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多维核磁共振测井比一维核磁包含更多的观测信息,往往可以解决单独使用横向弛豫时间(T2)进行测井评价时遇到的困难,在非常规油气储层勘探开发中发挥着不可替代的作用.T2-T1二维核磁共振能够检测页岩中的类固体有机质等含氢化合物,对于确定页岩储层流体成分至关重要,已经成为核磁测井和岩石物理实验的研究热点.与一维核磁共振相比,T2-T1二维核磁实验结果对测量参数更加敏感,已有学者对回波间隔(TE)、等待时间(TW)、扫描次数(SCAN)、回波个数(NECH)对实验结果的影响开展了深入研究,但磁场强度对T2-T1二维核磁的影响尚未见报道.对不同种类样品分别进行0.5T、0.05 T两种磁场强度(对应共振频率分别为21 MHz、2 MHz)下的T2-T1二维核磁共振实验,分析了磁场强度对实验结果的影响,研究表明:对于自由溶液,纵向弛豫时间(T1)对磁场强度更加敏感,磁场强度增大时,自由溶液T1增大、T2不变,T2-T1谱流体信号向上移动;对于实际岩样,受内部磁场梯度的影响,磁场强度增大时,T1增大、T2减小,T2-T1谱中流体信号向左上方移动.定量刻画了不同弛豫组分在磁场强度变化时谱峰位置的变化规律,能够将实验室得到的页岩油高频核磁流体识别图版转换为测井资料的低频流体识别图版,为二维核磁共振测井表征储层流体成分信息提供了理论依据. 相似文献
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中国西部某盆地致密油储层孔隙结构差,而核磁共振测井T2谱宽,其复杂的核磁测井响应认识不清,且响应机理也不明确.本文基于致密油储层的特性,通过对三组岩样不同系列的实验测量,包括核磁共振、毛管压力曲线、X衍射矿物分析和润湿性实验,主要研究了碳酸盐岩矿物含量对T2谱的影响和由润湿性引起的T2弛豫机制.根据实验结果分析和讨论,明确了致密油岩石核磁共振响应的影响因素及孔隙流体的弛豫机制.综合分析认为,所述的核磁测井响应特征是由两方面因素综合作用的结果,一是水的T2信号主要取决于表面弛豫,低表面弛豫率的碳酸盐岩矿物导致水的T2信号的长弛豫分量增多;二是由于岩石亲油孔隙表面的存在且其弛豫率低于亲水孔隙表面的弛豫率,使得油的T2信号由表面弛豫和体弛豫贡献. 相似文献
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将岩石孔隙归结为由毛细管和球形孔组成的孔隙系统,提出孔隙球管孔隙模型. 岩石孔隙按大小分组后,每一组孔隙的氢核弛豫时间可以用球管孔隙模型计算. 将此弛豫时间作为反演T2分布的时间控制点,反演岩芯的核磁共振弛豫信号. 研究表明, T2分布与特定的孔隙结构相联系. 使用不同结构的球管孔隙模型,可以使反演T2分布最大限度地拟合弛豫信号,此时的球管模型以最近似的方式模拟了岩芯的孔隙结构. 使用球管模型对实验室核磁共振资料进行了处理,对比压汞分析得到毛管力分布数据,结果证明球管孔隙模型描述了岩石孔隙的弛豫特征,而且,岩石特定孔隙结构的弛豫特征与孔隙流体有关. 相似文献
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《地球物理学进展》2015,(4)
核磁共振(NMR)在储层孔隙结构评价和孔隙度计算方面具有明显的优势,但是在某些火成岩地层核磁共振孔隙度比实际孔隙度偏低,这就限制了核磁共振测井在该类储层的应用.针对这一问题,首先开展了核磁共振的弛豫机理研究,从理论上分析了磁化率引起的附加内部磁场梯度是核磁共振孔隙度偏小的主要原因.然后,模拟了不同磁化率、含不同流体岩石以及不同回波间隔的核磁共振横向弛豫时间(T2)分布,分析了磁化率对核磁共振孔隙度的影响.模拟结果表明,对同一流体的孔隙模型来说,磁化率越大,其引起的扩散弛豫在总弛豫中的比重越大,T2分布前移也越明显,计算的孔隙度就越小.此外,岩心实验也证明磁化率核磁共振的影响较大.此项研究剖析了火成岩核磁共振影响因素,为该类储层的核磁共振测井解释提供了依据. 相似文献
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随着石油勘探开发领域的不断扩大，某些复杂油气藏尤其是致密油气的岩石物理响应，受岩石润湿性变化的影响越来越明显，影响油气藏的评价以及后续勘探开发，识别和评价岩石润湿性成为重要的研究课题.核磁共振弛豫可以有效表征多孔介质孔隙及其流体分布，特别是通过T1-T2弛豫图谱能够获得流体分子与孔隙表面相互作用的信息，进而为孔隙表面润湿性质的判断提供了可能性.本文首先讨论了T1-T2弛豫谱表征孔隙介质润湿强度的理论基础，然后，采用一阶近似方法对孔隙表面流体分子的核磁共振弛豫分布进行正演模拟，建立T1/T2比值法判别孔隙介质润湿性的基本方法.最后，选取玻璃珠和天然砂岩样品进行初步实验，验证方法的合理性.结果表明，当岩石饱和双相流体时，润湿相流体T1/T2值高于非润湿相流体，通过观察不同饱和度状态T1-T2二维图谱的变化，能够判断岩石的润湿性.本文的理论分析与初步实验结果为岩石润湿性研究提供了新的手段，对核磁共振测井探测储层润湿性也具有一定的应用价值. 相似文献
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岩石孔喉结构特征对核磁T_2谱影响的数值模拟(英文) 总被引：1，自引：0，他引：1
《应用地球物理》2008,(2)
本文建立了能够考虑孔喉特征的储层岩石三维非规整网络模型,用数值模拟方法进一步研究饱含水岩样的核磁T_2谱特征。通过模拟储层岩石孔喉核磁共振T_2谱的特征,表明核磁共振T_2谱同岩心孔喉半径分布具有很好的相似性,对T_2谱中孔隙体、喉道信号的分解可以评价储层岩石孔隙体、喉道的半径大小及分布情况。分别模拟喉道半径、孔喉比以及孔隙连通性等孔隙结构特征对T_2谱的影响,发现:1.随着喉道半径的增大,T_2谱峰值向右移动,而且峰值处的驰豫信号强度增大;2.随着孔喉比的增大,T_2谱峰值向右移动,峰值处的驰豫信号强度增大,而且孔隙体T_2谱和喉道T_2谱逐渐分开;3.随着连通性的增大,曲线左端上升,短驰豫时间信号所占比列增大,右边的峰值有所降低。 相似文献
