页岩油储层核磁共振T_(1)-T_(2)谱响应特征及应用——以松辽盆地古龙凹陷青山口组为例

为明确松辽盆地古龙凹陷页岩油储层二维核磁共振响应特征,测试分析不同状态页岩T_(1)-T_(2)谱,结合孔隙流体动态响应特征建立T_(1)-T_(2)谱识别图版,并构建页岩孔隙油、水T_(1)-T_(2)谱信号幅度标线方程,计算不同状态页岩孔隙流体含量,探讨原位状态下不同孔隙流体含量主控因素。结果表明:古龙凹陷页岩油储层T_(1)-T_(2)谱可分为7个区域,能有效区分各种孔隙流体分布;页岩储层孔隙流体以毛细管束缚水为主,原始状态下,平均为20.95 mg/g,总油量相对较高,与常规热解油量具有良好相关关系,平均为9.67 mg/g;页岩油以束缚油为主,其次为吸附油,可动油较少,其中可动油最易散失,束缚油次之,吸附油和毛细管束缚水散失较少;原位状态下,页岩含油量主要受有机碳、黏土矿物和成熟度控制,总有机碳与黏土矿物质量分数越高,成熟度越大,含油性越好,吸附油随成熟度增大而逐渐降低。

大庆油田X7地区低孔渗储层核磁共振测井可变T_(2)截止值确定方法

T_(2)截止值是计算核磁共振测井束缚水孔隙度、可动流体孔隙度和渗透率的关键参数。在岩心压汞资料与核磁共振测井资料的基础上,提出连续计算低孔隙度低渗透率(低孔渗)储层核磁共振测井T_(2)截止值的方法。用岩心对应深度的核磁共振测井T_(2)谱代替核磁共振实验T_(2)谱,用岩心压汞资料中的渗透率贡献确定束缚水所对应的进汞饱和度,此时剩余汞饱和度即为束缚水饱和度,结合T_(2)谱,通过插值算法得出岩心的T_(2)截止值;分析多块岩心T_(2)截止值在T_(2)谱上的分布规律,从而建立根据T_(2)谱形态连续计算可变T_(2)截止值的方法。在X7地区应用此方法实现核磁共振测井连续T_(2)截止值的计算,用计算出的T_(2)截止值进行孔隙度和渗透率等储层参数计算,明显提升了储层参数计算的精度。

非负约束修正阻尼算法求解核磁共振测井T_(2)谱反演问题

为了优化核磁共振测井技术,加快核磁共振测井数据处理速度,提出了一类非负约束修正阻尼算法求解核磁共振T_(2)谱反演问题。通过数学建模及理论推导,证明该算法可以更好地保留T_(2)谱的有效信息,同时也能更有效地减少反演问题的噪声对解的影响。数值算例表明新算法相较于修正的截断奇异值算法和阻尼算法具有更好、更稳定的反演效果,尤其是低信噪比情况下新算法的优势更加明显,可以进一步优化核磁共振测井技术。

3.0T磁共振T_(2)-FLAIR增强对比T_(1)WI增强在脑膜病变诊断中的效果研究

目的:探讨脑膜病变患者应用3.0T磁共振T_(2)-FLAIR增强对比以及T_(1)WI增强进行诊断的效果。方法:选取2022年11月—2024年1月红河哈尼族彝族自治州第三人民医院收治的55例疑似脑膜病变患者为研究对象,均行3.0T磁共振T_(2)-FLAIR增强对比、T_(1)WI增强检查,以病理检查结果为金标准,比较不同检查方法对脑膜病变的诊断价值。结果:55例疑似脑膜病变患者病理诊断结果阳性53例,阴性2例;T_(1)WI增强扫描显示阳性42例,阴性13例;3.0T磁共振T_(2)-FLAIR增强对比显示阳性51例,阴性为4例;3.0T磁共振T_(2)-FLAIR增强对比诊断脑膜病变的灵敏度为96.23%、准确率为96.36%分别高于T_(1)WI增强扫描的79.25%、80.00%,差异有统计学意义(P<0.05);3.0T磁共振T_(2)-FLAIR增强对比在脑膜炎、脑膜转移、脑膜瘤、脑膜钙化、蛛网膜炎、脑膜水肿等不同类型脑膜病变患者中的检出准确率均高于T_(1)WI增强扫描,但差异无统计学意义(P>0.05),但总检出准确率96.23%高于T_(1)WI增强扫描的79.25%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:脑膜病变患者展开MRI检查时,与T_(1)WI增强扫描相比,应用T_(2)-FLAIR增强对比扫描能够获取更好的诊断效果,该方式具有优越的检出能力以及显示能力,可获取更为全面的疾病信息。

