二维核磁共振D—T_2测量数据处理算法及应用

在复杂油水气共存的储层中,一维核磁共振测井仪器测量的回波信号反演出的T_2谱会出现谱峰的重叠,导致油气水识别困难。二维核磁共振测井技术通过扩散系数D和横向弛豫时间T_2谱的探测,获得D—T_2谱,能够对井下流体类型及含量进行更精确的判别与分析。基于二维核磁D—T_2数据处理算法软件的研制,利用截取奇异值矩阵的方案进行数值模拟,通过实验室刻度验证,获得了一套可用于井下仪器的后处理算法软件,在渤海某井进行商业井作业,分析结果与地层特征吻合。     

用核磁共振测井方法识别流体类型

用核磁共振成像测井方法可探测和定量测量盐水，天然气和原油的特征参数，用以识别流体类型，不同流体间参数的差值用于测量各种流体的孔隙度。方法包括横向弛豫时间或自旋回波时间的谱差分法，增强扩散法、谱位移法、总孔隙度测量和注入对比溶剂法。文中介绍并讨论了这些方法的原理、数据采集和数据处理。     

扩散－编辑：用核磁共振测量饱和度、孔隙几何结构的新方法

核磁共振(NMR)扩散测量方法已成为识别井眼附近区域流体特征的重要工具。目前，大部分商业化的NMR仪器都使用一种类型的脉冲序列-CPMG(Carr—Purcell-Meiboom—Gill)序列。它通过比较不同回波间隔的多个测量值来评价扩散影响。当回波间隔增加时，高浓度扩散引起较快信号的衰减。在实际应用中，当不同相的T2分布互相重叠且较宽时。将测量数据进行反演及在无假设条件下将各自的贡献分开是很困难的。另外，随着回波间隔增大，数据密度降低，信噪比也随着降低。这篇论文提出了一种新的NMR技术：扩散-编辑。这项技术对标准的短回波间隔CPMG序列先进行简单的编辑，这个编辑改变了对扩散的敏感性。这样一个编辑序列包含了比随后的重聚焦脉冲的回波间隔长，多3个脉冲。在初始时间内，弛豫编辑序列根据扩散来减少或编辑信号的幅度，其余的序列则测量经过扩散编辑的信号的幅度和T2分布。这样，扩散和弛豫的影响被有效地正交化。对用不同编辑参数编辑的一系列扩散信号与标准CPMG信号进行比较，就能把扩散和弛豫的影响直接和准确地分开，并能得到一个扩散-弛豫相关图，这是一项新的基础性信息。通过对扩散-弛豫相关图各方面的研究，我们很容易得到储集层的相关参数，如含水饱和度、油粘度、润湿性和作过烃校正的束缚流体体积。延长扩散时间，再通过检测有限扩散的影响，就可用这些序列来探测孔隙几何结构。这项新技术已在实验室和井下测量中进行过试验。实验证明：即使油水相的T2分布上有较大的重叠，扩散-编辑结果仍能把两个信号清楚地分开，井下测量的定量分析结果与实验室分析及其它井下信息吻合很好。     

鄂尔多斯盆地二叠系岩样核磁共振试验分析及应用

利用核磁共振的横向驰豫时间（T2）分布可以研究储层孔隙结构。通过对鄂尔多斯盆地二叠系30块岩样进行了核磁共振T2谱测试,对其中7块泥质含量较高的岩样进行了不同回波间隔条件下的核磁共振T2谱测试,对其中5块岩样进行了差谱、移谱试验研究。研究表明,采用较短的回波间隔（TE）可以单独或同时观察到泥质束缚水,核磁信号能够反映泥质束缚水的大小,得到的核磁孔隙度特征基本反映了泥质束缚水的大小。当岩石中泥质含量高时,测量的核磁孔隙度较常规孔隙度偏小,其偏差与泥质含量有关,泥质含量越高,绝对偏差越大。随着回波间隔的增加,流体分子的扩散影响变得很明显;随着回波间隔的变短,短弛豫组分增加,说明探测到的泥质束缚水含量增加。     

