随钻NMR测井仪与井下NMR流体分析仪
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１ 中国石油川庆钻探工程有 限公司测井公司 ２ 中国石化 东北油气分公司
３中国石化 东北 油气分公 司工程技 术研 究 院
摘 要 ： 文主要 介 绍 了随钻核磁 共 振 测 井仪 以及 井下核磁 共振 流体分 析仪 的 测量原 理 与主要 功 本
能， 随着 随钻 核磁 共振 测 井仪 和 井 下核磁 共 振 流体分 析仪 的应 用， 为 油田勘探 开发 中的地 质和 必将 油 藏 工程等 难题 的 解 决作 出更 大 的贡献 。通 过 本文 对 随钻核 磁 共振 Ｒ测 井仪 和 井 下核 磁 共振 流
体分析仪的介缉 为从事核磁共振测井的科研人员 了解新技术提供 了参考。
关键 词 ： 随钻 ＮＭＲ￣ 井仪 ； ｒ ｌ ４ 井下 ＮＭＲ流体 分析仪 ； 量原理 后，ａｉｕ ｏ 公 司和 Ｓｈｕ ｂｒ ｒ ００ Ｈ ｌ ｒｎ ｌ ｔ ｂ ｃｌｍ ｅ ｅ公 ｇ 司 都 相 继 推 出 了 随钻 Ｎ ＭＲ 测 井 仪， 者 为 前
层孔隙度和束缚流体相对体积等重要信息 。 叫
２ 井下 Ｎ ＭＲ流体 分 析 仪
Ｈ ｌｂｒ ｎ 司最 新 研制 出 了井 下 Ｎ ａｉｕｔ 公 ｌ ｏ ＭＲ流 体
图 １随钻 Ｎ ＭＲ测并仪器 结构
分析仪， 能在储层温度和压 力条件下采集地层流体
ｌ ＿ ’： ｊ ｔ
作者简介 ： 良志 （９１ ） 男， ，００ ７ 邹 １８一 ， 硕士 ２１年 月毕业 于中国石 油大 学（ 北京） 地球探测与信息技 术专 业， 事测井资料处理解 从
、
释 与 储 层评 价 和射 孔 技 术 研 究 工作 。
～
２ １ 年第 １ ０２ 期
邹 良志 ， ： 等 随钻 Ｎ ＭＲ￣井 仪与井下 ＮＭ Ｊ ｔ Ｒ流体分析仪
７ ５
的 Ｎ Ｒ信息 。该仪器 与模块 式 电缆 地层测 试仪 Ｍ
（Ｄ １ Ｒ Ｔ组合使用 ， 能够测 量流 体的弛豫 时间 Ｔ、 。Ｔ和扩
脉 冲序 列 确 定来 自预置 体 积 内一个 小 环 状 区 的磁
图 ３灵敏区域（ 和 Ｔ恢 复曲线（ 左） １ 右）
化 强度 大 小 。 只要 读值 环 状 区落在 预 置 的 区域 内， 结 果 就 不受 仪 器 随机 移 位 的影 响 。这 个 过 程 在 几
个预先选好 的时间段 内重复， 即可得到地层极化的 曲线（ 如图３。通过对极化 曲线 的分析， ） 可以获得地
氢密度为所在测量体积 中的氢原子 总数， Ｔ 在
或 Ｔ测 量 时 即可 确定 。氢 密 度 通过 一 定 的关 系 式 ， 可 以 自动 地转 换 成 含 氢 指数 Ｈ 。测 量 扩 散 系 数 时 Ｉ
流体也需要处于停顿状态 。利用 ２ 个或多个 回波间
隔 的 自旋 回波 脉冲序 列观测 。
