 了有力 的手段 。核磁 共振成像 测井发 展
２ 工 作 测 量 模 式 及特 点
２ １ 仪器 工作 测量模 式 ．
产的核磁共振成像 测井仪进行 了分析 对比； 结合该仪器在 河南油田的使 用情况 ， 文章 重点描述 了核 磁共振成像 （ Ｅ ＭＲ Ｘ）
测井资料 的解释和处理方法 。
关 键 词 ： 磁 共 振 ；成像 测 井 ；工作 原理 ； 术性 能指 标 ； 用 实例 核 技 应
中 图 法分 类 号 ：Ｐ ３ ． ６ １８
集和测量参数上与 Ｆ ＯＬ略有差别 ， Ｅ＋ Ｉ 以保证测量信 息包含有更多的气体信息 ， 利用这种测量模式可 以得
到储 层 中气 、 、 三种 流 体 的 ２ 布谱 ， 观 显 示 油 水 分 直
储 层流 体性 质 。
２ ２ 仪器特 点 ．
同流体 中氢 核 元 素 的核 磁 共 振 性 质所 受 到 的影 响不 同， 区分储 层孔 隙 中的流 体性质 ， 并根据 不 同流 体 的弛
ＭＲ Ｘ测井 仪器共 有 三种 测 量 模式 ： Ｅ模 式 ，Ｅ Ｅ Ｆ Ｆ ＋Ｏ Ｌ模式 和 Ｆ Ｉ Ｅ＋Ｇ Ｓ模 式 。Ｆ Ａ Ｅ测 量 模式 属 于 地层
至今 ， 以国际三大测 井 公 司 （ 伦 贝谢 、 斯 哈里 伯顿 和 阿 特拉 斯 ） 主分别 研制 开发 了具有 自己特 色 的 核磁 共 为 振 成像测井 仪器 。河南 油 田引进 的核磁共 振成像 测井
维普资讯
核磁共振测井技术在地下水勘察中的应用
核磁共振测井技术在地下水勘察中的应用地下水是人类生活中重要的水源之一，对地下水的精确勘察和评估对于保障饮用水安全和可持续发展至关重要。
传统的地下水勘察方法虽然有一定的局限性，但随着科技的不断进步，新的测井技术不断涌现。
本文将介绍核磁共振测井技术在地下水勘察中的应用，探讨其原理、优势和潜力。
核磁共振(NMR)技术是20世纪40年代诞生的一项重要科学技术，它以原子核自旋共振现象为基础，通过检测样品内原子核在外部磁场中的行为来获得样品的物理和化学信息。
核磁共振测井技术则是将核磁共振技术应用于地下水勘察领域，可以帮助地质勘探人员了解地下水的分布、含量、流向等重要信息。
核磁共振测井技术相比传统的地下水勘察方法有以下优势。
首先，核磁共振测井技术可以非侵入性地对地下水进行勘察，不需要进行钻孔，不会破坏地下水资源。
其次，核磁共振测井技术具有较高的分辨率，可以提供详细的地下水信息。
例如，它可以测量地下水的含水量、含油饱和度、孔隙度等，帮助判断地下水的质量和可利用性。
此外，核磁共振测井技术还可以提供地下水的流速和流向信息，对于地下水流动模型的建立和优化具有重要意义。
核磁共振测井技术在地下水勘察中的应用很广泛。
首先，它可以用于地下水资源的评估。
通过核磁共振测井技术，可以实时监测地下水的分布情况，评估地下水资源的储量和可利用量。
其次，核磁共振测井技术可以用于地下水污染的监测和治理。
地下水污染是当前面临的严重环境问题之一，传统的监测方法往往需要取样分析，效率低且成本高。
而核磁共振测井技术可以实时、快速地检测地下水中的有害物质含量，提供污染源的定位和治理方案的制定。
此外，核磁共振测井技术还可以辅助地下水水文地质研究。
地下水水文地质研究是地下水勘探的前提和基础，它涉及地下水的形成、演化和运动规律等问题。
核磁共振测井技术可以提供地下水含水层的物理和化学参数，有助于揭示地下水系统的运动机制和地下水补给方式等重要问题。
虽然核磁共振测井技术在地下水勘察中具有广阔的应用前景，但也面临一些挑战和难题。
浅谈核磁共振技术在测井中的应用及故障处理
浅谈核磁共振技术在测井中的应用及故障处理作为目前世界上最先进的石油测井技术之一-核磁共振测井技术，其测井信号来自地层孔隙流体，包含十分丰富的地层信息，可用于定量确定自由流体、束缚水、渗透率以及孔径分布等重要参数。
在勘探阶段，核磁共振测井能为流体性质、储层性质以及可采储量等地层评价问题的解决提供有效信息；在开发阶段，能为油层剩余油、采收率以及增产措施效果等问题的评价和分析提供定量数据。
在复杂岩性特殊岩性储层、低孔低渗储层、低电阻率低饱和度储层、以及石油天然气和稠油等储层都具有明显的应用效果。
标签：核磁共振技术；测井；故障；应用核磁共振测井仪EMRT仪器主要测量地层孔隙流体中氢核响应。
仪器用静磁場和脉冲射频磁场（RF）来进行井下自旋回波核磁响应的测量。
测量的重要信息均包括在回波串中。
回波串的初始幅度和地层中的流体信息有关，反映的是地层孔隙度。
回波幅度的衰减率反映孔径尺寸的信息和流体中流体类型。
1 核磁共振测井技术的地质应用核磁共振测井方法可直接测量地层孔隙中可动流体的信息，可定量确定自由流体、束缚水、渗透率及孔径分布，其孔隙测量不受岩石骨架矿物成分的影响，在复杂岩性、特殊岩性储层、低孔低渗储层、低电阻率、低饱和度储层、以及天然气和稠油等储层具有明显的应用效果。