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本文运用随机游走方法模拟了砂岩储层中流体的核磁共振(NMR)响应及其受限扩散现象.通过改变数字岩心的分辨率模拟生成不同孔隙尺寸的砂岩,研究了不同孔隙尺寸砂岩饱含水时流体扩散系数随扩散时间的变化关系,同时模拟了砂岩饱和单相流体和两相流体的NMR响应;研究了流体的受限扩散系数与横向弛豫时间T2的关系,分析了表面弛豫率和胶结指数对润湿相流体受限扩散系数线位置的影响,并将其用于解释砂岩储层的D-T2分布.结果表明:孔隙流体的扩散系数会随扩散时间的增加而逐渐减小并趋于定值.随着岩石孔隙尺寸的减小,受限扩散现象越明显,受限扩散对岩石NMR响应的影响也越大.润湿相流体受限扩散系数线的位置受岩石胶结指数和表面弛豫率的影响较大.由于润湿相流体扩散系数减小,导致D-T2分布中润湿相流体信号偏离其自由扩散系数线,需要利用流体的受限扩散系数线准确识别D-T2分布中的润湿相流体. 相似文献
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二维核磁共振能从"弛豫-扩散"两个维度上展现流体性质,在识别稠油储层方面具有理论优势,是当前核磁共振测井技术的研究热点.本文深入研究二维核磁共振测井原理,系统分析CPMG-DE脉冲序列测量扩散系数与弛豫时间的方法,结合核磁共振二维谱数理模型,提出一种基于SVD和BRD的正则化反演算法.该算法通过SVD压缩数据,采用带非负约束的Tikhonov正则化方法求解流体"弛豫-扩散"分布,并基于BRD算法迭代确定最佳正则化因子.模拟实验与数值分析表明,该算法无需先验信息、运算效率高、相对误差小,在原始数据信噪比低至50时,仍可有效获取流体(T2,D)二维分布.在二维核磁共振测井数据实时解释应用中,该方法较传统反演算法(如TSVD)具有较大优势.同时,在自主研发的核磁共振测井仪测量CuSO4溶液(T2,D)分布的实验显示,本文设计算法对弛豫时间和扩散系数的反演误差分别仅为2%和4%,较TSVD算法有较大改善. 相似文献
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《应用地球物理》2017,(2)
孔隙结构特征及类型划分对低渗透储层勘探开发至关重要,基于多重分形理论与核磁共振实验,对东营凹陷南坡沙河街组沙四段(ES4)复杂低渗透砂岩进行孔隙结构研究。首先,根据岩心物性、铸体薄片、压汞等资料所反映的孔隙结构参数差异,将研究区的岩石孔隙结构类型划分了3大类5小类;然后,针对不同类型岩石的核磁共振T_2谱进行插值并计算其对数坐标下的一维、三维分形维数以及多重分形谱,并提取多重分形参数奇异性强度α、分布稠密度f(a),结果显示孔隙结构类型不同,盒维数尤其是多重分形参数值差异明显,孔隙结构好,其a、f(a)偏向高值,以此划分孔隙结构类型与压汞、薄片分析结果基本一致;最后,将该方法应用到核磁共振测井剖面上,应用效果较好,表明多重分形是核磁共振T_2谱的一种属性,利用核磁测井T_2谱多重分形特征及参数能够连续较好地评价低渗透砂岩孔隙结构类型与预测有效储层。 相似文献
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核磁共振二维谱应用在储层流体识别与评价中具有快速直观识别流体类型、储层参数估算精度高的特点,使之能高效率的完成测井资料解释工作,然而拥有稳健、可靠及计算快速的反演方法是获取高质量核磁共振二维谱的关键所在.通过对二维核磁共振子空间类型反演方法的大量研究,在奇异值截断公式上进行了分析和改进,使得反演方程组的奇异值矩阵能保留下更多的奇异值,为反演结果的保真性奠定基础,并对其进行分组处理使反演方程组的条件数降低,从而提高求解的稳定性;在迭代计算中提出变参量迭代算法,使求解更合理、快速及高效.在数值模拟中,变参量迭代快速反演方法能够准确地还原30×30、60×80扩散弛豫二维构造谱,计算用时都在1分钟内;在油水试验中,变参量迭代快速反演方法反演出的扩散—弛豫二维谱能够正确识别所测流体类型,含油饱和度估算结果的相对误差为0.6%,绝对误差为0.79%.变参量迭代快速反演方法能够快速有效得处理二维核磁共振数据,反演出的扩散一弛豫二维谱质量高,二维谱应用于解释中所得到的结论可靠性高,表明该方法具有一定应用价值. 相似文献
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核磁共振测井在火成岩地层应用的适应性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
火成岩岩石具有高磁化率特征,与沉积岩差别明显,岩石的高磁化率会对核磁共振信号产生显著影响,开展核磁共振测井在火成岩地层应用的适应性分析研究,为广泛使用核磁共振测井用于火成岩储层评价提供参考.采用理论模拟、实验分析及实际测井资料相结合的方法,分析了高磁化率岩石的核磁共振响应特征.分析结果表明,火成岩岩石具有很高的磁化率,从酸性火成岩到基性火城岩,岩石的磁化率一般是逐渐增大的.高磁化率岩石孔隙内部会产生强梯度磁场,孔隙内部的磁场梯度越强,核磁共振的T2谱前移越明显,核磁信号衰减幅度也越大,核磁分析孔隙度与常规分析的孔隙度误差也越大;相同岩石磁化率情况下,岩石孔径越小,岩石孔隙内部磁场梯度越强,核磁信号衰减越大,核磁共振测井计算的孔隙度也越低.因此,核磁共振测井与岩性有关系,核磁共振测井会受到高磁化率岩石的显著影响.核磁共振测井在部分火成岩,尤其在中基性火成岩和小孔径火成岩储层中应用具有很大的局限性. 相似文献