页岩油储层T_(2)-T_(1)二维核磁共振测量参数敏感性分析

为了提高二维核磁共振(NMR)在页岩油储层测量结果的可靠性,从NMR实验室岩心分析、井场移动式全直径岩心扫描、测井三类不同应用场景出发,分析了页岩油储层T_(2)-T_(1)二维NMR响应特征及影响因素.针对不同的应用场景,分别提出了页岩油储层的T_(2)-T_(1)二维NMR测量参数优化方法.实验室岩心NMR分析除了关注磁场强度、测量序列外,还需要注意回波间隔(TE)和回波组数的选择.井场移动式全直径岩心NMR扫描时,需要重点关注TE和最短等待时间(Tw)的设置,为保证快弛豫组分T1维度的收敛,最短Tw应至少设置为1 ms.NMR测井受限于采集条件,需要重点关注数据处理中的布点范围和平滑因子,以对不同信噪比的数据进行解释和修饰;页岩油NMR孔隙度小于5%为差储层,其低信噪比导致NMR结果的准确性难以保证.T_(2)-T_(1)二维NMR测量参数的系统性分析为页岩油储层二维NMR探测方法优化提供了参考依据,有助于提高NMR测量结果的精度,进而得到更加可靠的储层参数信息.

基于机器学习算法预测核磁共振T_(2)谱

近年来,深度学习算法被广泛应用于生成各种类型的数据。通过分析测井数据与核磁共振T_(2)谱之间的映射关系,利用随机森林与长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络模型实现了对核磁共振T_(2)谱的重构。核磁共振测井在每个深度获得的T_(2)谱是在不同的时间序列中通过不同的布点数来显示形态上的变化的,随机森林算法能够处理高维度的核磁共振T_(2)谱数据且不需要做特征选择,而LSTM可以很好地控制不同深度神经元对T_(2)谱各分布点的影响,将这两种网络模型进行参数优化后,对同一口井的预测结果进行对比分析。选取了中国海上A油田的测井数据作为例子进行方法测试。首先,利用灰色关联度算法分析T_(2)几何均值与测井曲线的相关性。选取相关性高于设定值的测井曲线,将测井曲线标准化缩放在0~1后作为随机森林与LSTM模型的输入,预测同一地层T_(2)谱形态分布规律并比较算法的优劣。在比较软件处理得到的核磁共振T_(2)谱和预测结果后,分析它们之间产生差异的原因。结果显示通过LSTM神经网络模型预测的数据与地层真实数据的符合度比随机森林算法更高,符合度可达90%以上。

磁场强度及磁场梯度对岩心核磁共振T_(2)谱测量结果的影响

核磁共振测井仪器一般在共振频率为2 MHz的均匀场或共振频率小于1 MHz的梯度场中测量储层流体的核磁信号,而实验室核磁共振岩心分析仪的共振频率除了常用的2 MHz外,对于页岩等致密储层常会用到12 MHz或21 MHz的设备进行实验测量。为确定磁场强度和磁场梯度对核磁共振测量结果的影响程度,系统研究了饱和水状态下的砂砾岩、页岩核磁共振岩心实验对磁场强度和磁场梯度的敏感性,分析了不同岩样的T_(2)谱形态、位置、核磁孔隙度、T_(2)几何均值与磁场强度、磁场梯度的关系。实验结果显示,均匀场下,砂砾岩样品对磁场强度的变化非常敏感,而页岩样品对磁场强度变化的敏感性相对较弱;外部梯度场的存在会使砂砾岩和页岩的短弛豫信息缺失,导致核磁信号无法被完全测量。研究表明,利用核磁共振岩心实验刻度核磁共振测井解释参数时,若实验室核磁共振岩心分析仪与核磁共振测井仪的磁场强度或磁场梯度存在较大差异,需对实验测量结果进行校正。