2 核磁共振仪器应用特点与常规测井的区别2.1 核磁共振仪器应用特点根据核磁的测井数据，能够计算出地质的相关参数：总空隙度，有效空隙度，粘土束缚水体积，毛管束缚水体积，可动水体积，烃（油气）体积，残余烃含量，渗透率，原油粘度，含烃类型。
2.2 与常规测井的应用特点根据常规的测井数据，只能够判断储层物性，确定产量，判定纯油气产层，估算地质储量，可采储量及油气采收率。
2.3 两者的区别区别于常规仪器计算的渗透率，从另外一个角度提供了储层渗透率信息，能够结合中子密度或者电阻率测井，运用标准谱、拼接谱、差谱、移谱等方法，进行储层流体类型分析，并且为测压取样仪作业点的选取提供指导。
天然气核磁共振测井技术的探讨与应用前景
Ｋｅ ｒ ｓ ＮＭＲ ｌｇ ｉｇ； ａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｃ ｐ ｅ ｇ ｓ ｉ ｅ ｔ ｉ ａｉｎ；ｐ ｌ ａｉｎ ｐ ｏ ｐ ｃ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｇｎ ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｉ ｉ ｌ ； ａ ｎｉ ｃ ｔ ｐ ｎ ｄ ｆ ｏ ａ ｐ ｉ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｃ ｏ
１ 核 磁 共振测 井发展
摘 要： 核磁 共振 测 井是 一 种 适 用 于 裸 眼 井且 受岩 性 影 响 小的 的 测 井 新技 术 。 燃 气核磁 共振 测 井技 术 弥补 了常 天 规 测 井 资 料进 行 气层 评 价 时 ， 法 确 定 储 层 中是 否合 束 缚 水 、 无 束缚 水 的体 积 、 动 流体 的体 积 以及 渗 透 率 大 小等 缺 陷 。 可 它可以提供 直观 、 准确的孔 隙度、 渗透 率等参数 ， 所提供 的参数与岩石骨架和矿物无 关。 关键词 ： 核磁 共振 测 井 ； 量 原理 ； 层识 别 ； 用 前 景 测 气 应
Ｌ ｉｎ Ｃ Ｎ ｚ ｌ ｎ ｌ ａ ｇ．ＨＥ ｉ ｉ ｇ Ｑ －ａ
（ ｈｎ ｎｖｒｉ ｅｓｉｎｅ Ｗｕ ａ ） 嚼 ｎ ｅｉ ｏｌ ｅ Ｗｕ ｔ Ｈｕ ｅ４ ０ ７ ，ｈｎ ） Ｃ ｉａＵ ｉ ｓｙｏ ｏｃ ｃｓ（ ｈ ｎ Ｅ ｅ ｒ ｇＣ ｌ ｇ ， ｈｍ， ｂ ｉ ３０ ４Ｃ ｉａ ｅ ｔ ｆＧ ｅ ｎ ｅ
中 图分 类 号 ：Ｈ１ Ｔ ３
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编号 ：０ ７ ８ ２ （ ０ ０ ０— ０９ ０ １ ０— ３０ ２ １ ）４ ０ ２ — ２
ＮＭ Ｒ ｏ ｇｎｇ ｏ ａ ｕ ａ ａ ｎ ｏ ｐ ｃ ｓ ｌ ｇ ｉ ｆｎ ｔ ｒ ｌｇ ｓａ ｄ ｐｒ ｓ ｅ ｔ
后 不 久 ，９ ３ 成 立 的 Ｎ ｍａ公 司 和 斯 伦 贝谢 公 司 开 始 了独 １８ 年 ｕ ｒ
核物理测井的应用及未来前景
核物理测井的应用及未来前景班级：勘技14-2 姓名：祁宁学号：140102140209摘要：伽马射线与地层介质的康普顿效应是密度测井的理论基础，介质对伽马射线的康普顿吸收系数取决于介质的原子和性质及其体积密度。
自然伽马测井测量的是地层总的自然伽马放射性，是套管井测井的一种最基本的方法。
随着油田开发的不断深入，地层中的放射性物质也在不断被搬运堆积，使得地层中的自然伽马放射性出现异常变化。
自然伽马能谱测井是重要的核测井方法之一。
关键词：中子测井，自然伽马测井，自然伽马能谱测井，射线源技术，传感器技术。
Abstract：The formation density logging is based on the Campton scattering effect of gamma rays and matter in the formation .The scattering effect depends on the neuclear characteristics and the bulk density of the matter.What natural gamma well logging measured is total natural gamma radioactivity in layer,and it is a kind of most basic method in casing pipe well logging.Along with the continuous development