利用NMR T2谱分布研究储层岩石孔隙分形结构

利用NMR T_2谱分布进行储层岩石分形结构研究,进而分析岩石物性,是一种分析、评价储层孔隙结构与物性的新方法。在前人研究的基础上,首先,对中—高孔渗储层的分形性质作了进一步的分析;其次,着重讨论了在低孔低渗情况下,利用NMR T_2谱分布研究岩石分形结构这一方法的适用性与准确性;最后,对此方法在中—高孔渗储层与低孔低渗储层中的应用进行了对比分析。对中—高孔渗储层与低孔低渗储层研究均表明:利用NMRT2谱法可以较准确地判断岩石孔隙结构的分形性质与进行分形维数计算;同时应用该方法求取的分形维数可以较好地表征岩石物性,从而为储层特征研究、储层分类等提供参考依据。

基于核磁共振T_2谱分布的储层岩石孔隙分形结构研究

结合前人在储层岩石分形结构与利用核磁共振(NMR)T2谱分布评价孔隙结构这两方面的研究成果,推导出NMRT2值的分形几何表达式,建立了利用NMRT2谱进行储层孔隙分形结构研究的方法。该方法较常规的岩石孔隙分形结构研究方法具有快速、无损坏等特点,且进一步拓展了核磁共振资料的应用。应用此方法对A地区X井的10块岩心进行了分形结构判断与分形维数的求取,其判断结果与毛管压力判断结果一致,但其分形维数普遍低于应用毛管压力法求得的分形维数,此差异是由于二者所反映的孔喉空间不同造成的。研究结果同时表明:利用NMRT2谱分布求取的分形维数可以较好地表征岩石物性,可为储层特征研究、储层分类等提供一定的参考依据。

仪器结构和测井速度对NMR测井数据T2的影响

先进的核磁共振(NMR)测井的应用主要取决于整个T2分布谱的俘获和解谱。当存在油气和孔隙较大时，许多主要的T2信息包含在长度超过256ms的T2分量里。遗憾的是，NMR测井仪俘获长T2数据的能力依据仪器结构和测井速度，还有岩石和流体性质。测井速度能够解决信噪比、深度分辨率、NMR实验时间和操作限制之间的矛盾。测井速度与垂直裂缝、垂直求平均值和探测体积之间的关系已众所周知。一般来讲，采用较低测井速度以提高垂直分辨率和改进信噪比。可是，低的测井速度又会明显地增加测井时间(和费用)，并且仪器遇阻风险会更大。人们通常忽略的是仪器结构和测井速度会使仪器在运动时获取的CMPG回波数据失真。Akkurt以前的模拟工作主要针对一种特定的仪器结构。为了能够分析各种仪器几何结构以及仪器几何结构和测井速度对T2数据的影响，我们对Akkurt的工作进行了推广。除了深度分辨率外，仪器运动和仪器结构也会影响数据质量，从而可能会限制解释的精度。对于运动的仪器来说，受CPMG序列起始脉冲和最后脉冲所激励地层的体积并不相同。数据采集中的这种歪扭在模拟中可以用一个附加的不希望有的弛豫项来实现。因为仪器的长度是有限的，如果地层中存在低粘油和气，那么必须进行不完全极化校正。最后，将仪器的运动与静磁场的垂直剖面柏结合可以在回波数据产生速度相关的相角。