二维核磁共振T_(1)—T_(2)谱在风西复杂碳酸盐岩储层流体识别中的应用

柴达木盆地风西湖相复杂混积碳酸盐岩油藏近来获得了勘探突破,实现了工业油气产能。目前的测井资料包含常规资料、高分辨率电成像、核磁共振及岩性扫描等资料,这些测井资料提供了储层评价中的关键参数,但作为储层评价重点的流体识别及饱和度评价,电阻率识别等常规方法存在较大不确定性,无法建立统一的储层流体识别图版。CMR-NG作为新一代的核磁共振仪器,提供连续的T_(1)、T_(2)谱及二维核磁共振谱,提高了孔隙度评价精度;同时利用T_(1)/T_(2)值定量评价各种流体组分体积,得到含油气饱和度等参数,达到识别储层流体的目的。在风西区块通过试油验证了该技术的可靠性,为该区块复杂混积碳酸盐岩储层流体评价提供更为有效的方法。

基于恒定梯度编码一维选层T_(2)谱的胶结砂岩层析成像方法

核磁共振成像是探究岩心尺度非均质性的先进技术,受岩石复杂性和编码技术影响,现有方法效果不佳。基于梯度场的二维/三维核磁共振技术成像容易但信噪比低,无梯度场的传统选层T_(2)谱(频率编码/相位编码)方法效率低。该研究提出恒定梯度编码一维选层T_(2)谱层析成像方法,做到了成像数据体量小、信噪比高且信号更完整。层析T_(2)谱图像及其热度分布,能够有效表征毛细管压力和成岩作用对流体非均匀分布的影响。饱和油状态时,T_(2)谱层间差异性反映成岩作用影响。高饱和油阶段,轴向热度图反映了低毛细管压力游离油的脱出规律。完全驱替后毛细管压力进入稳定状态,轴向热度图反映了微孔中吸附油赋存状态的差异。该技术在胶结砂岩气驱油实验中取得了良好效果,并对解析强非均质岩石渗流规律有重要作用。

T_(2)—P_(c)二维核磁共振岩心测试技术与应用

作为一种无损、高效、非侵入式的检测手段,核磁共振技术一直在油气岩心分析中发挥着重要作用。但传统核磁共振(NMR)检测结果(T_(2)谱)反映的是岩石孔隙的大小分布特征,孔隙的连通性无法直接被表征。通过对实验流程和数据处理方法的改进,在标准核磁T_(2)谱的基础上,增加毛管压力(P_(c))维度,得到T_(2)—P_(c)二维核磁实验图谱,从另一个视角解决了核磁实验不能反映孔隙连通性的问题。实际应用表明,T_(2)—P_(c)二维核磁实验不但能够对储层连通性进行直观评价,也可以得到不同生产压差下的束缚水饱和度,从而为油气勘探开发提供更多储层信息。

核磁共振T_(2)谱与成像技术检测岩心中原油分布特征的综合性实验设计

该文利用核磁共振技术测定特低渗储层砂岩中原油的采出程度以及分析岩心孔隙中油的动态分布特征。通过核磁共振T_(2)测试技术得到岩心中原油的采出程度,核磁共振成像技术分析渗吸过程前后油在岩心中的动态分布特征。结果表明:利用核磁共振T_(2)测试技术,得到特低渗岩心渗吸采收率为54.9%,利用核磁共振成像技术可知饱和油岩心孔隙中的油经过渗吸后明显减少。该实验有助于学生了解核磁共振分析与成像技术在检测岩心孔隙中油的动态分布特征,激发学生对科研探索的热情,提高学生的实验操作能力和创造性思维能力。

基于贝叶斯的核磁共振T_(2)谱成像方法

为解决T_(2)谱成像精度低,影响检测结果的准确性的问题,对基于贝叶斯的核磁共振T_(2)谱成像方法进行了研究。首先给出了NMR(Nuclear Magnetic Resonance)信号的基本特征,并基于贝叶斯原理,推导了NMR信号的似然函数,构建了T_(2)谱成像框架。其次,采用改进的马尔科夫链蒙特卡洛策略,得到T_(2)谱及其不确定度。最后,通过随机构造服从多峰的混合高斯概率密度函数的T_(2)谱模型,验证了基于贝叶斯的核磁共振T_(2)谱成像方法的有效性。该方法可应用于通信原理综合实验内容,也可用于创新性训练实验。

