新一代多频带磁共振测井仪

本文描述了新一代多频带核磁共振（NMR）测井仪的硬件和操作。在过支，NMR仪器要求测井工程师考虑可能遇到的储层流体的驰豫时间T1。实际上或简单地假设，如果T1时间长，那么测井速度就慢。本文所描述的这种新型仪器克服了这一缺点。其突出特点是9个敏感体平行地被极化，且被快速读出。通过采用新型的探针设计，极化过程被加速了2倍。第一敏感体对结果都有同等的贡献，对快速叠加和快速测井都支持同样的测量结果，并且每一敏感体都可以用来进行单独测量或同时测量。实验室数据和现场测试结果证明了该仪器操作相对简单，测试的数据质量也有所改进。更独特的是在测井速度加快4倍的同时，一次测井可获得确定总也隙度和流体类型的资料。     

新一代多频带核磁共振测井仪

本文描述了新一代多频带核磁共振(NMR)测井仪的硬件和操作。在过去,NMR仪器要求测井工程师考虑可能遇到的储层流体的驰豫时间T_1。实际上或简单地假设,如果T_1时间长,那么测井速度就慢。本文所描述的这种新型仪器克服了这一缺点。其突出特点是9个敏感体平行地被极化,且被快速读出。通过采用新型的探针设计,极化过程被加速了2倍。每一敏感体对结果都有同等的贡献,对快速叠加和快速测井都支持同样的测量结果,并且每一敏感体都可以用来进行单独测量或同时测量。 实验室数据和现场测试结果证明了该仪器操作相对简单,测试的数据质量也有所改进。更独特的是在测井速度加快4倍的同时,一次测井可获得确定总孔隙度和流体类型的资料。     

新一代多频带NMR测井仪

本文叙述新一代核磁共振（NMR）测井仪的硬件和操作。过去，NMR测井需要测井工程师考虑可能遇到的储层流体的T1弛豫时间。事实上，通过简单的假定，长的T1转换为最慢的测速。新一代仪器克服了这一限制。其关键特征是9个灵敏区（探测体积）被平行极化，快速测出一序列读数。新的探测器设计使极化过程加快1倍。每个灵敏区对测量结果贡献相同，能支持条件相同的一些测量进行快速叠加和快速测井，每一个都可用于单侧、联测。为了证明作业相对简单和数据质量有所改进，本文提供了实验室数据和现场测试结果。一般测井速度能提高3倍，仪器一次下井测量能采集总孔隙度和流体类型的数据。     

一种新型核磁共振测井仪多波段发生器

本文叙述了一种新型核磁共振（NMR）测井低度多波段发生器的硬件及操作方法。以前NMR要求测井工程师确定储层流体的弛豫时间T1可能存在的范围。实际的或者是假定的,如果T1值长,测井速度则慢,而这种新型的发生器克服了这个缺点,它的主要特点是9个灵敏体积是并列的,均可被极化,并且可快速有序地读出来。新的探测器设计的时间极化过程提高了2倍。每个体积对对结果的贡献相同,且均支持快速叠加和快速测井,第一个即能单独测井,又能给测井。根据实验资料和现场试验结果来看,其操作相对简单,资料精度也大大提高。特别是测井速度提高了4倍,但确定总孔隙度和流体类型资料要求在单独测井中获得。     

仪器结构和测井速度对NMR测井数据T2的影响

先进的核磁共振(NMR)测井的应用主要取决于整个T2分布谱的俘获和解谱。当存在油气和孔隙较大时，许多主要的T2信息包含在长度超过256ms的T2分量里。遗憾的是，NMR测井仪俘获长T2数据的能力依据仪器结构和测井速度，还有岩石和流体性质。测井速度能够解决信噪比、深度分辨率、NMR实验时间和操作限制之间的矛盾。测井速度与垂直裂缝、垂直求平均值和探测体积之间的关系已众所周知。一般来讲，采用较低测井速度以提高垂直分辨率和改进信噪比。可是，低的测井速度又会明显地增加测井时间(和费用)，并且仪器遇阻风险会更大。人们通常忽略的是仪器结构和测井速度会使仪器在运动时获取的CMPG回波数据失真。Akkurt以前的模拟工作主要针对一种特定的仪器结构。为了能够分析各种仪器几何结构以及仪器几何结构和测井速度对T2数据的影响，我们对Akkurt的工作进行了推广。除了深度分辨率外，仪器运动和仪器结构也会影响数据质量，从而可能会限制解释的精度。对于运动的仪器来说，受CPMG序列起始脉冲和最后脉冲所激励地层的体积并不相同。数据采集中的这种歪扭在模拟中可以用一个附加的不希望有的弛豫项来实现。因为仪器的长度是有限的，如果地层中存在低粘油和气，那么必须进行不完全极化校正。最后，将仪器的运动与静磁场的垂直剖面柏结合可以在回波数据产生速度相关的相角。     