不同初始损伤下大理岩卸荷的核磁共振试验研究

为研究不同初始损伤下大理岩的卸荷特性,开展相同初始围压、不同初始轴压的常规三轴加-卸载试验,并进行加-卸载后岩样的核磁共振(NMR)特性试验研究,得到岩样孔隙度、应变、核磁共振图像及T2谱分布等参量。结果表明:(1)随着卸荷的进行,岩样孔隙度增大,且当初始轴压为三轴抗压强度(TCS)的90%时,其卸荷过程比80%与70%时更加平稳;(2)初始损伤可以有效促进应变的增大,尤其对环向扩容效应影响显著,同时应变的增长能促进裂隙的发育;(3)初始损伤较小时,岩样经历弹性变形到塑性变形的转化,岩石的T2图谱中小孔隙谱峰先向左移,后向右移,大孔隙谱峰不断向右扩展,反映了卸荷初期产生新的小孔隙,卸荷后期主要是大、小裂隙的扩展、贯通。当初始损伤较大时,T2图谱只向右扩展,反映岩样以扩展大孔隙为主,岩样只经历塑性变形;(4)初始损伤越大,相同卸荷围压比的核磁共振图像白斑亮度和面积越大,岩样的孔隙度就越大。

基于核磁共振技术的大理岩三轴压缩损伤规律研究

岩样为大理岩,进行了围压20MPa、不同轴压的常规三轴压缩试验和核磁共振测试试验,测得大理岩在三轴压缩后的应力-应变曲线、弛豫时间T2谱分布和孔隙度,建立了孔隙度与损伤度之间的函数关系。结果表明,（1）孔隙度和轴压比的拟合函数显示,随着轴压的增加,大理岩孔隙度呈指数增长;轴压比小于70%时,大理岩产生弹性变形,孔隙度增长较小,轴压比处于70%~90%阶段时,大理岩以塑性变形为主,孔隙度明显增大,轴压比大于90%时,大理岩产生强烈扩容,孔隙度成倍增长;（2）大理岩内部裂隙数量和裂纹开度均随着轴压的增大而不断增大;（3）损伤度与孔隙度或轴压比的函数关系表明,随着轴压比的增大,大理岩的损伤度不断增大,相同外荷载产生的有效应力也不断增大。

评价低渗透率砂泥岩岩心渗透性的方法研究

提出了利用核磁谱评价岩心渗透率的方法,根据核磁共振理论研究了低渗透岩心核磁共振谱特征,分析了岩心在离心前后T2(横向弛豫时间)谱差异原因。利用岩心离心前后T2谱的差异建立新的模型分析岩心的渗透性,将分析结果与Coates模型和SDR模型计算结果进行对比,新模型计算结果在渗透率较低时与岩心分析结果的符合度最高,说明该方法可以为利用岩心核磁谱预测岩心渗透率提供依据。

基于核磁共振技术的花岗岩三轴压缩峰前裂隙发育及损伤规律研究

基于核磁共振技术,对花岗岩三轴压缩作用下的裂隙发展规律进行分析,得到花岗岩在20 MPa围压条件下的应力-应变曲线、以及不同轴压状态下岩石孔隙度和T_2谱曲线。结果表明:T_2谱曲线直观、真实地反映岩石内部裂隙发育过程,孔隙度随轴向应力增加呈指数形式增长。花岗岩三轴压缩低轴压阶段,岩石损伤以裂隙数增加为主要诱因;高轴压条件下,岩石损伤主要由裂隙数增加及裂隙贯通引起。三轴压缩过程中,花岗岩存在轴向应力临界值,当超过该值,新生裂隙受到抑制,同时已有裂隙扩展至贯通,试验中花岗岩的轴向应力临界值为峰值强度的50%~70%。20 MPa围压状态下的花岗岩损伤度随岩石孔隙度、轴向应力的变化特征符合指数函数关系。

核磁共振测井资料解释评价研究

文章简要介绍了核磁共振测井技术基本原理及核磁共振测井资料处理中各参数的数学模型和计算方法,总结了核磁共振测井资料评价储层流体性质(油、气、水层和干层)的一般规律。

应用核磁共振测井资料评价气层

介绍了核磁共振测井的原理及识别气层的方法,并给出了应用实例。该测井技术弥补了常规测井资料进行气层评价时,无法确定储层中是否含束缚水、束缚水的体积、可动流体的体积以及渗透率大小等缺陷。能较准确地计算孔隙度和渗透率,以便更准确地划分产层和干层、产层和水层,提高含气砂岩的测井解释精度。