页岩油地层原油黏度的核磁共振评价方法

随着页岩油气资源的规模化勘探与开发,精细地层评价发挥着越来越重要的作用.地层原油黏度作为影响页岩油开发方案、产能、产量以及采收率等的重要参数,是流体识别及定量评价的核心内容之一.然而,页岩油流体赋存状态多样且流动机理复杂,导致原油黏度指数难以准确估算.因此,建立页岩油地层原油黏度评价方法具有十分重要的意义.本文从核磁共振评价原油黏度的基础理论出发,分析并明确原油黏度、T_(2)对数平均值、绝对温度三者之间的关系,利用核磁共振方法表征不同温度下原油T_(2)弛豫特征与绝对温度的变化规律;然后,开展页岩油原油变温核磁共振实验,结合原油的黏温关系图版,分析表征原油黏度的主要参数,验证页岩油原油黏度理论计算模型的可行性;最后,通过饱含原油的页岩油岩心变温核磁共振实验,进一步明确地层条件下原油黏度、绝对温度以及T_(2)对数平均值之间的关系,改进原油黏度理论计算模型,建立了页岩油地层原油黏度的核磁共振评价方法.实际测井资料应用表明页岩油地层可动油黏度指数与实际试油得到的原油黏度相比,相对误差在5%以内,验证了该方法的应用效果.

基于T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关的聚氨酯橡胶相态结构和动力学特征

磁共振技术具有非破坏性、对高分子链运动敏感等特点,是一种能够在分子水平上表征高分子系统相态结构和动力学特征的常用技术.本文利用T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关研究了聚氨酯橡胶的相态结构和分子动力学特征,并用高斯衰减和指数衰减模型分析了聚氨酯橡胶的T_(1)-T_(2)^(*)数据.聚氨酯橡胶的T_(1)-T_(2)^(*)谱显示了三种类型的信号:晶体氢组分的T2*最短,过渡相氢组分具有中等的T_(2)^(*),非晶体氢组分的T_(2)^(*)最长;但这三种氢组分表现出相近的T1,且T1随着聚氨酯橡胶硬度的增加或温度的降低而逐渐降低.三种氢组分的磁共振信号强度随聚氨酯橡胶的硬度和温度的变化而变化.随着聚氨酯橡胶硬度的增加,晶体氢组分含量增加,非晶体氢组分和过渡相氢组分的含量降低;随着温度的增加,晶体氢组分含量减少,过渡相氢组分含量保持不变,而非晶体氢组分含量增加.另外,聚氨酯橡胶的硬软比随温度的升高而降低.这些结果表明T_(1)-T_(2)^(*)弛豫相关可用于聚氨酯橡胶的相态结构和动力学评价.

磁共振R_(2)^(*)联合T_(1)-mapping对肝脏铁过载评估的研究

目的探讨应用3.0T磁共振R_(2)^(*)与T_(1)-mapping技术对长期反复输血患者的肝脏铁过载情况进行定量的分析,量化评估进行去铁治疗前、后及过程中的肝脏铁沉积的程度。方法对30例因长期输血造成肝脏铁过载的患者,在治疗前后进行磁共振检查,测得R_(2)^(*)值及T_(1)值,分析治疗前后R_(2)^(*)值及T_(1)-mapping与血清铁蛋白浓度及转铁蛋白饱和度之间的对应关系,评估去铁治疗的效果。结果30例铁过载患者肝脏R_(2)^(*)值与SF相关系数r 2为0.678,差异有统计学意义(P<0.05);肝脏T_(1)值与SF相关系数r为-0.625,差异有统计学意义(P<0.05);去铁治疗前、后的肝脏R_(2)^(*)值、T_(1)值差异均有统计学意义。结论联合R_(2)^(*)与T_(1)-mapping对肝脏铁过载的检测准确性更高,与血清铁蛋白有高度一致性,并且可以有效的评估去铁治疗前、后肝脏铁过载的程度。

基于核磁共振T_(2)谱的ECC孔隙结构冻融演化特征

为了进一步研究在冻融作用下高延性水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,简称ECC)孔隙结构的演化特征,通过对ECC的不同冻融循环次数作用,得到核磁共振T_(2)谱分布曲线,对T_(2)谱峰值分析。在此基础上,得到了在不同冻融循环次数下ECC的孔隙结构演化特征和ECC孔隙结构冻胀变化规律。结果表明:随着水胶比增大,冻融循环次数的增多,ECC小、中孔隙增多;经过对不同冻融循环次数T_(2)谱的比较分析,验证了ECC孔隙率变化率和孔隙体积收缩系数临界值N_(c)均介于200-250次冻融循环阶段内。