用于测量束缚流体和渗透率的快核磁共振测井

核磁共振测井(NMR)为评价地层提供了特殊而有价值的信息。不足之处是它需要耗费很大的时间来采集数据，要比常规中子密度测井长10倍。为了克服这种缺陷，我们研制出一种特殊的CMR核磁共振组合仪采集系统，它可以提供束缚流体的独特的NMR测量值，并能综合其它测量值一起预测渗透率。这种系统按中子密度测井的测速下井，它比常规的NMR测井快许多倍，而且与这些测井仪组合测井尤为方便，因此，使用快NMR测井可以获得可靠的束缚流体和渗透率数据。录取完整的NMR测量值需要很长的等待时间使所有的地层组分极化，还需要很长的采集时间来测量最长的驰豫时间。然而在大多数情况下，经验表明束缚流体的驰豫时间T2，在砂岩中小于33msec、在碳酸岩中小于100mseec。在快NMR测井中，在测量驰豫时间较长的组分时，如果认可较低的精度就可以采用较短的等待时间。另外，较短的回波间隔和适当的回波数还能减少采集时间，并保证在仪器移动较快的情况下测量值量不会明显地改变。在几口井上同时记录到了全NMR和快NMR测井曲线，以及由快速测井获得的高精度的束缚流体测井曲线。统计对比表明由快NMR测井获得的束缚流体体积的准确度、精度和垂向分辨率与由全NMR测井获得的相接近。正如全NMR测井那样，为了确定粘土束缚水和束缚水的含量可以对束缚水体积做进一步分析。借助于NMR测井，根据NMR孔隙度以及T2的平均值和自由流体体积计算出了渗透率。借助于NMR测井，根据另一条测井曲线，通常是在泥质砂岩中的密度曲线或在气和碳酸岩中的密度——中子交会曲线得出了孔隙度。根据孔隙度和束缚水的不同判断出来自由流体。     

运动中的核磁共振测井

在过去的十年左右的时间里，通过提供总的、自由流体和束缚流体孔隙度以及流体判别能力，NMR电缆测井给岩石物理分析增添了重要的价值。对于NMR随钻仪器MRIL-WD，此类信息在钻井同时或者钻井后很短的时间内就可以获得(Prammer等，2000)。这样，通过提供比原来早得多的NMR结果，在没有下套管的条件下井眼需要保持的时间以及相关的风险都很大程度地被减小。此外，储层特性也在钻头穿过的同时进行测量期间而保持最大程度地没有被破坏。在钻井环境下进行NMR测量的关键是对运动不敏感的NMR测量技术。本文阐述了该仪器的测量模式，同时也介绍了在现场和后期处理、解释过程中的方法以及数学算法。最近在墨西哥湾以及北海地区的MRIL—WD测井有助于含烃储层的描述以及评价。这些实例证实了怎样在钻井的同时获取NMR数据以得到可靠的、高质量的测量结果。     

利用核磁共振技术描述总束缚流体特征的新方法

应用新的核磁共振（ＭＲ）测井仪器测得的束缚流体体积能帮助测井分析确定地层渗透性和含水率。然而，用目前广泛应用的传统的Ｔ２截止值方法来确定束缚水体积（ＢＶＩ），对于某些地层和流体已不适用。本文介绍了描述总束缚流体特征的一种新方法，在这种新方法的基础上，假设每种尺寸的孔隙都有其固有的束缚水饱和度。对不同百分含量毛细管束缚水的岩心，利用核磁共振方法对其进行测量，得到与每种含量相对应的驰豫时间，该弛豫时间     

核磁共振随钻测井仪样机井场测试

1999年夏,核磁共振随钻测井仪样机（MRWD）井'场测试获得成功,该仪器井下累计工作长达130个小时（包括一段恶劣钻井环境）,在数据处理和解释方法上,其硬件设计与核磁共振电缆测井仪（MRIL）兼容,测试对比项目包括常规三组合测井及电缆核磁共振测井,无论是在钻井过程中还是钻后静止或滑动推进,该仪器都进行了测量,比较MRIL和MRWD取得的数据表明：MRWD可以提供无源孔隙度,自由流体体积和渗透率数据,其钻后数据采集模式能替代MRIL测井,本文研究了在随钻测井环境下进行核磁共振数据采集的设计要求,描述了现场测试硬件,分析了井场测试数据。     

