核磁共振測井相關問題研究

吳學剛

[摘 要]核磁共振測井引入我國已將近20年，其優勢是能測出極為多樣化的地層信息，具有綜合測量的特點。但在實際應用中，因為外部使用環境或操作不當等原因，容易造成一些問題。本文對此進行深入分析以有效促進該技術在我國應用方面的發展。

[關鍵詞]核磁共振測井；孔隙度；流體識別

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.04.055

[中圖分類號]P631.81 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）04-00-01

1 核磁共振測井孔隙度

孔隙度指被測層孔隙流體的含氫指數和孔隙度自身的整體反映，該指數取決于以下因素：CPMG回波串采集參數、孔隙流體含氫指數、刻度、鉆井液礦化度、回波串信噪比、采集的具體模式以及操作方式。

通常在實際工作中，工作人員能對多種因素進行準確地控制，除了含氫指數及流體孔隙體積，因為這兩個因素會造成最終測定的孔隙度比實際值更小。同時，下面幾種情況會造成測得值高于實際值：①一些孔隙度很小的地層，所測到回波串信噪比也極小；②探井中液體礦化度較大，將減小回波串信噪比；③探井中液體擁有較多的Na+，造成了檢測信號的改變，從而影響孔隙度的檢測。

另外，如果采用相同或不同的儀器進行檢測，所得到的結果在不同的處理方式下會導致最終的結果有變化，相對實際值較大或較小。由此得出以下結論：①對于有氣的儲層，所測值會較小；②輕質油與水儲層，所測到的值相對較為準確；③在稠油儲層，所測得值會較小；④擴徑井段，所測值相對實際值較高；⑤如果探井中泥漿Na+含量高，則導致測得值較高；⑥當信噪比非常低時，會導致測量值較高；⑦如果泥質多而雜，不得不使用多種方法進行處理時，所得值容易不準確，對此也可以采用一定的方式進行消除。

2 核磁共振測井流體識別

核磁共振測井也具有對流體進行有效識別的作用。但一開始業界并沒有將之付諸行動，先后有學者對流體的識別提出差譜法與移譜法、時間域方法、擴散分析、擴散增強方法，此類處理方式需要滿足一定的條件才具備相應的實用性。比如：對信噪比的要求，對底層物質濕度的要求等。對不同的流體，采用核磁共振測井進行識別的效果是不同的：①如果能對溫度、磁場、壓力、回波情況進行了解，則可以將天然氣核磁共振特性進行相對準確地計算；②如果確定輕質油處于親水儲層孔隙中，同時黏度不大，則可以采用差譜法進行處理，但如果該條件不滿足甚至相反，則測得的誤差較大；③因為T1、T2和原油黏度關系較為密切，利用核磁共振測井對其進行識別較難；④對于稠油來說，一定程度上也可以利用核磁共振進行識別，但因為流動性較差，識別難度較輕質油更大；⑤對于水淹層、殘余油來說，目前核磁共振測井尚未形成有效的測試方法。

另外，二維核磁共振測井在一些領域也擁有了更廣闊的應用前景，比如：（T2，D）以及（T1，T2）兩種二維測井法，就能準確地分析油-水體系。然而如果遇到信噪比低、探測深度淺、流體不飽和導致信號弱等，就會造成檢測的不準確。

3 核磁共振測井束縛水與滲透率

在核磁共振測井技術提出之前，業界甚至都沒有有效探測束縛水與滲透率的方式。核磁共振則擁有豐富的理論體系，但鑒于兩者均需要從T2分布進行間接導出，需要設置準確的模型以及模型的刻度值。現階段，業界常見束縛水模型包括截止值與譜系數兩種模型。其中截止值模型具有概念簡單但實用性差的特點，因此需要解決所計算的束縛水的含義以及截止值受何影響兩個問題。前者的答案是：假設采集回波串所生成的T2分布是地層巖石總孔隙內流體，則束縛水為整體束縛水；假如T2分布是地層巖石有效孔隙內流體，則束縛水為毛管束縛水。且兩種假設均受制于天然氣與稠油的影響。后者的答案是：截止值取決于求取的算法以及樣品的特性。

4 核磁共振測井儀器的適應性

現階段，業界常見的核磁共振測井儀器包括MRILPrime、 MR-Scanner、MREx及CMR-Plus，雖然屬于不同的品牌，卻在孔隙度、滲透率、流體識別和判斷性能上基本一致，操作手法也基本一致。在使用上，比較嚴重的問題是信噪比帶來的。在實踐中，信噪比受制于地層孔隙度、樣品體積、磁場強度3個方面。前兩者都是無法隨意改變的，而后者則能通過各種手段進行改變，比如對切片直徑與高度進行改變等。其中MRILPrime因為其樣品體積較大，能夠擁有更大的信噪比。

同樣儀器的使用效果還受到井眼的影響。基于理論探討可以認定，由于觀測對象位于井眼之外，核磁共振測井與井眼無關。但事實上，因為泥漿的存在，會消耗一定的射頻脈沖，將減弱電信號，減小信噪比。由此可見，其影響的程度與泥漿的導電能力有極大的關系，其電阻率小，所造成的信號損耗就大。因此，可以讓儀器的天線和井壁緊貼著，以減小損耗。

為更好地解決適應性問題，工作人員需要重視設計與質控，類似于醫療中的磁共振成像。因為存在復雜多樣的成像脈沖序列，工作人員需要基于實際情況來選擇其中合適的序列。另外，也需要對采集參數進行一定的優化，對觀測值給予一定的預測。

5 結 語

核磁共振測井是一種先進的石油探測技術，但在實際貫徹中依然存在很多的問題并亟待解決。對理論假設有效核定，建立合理的區域模型，能有效提升核磁共振應用效果。為了促進該技術在我國應用方面的發展，首先，需要完善刻度與校正機制以提升對孔隙度的測定；其次，需采用二維核磁共振測井進行流體的識別和判斷；最后，需要合理標定以對束縛水、滲透率、原油黏度、毛管壓力曲線等進行測定。

主要參考文獻

[1]胡海濤，肖立志，吳錫令.核磁共振測井儀探頭設計中的數值方法[J].物理學報，2012（14）.

[2]劉衛，肖忠祥，楊思玉，等.利用核磁共振（NMR）測井資料評價儲層孔隙結構方法的對比研究[J].石油地球物理勘探，2009（6）.