低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在常規(guī)巖心分析中的應(yīng)用案例分析

巖心分析是認(rèn)識(shí)油氣層地質(zhì)特征的必要手段，巖石作為一種多孔介質(zhì)材料，其內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)、孔內(nèi)分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、反應(yīng)過(guò)程等現(xiàn)象以及現(xiàn)象之間的相互關(guān)系是巖心分析研究的重要課題。近年來(lái)，低場(chǎng)核磁共振巖心分析技術(shù)已經(jīng)成為快速測(cè)量巖石物性參數(shù)的重要手段，其適合于實(shí)驗(yàn)室研究和油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，受到石油行業(yè)的廣泛重視，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。

案例分析

1、孔隙度的測(cè)定

當(dāng)巖樣孔隙內(nèi)充滿流體時(shí)，流體的量等同于孔隙體積，核磁共振技術(shù)測(cè)得的弛豫時(shí)間譜的積分和，代表了地層巖心中的流體含量，因此如果對(duì)弛豫時(shí)間譜進(jìn)行適當(dāng)?shù)目潭龋隳艿玫綆r石的核磁孔隙度。

2、含油飽和度的測(cè)定

在原始狀態(tài)下，測(cè)試地層取心巖樣的T2弛豫譜，相應(yīng)的峰面積對(duì)應(yīng)的是原始含油含水飽和度。將巖心浸入錳離子溶液，抑制水的信號(hào)，此時(shí)進(jìn)行T2譜測(cè)試得到原始含油飽和度，原始含油含水飽和度減去原始含油飽和度即獲得原始含水飽和度。

3、潤(rùn)濕性的測(cè)定

水滴入強(qiáng)水濕煤粉中測(cè)得T2弛豫譜僅存在吸附態(tài)水峰與顆粒間水峰，弱水濕煤粉則存在自由態(tài)水峰、顆粒間水峰和吸附態(tài)水峰。煤粉越水濕，水在煤粉顆粒間擴(kuò)散越明顯，在顆粒間形成的水膜面積越大，使得顆粒間水峰和自由態(tài)水峰弛豫時(shí)間越短，隨時(shí)間變化向左移動(dòng)規(guī)律越明顯。

4、巖石凍融損傷

經(jīng)過(guò)40 次凍融循環(huán)后，花崗巖的T2 譜分布主要表現(xiàn)為3 個(gè)峰圖，隨著凍融次數(shù)的增加，T2譜形態(tài)上發(fā)生了左移，即向小孔隙的T2 譜方向偏移。這也說(shuō)明了在冰的凍脹和融縮作用下，巖石內(nèi)部產(chǎn)生了新的微孔隙。

圖像中亮色區(qū)域?yàn)樗肿铀趨^(qū)域，周?chē)谏珔^(qū)域?yàn)榈咨瑘D像色澤越亮，代表此區(qū)域水分就越高，說(shuō)明此區(qū)域隙越大隨著凍融次數(shù)增加，亮度增加，孔隙度變大。

5、三軸壓縮損傷力學(xué)性能研究

隨著軸壓的增大，孔隙度總體呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。當(dāng)軸壓比處于0～70%段時(shí)，曲線斜率很小，巖石內(nèi)部裂隙發(fā)育緩慢，損傷增量較小；當(dāng)軸壓比處于70%～90%段時(shí)，曲線斜率明顯增大，孔隙度增量較大且增速越來(lái)越快，表明大理巖內(nèi)部裂隙數(shù)量增多，裂紋開(kāi)度增大，損傷程度加劇，大理巖逐漸由彈性變形向塑性變形轉(zhuǎn)化；當(dāng)軸壓比處于90%～100%段時(shí)，曲線的斜率急劇增大，孔隙度成倍增加，巖石內(nèi)部孔隙加速擴(kuò)展和貫通，損傷急劇增加直至破壞。

6、巖心高溫高壓驅(qū)替實(shí)驗(yàn)

紅色代表油的信號(hào)，綠色代表水的信號(hào)。0PV代表飽和油，然后進(jìn)行水驅(qū)，從左至右，中間部分首先被驅(qū)替，端面仍殘留一些油。通過(guò)成像觀察，可以看到優(yōu)勢(shì)通道和端面效應(yīng)。

驅(qū)替過(guò)程整體信號(hào)逐漸變?nèi)酰诙訋r心的信號(hào)衰減速率大于第三層和第四層，與成像圖相符。一方面可以利用核磁共振測(cè)試對(duì)樣品內(nèi)部驅(qū)替過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，另一方面，結(jié)合核磁共振成像技術(shù)，可對(duì)驅(qū)替過(guò)程巖心內(nèi)部流體變化情況作直接了解。