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低磁場核磁共振分析技術(shù)

閱讀:2445      發(fā)布時(shí)間:2008-6-26
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低磁場核磁共振分析是近幾年新興的快速測量巖石物性參數(shù)的一種新技術(shù)。該技術(shù)利用油和水中的氫原子核在磁場中具有共振并能產(chǎn)生信號的特性來探測油、水及其分布和巖石物性參數(shù),在石油巖心分析中,具有無損檢測、一機(jī)多參數(shù)、一樣多參數(shù)、檢測迅速、無污染等特點(diǎn),適合于油田現(xiàn)場應(yīng)用,是巖石物性參數(shù)的新型分析方法之一,受到石油界的廣泛重視,應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)展。

 

一、國外發(fā)展?fàn)顩r

 

核磁共振(NMR)這一物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)已有五十余年的歷史,分別由哈佛大學(xué)的Purcell和斯坦福大學(xué)的Bloch于1946年各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)。前人大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)現(xiàn),流體的核磁共振馳豫時(shí)間與其環(huán)境的孔隙大小有關(guān),1966年Seevers研究得到核磁共振馳豫時(shí)間與巖石滲透率具有相關(guān)性,后來又有國外科研人員提出自由流體指數(shù)概念以及用核磁共振技術(shù)測量砂巖孔隙度、滲透率和自由流體指數(shù)等參數(shù)的新方法,1979年提出了巖石多孔介質(zhì)的核磁共振馳豫理論,20世紀(jì)90年代以后,R.L.Kleinberg對含氫指數(shù)(HI)、弛豫時(shí)間(T1、T2)、以及擴(kuò)散系數(shù)(D)等核磁共振馳豫特征進(jìn)行了研究,之后技術(shù)人員又解決了地層孔徑分布、毛管壓力曲線問題,并獲得從核磁共振數(shù)據(jù)中計(jì)算可動(dòng)流體的方法,令核磁共振技術(shù)越來越完善。1990年美國NUMARGS公司的MRIL—B型核磁共振成像測井儀投入使用,斯倫貝謝(Schlumberger)公司推出了CMR、TCMR、CMR200型號的測井儀,1998年又推出第四代CMR—Plus核磁共振測井儀;阿*(Atlas)公司先后推出MRIL—A/B、MRIL—C和MRIL—C/TP測井儀;哈里伯頓(Halliburton)公司也于1998年推出第四代商業(yè)產(chǎn)品MRIL—Prime測井儀,眾多的新型產(chǎn)品使測速和精度得到提高,獲得的儲層物性參數(shù)增加,更加適合于現(xiàn)場的測井和應(yīng)用,使核磁共振技術(shù)在石油工業(yè)獲得巨大發(fā)展。

 

二、國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

 

我國的企業(yè)和科研單位也先后進(jìn)行了大量的核磁共振技術(shù)研究工作,以原中國石油天然氣總公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院和中國科學(xué)院聯(lián)合組建的專門研究單位—核磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為,于1991年引進(jìn)了國內(nèi)*臺上的超導(dǎo)核磁共振成像儀,開展了大量的石油巖心分析和石油滲流力學(xué)等應(yīng)用研究和專門的儀器制造研究工作,于1997年研制開發(fā)出一套我國*具有先進(jìn)水平的低磁場核磁共振巖心分析系統(tǒng),根據(jù)我國油田儲層巖性復(fù)雜、非均質(zhì)性嚴(yán)重等特點(diǎn),開發(fā)出了多種適合巖心分析的脈沖序列和多弛豫反演技術(shù),實(shí)現(xiàn)了孔隙度、滲透率等巖石物性參數(shù)的快速無損檢測。在上實(shí)現(xiàn)了全直徑巖心的低磁場核磁共振檢測,創(chuàng)造了一種評價(jià)低滲透油田可采儲量的新方法。1998年研制出了世界上*套基于微機(jī)的核磁共振測井精細(xì)解釋軟件,先后還開展了確定可動(dòng)流體截止值、滲透率解釋模型等應(yīng)用基礎(chǔ)研究和定標(biāo)工作。為大慶、勝利、新疆、青海等近十個(gè)國內(nèi)大中型油氣田應(yīng)用核磁共振技術(shù),解決了油田生產(chǎn)的疑難問題,獲得了良好的技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會綜合效益,眾多的研究工作對我國開展核磁共振技術(shù)工作起到了重要的指導(dǎo)作用,鍛煉和培養(yǎng)出了我國核磁共振技術(shù)方面的專業(yè)技術(shù)人才。