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含裂缝多孔介质渗透率预测是非常规油气资源勘探开发的一个紧迫问题.现有多孔介质岩石物理模型通常利用圆形孔管模拟宏观岩石孔隙空间,难以定量描述软孔隙/裂缝在压力作用下的闭合情况,缺乏裂缝/孔隙间流量交换的连通机制.本文提出含三维裂缝/软孔隙网络多孔介质模型,将储层岩石裂缝/软孔隙表示为椭圆截面微管,建立了周期性压力作用下微观裂缝流量表达式,通过网络模型和流量守恒条件,得到含有三维裂缝/软孔隙网络的多孔介质渗透率计算方法.数值算例表明,预测结果与实验数据分布范围吻合很好,能够给出不同类型岩心对应孔隙纵横比的分布图.三维裂缝/软孔隙网络模型建立了宏观可观测量与裂缝参数之间关系,能够定量分析岩石渗透率随裂缝体密度、纵横比、孔隙流体类型和围压等因素的变化规律,为复杂条件下储层渗透率预测提供了一种有效方法. 相似文献
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岩石物理岩石孔喉结构特征对核磁T2谱影响的数值模拟 总被引：2，自引：2，他引：0
We built a three-dimensional irregular network model which can adequately describe reservoir rock pore-throat structures. We carried out numerical simulations to study the NMR T2 distribution of water-saturated rocks. The results indicate that there is a good correlation between T2 distribution and the pore radius frequency histogram. The total T2 distribution can be partitioned into pore body and pore throat parts. The effect of parameters including throat radius, pore-throat ratio, and coordination number of the micro- pore structure on the T2 distribution can be evaluated individually. The result indicates that： 1 ） with the increase of the pore throat radius, the T2 distribution moves toward longer relaxation times and its peak intensity increases; 2） with the increase of the pore-throat ratio, the T2 distribution moves towards longer T2 with the peak intensity increasing and the overlap between pore body T2 and pore throat T2 decreasing; 3） With the increase of connectivity, the short T2 component increases and peak signal intensity decreases slightly. 相似文献
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NMR is a unique logging tool that measures porosity, permeability, fluid components and wettability. It also shows different responses from rocks due to different pore-sizes in reservoirs; this gives opportunities to carry out a further study for pore structures and pore sharps in complicated reservoirs. The theoretical mechanism in NMR used for pore structure study currently is based on the Brownstein and Tarr theory (Phys Rev 19:2446–2453, 1979), but it shows that the pore structures are not sensitive to the connectivity of pores. In order to overcome this, we are proposing a theoretical approach called the Sphere–Cylinder Model to conduct NMR relaxation theories. In addition, a procedure for different pores has been discussed for porous media that is saturated by an oil–water phase. Consequently, considerations for the NMR relaxations for the water and oil phase have been taken into account in our model. The Sphere–Cylinder model has been used based on an NMR log in one of the gas fields in southwest China and shows satisfactory results. 相似文献
