核磁共振技术在石油分析和探测中的应用

论文摘要

石油组分及其结构的分析和研究,对于石油工业的发展具有重要的意义。原油的物理、化学性质主要取决于其成份中烃的类型和含量。当不能精确地描述原油的各组成成份时,可用“平均结构信息”来评估原油的总体特性。用NMR方法对石油这类复杂的天然混合流体进行分析时,常规的13C NMR谱存在严重的重叠,我们成功地利用异核二维J-分解谱（HET-JRES）方法解决了这一问题。二维J-分解谱能根据官能团的化学位移和耦合常数将CHn组分置于二维空间的不同区域,非常容易地将一维谱中重叠峰的C、CH、CH2和CH3区分开来;二维J-分解谱积分得到的各组分的值与样品中组分的含量有良好的线性关系,且各组分的含量与原油的密度和粘度之间的关系可以用线性关系来描述;由J-分解谱得到的各组分的含量,经多元线性回归可得用NMR方法求取石油相关物性参数（密度和粘度）的预测方程,其相关系数均大于94%。因此,HET-JRES方法可以作为一种替代方法用来预测原油的这些特性。该方法应用到实际石油样品,取得了良好的效果,从而验证了该方法在现场应用的可行性。核磁共振测井技术是当今测井技术的重大进步之一,它通过测量储层中1H的弛豫特性实现对储层地质特性的评价。为了提高核磁测井的地质应用,必须通过岩石核磁共振实验测量,研究储层岩石核磁共振机理、核磁弛豫特性与地质参数的相互关系和测井解释模型。通过岩心分析对核磁测井参数进行优选,主要对储层岩石优选出最佳测量参数及其适用的饱和流体类型,从而为实际测量的参数提供了实验基础。研究了岩石核磁参数与储层物性参数的关系,分析并完善了用核磁测量结果求储层油藏参数（孔隙度、渗透率）的分析计算模型。根据计算模型,由NMR T2谱求得的孔隙度、渗透率和束缚水饱和度,与常规分析结果有良好的一致关系。介绍了利用NMR T2弛豫数据可求取岩心物性参数――渗透率的方法。对比分析了国外原有三种由T2弛豫数据计算渗透率的模型（SDR,Coates-cutoff和Coates-sbvi）的应用效果和存在的问题。其中SDR模型对岩心孔隙中流体的类型很灵敏,比较适合于水基泥浆地层。Coates-cutoff和Coates-sbvi模型受可动和不可

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 第一节 核磁共振及其发展
• 第二节 核磁弛豫特性
• 第三节 二维J-分解谱技术
• 第四节 低场条件下NMR在石油勘探开发中的应用
• 第五节 本论文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 石油组分的NMR定量分析
• 第一节 引言
• 第二节 理论基础
• 第三节 实验模拟
• 第四节 实验测量
• 第五节 实验结果与讨论
• 第六节 结论
• 参考文献
• 第三章 岩心的核磁共振弛豫特性与应用
• 第一节 岩心实验测量方法
• 第二节 由岩心NMR数据计算孔隙度、束缚水饱和度
• 第三节 NMR渗透率模型
• 第四节 SDR-REV渗透率模型用于特殊岩心的分析
• 第五节 小结
• 参考文献
• 第四章 核磁测井解释系统研究及应用
• 第一节 核磁测井的发展和研究背景
• 第二节 核磁测井数据处理方法
• 第三节 测井资料分析处理软件NLIS
• 第四节 核磁测井解释软件系统的现场应用
• 第五节 小结
• 参考文献
• 第五章 总结
• 附: 博士在读期间发表的论文
• 致谢