核心分析中的NMR核磁共振

众所周知的事实是，核磁共振（NMR）通常用于井测量测量和常规实验室核心分析。然而，许多人不了解NMR背后的原则及其对核心分析师的优势。通常用于确定孔隙率和孔径分布，但重要的是要注意，NMR还可以测量流体迁移率参数，例如结合体积不可缩续（BVI），游离流体指数（FFI），粘土结合水（CBW）和有效孔隙率。

核磁共振还可以方便有效地测量渗透率、毛管压力以及油/水、气/水含量。这些参数的测量采用综合软件，具有较高的精度，用户友好，易于操作的初学者在核磁共振。下面给出的技术细节是为了向不太熟悉NMR的岩石物理学家和岩心分析人员介绍NMR。

技术背景

当样品放置在磁场中并用快速射频（RF）激活时，从诸如盐水或油的液体产生NMR信号。在脉冲之后立即形成NMR信号，然后用特征衰减速率或称为T的弛豫时间脱离₂．脉冲后立即的信号幅度表示存在的流体总量。T.₂信号提供有关液体物理环境的重要信息。

在填充单个流体的孔中，有两个关键部件到NMR信号，从流体远离孔壁的流体产生一个信号，并且另一个信号靠近孔壁。远离孔壁的流体中的NMR信号的性质与具有相对长的弛豫时间的散装流体的性质类似，而靠近孔壁的流体经历过吸附和解吸的过程，其具有毛孔壁的孔隙壁具有大幅减少的效果他们的NMR弛豫时间。

在大孔隙中，主要的效应来自于体积流体，因此大孔隙的核磁共振弛豫时间更长。在较小的孔隙中，表层体积比高得多，因此靠近孔壁的流体控制着核磁共振信号，较小的孔隙中核磁共振弛豫时间总体较短。这个过程如下图所示。

大毛孔中的液体长t₂衰变时间，就像散装液体

来自更小孔隙中的流体的信号被表面相互作用所改变

当然，实际上从单个孔隙中进行核磁共振测量是不可行的。整个岩心必须一次性测量，因此得到的核磁共振信号是岩心中所有不同孔径核磁共振信号的合成。

数学程序-反演

反演是一种数学过程，涉及到处理复合核磁共振信号，并将其分离成其组成部分。对于岩心中每一个不同的孔隙大小，都有一个T₂组件。实际上，分析被限制在最大约256个个体T₂组件。一个T₂该分布显示了个体T的相对种群₂衰减时间从核心构成复合NMR信号。自太久₂s来自于大的毛孔和短的T₂来自小毛孔的T₂分布也可以看作是岩心孔径分布的一种模型。

有用的测量-孔隙度，BVI, FFI, CBW和渗透率

在从NMR数据获得基本孔径分布后，方便且迅速推断出多种有用的岩石物理参数。总孔隙率是与来自已知参考的信号相比的曲线下的所有T2的积分。

如果核心被离心，核磁共振测量重复，第二个数据集的积分是不可约流体(BVI)，而两者之间的差异是自由流体指数(FFI)。

需要注意的是，饱和T下的面积₂分布曲线是总孔隙度的一种度量，它受曲线形状的影响。T₂曲线不代表所有t₂如果样品中存在S，则会出现某些孔隙信号缺失，导致孔隙率漏报。如果所使用的仪器不能检测短T，这是可能的₂来自小孔隙的信号，这将导致小孔隙不被考虑。所使用的仪器必须能够使用短时间回波(TE)值进行持续测量。

这种效果如下图所示，其中显示了三个T₂与T_E.=绿色为100μs，红色为200μs，蓝色为600μs。

绿色分销线在t_E.= 100 =100μs和红色分配线_E.= T越短，200 μs越详细₂值或比T处蓝色分布线更小的孔隙_E.=600μs。记录为绿色分布的总积分信号对应于更高的孔隙率值相当高。结果显示在下表中。

样本	TE(μs)	收购时间（分钟）	扫描的数量	信噪比	核磁共振孔隙度(毫升)
1-4R	One hundred.	2	80	220.18	4.248
	200	5.5	224	203.06	2.175
	600	21.5.	864	200.16	1.151

通常假定所有T₂2.5 ms或更低的孔隙率来自粘土结合水，它们被单独集成来报告CBW，从而得到有效孔隙率。渗透率可以通过Schlumberger或Coates模型从松弛数据中确定。每台GeoSpec2仪器都集成了LithoMetrix软件，能够准确、快速地进行测量。当将脉冲场梯度(pfg)添加到核磁共振仪中时，可以测量岩芯样品中流体的流动、分布或扩散。

其他测量包括以下内容：

• 毛细管压力
• 孔喉分布
• 润湿性
• 流体打字

毛细管压力

现在可以在几小时或数天内使用更多数周至数月的毛细管压力的测量，并且具有更多的数据点。Geospec仪器拥有一项GIT-CAP专利技术，该技术结合了一维分析和常规离心方法，沿岩心轴线以一维记录核磁共振信号。该方法包括饱和岩心，并通过核磁共振仪获得一维剖面测量。如下图所示，沿岩心长度可以看到几乎均匀的流体分布。

然后在标准离心机中旋转岩心，使流体能够向岩心外端移动，并获得另一个具有30 - 40个点的一维剖面。

在另一个离心转速下重复这个过程，然后对数据进行分析。毛细压力的计算是基于离心转速和饱和曲线变化的知识。

需要牢记许多因素，如下所示：

• 它可以比传统方法测量4倍多的样品，因为与以前的8个离心机速度相比，只需要2个离心机速度
• 对于每个饱和剖面，与常规的一个旋转速度相比，可以得到大约30 ~ 40个数据点
• 使用了标准离心机，没有液体收集测量或频闪仪。

一次排水、自吸、二次排水毛管压力曲线

孔喉分布与润湿性

在得到孔隙度曲线后，利用Washburn方程确定了孔喉分布。NMR Pc测量生成的自吸和二次排水曲线可以预测USBM的润湿性。计算结果被输入到软件中，并作为核磁共振Pc数据的一个自然结果。另外一个优点是，核磁共振测量是无损的，可以利用储层润湿性和流体。

从PC数据获得的孔喉部分布

流体类型

这GeoSpec2装有脉冲场梯度（PFG）的仪器可以执行依赖于核心样品内流体的流动，扩散或分布的测量。其中一个应用是为了流体打字。

不同的液体如部分结合的水和重油可能具有相似的t₂值，但扩散特性不同，因此扩散数据和T₂需要收集以准确分离流体类型。使用具有PFG配件的Git系统软件，可以使用这些测量。

结论

目前，核磁共振是一种成熟的岩心分析工具，能够在单一仪器上进行各种岩心测量，从孔隙大小分布到毛细管压力GeoSpec2．日立高科技分析科学与绿色成像技术公司合作，建立了一个集成的欧洲杯线上买球硬件和软件解决方案，这样就可以轻松地进行广泛的测量，而不需要核磁共振的专业知识。

此信息已采购，从牛津仪器磁共振提供的材料进行审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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