用核磁共振测井评价致密气藏：意义与作法

核磁共振（NMR）测井面临的挑战是致密气层的数据采集和解释。致密气层孔隙度低与气体的含氢指数低共同导致信号微弱，使信号靠近核磁共振测井仪器的检测极限。另外，气体的扩散系数高也使信号衰减很快。核磁共振测井的正确解释和随后导出的岩层性质，比如总孔隙度、流体类型、气体与含水饱和度、渗透性趋势，都依赖于对体积流体的核磁共振性质作出的假设，以及它们各自与围岩骨架的相互作用。根据电阻率指数测量值和含气层中的表面张力，普遍认为孔隙系统中气体是典型的非润湿相。因此，在核磁共振测井数据的解释中，地层气体的弛豫时间时常被假定为体积气相的弛豫时间。 我们的测量结果表明，孔隙空间气体的弛豫时间比预期的短得多。这一特性的内容已超出致密气层中核磁共振测井的简单认识。不正确的气体弛豫时间可能导致错误地解释存在于探测地带的流体和气相，并且错误地计算总孔隙度和束缚流体饱和度。 同时，我们的实验已经显示，从常规岩心分析导出的湿润性信息不能充分地代表磁能和熵的非常复杂的转换，熵跨越颗粒表面、束缚水层和体积气相。所以，常规的由核磁共振推导的湿润性不能与所有岩石流体系统直接建立联系。 本文介绍实验室核磁共振测量、岩心分析和测井解释的综合研究结果。含甲烷砂岩和致密岩石样品的核磁共振测量是在油层压力下实施的，以便研究样品的状态性质。 核磁共振测井是在怀俄明州的Pinedale背斜气田进行的。用低频小坡度核磁共振测井仪，依据弛豫时间把气信号从不可动流体区域中区别开来。把地层气的极短的弛豫时间与经过校正的岩心束缚／可动截止值结合起来，显著地改善测井解释。     

MRIL-Prime核磁共振测井仪

MRIL -Prime是Halliburton公司推出的最新一代的核磁共振测井仪器。该仪器吸收了CMR和MRIL -C型仪器的优点 ,改进了其不足 ,采用 5个频带 9个不同的频率 ,一次下井可进行多种模式的测量 ,同时获得标准T2谱、移谱、差谱等信号 ,既提高了测井速度 ,又获得了更多的测井信息 ,同时数据精度也大大提高。文章介绍了该仪器的结构、主要技术指标、电子线路、电容和探头特征、工作原理及实现方法     

快速孔渗核磁共振测井模式设计

为增强现有核磁共振测井仪器的纵向分辨率、提高测井速度,在常规CPMG测量序列的基础上,提出改进型FCPMG序列。对该序列的理论分析和工程软件建模仿真得出,在2 MHz的核磁共振岩心分析系统上进行测试实验,结果与理论仿真完全吻合。首次提出采用该序列高分辨率快速测量孔渗模型。通过饱和水的岩心测试分析,得出孔隙模式下,该测量模式能够快速测量,获得高精度、高纵向分辨率的测量结果。     

用核磁共振测井数据计算组合的T1和T2谱

体积弛豫现象和表面弛豫现象通常被描述为纵驰豫时间（Ｔ１）和横弛豫时间（Ｔ２）。出于两个原因，用目前的核磁共振测井仪器不容易获得Ｔ１信息。首先，Ｔ１测量是时间密集的，会导致测速，其次，仪器运动会破坏在一次Ｔ１测量之内的深度相关性。     

比较测量结果与蒙特卡罗模拟结果，分析两相碳酸盐岩核磁共振扩散耦合效应

核磁共振测井(NMR)是唯一适合评价孔隙大小分布的测井技术。然而，由于它未考虑不同孔隙级别之间的扩散耦合效应，其定量解释在碳酸盐岩中精度较低。此项研究的目的是，用核磁共振测井资料解释的实例，评价扩散耦合效应和温度的相对影响。我们对岩心的核磁共振实验测量结果进行分析，并将测量结果与数字模拟结果作比较。我们使用的数字模拟算法是蒙特卡罗三维随机步进法，这是专门为计算双峰孔隙大小分布情况下的两相流体饱和度而设计的。文中示出的数字模拟结果，该结果再现了在具有双峰孔隙大小分布和两相流体饱和度的碳酸盐岩中采集到核磁共振实验资料。我们推导出一种简单的解释模型，用不同类型孔隙中多相流体之间的交互作用来研究核磁共振耦合效应。该模型最终用于评价扩散耦合的影响。从岩心样本获得的实验数据，用于评价温度对计算可动流体体积的影响，否则，就假设地层T2截止值是一常数。实验数据表明，温度对T2分布、T2截止值和束缚流体体积计算有中等程度的影响。而扩散耦合效应对描述孔隙大小分布的T2分布比确定束缚流体体积的影响要大。     