用核磁共振反演识别流体类型

最新发展的核磁共振测井技术使我们能够采用双等待时间和双回波间隔获得CPMG回波串。由于不同流体的T1弛豫时间和扩散系数不同．所以孔隙介质中不同流体的视T2分布也不同，因此可从视T2的变化来分析流体的类型和特性。本文提出了两种新的核磁共振反演方法．将T2作为回波间隔和等待时间的函数．通过分析不同的T2分布获得流体饱和度。第一种方法是FET(编辑T2分布识别流体类型)法，用一个位移矩阵将每种流体的T2分布与总T2分布连接起来．采用奇异值分解(SVD)或Butler—Reeds—Dawson(BRD)算法使测量的视T2分布和模拟的T2分布之间的差异减至最小，从而得到每一种流体的饱和度及其T2分布。第二种方法称为GIFT(球形反演识别流体类型)法，用一个球形展开矩阵调节T1、T2弛豫和扩散下的磁化强度的变化，将每一种流体的模拟T2分布与CPMG回波串联系起来．通过将模拟回波串与测量回波串间的差异减至最小，得到每一种流体的饱和度及其T2分布。以这些新方法为基础，我们还对每一种流体引入了一个电阻率和核测井导出的加权矩阵，以提高用FET和GIFT反演的精度。用这种加权矩阵把核磁共振、电阻率及核测井分析综合为一种模型，给出了油藏的地层评价的新解法。     

核磁共振测井构建水谱法流体识别技术

基于对现有核磁共振测井流体识别方法局限性的分析,提出了一种核磁共振测井构建水谱流体识别新方法。由于受到流体性质和孔隙结构两个关键因素的影响,目前常用的差谱法和移谱法核磁共振测井流体识别方法流体识别能力受到很大的局限,导致流体识别符合率较低。构建水谱法流体识别技术采用现有核磁共振测井的采集模式,利用长等待时间、短回波间隔模式下测量的T2(横向弛豫时间)谱信息构建完全含水状态下长等待时间、长回波间隔模式下的T2谱,通过对比测量T2谱和构建水谱之间的差异确定储集层的流体类型。通过对南堡凹陷油层、油水同层、水层、气层、低电阻率油层的识别实例,证明该方法消除了孔隙结构导致的流体识别符合率较低问题,提高了核磁共振测井流体识别能力,对于复杂储集层流体性质识别和评价具有广阔应用前景。     

T_2-D二维核磁共振测井评价在气水识别中的初步应用

核磁共振T2谱形态受孔隙流体体积弛豫和扩散弛豫影响,主要依赖于挖掘不同孔隙流体表面弛豫差异信息的差谱法和移谱法判别流体性质,但其方法存在局限。T2-D二维核磁共振利用气水扩散系数存在数量级差异判别孔隙流体性质的方法提高了孔隙流体识别能力。根据MRIL-P型核磁共振测井仪器的采集参数,建立T2-D分布正演模型,发展了一套基于奇异值分解的多组回波串联合反演计算方法。通过对正演模型加入不同程度的随机噪声进行对比研究发现,高信噪比的回波串反演结果能较好地区分储层流体性质。随着信噪比降低,反演得到的T2-D分布指示储层流体性质的灵敏度降低。在信噪比低于3时,反演的T2-D分布很难判别储层流体性质。基于该研究成果,对PL地区PL7井、PL9井须家河组碎屑岩储层MRIL-P型T2-D二维核磁共振测井资料进行了处理分析,得到深度域T2-D分布,较好地指示了储层气水特征,解释结果得到了试油验证。     

核磁共振测井技术在新疆油田的应用

核磁共振测井技术是目前发展较快的一项测井新技术。核磁共振测井在新疆油田的勘探、开发中发挥了重要的作用。核磁共振测井探测对象是储层孔隙中流体的氢核，通过采集自旋回波，可以提供储层的孔隙度、渗透率、束缚水含量等信息。随着勘探程度的深入，对核磁测井技术的要求也越来越高，研究人员迫切需要核磁共振测井技术能够帮助判断储层中的流体性质。根据区块的地层特征，通过采用合适的核磁观测模式探测地层中流体的核磁信息，根据油气水的核磁特性的差异，利用差谱和移谱法达到识别油气的目的。核磁仪器在新疆准噶尔盆地得到了很好的应用。它在低阻油层的识别、油气水界面划分等方面为客户解决了常规测井无法解决的难题，应用效果比较显著。     

有限元仿真分析不同核磁共振测井仪器探头对扩散测量的影响

讨论3家油服公司核磁共振测井仪器中探头的磁场分布和共振区域,重点分析共振区域中磁场梯度的分布情况.通过正演的方法,将梯度分布代入回波计算公式,再将正演生成的回波组以平均梯度代入至变换核反演得到扩散谱.比较不同探头的扩散谱可以发现,梯度分布对扩散谱的形态是有影响的,即梯度分布范围越大,扩散谱分辨率越差.实验室条件下进行流体的扩散实验,证实扩散分析的意义,建议测量扩散系数的核磁共振仪器应具备较窄的梯度分布范围.     

