在油气勘探开发领域,核磁测井(NMR Logging)已经发展成为一种能够直接测量油、气、水,并计算地层孔隙度和渗透率的关键技术,尤其是对于低孔低渗等复杂地层,更是不可或缺的一种测井技术手段。
核磁测井的原理是基于地层中不同大小孔隙中的流体具有不同的核磁弛豫速率。其中,越小的孔隙中的流体因其与岩石的相对接触面积更大,因此横向弛豫速率也更快。横向弛豫速率用1/T2来表征,其中T2具有时间的量纲,称之为横向弛豫时间。
图1:孔径大小与弛豫特性的关系
测量流体的横向弛豫时间一般采用CPMG序列,它包括一个90°脉冲和一系列等时间间隔的180°脉冲,在180°脉冲中间采集到的信号即为自旋回波,这些自旋回波的峰值构成一条衰减曲线(称为回波串衰减曲线),由该曲线可计算出不同的弛豫分量,如图2所示:
图2:CPMG序列测量横向弛豫时间T2
石油核磁测井是把核磁共振测井仪放到井眼中,通过仪器在油井中的上下运动,把靠近井壁的地层中的孔隙度及流体的信息测量出来。而岩芯核磁共振研究,是指把地层中取样的岩芯在实验室核磁共振分析仪中进行测量和分析研究。岩芯的核磁研究是对核磁测井的一种重要补充手段,它能丰富和校正部分核磁测井的信息,因此正受到越来越多的关注和应用。
图3:核磁共振岩芯分析仪(右图)