二维核磁共振组分定义方法在复杂岩性储层评价中的应用

柴达木盆地七个泉-狮北斜坡区岩心、实验资料表明E_(3)^(2)地层具有岩性复杂、纵向变化快的特点,其测井响应特征与常规油藏存在较大的差异。该类油藏具有油水同出特点,准确识别流体性质是目前测井评价亟需解决的问题。受岩性、物性、孔隙结构的影响,声波时差-深感应电阻率交会图法等常规流体识别方法对此类储层流体性质判别存在局限性。采用二维核磁共振与常规测井相结合的方法确定各组分的流体类型,即通过绘制深感应电阻率与总水孔隙体积交会图确定大孔隙中流体组分类型。应用该方法确定了柴达木盆地七个泉-狮北斜坡区新钻井W_(2)井储层流体性质,并优选射孔井段进行试油,试油日产油13 m^(3),证实了该方法适用于该类储层。新方法在一定程度上弥补了原二维核磁共振组分定义方法在流体识别方面的不足,提高了其对复杂岩性储层流体性质识别的精度,同时该方法对于其他类型储层二维核磁共振组分定义也具有一定的借鉴意义。

模拟毛细管核磁共振特性研究

核磁共振技术已在岩土工程领域广泛应用,但横向弛豫时间T_(2)与介质孔隙半径r的换算关系仍缺少试验支撑。采用3种不同孔径的聚四氟乙烯管模拟土体毛细管,测定不同孔径、不同孔隙量条件下毛细管的T_(2)曲线,分析T_(2)曲线特征参数与孔隙半径和孔隙量间的关系。结果表明:T_(2)曲线能很好地反映土体含水量和孔隙水储存状态,含水量与T_(2)曲线积分面积呈良好的线性关系,孔隙半径r与T_(2)值存在正比例关系。研究结果可为基于核磁共振的介质孔隙和孔隙水储存形态相关研究提供有益的借鉴。

3.0T磁共振快速自旋回波序列T_(1)WI及T_(2)FLAIR序列诊断脑转移瘤的价值观察

目的探究3.0 T磁共振快速自旋回波序列(CUBE)T_(1)WI及CUBE T_(2)FLAIR序列诊断脑转移瘤的诊断价值。方法选取2018年5月至2019年12月本院收治的脑转移瘤患者48例,均采用3.0 T磁共振扫描机对其进行扫描,观察两种扫描方式下图像中脑转移病灶的大小、位置、数目及病灶边界,比较两种序列诊断脑转移瘤的诊断价值;测量增强CUBE T_(1)WI及增强CUBE T_(2)FLAIR扫描序列肿瘤及其背景的信号强度(signal indensity,SI),并计算序列上肿瘤与背景对比率(contrast ratio,CR)及对比噪声比(contrast noise ratio,CNR)。结果CUBE T_(1)WI序列发现166个病灶,CUBE T_(2)FLAIR序列发现154个病灶,CUBE T_(1)WI序列的检出率(93.8%)显著高于CUBE T_(2)FLAIR序列(87.0%)(P<0.05),CUBE T_(2)FLAIR的肿瘤/白质、肿瘤/灰质的CR显示均显著高于CUBE T_(1)WI序列诊断(P<0.05),CUBE T_(1)W1的肿瘤/白质、肿瘤/灰质的CNR均显著高于CUBE T_(2)FLAIR诊断(P<0.05)。结论增强CUBE T_(1)WI对脑转移瘤的检出率高于CUBE T_(2)FLAIR序列,CUBE T_(2)FLAIR能更有效地鉴别血管和转移瘤,且能更清晰显示转移灶周围水肿带。

驱替实验中油相核磁共振T_(2)谱表征方法

利用核磁共振T_(2)谱可以直观地反映出岩心的孔喉大小、分布及岩心中流体的分布状态、可动流体含量等信息,是研究孔隙结构及流体分布的一种重要的实验方法,而渗流实验是研究储层渗流能力、残余油分布、驱油效率等重要的开发实验。结合油–水两相渗流实验和核磁共振T_(2)谱,用MnCl_(2)溶液(锰水)对岩心进行驱替,发现用锰水驱替后可以较好地屏蔽岩心中水的核磁信号,且锰水驱替相比于锰水浸泡具有更好的屏蔽效果,锰水驱替实验还可以反映出饱和油和残余油的核磁信号,为研究残余油的分布提供一种较为直观的实验方法。