核磁共振成像测井ppt课件
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一种是阿特拉斯公司和哈利伯顿公司采用NUMAR专利技术推 出的系列核磁共振成像测井仪MRIL；
一种是斯仑贝谢公司推出的组合式脉冲核磁共振测井仪CMR； 一种是以俄罗斯为主生产和制造的大地磁场型系列核磁测井 仪RMK923。 这些核磁共振测井仪器的具体测量方式存在一些差异，但在 测量原理上大同小异。
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核磁共振测井应用
图三[5] 为单井柱状图：
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2.1 直接探测储层孔隙
不同的原子核有不同的共振频率，所以可通过选择共振频率确定 观测对象，核磁共振测井研究对象为氢核。氢核在地层中有两种存在 环境，即固体骨架和孔隙流体，在这两种环境中氢核的核磁共振特 性有很大差别，可以通过选择适当的测量参数，来观测只来自孔隙 流体而与岩石骨架无关的信号。宏观磁化矢量在观测对象确定之后， 在给定强度的静磁场和恒温下，磁化矢量的大小与单位体积内的核自 旋数成正比，即与地层孔隙流体中的含氢量成正比，可直接标定为地 层孔隙度。因此，核磁共振可直接探测地层孔隙度而不受岩石骨架的 影响。[1]
8
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2.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构
核磁共振测井测量的信号是由不同大小的孔隙内地层水的信号叠加 ，经过复杂的数学拟合得到核磁共振T2 分布。这就是利用核磁共振测 井资料研究储层岩石孔隙结构的基础。目前利用核磁共振测井资料研究 地层孔隙结构的方法都是进行室内实验, 将岩心的压汞毛管压力曲线 和核磁共振T2 分布对比, 建立其相关性, 进而通过核磁共振T2 分布, 间接地利用岩石的毛管压力分布曲线来研究岩石的孔隙结构。【2】
幅度 孔吼分布频率
孔吼半径(um)
1
1.6
2.5
4
6.3
10
16
25
40
10
50
岩Biblioteka Baidu号：NP1-X
8
孔径分布
可动流体体积
40
T2谱分布
6
30
毛管束缚水体积
4
20
粘土束缚水体积
2
10
0
0
0.5
1
2
4
8
16
32
64
128 256 512 1024 2048
T2(ms)
11
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2.4 识别地层孔隙中的流体类型
不同流体有不同的核磁共振特性，表1【3】是某地区在一定条 件下测得的不同流体的核磁共振特性，从中不难看出，水与烃（油、 气）的差别很大，油与气的差别很大，液体(油、水)与气体的扩散 系数差别也很大，利用流体的这些差别，以不同的方式观测和识别 孔隙流体类型。【1】
12
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文献参考
[1] 赵永刚等.核磁共振测井技术在储层评价中的应用.天然气工业，2007，27(7) ：42-44. [2] 陈杰等.储层岩石孔隙结构特征研究方法综述.特种油气藏，2005，12(4)，11-15. [3] 齐宝权. NMR测井识别储层流体性质的方法及应用.西南石油学院学报，2001，23(1)，18-21. [4] 莫修文.核磁测井资料的解释方法与应用.测井技术，1997,21（6）：424-431. [5] 周红涛.核磁共振和MDT测井在塔河油田碎屑岩储层评价中的应用. 石油物探，2011，50（5 ），526-530. [6]原宏壮等，测井技术新进展综述。地球物理学进展.2005，20（3），786-795.
13
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时间，M0、T1、T2就是核磁共振测井要测量和研究的对象。【1】
z
z
B0
B0
y
x
横向弛豫（T2）。在XY平面， 旋转开始，并逐步发散开去。
y
x
纵向弛豫（T1）也开始在磁场 方向重新排列（重极化）。
3
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核磁共振测井原理
完整的过程如下：
4
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核磁共振测井应用
目前，在全世界范围内提供商业服务的核磁共振测井仪主要 有3种类型：
9
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2.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构
实验研究表明：岩石孔隙流体的T2与孔隙直径相对应，小孔对应 短T2 ，大孔对应长T2 。当孔隙中为单相流体时，可直接刻度为孔隙 孔径大小，进而通过T2分布确定不同孔径大小的孔隙度。【1】
10
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2.3 测量可动流体、毛细管束缚水和泥质束缚水
根据不同的孔径大小，利用实验分析确定的截止值，确定地层束缚 流体体积和自由流体体积，进而确定地层渗透率。【1】核磁测井估算渗 透率的前提是,核磁测井信息必须真实反映地层的孔隙度参数。【4】
汇报内容
1.核磁共振测井原理 2.核磁共振测井应用 3.参考文献
1
1
核磁共振测井原理
原子核在外加静磁场B0的作用 下磁化沿外加磁场B0方向产生宏观 磁化矢量M0。在垂直于B0方向加一 交变磁场B1且交变磁场的频率w1与 原子核进动频率w0相同时，原子核 会吸收交变磁场的能量，宏观磁化 矢量M0偏转一定角度【1】。如图1所 示。
2
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核磁共振测井原理
当交变磁场B1快速切断时，M0将向B0方向恢复，释放能量，在此
恢复过程中存在二种机制：① My(M0在y轴的分量)以时间常数T2按指
数形式extp /T2 ()衰减为零；②Mz (M0在z轴的分量)以时间常数T1按指
数形式1ex t/p T 1)(恢复为M0 ，T2表示横向弛豫时间，T1表示纵向弛豫
7
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2.1 直接探测储层孔隙
图2 [1]是一口井两段储层 (岩性为碳酸盐岩)的两类 孔隙度对比图, 可以看出, 除有3个点两种孔隙度值相 差较大(因岩心破裂导致化 验分析孔隙度误差很大)外, 整体上核磁共振成像测井 解释的孔隙度与岩心化验 分析的孔隙度相当吻合。 说明了核磁共振成像测井 解释的地层孔隙度的准确 性。[1]
一种是斯仑贝谢公司推出的组合式脉冲核磁共振测井仪CMR； 一种是以俄罗斯为主生产和制造的大地磁场型系列核磁测井 仪RMK923。 这些核磁共振测井仪器的具体测量方式存在一些差异，但在 测量原理上大同小异。
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核磁共振测井应用