不同初始孔隙度页岩的三轴压缩强度及裂隙发育规律

岩石在三轴作用下的破裂规律是影响岩体稳定性的重要因素.针对煤矿中页岩易发生片帮、冒顶的突出问题,基于核磁共振技术,研究页岩三轴压缩作用下的裂隙发展规律,结合颗粒流程序得到了相同条件下的不同孔隙度页岩裂纹形成过程.研究结果表明:T 2谱曲线直观、真实地反映岩石内部裂隙状态,微裂纹随轴向应力增加呈指数形式增长.页岩三轴压缩低轴压阶段,岩石损伤以裂隙数增加为主要诱因;高轴压条件下,岩石损伤主要由裂隙数增加及裂隙贯通引起.孔隙度越大对岩石强度弱化越明显.不同孔隙度岩石的强度及裂隙发育规律研究对岩体工程的支护设计和防护措施实施具有指导意义.

应用核磁共振测井资料评价气层

介绍了核磁共振测井的原理及识别气层的方法,并给出了应用实例。该测井技术弥补了常规测井资料进行气层评价时,无法确定储层中是否含束缚水、束缚水的体积、可动流体的体积以及渗透率大小等缺陷。能较准确地计算孔隙度和渗透率,以便更准确地划分产层和干层、产层和水层,提高含气砂岩的测井解释精度。

测井新技术在安山岩水淹层评价中的应用

本文针对安山岩水淹层在利用常规测井方法评价水淹层方面所遇到的问题，根据核磁测井提供的T2分布谱和成像测井提供的井壁裂缝、孔洞等发育情况，分析了安山岩水淹层在核磁共振测井和成像测井资料上的响应特征，提出了安山岩水淹层的定性、定量评价方法，并对水淹程度进行了划分。这一方法在实际应用中见到了较好的效果。

核磁测井资料在春光区块储层评价中的应用

本文简单介绍了核磁共振测井技术的基本原理和解释方法,通过对春光油田核磁测井资料的处理分析,总结了核磁测井在该区块不同流体储层的响应特征,并追踪井的实际投产和试油情况,归纳差谱特征、移谱特征、T2标准谱特征等信息,建立该区块核磁测井资料解释标准。

核磁共振测井在辽河油田识别水淹层中的应用

辽河油田经历40余年开发,大部分区块进入高含水期,水淹层问题是油田开发中面临的重要问题,应用测井技术提高水淹层的解释符合率是油田对测井的迫切要求。核磁共振测井作为识别流体的先进测井技术,其在水淹层解释中有着重要价值,综合应用核磁T2谱、差谱和移谱在水淹层的响应特征,可有效识别水淹层,评价水淹级别。

基于核磁共振技术的大理岩卸荷损伤演化规律研究

为研究岩石在卸荷作用下的细观结构损伤破坏规律,对大理岩岩样分别进行不同初始围压、不同卸荷围压比的常规三轴加–卸载试验,并对卸荷后的岩样进行核磁共振(NMR)测量,得到不同卸荷围压比作用后大理岩的弛豫时间T2谱分布、孔隙度和核磁共振成像图像。结果表明:(1)随着卸荷围压比的增大,T2谱曲线不断右移,T2谱面积不断增大,孔隙度不断增大,反映出岩样内部损伤不断加剧;(2)小孔隙的谱峰不断右移,但谱峰面积较小,反映出岩样内部小孔隙的孔径不断增大,但数量变化具有随机性,对岩样孔隙度变化影响微弱;卸荷围压比75%附近存在一临界值,小于临界值时,岩样内部不断产生新的细小裂纹,大于临界值时,产生新裂纹的趋势则受到遏制;(3)大孔隙的谱峰不断右移,谱峰面积值较大且不断增大,占总谱面积的96%以上,反映出岩样内大孔隙孔径不断增大,数量不断增多,对岩样的孔隙度和损伤程度起主导作用;(4)核磁共振图像动态地显示了不同卸荷围压比作用后岩样内部孔隙和裂隙的扩展、演化过程。

