核磁测井

赵 60 井
1
薄层电阻率
1000
1:50
赵 61 井
赵61井 核磁共 振与双 向量感 应解释 成果图
赵61井 核磁共 振与薄 层电阻 率解释 成果图
利用核磁共振测井资料 进行多井综合评价
区块研究与解释
岩心分析资料 核磁测井资料
刻度
常规测井资料
核磁束缚水饱和度
计算束缚水饱和度
计算粒度中值
赵80井
岩心分析粒度中值
100%饱和 100psi下离心
幅 度
孔隙度 21.9% 可动流体 75.9% 截止值 12.9ms
T2 弛豫时间 （s）
计算可动流体孔隙度、束缚水孔隙度
NMR T
T2 max
2 min
a(T2 )dT2 FFI f BVI b
T2 max
T2 cutoff
T2 cutoff
油 气 水 评 价 成 果 图
渗透率
束缚水 饱和度
含水 饱和度
T2谱
有效 孔隙度
典 型 油 层
CMR对轻烃的指示
油气水评价的应用效果
赵县南翼低电阻油层与中高阻油层并存，通
过应用核磁测井资料，大大的提高了测井对 低阻油层的识别能力和测井解释的信心，先 后发现了一批低阻油层。有效的杜绝了漏失 油层现象的发生，由此产生的经济效益是巨 大的。 对于低孔低渗、砾岩等复杂岩储层，核磁共 振测井解释精度显著高于常规测井资料，保 证了储层及油气水评价的可靠性。 提高了对薄层的分辨和油气评价能力，增加 了油层的有效厚度。
50
40
R=1.3575μ m 以小孔径为主
30
20
10
0
R(μm)
核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 料
0.4
1
1.6
2.2
赵71井 10号层
R=10.4396μ m 双组孔径发育 以大孔径为主
30 20 10 0
30
20
10
0 0.063 0.16 2.5 25
核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 R(μm) 料
六、核磁共振资料的处理
由回波串得到如下信息：
–Ｔ２分布谱 –孔隙度MPHI、可动流体体积MBVM 、不动流体体积MBVI等
测量的是NMR 信号幅度, 需要的是T2分 布曲线
总衰减是所有孔径中流体衰减之和
多指数拟合
M ( t ) Ai e
i 1
n
t T2 i
T2i 2
i 1
测量数据与拟合结果
识别孔隙大小和储层好坏
利用T2分布曲线识别储层的好坏
两块孔隙度相近的砂岩
MRIL-C技术指标
直径 6英寸(152mm) 长度： 10.75ft(3.27m) 重量： 600b(238Kg) 最高温度: 310 °F(115 °C) 最低环境温度： -4 ° F(-20 ° C) 最大压力： 20000psi(137.8MPa) 垂直分辨率：24英寸(0.6096m) 额定速度： 3-30ft/min(取决于地层的TR值和采样率） 探测范围： 以仪器为直径的8-10in的范围 （20.32-25.4cm) 最小井径： 7.5英寸(190.5mm) 最大井径： 13英寸(330.2mm) 最大井斜： 90 °
– 纵向弛豫（自旋－晶格弛豫）：磁化矢量Ｍ 的Ｚ分量逐渐增大 – 横向弛豫（自旋－自旋弛豫）：磁化矢量Ｍ 的ＸＹ分量逐渐增小
施加射频脉冲之后M的行为
三、弛豫时间及其测量
– . 纵向弛豫时间T1 1
dM Z 1 ( M0 M z ) dt T1 若t 0, M Z 0; t , M z M 0 M z M 0 (1 e
油0.04 水18.36
赵86井解释成功与失利的实例
水33.72 Cacl2 cl=58493 sum=97686 (Ek2)
Es4+Ek1
油53.48 气35280 d=0.8705 u=3.54(Ek2)
薄层评价
核磁共振 成像测井
薄层电阻率
孔、渗、饱、 厚度等参数
赵 61 井
GR
CBIL
典型油层
赵113井 32、33层 合试累计 产油51.9t 气3340m3
赵80井核磁解释成功实例
油61.2 气107207
油2.96 水0.2
低阻油层
物 性 差 的 低 阻 油 层
81
常规解释为 81 含油水层
中低孔低渗
赵86井
试油为油层,累计产油0.81t
赵87井解释成功实例
油35.6 气1580 水1.58
核磁共振测井资料与岩心分析资料对比
赵 113 井 对 比 曲 线 图
孔隙度
渗透率
二、利用核磁测井油气水评价
解释方法考虑了砂泥岩地层泥质附加导电
的影响。 计算有效孔隙系统下的含水饱和度Sw 核需要常规电阻率、中子、密度测井曲线 磁测井直接提供了束缚水饱和度Swir 油层： Sw= Swir 无可动水 或 可动水含量少 识别高束缚水饱和度的低阻油层和泥质含 量高、物性差的低阻油层十分有效
核 磁 有 效 孔 隙 度
岩心分析孔隙度
岩心分析渗透率-核磁渗透率交会图
核 磁 渗 透 率
岩心分析渗透率
核磁孔隙度与岩心孔隙度误差统计表
井号 样品 平均绝对 平均相对 最 大 绝 对 最大相对
个数 误差（pu） 误差（%）误差（pu） 误差（%） 侯 101 井 赵 113 井 赵 57 井 赵 60 井 赵 71 井 25 28 18 23 20 1.1 1.2 1.3 1.0 1.5 9.2 7.0 8.3 5.1 6.7 2.3 3.0 3.6 3.0 4.1 13.3 18.9 24.4 13.8 16.2
一、提供精确的物性参数，包括： 地层有效孔隙度、渗透率、束缚水饱和度。
核磁测井孔隙度模型
烃
岩心刻度核磁测井 确定T2截止值
幅 度
100%饱和 100psi下离心
T2截止值
束缚水 部分
可动流 体部分
孔隙度 22.4% 可动流 体 66.8% 截止值 28.2ms
T2 弛豫时间 （s）
岩心离心前后弛豫时间谱
t / T1
)
反转恢复法测T1的脉冲序列
三、弛豫时间及其测量
2.
横向弛豫时间T2
dM XY 1 (0 M XY ) dt T2 若t 0, M XY M 0 M XY M 0e
t / T2
自旋回波法脉冲序列
脉冲序列和散 相重聚过程
四、核磁共振测量区选择
磁场强度Ｂ０在纵向和横向上 都是变化的，因此，通过调整射 频磁场的频率，可以改变能够发 生核磁共振的空间位置，即核磁 共振测井的探测范围。
Shg(%)
赵61井 7号层
40 20 0
Shg(%)
40
20
R=4.3815μ m 双组孔径发育 以中孔径为主
0
R(μm)
R(μm)
核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 料
0.063
0.16
1.0
2.5
0.4 0.063
Байду номын сангаас6.3
2.5
0.16
利 用 进核 行磁 储测 层井 评资 价料
赵80井
中高阻油层
MRIL的探测范围
CMR的测量范围
CMR的测量范围
CMR的测量范围
五、岩石流体中的核自旋弛豫
1. 2.
颗粒表面弛豫 扩散弛豫
–在梯度磁场中，由分子运动造成的弛 豫，只导致Ｔ２弛豫，对Ｔ１不影响。
3.
体积弛豫
–邻近分子的自旋运动产生的局部磁场 波动造成的。
孔隙尺寸与T2的关系
颗粒表面弛豫示意图
16
17
18
16 、17、18层合试为油层,累计产油61.2t
四、用谱差分法区分油、气、水
五、估计流体粘度
（流体粘度与Ｔ２的倒数成正比）
T2 ,log
1200

