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油层物理研究性学习报告 致密岩心中可流动体百分数的方法研究 指导教师： 李爱芬 学 生： 察鲁明 摘要 低渗透油田是指 HYPERLINK /view/1064991.htm \t _blank 油层储层 HYPERLINK /view/1040989.htm \t _blank 渗透率低、 HYPERLINK /view/296849.htm \t _blank 丰度低、单井 HYPERLINK /view/635812.htm \t _blank 产能低的 HYPERLINK /view/44153.htm \t _blank 油田。随着建设时间的延长，低渗透油田普遍出现原油产量下降，综合含水上升，地面系统布局不合理、负荷不平衡、设施腐蚀老化等问题，需更新的站、所，设备设施、管线数量日益增多，导致生产运行费用、维修维护费用和管理费用逐年增高，不仅影响了油田的安全生产，同时影响了油田开发的经济效益。 研究意义 近年来，我国新探明大量低渗透油气储量，因此如何经济有效地开发低渗透油气资源对石油工业乃至整个国民经济的发展均具有重要意义。由于低渗透储层地质条件差，孔隙极其微小，很大一部分流体在渗流过程中被毛管力和粘带力所束缚不能参与流动，只有能够参与流动的流体才是真正具有开采价值的可动资源量，因此低渗透油田开发首先应做好开发潜力评价工作。目前，低渗透油田开发潜力高低评价通常还是借用中、高渗油田的评价方法，即以储层厚度、储层连续性和分布稳定性、储层孔隙度和渗透率数据等作为评价标准，没有考虑可动流体因素，我国多个低渗透油田现场实际开发效果和经济教训表明，这样做是不充分的，不能够对低渗透油田的开发潜力高低作出准确评价。核磁共振技术是近年来兴起的一项可用于可动流体评价的高新技术，本文采用该项技术对低渗透油田开发潜力评价及可动流体影响因素等重要问题进行了研究。 研究方法 主要是通过可磁共振的方法进行致密岩心中的可流动流体的准确的测量。具体的可磁共振的方法是。核磁共振用NMR(Nuclear Magnetic Resonance)为代号。原子核的每一种取向都代表了核在该磁场中的一种能量状态，其能量可以从下式求出：它们之间的能量差为△E。一个核要从低能态跃迁到高能态，必须吸收△E的能量。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。这种现象称为核磁共振，简称NMR。 当含油(或水)样品处于均匀静磁场中时，流体中所含的氢核1H就会被磁场极化，宏观上表现出一个磁化矢量。此时对样品施加一定频率(拉莫频率)的射频场就会产生核磁共振，随后撤掉射频场，可接收到一个幅度随着时间以指数函数衰减的信号，可用两个参数描述该信号衰减的快慢:纵向驰豫时间T1，和横向驰豫时T2。在岩石核磁共振测量中，一般采用T2测量法。根据核磁共振理论分析，T1和T2均反映岩石孔隙比表度的大小，即: 式中T1为单个孔隙内流体的核磁共振的驰豫时间; 为岩石表面驰豫强度常数; 为单个孔隙的比表面积 在获取T2衰减叠加曲线后，采用数学反演技术可以计算出不同驰豫时间(T2)的流体所占的份额，即所谓的T2驰豫时间谱(T2谱)。T2谱实际上代表了岩石内的孔隙半径分布情况。从油层物理学中可知，当孔隙半径小到某一程度后，孔隙中的流体将被毛管力或粘滞力所束缚而无法流动。因此在T:谱上就存在一个界限，当孔隙流体的T:驰豫时间大于某一值时，流体为可动流体，反之为不可动流体，这个T:驰豫时恒 界限，常被称为可动流体T:截止值。综上所述，利用核磁共振技术可以快速、无损、准确地测定岩样中的可动f 体量。 1H核可以通过非辐射的方式从高能态转变为低能态，这种过程称为弛豫（relaxation），正是 因为各种机制的弛豫，使得在正常测试情况下不会出现饱和现象。弛豫的方式有两种，处于高能态的核通过交替磁场将能量转移给周围的分子，即体系往环境释放能量，本身返回低能态，这个 过程称为自旋晶格弛豫。其速率用1/T1表示，T1称为自旋晶格弛豫时间。自旋晶格弛豫降低了磁性核的总体能量，又称为纵向弛豫。两个处在一定距离内，进动频率相同、进动取向不同的 核互相作用，交换能量，改变进动方向的过程称为自旋-自旋弛豫。其速率用1/T2表示，T2称为自旋-自旋弛豫时间。自旋-自旋弛豫未降低磁性核的总体能量，又称为横向弛豫。 塞曼效应是物理学史上一个著名的实验。荷兰物理学家塞曼在1896年发现把产生光谱的光源置于足够强的磁场中，磁场作用于发光体使光谱发生变化，一条谱线即会分裂成几条偏振化的谱线