ＭＲ Ｌ ＷＤ后者 为 Ｌ — ＭＲ。同 电缆 测井 相 比， Ｉ— ， ＷＤ Ｎ 随 钻 测 井钻 探效 率 高， 因而得 到广 泛重 视 。然 而， 随钻
Ｎ 测井仪却面临更大的挑战， ＭＲ 特别要解决 ４ 个主 要 的 问题， 井 过程 中的运 动影 响 ； 持全 部钻 柱 即钻 支 的机械强度 ； 数百个小时不 问断作业 的电源供给 ； 以及数据的存取和传递。
２３ 主 要用途 －
（ ） 油与泥 浆滤液 的区别 １原
Ｔ分布可用于表征流体 的特性。不同的分子结
构， 同的长、 或不 短碳氢链结合方式， 都会产生不 同的 Ｔ分 布， 通过对 比， 即可有效 地分辨 复 杂油（ 油） 简 原 与
单 油（ 滤液） 。 （） 定原 油粘度 ２确 在储 层 温 度 与压 力 条 件 下 确 定 流 体 的粘 度 总 是 一个 挑 战 。用 Ｎ ＭＲ获 得 的扩散 系数 Ｄ与 粘度 有 较 好 的相 关 性 。当没 有 溶解 气 ， 且 不 夹 带顺 磁 氧 并 时， 用 的表 达式有 ： 可利
流动样品不能做 Ｔ测量 。通过关闭分析器下面 ： 的 １ 阀门和对取样筒周围的液体进行分流， 个 使流体
处 于停 顿状 态， 用 标准 的 Ｃ ＭＧ序列测 量 Ｔ。Ｔ测 再 Ｐ ２ ： 量 所需 要 的时 间大 约 １ｓ ５， 化 时间（ｗ确定 。 由极 Ｔ） （） ２ 含氢 指数和 扩散 系数 的测 量
图１ ～图 ３为 ＭＲＬ ＷＤ原 理 和测 量 方 式 示 意 Ｉ—
图 ２随钻 Ｎ ＭＲ测井仪使用饱和恢 复脉 冲序列测量 Ｔ
图。仪器主要 由两部分组成， 即下部传感器短节和 上部 电子线路短节（ 如图 １ ） 。为了减小仪器运动对 随钻 Ｎ ＭＲ测 量 的影 响， 选用 了基 于 饱 和恢 复法 的 Ｔ 。 测量方式（ 如图 ２首先以一个饱和脉冲围绕仪器预 】 ， 置 一个 大 环状 医 在 一个 预 置 时 间段 后 ， 一个 读 出 用
２１ ￣ ｏ２
１ 期
国 外 测 井 技 术
ＷＯ Ｄ ＲＬ Ｗ ＥＬ Ｌ Ｌ ０ＧＧＩ Ｔ ＣＨＮ０Ｌ Ｙ ＮＧ Ｅ ０Ｇ
Ｆ ｂ．０１ ｅ ２ ２
７ ４
总第 １７ ８ 期
Ｔ ｔｉ１ ７ ｏ ａ ８
・
新 技术 介绍 ・
随钻 ＮＭＲ测井仪 与井下 ＮＭＲ流体分析仪
邹 良志 李伟 刘清华。
散 系数 Ｄ从而 获得流体 的气油 比 、 度等重要信 ， 粘
息。
组合在 Ｒ Ｔ Ｄ 仪器 中的井下 Ｎ Ｒ流体分析仪具 Ｍ 有多方面 的优越性， 通过观察流体 Ｔ分布的变化， 可 以连 续评 估 油基 泥浆 污染 流 体 的情况 ； 能实 时 获得 流体粘度和气油 ￣（Ｏ ） Ｌ Ｒ 的估计值 ； Ｇ 在储层温度和 压力条件下进行 Ｎ Ｒ Ｍ 分析， 消除了与取样和运输过 程有关的不确定性 ； 电缆 Ｎ Ｒ Ｍ 测井仪 、 随钻 Ｎ Ｒ Ｍ 测 井仪和井下 Ｎ Ｒ流体分析仪使用相同的测量原理， Ｍ 有利于 Ｎ Ｒ Ｍ 信息的综合解释。
