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核磁共振测井技术的发展

发布日期:2018-05-08 作者: 点击:

氢核的NMR信号被用于表征矿物,称为磁共振成像(MRI)。50年代,油 公司和服务公司发表了相关的专利。60年代,第一支由斯伦贝谢公司研制的NMR测井仪下井测量, 该仪器采用雪佛龙研究公司开发的专利技术。此后30年,油田应用的仪器均采用相同的原理,用 地磁场使质子排列取齐,要求在泥浆中掺入顺磁物质。如今的仪器应用永久磁铁取代地磁场使质 子排列,磁场强度大于地磁场1000倍,不再需要在泥浆中掺加顺磁物质,采用可控磁脉冲便于测 量。   

NMR测井技术自从问世以来获得了诸多进展,扩大了测量范围。早期仪器的灵敏度为20ms,CMR 测井仪的灵敏度提高到3毫秒,能够测量自由流体和毛细管束缚流体,新型的CMR-200测井仪的灵 敏度为0.3ms,能测量所有类型的储层流体,包括:自由流体和毛细管束缚流体及小孔隙中的流体 (即圈闭在与粘土和粉砂相关的微孔隙内的流体或在某些碳酸盐岩粒内孔隙中的流体)。

总之,新近出现的NMR测井仪接近实现了NMR技术的目标,即真正测量与岩性无关的总孔隙度。NMR测井仪提 高了灵敏度,能够连续测量低到0.3ms的弛豫时间,以点测方式可以测量低到0.1ms的弛豫时间。

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 斯伦贝谢公司新近研制成功可组合核磁共振(CMR)测井仪,仪器长14ft,包括弓形弹簧偏心 器、电子线路和滑板。

该测井仪器能够提供连续测量的渗透率、束缚水饱和度、自由流体体积、 自然伽马、与岩性无关的孔隙度;识别薄渗透层、油气层和低电阻率产层。CMR高分辨率技术对地 层评价有重要意义,能够提供自由流体指数以区分不含水的产层。CMR 信号经处理可估算孔径分 布,这在电缆测井中是唯一的。在困难的解释环境中能够识别常规测井忽略的产层,作为第5代核 磁共振(NMR)技术,CMR测井仪具有6in的高分辨率,这有助于识别薄渗透层。CMR测井仪给出连 续和可重复的测量结果和极佳的垂直分辨率,研究和广泛的现场试验证明了测量的可靠。    

斯伦贝谢公司最近推出了下一代电缆核磁共振(NMR)测井仪-核磁共振专家(MRX)测井仪,在 一次测井中以多个探测深度进行测量。其先进的设计和易于应用的计算简化了地层评价,测量结 果可以给出储层流体的剖面。MRX测井仪器的一个重要特点是多天线设计,一个多频主天线,设计 用于流体特征描述,及两个高分辨率的天线,提供岩石品质和产能的信息。

将主天线与高频天线的 测量结果进行对比,可以识别轻烃。MRX仪器可以下行测量,节省时间并采集不同环境下的数据。 仪器的探测深度为1.5~4in,垂直分辨率为7.6in。

大的探测深度使仪器易于识别与不规则井眼、 测量地热温泉泥饼及流体侵入有关的资料质量问题,测量的探测深度与井径、井斜、井眼形状或温度无关。 NMR测井初期的应用目的是提供重要的岩石特性参数;(1)与岩性无关的总孔隙度;(2)自由 和束缚流体孔隙度;(3)渗透率。目前,除了岩石特性参数外,先进的NMR流体表征方法还能够 提供流体类型(油、气和盐水)、冲洗带饱和度和原油粘度。 NMR测井技术将在如下方面得到进一步的发展: 1.研制新的硬件,提高信噪比、测井速度和测量的探测深度; 2.研究粘土和碳酸盐岩的NMR响应特性,扩展解释范围; 3.组合NMR和其它储层测量结果,扩大地层评价范围;进一步发展CMR孔隙度技术。


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