标准核磁共振T2谱实验

  标准核磁共振实验基于CPMG脉冲序列,测量并采集岩心回波串衰减曲线,通过反演软件处理得到T2分布进而计算得到以及T2截止值、T2几何平均值等核磁参数。通过标样刻度后,可以计算出岩心总孔隙度、可动流体饱和度、束缚流体饱和度等信息,可用于储层解释评价及井下核磁测井数据的刻度。具体实验规范,可参考国家标准《 岩样核磁共振参数实验室测量规范》 SYT 6490-2014 版。

实验原理

  通过对氢核核磁共振信号强度及衰减规律的观测,反算孔隙中的流体所处环境及其含量。由于岩石骨架中和结晶水中的氢核需要很长时间才能被极化,并且弛豫的速率又很快,一般仪器无法探测到,所以NMR测量的信号仅仅是岩石孔隙流体中的氢核,对于岩石孔隙中的流体,存在多个T2值,对应的自旋回波串表现为多指数衰减规律。

图1 多孔介质的多指数衰减示意图

实验设备

  标准核磁共振实验一般需要以下设备:核磁共振岩心分析仪、抽真空加压饱和仪、电子天平、离心机(或其他驱替装置)。

实验流程

  1.岩样准备:根据仪器敏感区域的有效尺寸,选择直径为25.4 mm (1 in)、长度为35 mm~50 mm的圆柱形岩样进行预处理(洗油洗盐),测量样品直径、长度。

  2.岩样烘干:将洗油洗盐后的岩样放入恒温烘箱进行烘干,直至岩样为恒重为止。岩样烘干后,放入干燥器中冷却至室温,待岩样完全烘干并冷却后,记录岩样干重。

  3.岩样饱和:对进行洗油洗盐后烘干的岩样,放入抽真空加压饱和装置进行加压饱和(根据要求选择去离子水或地层水)。在进行加压饱和前,先对放入岩样并密封的岩心腔抽真空,然后对容器内岩样加压饱和。对于饱和后的样品,测量记录样品湿重,在正式测量前,需放在溶液内保持完全饱和状态。

  4.饱和样测试:打开核磁岩心分析仪电源后,需要按照仪器要求设定磁体控制温度,使用前需对仪器进行预热,以使探头和磁体保持恒温。待仪器稳定后,需要进行扫频、脉宽确定,之后采用预先设计好的测量参数,制作刻度标线。 测量饱和样。

  5.岩样脱水:饱和样测量完成后,需要将岩心中的可动水驱离,一般采用高速离心机进行脱水。根据岩性的不同(或指定驱替压力),采用合适的脱水压力,将可动水驱离岩心。驱替完成后将样品用保鲜膜包好放入恒温箱稳定一段时间。

  6.离心样测试:将驱替后的岩心,采用同样的测量参数进行核磁测试。

数据处理

  对于CPMG脉冲序列采集得到的回波串信号,利用反演软件对测量的回波串进行拟合,反演得到T2谱。利用标准刻度曲线,计算得到饱和岩样核磁总孔隙度,并可刻度获得饱和岩样和离心岩样区间孔隙度曲线、累积孔隙度曲线。

图2 数据处理软件

提交成果

  实验完成后,需要提交原始数据和成果图件,原始数据包括原始CPMG回波串、测量参数;图件如下图所示。

图3 提交成果图

相关资料

  1. 国家能源局. SYT 6490-2014 岩样核磁共振参数实验室测量规范[S]. 2015。
  2. 覃莹瑶, 张宫, 何宗斌, 等. 一种通用的岩心核磁共振实验数据分析软件设计与实现[J]. 计算机应用与软件, 2019(6).

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