of oilfield,radioactive material also is constantly,piled up in layer,which causes natural gamma radioactive in layor to appeare abnormal change.Natural Gamma Ray Spectra log is an important nuclear logging method.Key Word：GR logging, Natural Gamma Ray spectrometry log，Sensor technology核测井技术主要是根据地层岩石及岩石孔隙流体的物理性质进行石油测井的技术，它还被称之为放射性测井技术。
核磁共振测井简介
引言核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体（油、气、水）渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性。
本文主要讲解了核磁共振测井的发展历史、基本原理、基本应用、若干问题及展望。
发展历史核磁共振作为一种物理现象，最初是由Bloch和Purcell于1946年发现的，从而揭开了核磁共振研究和应用的序幕。
1952 年，Varian 发明了测量地磁场强度的核磁共振磁力计，随后他利用磁力计技术进行油井测量。
1956 年，Brown 和Fatt研究发现，当流体处于岩石孔隙中时，其核磁共振弛豫时间比自由状态相比显著减小。
1960年，Brown 和Gamson研制出利用地磁场的核磁共振测井仪器样机并开始油田服务。
但是，地磁场核磁测井方案受到三个限制，即：井眼中钻井液信号无法消除，致使地层信号被淹没；“死时间”太长，使小孔隙信号无法观测；无法使用脉冲核磁共振技术。
因此，这种类型的核磁共振测井仪器难以推广。
1978 年，Jasper Jackson 突破地磁场，提出一种新的方案，即“Inside-out”设计，把一个永久磁体放到井眼中(Inside)，在井眼之外的地层中(Outside)建立一个远高于地磁场、且在一定区域内均匀的静磁场，从而实现对地层信号的观测。
这个方案后来成为核磁共振测井大规模商业化应用的基础。
但是由于均匀静磁场确定的观测区域太小，观测信号信噪比很低，该方案很难作为商业测井仪而被接受。
1985 年，ZviTaicher和Schmuel提出一种新的磁体天线结构，使核磁共振测井的信噪比问题得到根本性突破。
1988 年，一种综合了“Inside-out”概念和MRI 技术，以人工梯度磁场和自旋回波方法为基础的全新的核磁共振成像测井(MRIL)问世，使核磁共振测井达到实用化要求。
此后，核磁共振测井仪器不断改进，目前，投入商业应用的核磁共振测井仪器的世界知名测井服务公司分别为：斯仑贝谢、哈利伯顿和贝克休斯。
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
核测井的原理及应用
核测井的原理及应用1. 什么是核测井核测井是指利用核技术对地下岩石进行测井的一种方法。
通过将放射性核素插入到地下井中并测量辐射线的强度，可以获取有关岩石成分、孔隙度、渗透率等信息。
2. 核测井的原理核测井利用放射性核素的辐射特性，通过测量辐射强度来推断岩石的性质。
2.1 放射性核素的选择核测井常用的放射性核素有铯（Cs）、铍（Be）、铀（U）等，这些核素具有适当的半衰期和射线能量，对地下岩石的测量具有较高的分辨率和深度范围。
2.2 辐射探测器在核测井中，辐射探测器起着重要的作用。
常用的辐射探测器有探头计数器和谱仪计数器。
2.3 数据采集与处理核测井得到的数据需要经过采集和处理才能得出准确的测量结果。
采集到的数据会经过滤波、校正等处理步骤，然后进行解释和分析。
3. 核测井的应用核测井在多个领域有广泛的应用，下面列举了一些主要的应用领域：3.1 石油勘探与开发核测井可用于评估油田储量、分析储层性质、确定油层厚度和垂直分布等。
通过核测井，可以帮助优化石油勘探与开发过程，提高油田的产量和开发效率。
3.2 水资源勘探核测井可以提供地下水层的详细信息，包括水层厚度、渗透性、含水层的位置等。
这些信息对于水资源勘探和管理非常重要，能够帮助合理利用地下水资源，预防地下水的过度开采和污染。
3.3 环境监测核测井在环境监测中也有广泛应用。
例如，可以通过核测井来测量地下水位、盐度、污染程度等指标，监测地下水资源的变化和污染情况，为保护环境和科学治理提供依据。
3.4 地质灾害预警核测井可用于地质灾害预警，例如地震、滑坡和地下水涌出等。
通过监测地下岩石的变化和应力分布情况，可以提前预警地质灾害的发生，保障人民生命财产安全。