 

三、低磁場核磁共振分析技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域

 

1.巖屑錄井分析:利用核磁共振技術(shù)對鉆井巖屑分析,可獲知儲層滲透率、孔隙度、孔徑分布及可動(dòng)流體等油層物性參數(shù)。減少取心量,增加并實(shí)時(shí)獲取油藏地質(zhì)信息,指導(dǎo)勘探生產(chǎn)。

2.井壁取心分析:快速、無損檢測井壁上所取的巖心,提供可動(dòng)水含量,確定油層產(chǎn)油、產(chǎn)水情況,為油田開發(fā)、調(diào)整提供依據(jù)。

3.核磁測井刻度定標(biāo):可提高核磁測井解釋精度。

4.含油飽和度分析:快速測試,減少污染。

5.開發(fā)實(shí)驗(yàn)滲流機(jī)理分析:動(dòng)態(tài)、及時(shí)獲取實(shí)驗(yàn)過程中油、水飽和度及含油孔隙變化情況。

6.油田可采儲量計(jì)算:利用其可動(dòng)流體及可動(dòng)油測量等技術(shù),計(jì)算可采儲量,為油田開發(fā)提供依據(jù)。

7.油藏改造前期評價(jià):根據(jù)測得的可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)、孔徑分布、滲透率等儲層物性參數(shù),指導(dǎo)措施施工有利層位的選擇,建立新型油藏改造前期評價(jià)方法。

低磁場核磁共振在石油工業(yè)作為一種新興的技術(shù),在快速獲取巖石物性參數(shù)方面已獲得了長足的進(jìn)展,并在石油勘探和開發(fā)的其它領(lǐng)域,正在進(jìn)行大量的應(yīng)用研究工作。在青海獅子溝油田,采用自行研制的核磁共振精細(xì)解釋軟件,證實(shí)了該油田部分儲層巖石基質(zhì)具有供油能力,找到了十一個(gè)有利層段,為該油田儲量評價(jià)和開發(fā)決策的制訂,提供了重要的依據(jù);新疆的小拐油田,油層厚達(dá)70米,投入開發(fā)后,大部分油井經(jīng)壓裂酸化后仍不出油,傳統(tǒng)的巖心分析手段不能給出合理的解釋,采用低磁場核磁共振技術(shù)中的可動(dòng)流體測試技術(shù),證實(shí)該油田儲層基質(zhì)不具備工業(yè)油流能力,為該油田開發(fā)決策調(diào)整提供了依據(jù);針對大慶的頭臺油田,由于部分區(qū)塊注采比高、開發(fā)效果差,油水井排距大,壓力傳導(dǎo)慢,油井受效程度不佳,對可動(dòng)資源認(rèn)識不清,利用核磁共振技術(shù)研究了該油田低滲透儲層物性、可動(dòng)資源量及開發(fā)方法,獲得了好的效果。應(yīng)用低磁場核磁共振技術(shù),通過對巖石物性參數(shù):孔隙度、有效孔隙度、滲透率、可動(dòng)流體飽和度、含油飽和度、可動(dòng)水飽和度、弛豫時(shí)間T2及截止值的定量分析;對巖石孔徑的半定量分析,低磁場核磁共振技術(shù)在巖屑錄井、油田可采儲量計(jì)算、油藏改造前期評價(jià)、開發(fā)試驗(yàn)滲流機(jī)理、測井刻度定標(biāo)等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。采用核磁共振技術(shù),開展低滲透儲層可動(dòng)流體和儲層物性參數(shù)快速測量工作,對低滲透油田可動(dòng)資源量評價(jià)、開發(fā)潛力高低評價(jià)及開發(fā)方案的制定等具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

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