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核磁共振测井(NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE LOGGING)基本原理与用途

　　核磁共振测井基本原理与用途

　　核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体(油、气、水)渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性.

　　1、基本原理

　　核磁共振技术是利用原子核的顺磁性以及与它们相互作用的外加磁场。原子核是一具有自旋而且带电的系统，所以它们的旋转便产生磁场，其强度和方向可用一组核磁矩(M)的矢量参数来表示。在没有任何外场的情况下，核磁矩(M)是无规律地自由排列的。在有固定的均匀强磁场影响下，这个自旋系统被极化，即M重新排列取向，沿着磁场方向排列。同时，原子核还存在轨道动量矩，象陀螺一样环绕，这个场的方向以频率进动。与磁场强度成正比，并称为拉莫尔频率。

　　其中，为原子核的旋磁比;为原子核的磁矩;为原子核的动量矩。

　　在极化后的磁场中，如果在垂直于的方向再加一个交变磁场，其频率也为，将会发生共振吸收现象，即处于低能态的核磁矩，通过吸收交变磁场提供的能量，越迁至高能态，此现象称为核磁共振。

　　造岩元素中各种原子核的核磁共振效应的数值是不同的，它首先决定于原子核的旋磁比，岩石中元素的天然含量以及包含该元素的物质赋存状态。

　　核磁测井以氢核与外加磁场的相互作用为基础，可直接测量孔隙流体的特征，不受岩石骨架矿物的影响，能提供丰富的底信息，如地层的有效孔隙度、自由流体孔隙度、束缚水孔隙度、孔径分布及渗透率等参数。

　　氢核在地磁场中具有最大的旋磁比和最高的共振频率，根据含氢物质的旋磁比、天然含量和赋存状态，氢是在钻井条件下最容易研究的元素。因此，包含某种流(水、油或天然气)中的氢原子核是核磁测井的研究对象。

　　对于静磁场，热平衡时，处于地磁场的氢核自旋系统的磁化矢量与静磁场方向相同，加极化磁场后，磁化矢量偏离静磁场方向，经核磁共振达到高能级的非平衡状态，断掉交变极化磁场后，磁化矢量又将通过自由进动朝着静磁场方向恢复，使自旋系统从高能级的非平衡状态恢复到低能级的平衡状态，这个恢复过程称为弛豫时间。

　　实际测井时，以地磁场当成静磁场，通过下井仪首先把一个很强的极化磁场加到地层中，等氢核完全极化后，再撤去极化场，则氢核磁化矢量便绕地磁场自由进动，在接收线圈中就可测到一个感应电动势。由于束缚水和可动流体的弛豫时间不同，所以束缚水、可动流体在接收线圈中产生的感应电动势的强弱和持续时间也不一样。测井前事先刻度出束缚水和可动流体的弛豫时间，这样束缚水、可动流体的信息就可直接在测井曲线上反映出来，即可直接计算出自由水、束缚水饱和度。

　　2、核磁共振测井的用途

　　1.划分储集层确定

　　2.储层的有效孔隙度

　　3.确定渗透率、颗粒大小

　　4.确定残余油饱和度

　　5.在沥青化的储集层中划分含可动油的夹层

　　6.估计含油地层的自由水含量，确定储集层的产能

　　7.评价低电阻率油层
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  • j-1982   2010-10-25 19:32  可用分  +3   感谢资料共享