3.5 建筑工程核测井在建筑工程中也有重要应用，如地基工程的勘探、隧道工程的地质探测等。
通过核测井，可以评估地下岩石的强度、稳定性和渗透性等属性，为建筑工程的设计和施工提供可靠的依据。
4. 结论核测井是一种基于核技术的地下岩石测量方法，通过测量放射性核素的辐射强度，可以获取有关岩石的性质和构造的信息。
核磁共振测井技术的现代应用趋势
核磁共振测井技术的现代应用趋势核磁共振测井技术（Nuclear Magnetic Resonance Logging）是一种应用于地球物理勘探领域的重要技术。
通过测量岩石中原子核自旋的共振现象，它可以提供有关地下岩石储层的重要信息。
在过去几十年中，核磁共振测井技术得到了广泛的应用和发展，为石油勘探、地质学研究以及地下水资源评估等领域提供了重要的帮助。
本文将探讨核磁共振测井技术在现代中的应用趋势。
一、高分辨率成像随着仪器设备的不断改进和技术的发展，核磁共振测井技术的分辨率得到了显著提高。
传统的测量方法主要关注岩石样品中液态水的分布，但现代的核磁共振测井技术已经可以提供更加详细的成像信息。
通过对地下储层中油、水、气等不同成分的测量和分析，可以获得更准确、更细致的地下岩石结构图像。
这种高分辨率成像技术可以帮助勘探人员更好地理解地下岩石储层的特征，提高勘探和开发效率。
二、多参数测量发展传统的核磁共振测井技术通常只能提供岩石储层的孔隙度信息，但现代核磁共振测井技术已经实现了多参数测量。
除了孔隙度，核磁共振测井技术现在还可以测量地下储层中的渗透率、饱和度、岩石孔隙结构等多个参数。
这些参数可以提供更全面、更准确的地下岩石特征信息，有助于勘探人员更好地评估岩石储层的潜力和开发价值。
三、非侵入式测井传统的测井技术通常需要进行试井操作，即在地下储层中打孔取样来获取岩石信息。
然而，这种试井操作会对地下储层造成一定的破坏，且操作成本较高。
与传统试井相比，核磁共振测井技术具有非侵入性的优势。
通过无需打孔取样直接对地下储层进行测量，核磁共振测井技术能够实现对地下岩石的准确评估，提高勘探效率的同时减少对地质环境的破坏。
四、多尺度测量与高精度定量随着核磁共振测井技术的发展，现代测井仪器已经可以实现多尺度测量和高精度定量。
不同尺度的地下岩石结构对储层特征的影响是不同的，因此，进行多尺度测量能够提供更全面的岩石信息。
与此同时，高精度定量分析也是核磁共振测井技术的重要发展方向。
核磁共振测井技术原理及应用分析
核磁共振测井技术原理及应用分析发布时间：2021-10-14T03:00:31.448Z 来源：《科学与技术》2021年16期作者：闫栋栋[导读] 随着科学技术的飞速发展，越来越多的新技术被运用到石油测井种，而核磁共振作为一种新兴手段，在石油测井中也起着重要的作用闫栋栋河北石油职业技术大学河北省承德市 067060摘要：随着科学技术的飞速发展，越来越多的新技术被运用到石油测井种，而核磁共振作为一种新兴手段，在石油测井中也起着重要的作用。
本文以核磁共振原理为落脚点，通过理论与实践的有机结合，探讨核磁共振技术如何合理地应用在石油测井中。
关键词：核磁共振；测井技术；石油测井引言：核磁共振测井技术相较于传统测井技术，不仅能够提供渗透率参数，还可以提供油气水饱和度、原油的黏度等。
本文首先概述核磁共振测井的发展现状，再简要介绍核磁共振测井技术的测量原理，最后进行核磁共振测井的应用分析。
一、核磁共振测井发展概况核磁共振测井技术作为一种新兴技术，是当代测井技术的重大突破之一。
现如今，我国陆地上石油勘探难度与日俱增。
尤其是中国地势经过数千年的演变后，地势情况愈加复杂，这也对勘探技术有了更高的要求。
就目前来看，我国东部地区仍存在许多未探明可采资源量，这些资源多分布在斜坡带、潜山、重力流砂体、滩海以及古生界等有潜力的新领域，已经为勘探工作带来诸多不便；而西部地区未探明油气资源高达55%，虽然有着巨大的潜力，但埋藏深、环境恶劣，勘探难度无疑是难上加难。
常规的测井方法已经无法满足也难以适应我国对油气使用增长的需求，进一步提高勘探技术，加速新技术的开发、研究、应用刻不容缓。
而核磁共振测井作为一种新兴方法，它的出现有效地攻克了这一难题，这也将成为未来油气勘探中重要的有效手段之一。
相较于传统测井方法的分辨率较低、直观性较差、解释油气层出现多解性，核磁共振测井最明显优势在于深探测、高分辨率和高精度。
二、核磁共振测井技术原理核磁共振测井的基本原理为“井内磁体——井外磁场测量”，这与传统测井方法是截然不同的。
核磁共振测井技术在油气勘探中的应用和局限
核磁共振测井技术在油气勘探中的应用和局限随着人类对能源需求的不断增长，油气勘探成为关乎经济和能源安全的重要领域。