NMR反演法确定流体类型

近来发展的NMR测井技术可以使我们获得多等待时间和多回波间隔的CPMG回波串。因为不同流体的T1弛豫时间和扩散系数不同，视T2谱分布也随孔隙介质中流体类型而变化，因此根据视T2谱的变化来分析流体类型和流体性质成为可能。     

柔性管内衬高密度聚乙烯的气体渗透行为研究

柔性管内衬材料的气体渗透行为对管材的气体输送效率及管材的使用寿命等都具有非常重要的影响,为此,针对目前国内广泛使用的柔性管内衬材料——高密度乙烯(HDPE),使用压差法对其气体渗透行为进行了研究。试验使用的渗透测试气体分别为CO_2及CH_4,测试温度为30~80℃,对不同测试条件下所获得的渗透系数、溶解度系数及扩散系数进行了分析,并使用煤油模拟油气耦合环境,研究了不同环境下HDPE的气体渗透行为。结果表明:(1)不同温度下CO_2和CH_4在HDPE中的气体渗透系数满足阿伦尼乌斯方程,两种气体透过HDPE的表观活化能分别为32.61 kJ/mol及43.84 kJ/mol;(2)随着温度的升高,CO_2的扩散系数变化不明显,溶解度系数逐渐增加;(3)随着温度的升高,CH_4的扩散系数逐渐增加,溶解度系数变化不明显;(4)在模拟油气耦合介质的测试中,煤油起到了溶胀及增塑作用,CH_4在煤油浸泡HDPE中的扩散系数及渗透系数增加。     

基于页岩气多重运移机制的二项式视渗透率公式

针对页岩气视渗透率公式与实验数据吻合性差,不能很好地反映页岩气的黏性流、滑脱流、Knudsen扩散和表面扩散等多重运移机制的问题,运用理论推导结合实验数据分析的方法,得到了基于页岩气多重运移机制的视渗透率与平均压力倒数的二项式公式。该公式考虑了速度梯度随孔壁距离的变化及与压力倒数的平方有关的表面扩散视渗透率。将研究成果应用于页岩气视渗透率测试数据分析,结果表明:速度梯度的变化导致视渗透率与平均压力倒数关系曲线出现负曲率,而表面扩散导致曲线出现正曲率。通过曲线回归,可得到二项式参数a和b计算表面扩散引起的视渗透率和表面扩散系数。研究成果能更有效地解释已有实验数据,对研究页岩气的多重运移机制和分析开发动态具有十分重要的意义。     

C8芳烃异构化催化剂内气相有效扩散系数的计算

针对C₈芳烃异构化反应中二甲苯等6种反应物在催化剂内的扩散过程,建立一种气相有效扩散系数的计算方法。根据此方法计算得到不同反应压力和温度的条件下,C₈芳烃异构化反应体系中6种气相物质在催化剂内扩散的有效扩散系数,验证了方法的可靠性,并讨论了温度和压力对分子扩散系数的影响,结果表明：随着压力增大,气体密度增大,分子间距变小,分子间作用力变大,分子扩散系数减小;而根据分子运动论,随着温度的升高,气体运动速率和扩散速率都会变大,分子扩散系数增大。     

多孔介质内流体扩散系数的计算方法

岩心内流体的扩散系数可由传质扩散方程推出解析解,但其需要实验提供一定数量的质量浓度值(关键的基础参数）。由于常规实验获取到的流体量较少,使扩散系数的计算受到制约。建立了传质扩散的一维数学模型,提出了数值模拟和实验相结合的方法,只需一次测量较多体积的流体的平均质量浓度,通过调整拟合即可求出扩散系数。模拟结果表明,扩散系数受流体质量浓度、类型、流速和岩石渗透率等因素的影响。对于溶液而言,扩散系数在一定范围内的变化对流体质量浓度分布影响很小,故通常可假设扩散系数为常数。     

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��In this paper effects of outer stress on diffusion of H₂ in 14MnMoMb and 16Mn steels with and without copper have been discussed according to experimental results. It has been pointed out that outer stress does not exhibit an obvious effect on diffusion coefficient of H₂ in the elastic strain range. On the other hand, diffusion of H₂ is obviously effected by the plastic deformation. It is also shown that materials heat-treated by unlike methods are clearly different in their permeability of H₂, The diffusion coefficient of H₂ for the tempered steel is higher than that for the untempered steel. The results of electrolytical H₂-charging are nearly the same as those of chemical H₂-charging in H₂S environment.     

