低場核磁共振技術在常規巖心分析中的應用案例分析

巖心分析是認識油氣層地質特征的必要手段，巖石作為一種多孔介質材料，其內部的孔隙結構、孔內分子的運動狀態、反應過程等現象以及現象之間的相互關系是巖心分析研究的重要課題。近年來，低場核磁共振巖心分析技術已經成為快速測量巖石物性參數的重要手段，其適合于實驗室研究和油田現場應用，受到石油行業的廣泛重視，應用領域日益廣泛。

案例分析

1、孔隙度的測定

當巖樣孔隙內充滿流體時，流體的量等同于孔隙體積，核磁共振技術測得的弛豫時間譜的積分和，代表了地層巖心中的流體含量，因此如果對弛豫時間譜進行適當的刻度，便能得到巖石的核磁孔隙度。

2、含油飽和度的測定

在原始狀態下，測試地層取心巖樣的T2弛豫譜，相應的峰面積對應的是原始含油含水飽和度。將巖心浸入錳離子溶液，抑制水的信號，此時進行T2譜測試得到原始含油飽和度，原始含油含水飽和度減去原始含油飽和度即獲得原始含水飽和度。

3、潤濕性的測定

水滴入強水濕煤粉中測得T2弛豫譜僅存在吸附態水峰與顆粒間水峰，弱水濕煤粉則存在自由態水峰、顆粒間水峰和吸附態水峰。煤粉越水濕，水在煤粉顆粒間擴散越明顯，在顆粒間形成的水膜面積越大，使得顆粒間水峰和自由態水峰弛豫時間越短，隨時間變化向左移動規律越明顯。

4、巖石凍融損傷

經過40 次凍融循環后，花崗巖的T2 譜分布主要表現為3 個峰圖，隨著凍融次數的增加，T2譜形態上發生了左移，即向小孔隙的T2 譜方向偏移。這也說明了在冰的凍脹和融縮作用下，巖石內部產生了新的微孔隙。

圖像中亮色區域為水分子所在區域，周圍黑色區域為底色，圖像色澤越亮，代表此區域水分就越高，說明此區域隙越大隨著凍融次數增加，亮度增加，孔隙度變大。

5、三軸壓縮損傷力學性能研究

隨著軸壓的增大，孔隙度總體呈指數增長趨勢。當軸壓比處于0～70%段時，曲線斜率很小，巖石內部裂隙發育緩慢，損傷增量較小；當軸壓比處于70%～90%段時，曲線斜率明顯增大，孔隙度增量較大且增速越來越快，表明大理巖內部裂隙數量增多，裂紋開度增大，損傷程度加劇，大理巖逐漸由彈性變形向塑性變形轉化；當軸壓比處于90%～100%段時，曲線的斜率急劇增大，孔隙度成倍增加，巖石內部孔隙加速擴展和貫通，損傷急劇增加直至破壞。

6、巖心高溫高壓驅替實驗

紅色代表油的信號，綠色代表水的信號。0PV代表飽和油，然后進行水驅，從左至右，中間部分首先被驅替，端面仍殘留一些油。通過成像觀察，可以看到優勢通道和端面效應。

驅替過程整體信號逐漸變弱，第二層巖心的信號衰減速率大于第三層和第四層，與成像圖相符。一方面可以利用核磁共振測試對樣品內部驅替過程進行評價，另一方面，結合核磁共振成像技術，可對驅替過程巖心內部流體變化情況作直接了解。