仪器设计和测井速度对NMP测井数据T2的影响

先进的核磁共振（ＮＭＲ）测井的应用主要取决于整个Ｔ２分布谱的俘获和解谱，当存在油气和孔隙较大时，许多主要的Ｔ２信息包含在长度超过２５６ｍｓ的分量里，遗憾的是，ＮＭＲ测井仪俘获长Ｔ２数据的能力取决于仪器设计和测井速度，还有岩石和流体性质。     

美国墨西哥湾深水欠饱和油砂环境电缆和LWD—NMR的应用

为了描述墨西哥湾深水油田含气层，已用MRIL服务仪器采集磁共振成像井数据。该地区使用常规技术会导致流体类型，含油气饱和度及岩石结构评价的不确定性。本文给出由电缆测井（MRIL－Prime^TM)及随钻测井（MRIL－WD^TM）2种仪器测得的MRIL数据。MRIL处理技术例如时间域分析及差谱法，用于定量求解孔隙流体积与渗透率。自由流体（或Coats-Timur)模型用于所有地层的渗透率计算。此油田孔隙体尺寸和孔喉尺寸之间的紧密相关性使得能把MRIL用于渗透率估算。把MRIL－WD参数和由电缆MRIL仪器测量求得的参数作了比较，说明使用何种方式测井对MRIL结果有影响。为便于处理和解释。其LWD仪器设计成效于NMR电缆测井仪器。     

高分辨率多种探测深度核磁共振评价低电阻率油层

核磁共振测井用于评价低电阻率油藏的潜力已被认识数年了。最普遍使用的典型方法之一是等待时间或者说回波间隔是变化的，解释方法依赖于NMR流体响应，分析局限于单一探测深度。然而越来越多的事实证明，NMR随着其探测深度（DOI）的不同，流体饱和度会有很大的变化，特别是在油基泥浆钻井的井眼中。现今的NMR仪器以多采集体积测量．称之为多探测范围，结合有力的独立反演技术，这些采集数据无需流体响应的知识，就能测定碳氧化合物的量。因为每个探测深度的独立性．能正确地算出侵入效应，从而更精确地得出流体饱和度。论文讨论了在低阻地层新型NMR三种应用方法，并用密度—核磁响应孔隙度（DMRP）来判别气层，估算气体体积。首先是综合流体性质模式测得的分子扩散速度、弛豫时间T1、T2在两种探测深度是相独立的，第二种方法是用高分辨率NMR测量模式探测薄层，高分辨模式也可借助于两种探测深度并用不同的极化时间来探测轻烃，第三种方法用密度—NMR孔隙度估算孔隙体积和被冲洗地层的含气饱和度，并举出了一些实例显示出在含气泥质砂岩地层应用中所具有的价值。     