图三[5] 为单井柱状图：
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2.1 直接探测储层孔隙
不同的原子核有不同的共振频率，所以可通过选择共振频率确定 观测对象，核磁共振测井研究对象为氢核。氢核在地层中有两种存在 环境，即固体骨架和孔隙流体，在这两种环境中氢核的核磁共振特 性有很大差别，可以通过选择适当的测量参数，来观测只来自孔隙 流体而与岩石骨架无关的信号。宏观磁化矢量在观测对象确定之后， 在给定强度的静磁场和恒温下，磁化矢量的大小与单位体积内的核自 旋数成正比，即与地层孔隙流体中的含氢量成正比，可直接标定为地 层孔隙度。因此，核磁共振可直接探测地层孔隙度而不受岩石骨架的 影响。[1]
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2.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构
核磁共振测井测量的信号是由不同大小的孔隙内地层水的信号叠加 ，经过复杂的数学拟合得到核磁共振T2 分布。这就是利用核磁共振测 井资料研究储层岩石孔隙结构的基础。目前利用核磁共振测井资料研究 地层孔隙结构的方法都是进行室内实验, 将岩心的压汞毛管压力曲线 和核磁共振T2 分布对比, 建立其相关性, 进而通过核磁共振T2 分布, 间接地利用岩石的毛管压力分布曲线来研究岩石的孔隙结构。【2】
幅度 孔吼分布频率
孔吼半径(um)
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1.6
2.5
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6.3
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岩Biblioteka Baidu号：NP1-X
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孔径分布
可动流体体积
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T2谱分布
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毛管束缚水体积
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粘土束缚水体积
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T2(ms)
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2.4 识别地层孔隙中的流体类型
不同流体有不同的核磁共振特性，表1【3】是某地区在一定条 件下测得的不同流体的核磁共振特性，从中不难看出，水与烃（油、 气）的差别很大，油与气的差别很大，液体(油、水)与气体的扩散 系数差别也很大，利用流体的这些差别，以不同的方式观测和识别 孔隙流体类型。【1】
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文献参考
[1] 赵永刚等.核磁共振测井技术在储层评价中的应用.天然气工业，2007，27(7) ：42-44. [2] 陈杰等.储层岩石孔隙结构特征研究方法综述.特种油气藏，2005，12(4)，11-15. [3] 齐宝权. NMR测井识别储层流体性质的方法及应用.西南石油学院学报，2001，23(1)，18-21. [4] 莫修文.核磁测井资料的解释方法与应用.测井技术，1997,21（6）：424-431. [5] 周红涛.核磁共振和MDT测井在塔河油田碎屑岩储层评价中的应用. 石油物探，2011，50（5 ），526-530. [6]原宏壮等，测井技术新进展综述。地球物理学进展.2005，20（3），786-795.
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时间，M0、T1、T2就是核磁共振测井要测量和研究的对象。【1】
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横向弛豫（T2）。在XY平面， 旋转开始，并逐步发散开去。
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纵向弛豫（T1）也开始在磁场 方向重新排列（重极化）。
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核磁共振测井原理
完整的过程如下：
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核磁共振测井应用
目前，在全世界范围内提供商业服务的核磁共振测井仪主要 有3种类型：
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2.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构
实验研究表明：岩石孔隙流体的T2与孔隙直径相对应，小孔对应 短T2 ，大孔对应长T2 。当孔隙中为单相流体时，可直接刻度为孔隙 孔径大小，进而通过T2分布确定不同孔径大小的孔隙度。【1】
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2.3 测量可动流体、毛细管束缚水和泥质束缚水
根据不同的孔径大小，利用实验分析确定的截止值，确定地层束缚 流体体积和自由流体体积，进而确定地层渗透率。【1】核磁测井估算渗 透率的前提是,核磁测井信息必须真实反映地层的孔隙度参数。【4】
汇报内容
1.核磁共振测井原理 2.核磁共振测井应用 3.参考文献
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核磁共振测井原理
原子核在外加静磁场B0的作用 下磁化沿外加磁场B0方向产生宏观 磁化矢量M0。在垂直于B0方向加一 交变磁场B1且交变磁场的频率w1与 原子核进动频率w0相同时，原子核 会吸收交变磁场的能量，宏观磁化 矢量M0偏转一定角度【1】。如图1所 示。
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核磁共振测井原理
当交变磁场B1快速切断时，M0将向B0方向恢复，释放能量，在此
恢复过程中存在二种机制：① My(M0在y轴的分量)以时间常数T2按指
数形式extp /T2 ()衰减为零；②Mz (M0在z轴的分量)以时间常数T1按指
数形式1ex t/p T 1)(恢复为M0 ，T2表示横向弛豫时间，T1表示纵向弛豫
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2.1 直接探测储层孔隙
图2 [1]是一口井两段储层 (岩性为碳酸盐岩)的两类 孔隙度对比图, 可以看出, 除有3个点两种孔隙度值相 差较大(因岩心破裂导致化 验分析孔隙度误差很大)外, 整体上核磁共振成像测井 解释的孔隙度与岩心化验 分析的孔隙度相当吻合。 说明了核磁共振成像测井 解释的地层孔隙度的准确 性。[1]