An inverse solution methodology for estimating the diffusion coefficient of gases in Athabasca bitumen from pressure-decay data

An inverse solution methodology is developed for the estimation of diffusion coefficient of gases in highly viscous, oil-sands bitumens from isothermal, pressure-decay measurements. The approach involves modeling the rate of change in pressure using the diffusion equation for the liquid phase coupled with a mass balance equation for the gas phase. The inverse solution framework is utilized to arrive at two graphical techniques for estimating the diffusion coefficient. Both techniques involve the determination of the slope of a straight line resulting from plotting the experimental data in accordance with the developed model. An advantage of the proposed techniques is that the diffusion coefficient is estimated directly, i.e. without making it an adjustable parameter. The novelty of the proposed method is in its simplicity as well as its ability to isolate portions of the pressure-decay data affected by experimental fluctuations. The effect of the initial pressure on the predicted diffusion coefficient and pressure-decay profile was also investigated. The diffusion coefficients of CO₂, CH₄, C₂H₆ and N₂ in Athabasca bitumen at 50–90 °C and about 8 MPa were estimated and compared with literature values.     

声波时差资料在天然气综合扩散系数预测中的应用

通过分析地层剖面中砂泥岩天然气扩散系数的影响因素，研究了地层剖面巾砂泥岩天然气扩散系数的变化特征；通过天然气扩散系数与岩石孔隙度之间的关系以及孔隙度与声波时差之间的关系，确立了天然气扩散系数与声波时差之间的关系。在此基础上，根据砂泥岩天然气扩散系数随埋深的变化关系以及砂泥岩在其组合中的相对发育情况，提出了利用声波时差资料研究砂泥岩组合天然气综合扩散系数的方法。将该方法应用于松辽盆地昌德气藏的泉一段和泉二段盖层天然气综合扩散系数的研究中，其结果符合实际地质条件，表明该方法用于研究砂泥岩组合天然气综合扩散系数是可行的。     

天然气扩散量计算方法研究

根据气藏中天然气的扩散原理,分析了扩散参数的可变性,详细讨论了天然气体积分数和扩散系数的确定方法。将天然气扩散模块加入盆地模拟系统,可以动态模拟古扩散参数的演化,恢复天然气扩散史。对松辽盆地侏罗系天然气扩散的模拟计算表明,扩散系数随盖层的地质条件而变化,烃源岩作为盖层时,对天然气的扩散具有显著的封闭作用,可以有效地阻止天然气的扩散,有利于气藏的保存。     

CO_2在原油中的扩散及引起的沥青质沉积

CO2在原油中扩散和溶解,使得原油体积膨胀和黏度降低的同时,原油组分也发生变化,可能引起沥青质等重有机质沉积,伤害储层,因此需全面评价CO2在原油中的扩散和影响因素以及可能引起的沥青质沉积程度。用压力降落法测定了压力和沥青质含量对CO2在原油中的扩散系数和溶解度的影响。结果表明,随着压力增加,CO2在原油中的扩散系数成线性增加,溶解度先增加后降低。随原油沥青质含量的增加,CO2扩散系数降低,溶解度增加。CO2扩散后的原油沥青质含量大幅降低,最高降幅达94.6%,表明CO2在扩散过程中引起了沥青质的沉积。     

强磁场作用下原油降粘及其应用

本文论述高磁能积永磁材料钕铁硼(Nd-Fe-B)出现后,磁技术在石油开采与输送方面的应用。采用内聚式强磁场对原油作磁场处理,其平均降粘率可达40～55%,提高输送能力10%以上,延长采油井清蜡周期10～20倍。作者根据能量转换原理,推导了从强磁场能量到剪切力的转换关系式。认为:在强磁场作用下,原油介质中剪切力的变化,是粘度下降的主要原因。