３中国石化 东北 油气分公 司工程技 术研 究 院
摘 要 ： 文主要 介 绍 了随钻核磁 共 振 测 井仪 以及 井下核磁 共振 流体分 析仪 的 测量原 理 与主要 功 本
能， 随着 随钻 核磁 共振 测 井仪 和 井 下核磁 共 振 流体分 析仪 的应 用， 为 油田勘探 开发 中的地 质和 必将 油 藏 工程等 难题 的 解 决作 出更 大 的贡献 。通 过 本文 对 随钻核 磁 共振 Ｒ测 井仪 和 井 下核 磁 共振 流
体分析仪的介缉 为从事核磁共振测井的科研人员 了解新技术提供 了参考。
关键 词 ： 随钻 ＮＭＲ￣ 井仪 ； ｒ ｌ ４ 井下 ＮＭＲ流体 分析仪 ； 量原理 后，ａｉｕ ｏ 公 司和 Ｓｈｕ ｂｒ ｒ ００ Ｈ ｌ ｒｎ ｌ ｔ ｂ ｃｌｍ ｅ ｅ公 ｇ 司 都 相 继 推 出 了 随钻 Ｎ ＭＲ 测 井 仪， 者 为 前
层孔隙度和束缚流体相对体积等重要信息 。 叫
２ 井下 Ｎ ＭＲ流体 分 析 仪
Ｈ ｌｂｒ ｎ 司最 新 研制 出 了井 下 Ｎ ａｉｕｔ 公 ｌ ｏ ＭＲ流 体
图 １随钻 Ｎ ＭＲ测并仪器 结构
分析仪， 能在储层温度和压 力条件下采集地层流体
ｌ ＿ ’： ｊ ｔ
作者简介 ： 良志 （９１ ） 男， ，００ ７ 邹 １８一 ， 硕士 ２１年 月毕业 于中国石 油大 学（ 北京） 地球探测与信息技 术专 业， 事测井资料处理解 从
、
释 与 储 层评 价 和射 孔 技 术 研 究 工作 。
～
２ １ 年第 １ ０２ 期
邹 良志 ， ： 等 随钻 Ｎ ＭＲ￣井 仪与井下 ＮＭ Ｊ ｔ Ｒ流体分析仪
７ ５
的 Ｎ Ｒ信息 。该仪器 与模块 式 电缆 地层测 试仪 Ｍ
（Ｄ １ Ｒ Ｔ组合使用 ， 能够测 量流 体的弛豫 时间 Ｔ、 。Ｔ和扩
脉 冲序 列 确 定来 自预置 体 积 内一个 小 环 状 区 的磁
图 ３灵敏区域（ 和 Ｔ恢 复曲线（ 左） １ 右）
化 强度 大 小 。 只要 读值 环 状 区落在 预 置 的 区域 内， 结 果 就 不受 仪 器 随机 移 位 的影 响 。这 个 过 程 在 几
个预先选好 的时间段 内重复， 即可得到地层极化的 曲线（ 如图３。通过对极化 曲线 的分析， ） 可以获得地
氢密度为所在测量体积 中的氢原子 总数， Ｔ 在
或 Ｔ测 量 时 即可 确定 。氢 密 度 通过 一 定 的关 系 式 ， 可 以 自动 地转 换 成 含 氢 指数 Ｈ 。测 量 扩 散 系 数 时 Ｉ
流体也需要处于停顿状态 。利用 ２ 个或多个 回波间
隔 的 自旋 回波 脉冲序 列观测 。
ＭＲ Ｌ ＷＤ后者 为 Ｌ — ＭＲ。同 电缆 测井 相 比， Ｉ— ， ＷＤ Ｎ 随 钻 测 井钻 探效 率 高， 因而得 到广 泛重 视 。然 而， 随钻
