核磁共振测井ppt课件

核磁共振测井,CMR-Combinable Magnetic Resonance MRIL-Magnetic Resonance Imager Log,本章内容,?,?,1 核磁共振测井的理论基础 2 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 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 2.核磁矩 为旋磁比 3. 拉莫尔进动(Larmor),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 5. 核磁共振 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。 纵向弛豫（自旋晶格弛豫）：磁化矢量的分量逐渐增大 横向弛豫（自旋自旋弛豫）：磁化矢量的分量逐渐增小,施加射频脉冲之后M的行为,三、弛豫时间及其测量,1. 纵向弛豫时间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,自旋回波法脉冲序列,自旋回波法原理示意图,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。,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. 颗粒表面弛豫 2. 扩散弛豫 在梯度磁场中，由分子运动造成的弛豫，只导致弛豫，对不影响。 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,六、核磁共振资料的处理,由回波串得到如下信息： 分布谱 孔隙度MPHI、可动流体体积MBVM、不动流体体积MBVI等,MRIL的自旋回波串,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,测量数据与拟合结果,自旋回波串的多指数拟合及T2分布谱,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 ,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,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,2 核磁共振测井的应用,核磁测井孔隙度模型,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。,烃,孔隙度 22.4% 可动流 体 66.8% 截止值 28.2ms,孔隙度 21.9% 可动流体 75.9% 截止值 12.9ms,100%饱和 100psi下离心,100%饱和 100psi下离心,幅度,幅度,岩心离心前后弛豫时间谱,T2 弛豫时间 （s）,T2 弛豫时间 （s）,确定T2截止值,岩心刻度核磁测井,T2截止值,可动流 体部分,束缚水 部分,计算可动流体孔隙度、束缚水孔隙度,求渗透率,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,不受岩性影响的孔隙度,渗透率,有效 孔隙度,T2谱,毛管 束缚水,可动流体,渗透率,有效孔隙度,自 然 伽 马,泥质 束缚水,CMR计算的渗透率和孔隙度与岩心分析值对比,赵 80 井 对 比 曲 线 图,核磁渗透率,计算渗透率,岩心分析渗透率,核磁孔隙度,计算孔隙度,岩心分析孔隙度,核磁共振测井资料与岩心分析资料对比,岩心分析孔隙度-核磁孔隙度交会图,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,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,需要常规电阻率、中子、密度测井曲线 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,典 型 油 层,T2谱,渗透率,束缚水 饱和度,含水 饱和度,有效 孔隙度,油 气 水 评 价 成 果 图,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。,三、储层特征分析,储层类型,中高孔-中高渗,中低孔-低渗,孔隙结构,Shg(%),R(m),0.063,0.16,0.4,2.5,6.3,10,16,25,0,10,20,30,1,赵71井 10号层,R=10.4396m 双组孔径发育 以大孔径为主,核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 料,0.063,0.1,0.16,0.25,0.4,0.63,1,1.6,2.2,10,0,20,30,40,50,R(m),Shg(%),赵57井 35号层,R=1.3575m 以小孔径为主,核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 料,Shg(%),R(m),0.063,0.16,0.4,2.5,6.3,10,16,25,0,10,20,30,1,赵71井 10号层,R=10.4396m 双组孔径发育 以大孔径为主,核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 料,0.063,0.16,0.4,1.0,2.5,6.3,R(m),Shg(%),R(m),0.063,0.16,0.4,2.5,6.3,0,1,20,40,赵61井 7号层,R=4.3815m 双组孔径发育 以中孔径为主,核 磁 测 井 成 果 与 压 汞 资 料,16,17,18,利用核磁测井资料 进行储层评价,赵80井,中高阻油层,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 （流体粘度与的倒数成正比）,五、估计流体粘度,CMR对储层 的综合评价,低阻油层的评价 中低孔、低渗储层的评价 薄层评价,六、其他应用,赵 113 井,低阻油层,典型油层,赵113井 32、33层 合试累计 产油51.9t 气3340m3,油2.96 水0.2,油61.2 气107207,赵80井核磁解释成功实例,低阻油层,81,物 性 差 的 低 阻 油 层,赵86井 试油为油层,累计产油0.81t,81,常规解释为 含油水层,中低孔低渗,赵87井解释成功实例,油0.04 水18.36,油35.6 气1580 水1.58,赵86井解释成功与失利的实例,水33.72 Cacl2 cl=58493 sum=97686,油53.48 气35280 d=0.8705 u=3.54(Ek2),(Ek2),Es4+Ek1,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