而核磁共振测井技术作为一种现代化的勘探技术，因其独特的测井原理和高精准度的测量结果，逐渐成为油气勘探中不可或缺的工具。
核磁共振测井技术主要通过对地下岩石中的核磁共振信号进行观测和分析，来获取有关岩石孔隙结构、油气含量及物性参数等信息。
核磁共振测井技术的最大特点就是能够直接探测到地层中的流体成分，相比于传统测井技术，能够提供更全面和准确的勘探数据。
首先，核磁共振测井技术在油气勘探中的应用主要集中在储层评价和渗流特征分析两个方面。
在储层评价方面，核磁共振测井技术能够提供有关储层孔隙度、孔隙结构、孔径分布和孔隙度分数等信息，帮助勘探人员判断储层的质量和潜力。
在渗流特征分析方面，核磁共振测井技术能够提供有关储层中流体的饱和度、相对渗透率和渗透率等参数，为油气流体的采收和开发提供重要依据。
然而，核磁共振测井技术也存在一些局限性。
首先，核磁共振测井技术对地层的条件要求较高，只适用于一定类型的地层，对于复杂岩性地层的适用性有限。
其次，核磁共振测井技术在实践中存在测量深度限制的问题，无法在过深或过浅的区域进行有效测量，限制了其应用范围。
此外，核磁共振测井技术在实时性和成本方面也存在一定挑战，需要更多的技术突破和经济效益的提升。
为了克服这些局限性，一些研究者不断进行钻探试验和应用案例研究，以改进和进一步发展核磁共振测井技术。
例如，通过改进核磁共振测井设备和参数设置，提高核磁共振测井技术对复杂地层的适应性。
同时，结合其他测井技术和地球物理勘探手段，实现多种技术的综合应用，提高勘探效果和减少成本。
总结起来，核磁共振测井技术在油气勘探中具有广泛的应用前景。
虽然存在一些局限性，但通过不断的技术创新和实践应用，这些局限性相信会逐渐克服。
未来，核磁共振测井技术有望成为油气勘探中的重要工具，为石油工业的发展和能源供应的安全提供有力支持。
国外核测井技术在特殊环境下应用的发展状况
国外核测井技术在特殊环境下应用的发展状况与测井的其它学科比较，核测井在许多方面颇具特色，用一只组合了多个传感器的仪器能确定多种岩石物理性质，如孔隙度、密度、岩性，可直接测量含油饱和度而不必考虑矿化度影响，确定元素组份，等等。
因此，减少用核测井得到的以上岩石物理性质参数的不确定性，可使储量估算更准确、油藏监测得以优化、作业方式得到改进。
最近使用的核测井技术进展缓慢，所取得的进展中鲜有能克服其众所周知的局限性，即探测深度浅，这是导致井眼影响大和统计误差大的原因，统计误差大又是引起测井速度低的原因。
化学源，仍用在大多数核测井仪器中，仍然是引发安全问题根源。
作业者们正在更为复杂的条件下寻找石油，如深水环境，井下温度高、压力大，一般要使用新型钻井泥浆钻水平井或大斜度井。
作业者们还试图通过注水、蒸汽或气体而增强采收率(EOR)的技术，或通过复杂完井，如砾石充填完井，来从更为复杂地层(如硅藻土或混合岩性)中开采石油。
这些复杂的测井环境对现在所使用的核测井解释技术提出了严峻的挑战, 因此国外各大测井公司相继开发出了用于特殊环境中的核测井技术。
一、核测井技术在恶劣环境下的应用恶劣环境下的核测井技术，恶劣环境主要指高温高压和小井眼等。
1. 核测井技术在高温高压(HTHP)下的应用一般将油井测量层段压力高于15000磅／平方英寸(103MPa)、温度高于425℉(218℃)的油井称为高温高压井。
现今，国内外各油气勘探公司都不同程度地面临在高温高压等恶劣环境下的油气勘探、测井作业。
其原因主要是现有的油田正在枯竭，较容易的勘探油气井都已经处在的开发期或开发后期，这一点在世界上的许多地区如北美、墨西哥湾和中国得到很好的验证；与正常压力、温度的油气井相比，高温高压油气井意味着含有相对多的油气。
因此，高温高压油气井的商业价值正吸引着越来越多的国外油气勘探公司。
另一方面，海洋油田由于作业条件恶劣，其油气井的测试较多地采用高温高压测井仪器串。
核磁共振测井技术的应用与发展研究
以全 新 的原 理 ， 供 一 套 全 新 的 信 息 ， 过 全 新 的 响 应 关 系 ， 地 提 通 对 层 油 气 评 价 的基 本 问题 ， 行 全 新 的解 答 。其 技 术 特 点是 ； 进 （） 所 观 察 的原 子 核 具 有 选 择 性 一氢 ； １对 （） 原 子 核 所 处 的 外 部 环 境 具 有 选 择 性 ～信 号 直 接 来 自地 ２对 层 孔 隙流 体 ， 受 骨 架 成 分 的 影 响 ； 不 （） 探 测 区域 距 井 眼 的 径 向距 离 具 有 选 择 性 ～ 通 过 调 节 发 ３对 射频率来调节 ， 避开井眼 、 饼等影响 ； 可 泥 （ ） 察 到 的 回波 串 ， 岩 石 孑 隙结 构 和 流体 流 动 特 性 直 接 的 ４观 是 Ｌ 综合反 映， 含了孔隙类 型 、 径大 小 、 间连通 性 、 体类 型 、 包 孔 孔 流 流 动特 性 等 十分 丰 富 的信 息 。