Ｎ 测井仪却面临更大的挑战， ＭＲ 特别要解决 ４ 个主 要 的 问题， 井 过程 中的运 动影 响 ； 持全 部钻 柱 即钻 支 的机械强度 ； 数百个小时不 问断作业 的电源供给 ； 以及数据的存取和传递。
２３ 主 要用途 －
（ ） 油与泥 浆滤液 的区别 １原
Ｔ分布可用于表征流体 的特性。不同的分子结
构， 同的长、 或不 短碳氢链结合方式， 都会产生不 同的 Ｔ分 布， 通过对 比， 即可有效 地分辨 复 杂油（ 油） 简 原 与
单 油（ 滤液） 。 （） 定原 油粘度 ２确 在储 层 温 度 与压 力 条 件 下 确 定 流 体 的粘 度 总 是 一个 挑 战 。用 Ｎ ＭＲ获 得 的扩散 系数 Ｄ与 粘度 有 较 好 的相 关 性 。当没 有 溶解 气 ， 且 不 夹 带顺 磁 氧 并 时， 用 的表 达式有 ： 可利
流动样品不能做 Ｔ测量 。通过关闭分析器下面 ： 的 １ 阀门和对取样筒周围的液体进行分流， 个 使流体
处 于停 顿状 态， 用 标准 的 Ｃ ＭＧ序列测 量 Ｔ。Ｔ测 再 Ｐ ２ ： 量 所需 要 的时 间大 约 １ｓ ５， 化 时间（ｗ确定 。 由极 Ｔ） （） ２ 含氢 指数和 扩散 系数 的测 量
图１ ～图 ３为 ＭＲＬ ＷＤ原 理 和测 量 方 式 示 意 Ｉ—
图 ２随钻 Ｎ ＭＲ测井仪使用饱和恢 复脉 冲序列测量 Ｔ
图。仪器主要 由两部分组成， 即下部传感器短节和 上部 电子线路短节（ 如图 １ ） 。为了减小仪器运动对 随钻 Ｎ ＭＲ测 量 的影 响， 选用 了基 于 饱 和恢 复法 的 Ｔ 。 测量方式（ 如图 ２首先以一个饱和脉冲围绕仪器预 】 ， 置 一个 大 环状 医 在 一个 预 置 时 间段 后 ， 一个 读 出 用
２１ ￣ ｏ２
１ 期
国 外 测 井 技 术
ＷＯ Ｄ ＲＬ Ｗ ＥＬ Ｌ Ｌ ０ＧＧＩ Ｔ ＣＨＮ０Ｌ Ｙ ＮＧ Ｅ ０Ｇ
Ｆ ｂ．０１ ｅ ２ ２
７ ４
总第 １７ ８ 期
Ｔ ｔｉ１ ７ ｏ ａ ８
・
新 技术 介绍 ・
随钻 ＮＭＲ测井仪 与井下 ＮＭＲ流体分析仪
邹 良志 李伟 刘清华。
散 系数 Ｄ从而 获得流体 的气油 比 、 度等重要信 ， 粘
息。
组合在 Ｒ Ｔ Ｄ 仪器 中的井下 Ｎ Ｒ流体分析仪具 Ｍ 有多方面 的优越性， 通过观察流体 Ｔ分布的变化， 可 以连 续评 估 油基 泥浆 污染 流 体 的情况 ； 能实 时 获得 流体粘度和气油 ￣（Ｏ ） Ｌ Ｒ 的估计值 ； Ｇ 在储层温度和 压力条件下进行 Ｎ Ｒ Ｍ 分析， 消除了与取样和运输过 程有关的不确定性 ； 电缆 Ｎ Ｒ Ｍ 测井仪 、 随钻 Ｎ Ｒ Ｍ 测 井仪和井下 Ｎ Ｒ流体分析仪使用相同的测量原理， Ｍ 有利于 Ｎ Ｒ Ｍ 信息的综合解释。