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利用核磁共振技术评价岩石储集物性的实验研究 王忠东 王 东 汪 浩 （辽河石油勘探局测井公司 辽宁·盘锦 124011） 摘要：在实验室条件下利用MARAN Ultrs-2S2型低场核磁共振岩心分析仪以及自行研制开发的CoreMR岩心核磁共振解释分析软件对辽河油田各类岩性的大量岩心开展了岩心核磁孔隙度、渗透率、束缚流体饱和度实验研究，总结建立了辽河油田岩石核磁孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等的储层参数的解释模型。实验研究了顺磁离子对岩石核磁响应的影响，对比了岩屑与完整岩心的核磁响应，表明利用岩屑也可以实现岩石孔渗参数的测量。 关键词：岩心实验研究、核磁共振、储层参数、影响。 室内2MHz低场岩石核磁共振实验测量原理与响应特征与现场核磁共振测井基本相同或相近，因此开展低场条件下的岩石核磁共振实验研究对提高核磁测井应用效果具有重要意义。本文在MARAN Ultra—2S2型低场核磁共振实验分析仪上对辽河油田各类岩性的大量岩心利用自行开发的岩心核磁实验解释分析软件CoreMR开展了各种项目的实验分析研究，发现、总结了一些对提高核磁测井解释评价储层性质的效果具有指导意义的规律、经验，提高了核磁测井应用效果。 岩石核磁孔隙度测量及其影响因素 分别采用0.35、0.6、0.9、1.2ms四种常用的回波间隔测量了各种碎屑岩岩心的核磁共振孔隙度，并与岩心气测孔隙度进行了对比，如图1—1所示。实验表明，岩石核磁孔隙度受多种因素影响，其中回波间隔的选择至关重要。对大量泥岩的实验测量表明，粘土泥质束缚水的T2弛豫时间很短，通常在2ms以下，因此在保证岩石流体充分极化的前提下，岩石核磁孔隙度随着回波间隔的增大而减小，其减小的程度与岩石粘土泥质含量的多少有关；粘土泥质含量越高，核磁孔隙度减小的程度越大；粘土泥质含量越低，所测量的核磁孔隙度越接近岩石的气测总孔隙度。实验表明，在回波间隔为0.35ms时，测量的核磁孔隙度为岩石的真实孔隙度，二者相关系数高达0.96，平均误差仅为0.53个孔隙度，随着所选回波间隔的增大所测核磁孔隙度与岩心真实孔隙度的偏差也随着增大，这主要是由于回波间隔增大，核磁测量探测不到岩石中衰减较快的粘土泥质吸附束缚水信号的缘故。因此在核磁测井中，核磁测井孔隙度与地层真实孔隙度的偏差与地层粘土泥质含量有关，地层孔隙度的测量选择回波间隔越小越好，对于最小回波间隔为0.6ms的MRIL—P型核磁测井孔隙度，在地层粘土含量低到中等条件下，基本能够反映地层的真实总孔隙度。利用核磁测量可以划分岩石中不同类型的孔隙度，如总孔隙度、粘土孔隙度、毛管束缚水孔隙度、有效孔隙度等等。除了上述影响因素外，岩石中顺磁离子的含量较高时也会降低所测量的核磁孔隙度。 核磁测井渗透率解释模型 岩石对流体的渗流能力主要受岩石孔隙结构的控制，岩石的核磁共振T2响应可以提供岩石孔径分布等岩石孔隙结构信息，因此通过实验建立一些经验性的模型公式，可以用核磁共振技术来确定岩石的渗透率。我们通过大量岩心实验建立了三种核磁渗透率解释模型并对比了其效果，包括T2几何均值模型、coates模型以及回波串幅度和模型。 T2几何均值模型 coates模型 回波串幅度和模型 图2—1将三种模型计算的核磁渗透率与岩心的气测渗透率进行了对比，表明三种模型计算的核磁渗透率都有较高的精度，其中基于回波幅度和的渗透率模型不需要进行T2谱反演计算，有更高的计算精度，在测井中具有相对更高的信噪比和垂向分辨率。 岩石可动、束缚流体划分及其与T2截止值、T2几何均值的关系 岩石束缚流体饱和度是评价岩石储集物性的一个重要参数，核磁测井中目前常采用T2截止值来划分岩石中的可动流体与束缚流体。在实验室中，通过分别测量、比较完全饱和流体的岩样的T2弛豫谱以及岩样高速离心后的T2弛豫谱来确定每一块岩样的可动、束缚流体T2截止值，取所有岩样T2截止值的平均值作为该地区核磁测井解释的束缚流体T2截止值标准。实验发现对不同的岩样有不同的束缚流体T2截止值，T2截止值还与岩石的泥质含量有关，岩石泥质含量增高，其T2截止值有减小的趋势。而对一个地区，用一个固定的T2截止值划分的岩石的束缚流体体积与岩石的实际毛管束缚流体体积存在较大的误差。大量的岩心实验还发现确定岩石束缚流体体积所用的T2截止值与岩石T2谱几何均值有良好的相关关系，如图3—1所示。建立岩石束缚流体T2截止值（T2cut）与T2几何均值（T2gm）的相关关系，可以实现自动地确定岩石的T2截止值，从而实现岩石可动流体与束缚流体的快速划分，岩心实验表明这种方法计算的岩样束缚流体饱和度的精度往往高于取固定T2截止值计算的岩样的束缚流体饱和度的精度。 由岩石的T2gm自动计算T2cut的模型为