测 ， 品体 积 取 决 于 切 片 的 直 径 ， 度 和 厚 度 。 比较 而 言 ， Ｊ — 样 高 ＭＲ Ｌ Ｐ ｉ ｅ 最 大 的 观 测 样 品体 积 ， 噪 比也 相 对 较 大 ｒ 有 ｍ 信 信 噪 比与 纵 向 分 辨 率 ， 测深 度 以及 测 井 速 度 又 互 相 影 响 ， 探 互 相 制 约 ， 须 综 合 考 虑 ， 出折 中 和 权 衡 。原 则 上 说 ， 目前 的 技 必 作 在
核 磁 共 振 测 井 技 术 的 应 用 与 发 展 研 究
核测井
(c).计数管记录一个伽马光子就输出一个电压脉冲
(d).通常把单位时间(分钟）的脉冲数称为计数 率，计数率与伽马射线强度成正比。
(f).探测效率：记录脉冲数占入射粒子数的比值 （约1%）
(3)、闪烁探测器 组成单元：闪烁体、光电倍增管、电子元件
工作过程：
a.γ射线进入晶体，通过三种效应产生次级电子
137Cs137mBa e ,137mBa137Ba
0.662Mev
峰A：全能峰(0.662Mev),是由光电效应形成的 峰峰CD平：：E台为XmB射反Ei：nmr线散a是xe峰射康1(峰m普302（c2顿E2mkE2光e效r20Er2vc电E应)r2r效产应0生.040的7..171898M44MeMveevv）
(1).散射光子和反冲电子的能量
散射光子的能量为：
Er
1
Er
Er m0 c 2
(1
cos )
反冲电子的动能为：
Ee
Er 2 (1 cos ) m0c2 Er (1 cos )
Er
1
Er
Er m0 c 2
(1
cos )
ab..当当θθ==018o时0o，时散，射这光时子散的射能光量子达能到量最最大小，，这为时： 反冲电子的能量为0，光子能量没有损失。
三、岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系
1、与三大类岩石的关系 岩浆岩及变质岩：放射性高于沉积岩，它含有 较多的放射性矿物 （锆石，独居石，揭帘石，角闪石及辉石等）
沉积岩：一般放射性低于岩浆岩和变质岩。通 常不含放射性矿物，其自然放射性主要是岩石 吸附放射性物质引起的，吸附能力有限
几种造岩矿物和副矿物的铀含量范围
核磁共振测井技术的应用与发展
核磁共振测井技术的应用与发展摘要：对核磁共振测井技术的发展水平所做的总结，让那些想知道核磁共振测井的非专业人士了解一些核磁共振测井仪的地层评价能力。
本文的目的在于阐明核磁共振的基本测量原理和解释方法。
关键词：核磁共振应用发展一、测井技术的历史沿革人们第一次认识核磁共振（NMR）的潜在价值是在20世纪50年代，在60年代早期研制出核磁测井（NML）仪。
NML仪因其许多局限性最终在80年代末停止了服务。
尽管它有诸多局限性，但为支持NML测井而进行的实验研究，预见了今天仍在进行的多种地层评价，其中包括估算渗透率、孔隙大小分布、自由流体体积、原油黏度和润湿性。
现代NMR测井的发展可以追溯到1978年在Los Alamos国家实验室开展的NMR井眼测井研究项目。
Los Alamos试验仪器使用的是强永久磁铁，正如那些在现代实验室的NMR仪器一样，进行了脉冲NMR自旋回波测量。
这些测量结果极其灵活，可适用于许多不同的地层评价。
20世纪90年代初，电缆式NMR 测井仪和随钻测井（LWD）NMR仪器开始应用。
贝克·休斯公司在2004年推出了电缆式NMR仪，2005年推出了LwD NMR仪。
二、现代NMR测井2.1 脉冲NMR测井仪传感器（如磁铁和天线）是脉冲NMR测井仪的核心部分。
它对仪器的S/N、最小回波间距、探测深度（DOI）、测井速度和垂直分辨率有重要影响。
在用的所有仪器在传感器的设计上都不尽相同，主要差别是电子线路、固件、脉冲序列、数据处理和解释算法。
NMR仪器的详细技术指标都能在各家服务公司的网站上找到。
所有的商用NMR仪都有一些共同的特征，譬如：所有的仪器都采用强度很大的钐钴合金永久磁体，磁铁对温度变化相对不敏感。
磁体用于极化（磁化）烃和水分子中的氢核（质子）。
另一个共同的特征是它们都采用脉冲NMR测量。
2.2 测量原理NMR测量有两步。
第一步是建立储层流体的净磁场，当仪器沿井简移动时，磁铁的磁场矢量B。
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取代 ;选用6Li 玻璃闪烁探头作中子剂量当量探 测器 ,采用中子慢化探测 、镉棒三维空间能响调 节新原理 ,从而使仪器灵敏度极高 ,耐γ、中子 能量响应特性好 。仪器灵敏度高 、抗γ性能好 、 能量响应特性好 、量程宽 (7 个量级) 、密闭性强 便携式数字显示并伴有声 、光定性指示等的性 能优越的中子探测器也在发展中[6 ] 。