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经典的微分等效介质(DEM)理论可用于确定多孔介质的弹性性质,但由于缺乏多重孔DEM方程,其估计的多重孔岩石的等效弹性模量依赖于包裹体(即不同孔隙纵横比的孔或缝)的添加顺序.本文首先从Kuster-Toksöz理论出发建立了Zimmermann和Norris两种形式的多重孔DEM方程.Norris形式的多重孔DEM方程预测的等效弹性模量总是位于Hashin-Shtrikman上下限内,而Zimmermann形式的多重孔DEM方程有时会越界.然后,通过使用干燥岩石模量比的解析近似式,对两个相互耦合的Norris形式DEM方程进行解耦得到干燥多重孔岩石的体积和剪切模量解析式.用全DEM方程的数值解对解析近似式的有效性进行了测试,解析公式的计算结果在整个孔隙度分布区间与数值解吻合良好.对实验室测量数据在假设岩石含有双重孔隙的情形下用双重孔DEM解析公式对岩石的弹性模量进行了预测,结果表明,解析式准确地预测了弹性模量随孔隙度的变化.双重孔(即软、硬孔)DEM解析模型可用来反演各孔隙类型的孔隙体积比,它可以通过实验室测量与理论预测之间的平方误差最小反演得到.砂岩样品的反演结果揭示,软孔的孔隙体积百分比与粘土含量没有明显的相关性. 相似文献
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NMR relaxometry is a powerful tool for inferring porosity and permeability data. In practice, measured magnetization decay curves are inverted for relaxation time distributions. Subsequently, one presumes a linear relationship between the pore radius distribution and the T 1 and T 2 distribution, for longitudinal and transverse magnetization, respectively. The fundamental equations used are based on a pore model, in which pores are assumed to be isolated from each other with respect to the NMR process and have smooth walls. The present study is based on a geometrical pore space model with connected pores and structured pore walls. The physical processes of surface relaxation, irreversible dephasing of magnetic spins and diffusive proton exchange between pores, are described by a system of differential equations. The solution yields a set of exponential functions representing the relaxation time distribution. We describe the difference between the distributions obtained for diffusion coupling and for isolated pores. With diffusion coupling on, the spectral width of the T 1 distribution is strongly reduced, which indicates that the influence of large and small radii according to the T 1-pore radius relationship is mixed to some extent. For a fractal pore space structure, where large pores are surrounded by adjacent minor pores, the T 1 distribution does not resolve these substructures. Nevertheless, permeability values calculated from the logarithmic mean relaxation time T 1,LM are quite the same for diffusion coupling and for isolated pores. The T 2 distribution for diffusion coupling is little constricted and gives a better resolution of the pore wall