核磁共振测井相关问题研究

吴学刚

[摘 要]核磁共振测井引入我国已将近20年，其优势是能测出极为多样化的地层信息，具有综合测量的特点。但在实际应用中，因为外部使用环境或操作不当等原因，容易造成一些问题。本文对此进行深入分析以有效促进该技术在我国应用方面的发展。

[关键词]核磁共振测井；孔隙度；流体识别

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.04.055

[中图分类号]P631.81 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）04-00-01

1 核磁共振测井孔隙度

孔隙度指被测层孔隙流体的含氢指数和孔隙度自身的整体反映，该指数取决于以下因素：CPMG回波串采集参数、孔隙流体含氢指数、刻度、钻井液矿化度、回波串信噪比、采集的具体模式以及操作方式。

通常在实际工作中，工作人员能对多种因素进行准确地控制，除了含氢指数及流体孔隙体积，因为这两个因素会造成最终测定的孔隙度比实际值更小。同时，下面几种情况会造成测得值高于实际值：①一些孔隙度很小的地层，所测到回波串信噪比也极小；②探井中液体矿化度较大，将减小回波串信噪比；③探井中液体拥有较多的Na+，造成了检测信号的改变，从而影响孔隙度的检测。

另外，如果采用相同或不同的仪器进行检测，所得到的结果在不同的处理方式下会导致最终的结果有变化，相对实际值较大或较小。由此得出以下结论：①对于有气的储层，所测值会较小；②轻质油与水储层，所测到的值相对较为准确；③在稠油储层，所测得值会较小；④扩径井段，所测值相对实际值较高；⑤如果探井中泥浆Na+含量高，则导致测得值较高；⑥当信噪比非常低时，会导致测量值较高；⑦如果泥质多而杂，不得不使用多种方法进行处理时，所得值容易不准确，对此也可以采用一定的方式进行消除。

2 核磁共振测井流体识别

核磁共振测井也具有对流体进行有效识别的作用。但一开始业界并没有将之付诸行动，先后有学者对流体的识别提出差谱法与移谱法、时间域方法、扩散分析、扩散增强方法，此类处理方式需要满足一定的条件才具备相应的实用性。比如：对信噪比的要求，对底层物质湿度的要求等。对不同的流体，采用核磁共振测井进行识别的效果是不同的：①如果能对温度、磁场、压力、回波情况进行了解，则可以将天然气核磁共振特性进行相对准确地计算；②如果确定轻质油处于亲水储层孔隙中，同时黏度不大，则可以采用差谱法进行处理，但如果该条件不满足甚至相反，则测得的误差较大；③因为T1、T2和原油黏度关系较为密切，利用核磁共振测井对其进行识别较难；④对于稠油来说，一定程度上也可以利用核磁共振进行识别，但因为流动性较差，识别难度较轻质油更大；⑤对于水淹层、残余油来说，目前核磁共振测井尚未形成有效的测试方法。

另外，二维核磁共振测井在一些领域也拥有了更广阔的应用前景，比如：（T2，D）以及（T1，T2）两种二维测井法，就能准确地分析油-水体系。然而如果遇到信噪比低、探测深度浅、流体不饱和导致信号弱等，就会造成检测的不准确。

3 核磁共振测井束缚水与渗透率

在核磁共振测井技术提出之前，业界甚至都没有有效探测束缚水与渗透率的方式。核磁共振则拥有丰富的理论体系，但鉴于两者均需要从T2分布进行间接导出，需要设置准确的模型以及模型的刻度值。现阶段，业界常见束缚水模型包括截止值与谱系数两种模型。其中截止值模型具有概念简单但实用性差的特点，因此需要解决所计算的束缚水的含义以及截止值受何影响两个问题。前者的答案是：假设采集回波串所生成的T2分布是地层岩石总孔隙内流体，则束缚水为整体束缚水；假如T2分布是地层岩石有效孔隙内流体，则束缚水为毛管束缚水。且两种假设均受制于天然气与稠油的影响。后者的答案是：截止值取决于求取的算法以及样品的特性。

4 核磁共振测井仪器的适应性

现阶段，业界常见的核磁共振测井仪器包括MRILPrime、 MR-Scanner、MREx及CMR-Plus，虽然属于不同的品牌，却在孔隙度、渗透率、流体识别和判断性能上基本一致，操作手法也基本一致。在使用上，比较严重的问题是信噪比带来的。在实践中，信噪比受制于地层孔隙度、样品体积、磁场强度3个方面。前两者都是无法随意改变的，而后者则能通过各种手段进行改变，比如对切片直径与高度进行改变等。其中MRILPrime因为其样品体积较大，能够拥有更大的信噪比。

同样仪器的使用效果还受到井眼的影响。基于理论探讨可以认定，由于观测对象位于井眼之外，核磁共振测井与井眼无关。但事实上，因为泥浆的存在，会消耗一定的射频脉冲，将减弱电信号，减小信噪比。由此可见，其影响的程度与泥浆的导电能力有极大的关系，其电阻率小，所造成的信号损耗就大。因此，可以让仪器的天线和井壁紧贴着，以减小损耗。

为更好地解决适应性问题，工作人员需要重视设计与质控，类似于医疗中的磁共振成像。因为存在复杂多样的成像脉冲序列，工作人员需要基于实际情况来选择其中合适的序列。另外，也需要对采集参数进行一定的优化，对观测值给予一定的预测。

5 结 语

核磁共振测井是一种先进的石油探测技术，但在实际贯彻中依然存在很多的问题并亟待解决。对理论假设有效核定，建立合理的区域模型，能有效提升核磁共振应用效果。为了促进该技术在我国应用方面的发展，首先，需要完善刻度与校正机制以提升对孔隙度的测定；其次，需采用二维核磁共振测井进行流体的识别和判断；最后，需要合理标定以对束缚水、渗透率、原油黏度、毛管压力曲线等进行测定。

主要参考文献

[1]胡海涛，肖立志，吴锡令.核磁共振测井仪探头设计中的数值方法[J].物理学报，2012（14）.

[2]刘卫，肖忠祥，杨思玉，等.利用核磁共振（NMR）测井资料评价储层孔隙结构方法的对比研究[J].石油地球物理勘探，2009（6）.