应用射线源 ,必须注意放射性防护 、放射性 危险 、放射性可控等要求 ,测井用中子源需向小 体积 、高强度 、高度可控 、高安全 、高耐温 、耐压 指标发展 。
2 传感器技术
传感器是能感受规定的被测量并按照一定 的规律转换成可用信号的器件或装置 ,通常由 敏感元件和转换元件组成 。它是一种检测装 置 ,能感受到被测量的信息 ,并能将检测感受到 的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需 形式的输出 ,满足信息的传输 、存储 、显示 、记录 和控制要求 。传感器属高新技术的瓶颈工业 , 它的地位非常重要 。我国测井用的传感器技术 较为先进 ,基本上与国际水平相近 ,但创新不 够 ,大多是引进 、模仿和仿制 ,这与我国测井需
高分辨率的辐射探测器和多道脉冲高度分 析器等核电子学仪器的发展 ,使分析测量的灵 敏度与准确度大为提高 。电子计算机的应用进 一步改善了数据处理的速度和规模 ,使能谱分 析型仪表结构更趋小型化 、轻便化 ,特别为仪表 的现场应用与野外操作提供了便利 。这类核仪 表可分为 3 种类型 : 1) 荧光类仪表 (如放射性 核素 X 射线荧光分析仪) ;2) 活化类 (主要指中 子活化) 仪表 ;3) 核测井仪表 (如石油 、煤田 、金 属测井使用的核仪表) 。
强度型核仪表利用放射源发出的射线 (特 别质子与γ 射线) 与物质相互作用 (吸收或散 射) 后 ,射线强度降低从而检测受测试物质的宏 观非电参数而设计出的一类仪表 。
物质的成分与含量可通过放射源发出的射 线与物质相互作用引起的射线强度的变化与诱 发的特征能谱加以确定 ,这种仪表统称为物质 成份与含量分析仪表 。能谱分析型仪表同样地 具有这种成份与含量分析的功能 。
Abstract : The paper reviews t he f ront edge problem in t he developing nuclear logging tech2 nique such as t he radioactivie source , sensor and information processing , application and de2 velop ment requirement and so on . It is seen t hat t he nuclear logging technique has been de2 veloped. In China t he nuclear science and technique research depart ment cooperated wit h t he nuclear logging depart ment could develop t he new nuclear logging technique in order to adapt to our product application. Key words :nuclear logging ; radioactive source ; detector ; spect rum logging
摘要 :文章从核测井射线源 、传感器 、信息处理 、应用和发展需求等方面概要综述当前核测井技术发展的 前沿问题 。当今核测井技术仍处在飞速发展之中 。我国核技术应用研究单位与核测井技术应用单位密 切合作 ,开发适合我国核测井技术需要的新技术具有广阔的发展空间 。 关键词 :核测井 ;射线源 ;探测器 ;能谱测井 中图分类号 : TE151 文献标识码 :A 文章编号 :100026931 (2004) S020201207
核测井技术是随着当代核技术的发展和石 油 、煤炭 、地质矿产等对核测井技术发展的需要 而迅速发展起来的尖端测井技术之一[1 ] 。随 着人工射线源技术 、传感器技术 、测量技术 、信 息处理技术与计算机技术的发展 ,核测井技术 目前仍处在飞速发展之中 。
本文对有关核测井及其应用方面的文献 、 资料进行综合 、分析 、研究 ,阐述核测井生产 、应 用的现状和发展趋向 。
表 1 核测井用闪烁体探测器闪烁体性能 Table 1 Property of scintillation crystals in nuclear logging detector
闪烁体
密度/ 主成分荧光 发射光谱 (g·cm - 3) 衰落时间/ ns 峰值/ nm
发光效率/ MeV - 1
能量 分辩率/ %
闪烁探测器输出脉冲幅度与入射光子在闪 烁体中损失的能量成正比 。而光子是通过前述 3 种效应损失能量的 ,所以 ,在测量单能光子时 得到的输出的是一连续谱 。
203