structures than the corresponding T 1 distribution. The permeability values from T 2 distributions agree with the values from longitudinal magnetization, provided that we use a corrected relaxation time T 2,corr, accounting for the dependence of the surface relaxivity ρ 2 on pore radius. The study shows that radius distributions calculated from a T 1 and from a T 2 distribution differ from one another and both present an altered image of the true pore radius distribution. In practice, this has no serious influence on estimating permeability of medium- to high-permeability sandstones with the currently applied methods. The presented methodology of calculating the NMR response of pore space models with diffusion coupling may facilitate understanding porosity-permeability relationships of different rock types such as carbonate rocks with micro-porosity. 相似文献
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地震波传播激发的不同尺度的流固相对运动(宏观、中观和微观)是许多沉积岩地层中地震波频散和衰减的主要原因,然而野外观测和试验测量都难以对非均匀多孔介质孔隙压力弛豫物理过程进行精细刻画.通过数字岩石物理技术,本文建立了三个典型的数字岩心分别用于表征孔隙结构、岩石骨架和斑状饱和流体引起的非均质性,利用动态应力应变模拟技术计算数字岩心的位移和孔隙流体增量图像.通过分析和比较三个数字岩心的位移和孔隙压力增量图像,细致刻画了发生于非均匀含流体多孔介质内的宏观、中观和微观尺度的流固相对运动:1)宏观尺度的波致孔隙流体流动导致波长尺度上数字岩心不同区域的孔隙压力和位移差异;2)中观尺度的流体流动发生在软层与硬层之间、气层与液层之间;3)微观尺度的流体流动发生在孔隙内部或相邻孔隙之间.数值模拟试验也证明基于数字岩心的动态应力应变模拟技术可以从微观尺度上更好的理解波致孔隙流体流动发生的物理机理,从而为建立岩石骨架、孔隙流体、孔隙结构非均质性和弹性波频散-衰减特征的映射关系奠定基础. 相似文献
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基于三相孔隙弹性理论的火山岩气层岩石物理响应特征分析 总被引：1，自引：1，他引：0
Unlike previous theories with velocity and/or elastic modulus averaging, we use a three-phase porous rock physics model developed by Santos for analyzing the seismic response of two immiscible fluids in saturated porous media. Considering reservoir reference pressure and coupling drag of two fluids in pores, the effects of frequency, porosity, and gas saturation on the phase velocities of the P-and S-waves are discussed in detail under field conditions. The effects of porosity and gas saturation on Vp/Vs are also provided. The data for our numerical experiments are from a sample of deep volcanic rock from Daqing. The numerical results show that the frequency dispersion effect can be ignored for deep volcanic rocks with low porosity and low permeability. It is concluded that for deep volcanic rocks the effect of gas content in pores on Vp/Vs is negligible but the effect of porosity is significant when there is a certain amount of water contained in the pores. The accurate estimate of lithology and porosity in this case is relatively more important. 相似文献