动力冲击对煤岩内部微结构影响的NMR定量表征

利用自制落锤式煤岩冲击加载试验装置对原煤与型煤试件分别进行冲击加载试验,并借助核磁共振分析仪获得冲击加载后煤样的T_2谱分布,以分析冲击荷载作用次数、单次冲击能量大小、冲击能量加载顺序、冲击能量的累计效果等因素对煤样内部微结构数量、尺度的影响。结果表明:型煤与原煤试件T_2谱分布存在一定的差异,动力冲击使原煤与型煤试件的微结构数量、尺度均有不同程度的增加,且原煤试件增幅更为明显;煤样内部微结构总数量随着冲击次数、单次冲击能量的增加均呈非线性变化,整体上随着冲击次数的增加呈"高速增加–平缓发展–急速增加"三段式变化,而随着单次冲击能量的增加呈增速越来越快的变化;由于冲击能量阈值与冲击能量吸收率2个相反因素在耦合作用,冲击能量的累计效果可能随单次冲击能量的增加呈先增加后减小变化,冲击能量的累计不能等效为冲击能量的增加;煤样内部微结构总数量对冲击能量由大到小进行加载更为敏感,在工程现场可通过调整施工顺序来达到高效改造储层等目的。

基于核磁共振技术的弱胶结砂岩干湿循环损伤特性研究

为研究岩石在干湿循环作用下的损伤演化规律,采用核磁共振技术对不同干湿循环条件下的弱胶结砂岩进行测试,得到岩石的T2谱分布曲线、谱峰面积及孔隙度。结果表明,随着干湿循环次数的增加,岩石T2谱曲线逐渐向右移动,但移动幅度逐渐减小;T2谱面积及孔隙度随干湿循环次数的增加逐渐增大,但其增长速率不断降低。采用孔隙度定义岩石损伤度,分析孔隙度与岩石损伤度之间的量化关系,并建立不同干湿循环次数与损伤度之间的函数关系。发现干湿循环作用对岩石的损伤程度随循环次数的增大而增加,但随着循环次数的持续增加,损伤速率不断降低,干湿循环作用对岩石的损伤程度趋于定值。

循环动力扰动下花岗岩细观损伤特性试验研究

为研究循环动力扰动下岩石细观损伤特性,本文选取花岗岩为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行循环冲击试验,并结合核磁共振系统(NMR),得到了循环动力扰动后花岗岩孔隙度、横向弛豫时间T2谱分布以及核磁共振图像(MRI).试验结果表明:在岩石弹性极限范围内,动力扰动结束后,岩石材料孔隙度降低;初始与最终横向弛豫时间T2缩短,循环扰动过程促使了小孔隙生成,大孔隙尺寸与数量减小;孔隙度降低不意味着所有类型孔隙的数量均减少,相反小孔隙数量是增加的,大孔隙数量减少是动力扰动后花岗岩孔隙度降低的根本原因.

冲击荷载下弱风化花岗岩细观损伤研究

为研究动载下弱风化花岗岩的孔隙度变化规律和损伤特性,基于霍普金森压杆(SHPB)系统进行冲击试验,通过核磁共振系统(NMR),得到弱风化花岗岩在受到冲击前后的孔隙度,横向弛豫时间T2谱分布和核磁共振图像。试验结果表明:在岩石未达到极限强度之前,试样受到连续动载冲击后,岩石材料孔隙度增大,增长率减小;最初横向弛豫时间T2向左变小,最终横向弛豫时间T2向右变大,试样产生了新的小孔隙和大孔隙;试样小裂纹数量减少,大裂纹数量增加,试样孔隙度变大,大孔隙数目的增加是孔隙度变大的原因;核磁共振成像分析也验证了这一结论。