0.9
五、估计流体粘度
CMR对储层 的综合评价
六、其他应用
•低阻油层的评价 •中低孔、低渗储层的评价 •薄层评价
低阻油层
赵 113 井
三、储层特征分析
孔隙结构
储层类型
中高孔-中高渗
中低孔--低渗
30 20
赵71井 10号层
30
20
R=10.4396μm 双组孔径发育 以大孔径为主
10 0
10
0 0.063 0.16 2.5 25
核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 R(μm) 料
Shg(%)
赵57井 35号层
50 40 30 20 10 0
孔隙流体中的核自旋弛豫
核磁共振资料的处理
一、核磁共振现象
1.动量矩 p r mv
2.核磁矩
p
–为旋磁比
3.
拉莫尔进动(Larmor)
0 B0
1 f0 B0 2
原子核在外磁场中的运动(类似于陀 螺在重力场中的进动)
4.
宏观磁化量
–单位体积内核磁矩的和,称宏观磁化量 – M
a(T2 )dT2
a(T2 )dT2
T2 min
求渗透率
SDR模型: K c(NMR ) (T2 ,log )
a1 a2
通常：a1 4, a2 2
Timur模型: FFI b2 K c(NMR ) ( ) BVI 通常：b1 4, b2 2
b1
根据密度、中子和CMR孔隙度之 间的差异可确定粘土束缚水体积
5.
核磁共振

i
–对于被磁化的自旋系统,再施加一个与静磁 场垂直、以角频率0振荡的交变磁场B1，此 时处于低能态的核磁矩吸收交变磁场的能量 ，跃迁到高能态，磁化强度相对于外磁场发 生偏转，这种现象被称为核磁共振
二、NMR信号的检测
弛豫：脉冲结束后，核磁矩摆脱了外加磁
场的影响，而只受主磁场的作用，进行自 由进动，磁矩力图恢复到原来的热平衡状 态，这一从不平衡到平衡的过程称为弛豫 。
CMR技术指标
长度： 14ft(4.3m) 重量： 300磅 最高温度: 350 °F(175 °C) 最大压力： 20000psi(137.8MPa) 探测深度：1in 最小井径： 6.5英寸或7.8in(带弓形弹簧） 测量孔径： 6英寸
§2 核磁共振测井的应用
一、提供精确的物性参数 二、综合常规测井资料进行油气水的定量评价 三、用于孔隙结构研究 四、用谱差分和谱位移法 可区分油、气、水及流体的粘度。 五、估计流体粘度 六、其它应用
核磁共振测井
CMR--Combinable Magnetic Resonance MRIL--Magnetic Resonance Imager Log
本章内容
?
§ 1
§ 2
核磁共振测井的理论基础
应用
?
结束
§1核磁共振的理论基础
核磁共振现象
NMR信号的检测
弛豫时间及其测量
核磁共振测量区的选择
不受岩性影 响的孔隙度
T2谱
渗透率
有效孔隙度
自 然 伽 马
渗透率
有效 孔隙度
毛管 束缚水
泥质 束缚水
可动流体
CMR计算的渗透率和孔隙度与岩心分析值对比
核磁共振测井资料与岩心分析资料对比
赵 80 井 对 比 曲 线 图
核磁渗透率 计算渗透率
核磁孔隙度 计算孔隙度
岩心分析渗透率
岩心分析孔隙度
岩心分析孔隙度-核磁孔隙度交会图