NMR电缆测井和随钻测井技术发展的一个新方向

目前所有的NMR电缆测井仪都测量信号衰减时间，用本专业的话说，就是测T2。基于实用的原因，T2测井一直是本行业的标准，但从物理学角度看，包含在T2曲线中的信息却不如T1数据。自旋弛豫时间T1包含且只包含液-固表面弛豫和体-液弛豫的信息，T1既不受岩石内部磁场梯度的影响，又不受流体扩散率差异的影响，仪器测量过程中的人为因素对T1结果的影响远小于对T2结果的影响，三方面的新进展已增强了T1测井的价值。（1）MRI-LWD仪器用T1信息将该物理测量中的钻铤移动的影响分离；（2）NMR流体分析仪可确定流动的储层流体的粘度，（3）可用一种新的脉冲序列来恢复流体扩散率信号，不必求助T2测量。在MRI-LWD仪器的商业化阶段，在LWD作业之后，采集了几次MRIL电测井资料，这就提供了电缆式和LWD式T1和T2储层测量的绝好时机，比较结果表明，T1测量是满足LWD要求的一种有效的，实用的解决方案，将不依赖于移动的优点与低能耗，实时的密集数据组结合起来，T1和T2曲线的比较显示，T1给出等效的在某些情况下甚至更好的地层评价答案，尽管其较分散特征。本文详细描述人们在T1及其性质方面所进行的早期工作，强调T1测量对场强度和场梯度的相对不敏感性，在复杂孔隙系统中这相对于T2来说明显是一个优点，实例表明，NMR电缆测井T1和LWDT1数据都受益于解决由高的表面弛豫和小的孔隙体积所产生的不确定性的能力，这些不确定性不同比例地影响T2测量结果。三方面的新进展已增强了T1测井的价值。（1）MRI－LWD仪器用T1信息将该物理测量中的钻铤移动的影响分离；（2）NMR流体分析仪可确定流动的储层流体的粘度；（3）可用一种新的脉冲序列来恢复流体扩散率信号，不必求助T2测量。在MRI－LWD仪器的商业化阶段，在LWD作业之后。采集了几次MRIL电测井资料，这就提供了电缆式和LWD式T1和T2储层测量的绝好时机，比较结果表明，T1测量是满足LWD要求的一种有效的，实用的解决方案，将不依赖于移动的优点与低能耗，实时的密集数据组结合起来，T1和T2曲线的比较显示，T1给出等效的在某些情况下甚至更好的地地层评价答案，尽管其较分散特征。本文详细描述人们在T1及其性质方面所进行的早期工作，强调T1测量对场强度和场梯度的相对不敏感性，在复杂孔隙系统中这相对于T2来说明显是一个优点，实例表明，NMR电缆测井T1和LWDT1数据都受益于解决由高的表面弛豫和小的孔隙体积所产生的不确定性的能力，这些不确定性不同比例地影响T2测量结果。     

用新一代NMR测井评价刚果重油储层

“湖（Lake）”油田位于刚果盆地，有从阿尔必阶[K1]到森诺曼阶[K2]年代的若干油层，岩性为碳酸盐岩和砂岩的混合体。R1储集层是本项研究的主要对象，是三角洲沉积和临滨沉积之间过渡的滨海储层。在具体投入油田开发之前，希望获得全部潜在数据，以便认识R1储层流体特性和流体界面．减少石油粘度测量的不确定性。从相同地层的其他储层进行外推表明，R1储层原油是粘度为几百厘泊的绸油。在三口井的钻孔期间，各井测量了压力，并取了岩性样品，包括在第一口井取岩心，在第2口井使用核磁共振测井仪器进行测量。 本项研究中，我们使用连续流体评价测井的核磁共振测井资料，包括同时获得的T2、T1和扩散D谱。为了克服周围井眼的影响并监视侵入影响，核磁共振仪器在地层内1．5英寸、2．7英寸、和4英寸深度处采集数据。使用标准的岩石物性分析方法评估了井1的岩心，用热力学方法对全部3口井的样品都进行了研究，目的是比较和确认井2的核磁共振测井资料。初始研究结果表明，可以单独根据核磁共振测井数据决定油水界面。用多个探测深度的NMR资料可以识别渗透率变化的不同区域，不同的渗透率对应于不同的地质单元，这样排除了单一探测深度测井曲线解释存在的不确定性。首先使用的是常规的粘度一弛豫转换关系，由驰豫谱估计油的粘度。由于沥青的阻尼时间快，核磁共振仪器不能探测到含有沥青的绸油。这部分信息用一种新技术小心地恢复，该技术假设束缚水体积是已知的，并且是用核磁共振仪器可测量到的。 因为精确的短T2测量对确定绸油粘稠很重要，所以需要新的NMR多脉冲反演技术。基本上．可用浅NMR测井曲线的束缚液体数据补充深探测的核磁共振测井数据。困难在于核磁共振数据的综合转换，这类仪器有多个磁场梯度，后者导致仪器有多重探测深度。 本研究有助于我们1）提高作业效率，避免不成功的采样，2）如有可能，建立R1储藏专门的弛豫一粘度转换关系，3）更确定地描绘流体接触面，4）减少储层流体特征描述的不确定性，5）作出今后开发这些复杂油藏的决策。     

核磁共振测井新技术

测量技术的先进成果结合改进的处理技术为核磁共振(NMR)测井的应用开辟了新的领域。新型NMR仪器不仅能够提供常规NMR测量信息,而且还可对流体特性进行描述。分析人员可以利用这些NMR数据对复杂地层环境下的流体类型、过渡带和生产潜力进行识别。将这些信息纳入多维可视化图后,测井分析人员可以获得更详细的地下流体物性信息。