儲(chǔ)層物性指什么？低場核磁共振如何用于儲(chǔ)層物性分析

儲(chǔ)層物性是油氣儲(chǔ)集層的物理性質(zhì)。廣義上還包括儲(chǔ)集層巖石的骨架性質(zhì)、孔隙性、滲透性、含流體性、熱學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)電性、聲學(xué)性質(zhì)、放射性及各種敏感性等。狹義的一般指儲(chǔ)層巖石的孔隙率和滲透率。

低場核磁共振如何用于儲(chǔ)層物性分析：

低場核磁共振儲(chǔ)層物性分析是利用氫原子核在外加磁場的作用下形成核磁共振現(xiàn)象的這一特性,測量同一樣品在不同處理階段的核磁共振信號(hào),從而求取儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率、含油飽和度、可動(dòng)流體飽和度等地質(zhì)參數(shù)的一項(xiàng)新技術(shù)。該技術(shù)克服了常規(guī)巖心分析方法成本高、測試周期長的缺點(diǎn),具有用量少、速度快、成本低、獲取參數(shù)多、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。在儲(chǔ)層物性方面采用核磁共振技術(shù)研究并應(yīng)用,能夠?yàn)槭涂碧教峁┛煽壳壹皶r(shí)的數(shù)據(jù),對于油田開發(fā)有著重要的實(shí)際意義。

儲(chǔ)層物性評價(jià)是儲(chǔ)層評價(jià)和油氣資源評價(jià)的重要內(nèi)容。許多石油院校、科研院所、油田單位在積極探索室內(nèi)巖石物性準(zhǔn)確測定,低場核磁共振技術(shù)不斷發(fā)展起來而且日趨完善。低場核磁共振技術(shù)分析樣品由測試巖心擴(kuò)展到了巖屑以及井壁取心,且不受形狀的限制,具獲取參數(shù)多、分析速度快、精度高、可隨鉆分析、耗資低等特點(diǎn),并使得在現(xiàn)場快速分析儲(chǔ)層物性得以實(shí)現(xiàn),形成了一項(xiàng)特色的快速評價(jià)儲(chǔ)層物性的核磁共振技術(shù)。

低場核磁共振馳豫機(jī)理

固體表面對流體分子的作用力強(qiáng)弱決定了弛豫時(shí)間的大小即弛豫速度的快慢。總的來說,弛豫時(shí)間快慢由三個(gè)方面決定:巖樣固體的表面性質(zhì);巖樣內(nèi)的孔隙大小;巖樣中飽和流體的流體性質(zhì)和流體類型。

巖石孔隙中,三種馳豫機(jī)制控制著核磁馳豫過程,分別是表面弛豫、體積弛豫和擴(kuò)散弛豫。這三種機(jī)制同時(shí)存在,若滿足快擴(kuò)散條件,單個(gè)馳豫機(jī)制引起的馳豫速率的和就是總的馳豫速率。

巖石孔隙中的流體,存在于類似較大孔隙這種不受限空間時(shí),流體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生自由衰減過程,稱之為體積弛豫,也叫自由馳豫。由于孔隙空間不受限,故體積馳豫與孔隙壁無關(guān),與溫度、流體粘度、巖石潤濕性有關(guān),主要影響因素是孔隙中流體的性質(zhì)。

巖石顆粒表面潤濕流體后,流體的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使得分子與巖石顆粒表面發(fā)生頻繁碰撞,分子與巖石表面碰撞時(shí),分子會(huì)把核自旋的能量傳給巖石顆粒表面,于是會(huì)因自旋運(yùn)動(dòng)重新取向于原來磁場方向,引起縱向弛豫T1;同時(shí),自旋相位發(fā)生不可恢復(fù)的相散,導(dǎo)致橫向弛豫T2的加速。這個(gè)過程就是巖石表面馳豫的作用機(jī)制。巖石表面馳豫機(jī)制與巖石膠結(jié)物的性質(zhì)以及顆粒表面有關(guān)。進(jìn)而反映出巖石的儲(chǔ)層物性參數(shù)。