Na I ( Tl) 闪烁探测器是测井中最常用的γ 闪烁体 。它的优点是 :对γ射线的探测效率高 , 密度较大 (3. 67 g/ cm3) ,能量分辨率好 ,较好的 耐热工作稳定性等 。缺点是发光衰落时间不够 快 ,有余辉效应现象 ,测井计数率不能很高 ,易 潮解 ,适合油水井测井的小体积晶体的探测效 率较低等 。随着技术的发展 ,性能更好的核探 测器晶体不断出现 ,现正式用于核测井的主要 闪烁体及性能列于表 1 。
202
原子能科学技术 第38卷
应堆 、加速器的不断建造 ,核燃料循环体系的建 立 ,为放射性核素应用提供了日益丰富的物质 基础 。放射性同位素广泛应用研究为更好利用 现有设备资源开辟了新途径 。放射性同位素制 备技术是同位素辐射技术应用的物质基础 。目 前 ,人工制备放射性同位素的方法有 3 种 :反应 堆生产的丰中子同位素 ,简称堆照同位素 ;加速 器生产的贫中子同位素 ,简称加速器同位素 ;从 核燃料废物中提取的同位素 ,简称裂片同位素 。
潮解性
备注
NaI ( Tl) 3 (Ce) 4. 79
43
LaCl3 (Ce) 3. 85
25
LaBr3 (Ce) 5. 29
35
B GO
7. 13
300
GSO
6. 74
55
L SO
7. 4
40
415 420 352 356. 39 480 430 420
38 000 56 000
9 000 61 000
8 200 7 600 27 3000
6. 5 4. 1 3. 1 2. 85 9. 3 8. 0 7. 9
潮解 潮解 微潮解 微潮解 不潮解 不潮解 不潮解
常用 ,能量分解一般 新的发展方向
可能应用的新探测器 可能应用的新探测器 温度效应差不利测井
成本高 ,不利应用 成本高 ,不利应用
要不相适应 。努力致力于促进我国核测井传感 器事业及其应用的发展 ,满足核测井应用需要 , 是传感器生产和应用企业共同的努力方向 。
测井用传感器的核心部件是探测器 。不同 的核辐射需要用不同的探测器测量 。所有核探 测器均基于射线与物质的相互作用原理 ,在物 质中具有不同的空间分布 、能量分布 、时间分布 和特征作用而制作 。
核测井探测器要求高效率 、高计数通过率 、 高能量分辨率 、高耐温 、耐压 、高抗震 、小体积 、 价格适中等 。
测井常用的γ 和 X 射线探测器为闪烁探 测器[5 ] ,主要由闪烁体 、光电倍增管和电子仪 器组成 。用光耦合剂将闪烁体与光电倍增管耦
增刊 金 勇等 :核测井技术的发展与应用
合起来 ,组装成探头 ,配上电子学仪器 ,就构成 了闪烁探测器 。为提高脉冲输出幅度 ,可选择 发光效率高的闪烁体 ,增大闪烁体尺寸 ,选择反 射系数大的反射层和性能良好的光导系统 ,调 整好光电倍增管前面几级的分压电阻 ,选择与 闪烁体能实现良好匹配的光电倍增管 。
与闪烁体相匹配的光电倍增管也有了发 展 ,硅 、Hg I2等光敏二极管小巧 ,与闪烁体更匹 配 ,半导体的量子效率远高于光电倍增管 ; Hg I2 与 CsI( Tl) 组合探头对 662 keVγ射线能量分辨 率达 5 % ,性能更优的探头还将不断出现 。
核测井需要的γ 射线和 X 射线探测器正 向高密度 、高精度 (能量分辨性好 、计数通过率 高) 、高计数 、高温度稳定性 、短荧光衰落 、中低 价格和小体积发展 。高性能位置灵敏γ射线和 X 射线核探测器将更广泛应用于测井中 。
1 射线源技术
核测井技术的大多数方法依赖于射线源性 能 ,少部分方法利用井下地层的天然放射性进 行测量 。现有的测井用射线源主要是γ射线源 和中子源 。受井眼尺寸 ( 偏小 、弯曲 、不 规 则 等) 、井下环境 (高温 、高压等) 制约 ,地面实验用 加速器γ源等技术尚难以应用于测井领域[1 ] 。
测井中用已知活度的γ放射源和探测器共 同组成探头 (测井仪) 下到钻孔内 ,沿钻孔连续 测量从碳层中散射的γ射线强度 ,可探知介质 的密度 ,从而确定地层岩性 。这种γ测井技术 有助于加快能源勘探开发速度 ,并降低成本 。
中子水分计是测量大体积物料中含水量的 一种核分析仪表 ,又称中子水分计或中子湿度 计 。这种仪表的工作原理基于氢核对快中子的 强烈减速慢化效应 。测定物料中的慢化中子数 量 ,进而求出介质的含水量 。
测井常用的γ源多是放射性同位素源 ,主 要用于示踪测井[2～4 ] 。随着核技术发展 ,核反
收稿日期 :2004204215 ;修回日期 :2004205210 基金项目 :中国石油燃气集团公司和中国石油股份有限公司资助项目 (960301206) 作者简介 :金 勇 (1962 —) ,男 ,云南建水人 ,高级工程师 ,硕士 ,测井技术研究和软件开发专业
第38卷增刊 2004年7月