蘇州紐邁分析儀器股份有限公司

低磁場(chǎng)核磁共振分析是快速測(cè)量巖石物性參數(shù)的一種很好的技術(shù)。該技術(shù)利用油和水中的氫原子核在磁場(chǎng)中受電磁波激勵(lì)而發(fā)生共振，通過測(cè)量受激發(fā)的氫核在弛豫過程中所產(chǎn)生的信號(hào)來探測(cè)油、水及其分布，并計(jì)算出巖石物性參數(shù)。在石油巖心分析中，具有無損檢測(cè)、一機(jī)多參數(shù)、一樣多參數(shù)、檢測(cè)迅速、無污染等特點(diǎn)，適合于油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，是巖石物性參數(shù)的新型分析方法之一，受到石油界的廣泛重視，應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)展。

一、國外發(fā)展?fàn)顩r

核磁共振（NMR）這一物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)已有五十余年的歷史，分別由哈佛大學(xué)的Purcell和斯坦福大學(xué)的Bloch于1946年各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)。前人大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)現(xiàn)，流體的核磁共振馳豫時(shí)間與其環(huán)境的孔隙大小有關(guān)，1966年Seevers研究得到核磁共振馳豫時(shí)間與巖石滲透率具有相關(guān)性，后來又有國外科研人員提出自由流體指數(shù)概念以及用核磁共振技術(shù)測(cè)量砂巖孔隙度、滲透率和自由流體指數(shù)等參數(shù)的新方法，1979年提出了巖石多孔介質(zhì)的核磁共振馳豫理論，20世紀(jì)90年代以后，R.L.Kleinberg對(duì)含氫指數(shù)（HI）、弛豫時(shí)間（T1、T2）、以及擴(kuò)散系數(shù)（D）等核磁共振馳豫特征進(jìn)行了研究，之后技術(shù)人員又解決了地層孔徑分布、毛管壓力曲線問題，并獲得從核磁共振數(shù)據(jù)中計(jì)算可動(dòng)流體的方法，令核磁共振技術(shù)越來越完善。1990年美國NUMARGS公司的MRIL—B型核磁共振成像測(cè)井儀投入使用，斯倫貝謝(Schlumberger)公司推出了CMR、TCMR、CMR200型號(hào)的測(cè)井儀，1998年又推出第四代CMR—Plus核磁共振測(cè)井儀；阿特拉斯(Atlas)公司先后推出MRIL—A/B、MRIL—C和MRIL—C/TP測(cè)井儀；哈里伯頓（Halliburton）公司也于1998年推出第四代商業(yè)產(chǎn)品MRIL—Prime測(cè)井儀，眾多的新型產(chǎn)品使測(cè)速和精度得到提高，獲得的儲(chǔ)層物性參數(shù)增加，更加適合于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)井和應(yīng)用，使核磁共振技術(shù)在石油工業(yè)獲得巨大發(fā)展。

二、國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

我國的企業(yè)和科研單位也先后進(jìn)行了大量的核磁共振技術(shù)研究工作，分為兩條主線在開展研究和應(yīng)用推廣。

第一條主線以原中國石油天然氣總公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院和中國科學(xué)院聯(lián)合組建的專門研究單位—核磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為先驅(qū)，于1991年引進(jìn)了國內(nèi)第一臺(tái)國際上先進(jìn)的超導(dǎo)核磁共振成像儀，開展了大量的石油巖心分析和石油滲流力學(xué)等應(yīng)用研究和專門的儀器制造研究工作，于1997年研制開發(fā)出一套我國具有先進(jìn)水平的低磁場(chǎng)核磁共振巖心分析系統(tǒng)，根據(jù)我國油田儲(chǔ)層巖性復(fù)雜、非均質(zhì)性嚴(yán)重等特點(diǎn)，開發(fā)出了多種適合巖心分析的脈沖序列和多弛豫反演技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了孔隙度、滲透率等巖石物性參數(shù)的快速無損檢測(cè)。在國際上率先實(shí)現(xiàn)了全直徑巖心的低磁場(chǎng)核磁共振檢測(cè)，創(chuàng)造了一種評(píng)價(jià)低滲透油田可采儲(chǔ)量的新方法。1998年研制出了第一套基于微機(jī)的核磁共振測(cè)井精細(xì)解釋軟件，先后還開展了確定可動(dòng)流體截止值、滲透率解釋模型等應(yīng)用基礎(chǔ)研究和定標(biāo)工作。為大慶、勝利、新疆、青海等近十個(gè)國內(nèi)大中型油氣田應(yīng)用核磁共振技術(shù)，解決了油田生產(chǎn)的疑難問題，獲得了良好的技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)綜合效益，眾多的研究工作對(duì)我國開展核磁共振技術(shù)工作起到了重要的指導(dǎo)作用，鍛煉和培養(yǎng)出了我國核磁共振技術(shù)方面的專業(yè)技術(shù)人才。

第二條主線是基于教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室五十多年的積累，上海紐邁電子科技有限公司不斷跟蹤先進(jìn)技術(shù)，厚積薄發(fā)，近幾年開發(fā)成功了核磁共振巖芯分析儀、核磁共振巖芯成像儀、在線核磁共振油水分析儀等設(shè)備，產(chǎn)品已經(jīng)銷售至上海神開石油工程股份公司、中國海洋石油服務(wù)公司、中國石油大學(xué)（北京）等單位，取得了良好的反響。

三、低磁場(chǎng)核磁共振分析技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域

1．巖屑錄井分析：利用核磁共振技術(shù)對(duì)鉆井巖屑分析，可獲知儲(chǔ)層滲透率、孔隙度、孔徑分布及可動(dòng)流體等油層物性參數(shù)。減少取心量，增加并實(shí)時(shí)獲取油藏地質(zhì)信息，指導(dǎo)勘探生產(chǎn)。

2．井壁取心分析：快速、無損檢測(cè)井壁上所取的巖心，提供可動(dòng)水含量，確定油層產(chǎn)油、產(chǎn)水情況，為油田開發(fā)、調(diào)整提供依據(jù)。

3．核磁測(cè)井刻度定標(biāo)：可提高核磁測(cè)井解釋精度。

4．含油飽和度分析：快速測(cè)試，減少污染。

5．開發(fā)實(shí)驗(yàn)滲流機(jī)理分析：動(dòng)態(tài)、及時(shí)獲取實(shí)驗(yàn)過程中油、水飽和度及含油孔隙變化情況。

6．油田可采儲(chǔ)量計(jì)算：利用其可動(dòng)流體及可動(dòng)油測(cè)量等技術(shù)，計(jì)算可采儲(chǔ)量，為油田開發(fā)提供依據(jù)。

7．油藏改造前期評(píng)價(jià)：根據(jù)測(cè)得的可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)、孔徑分布、滲透率等儲(chǔ)層物性參數(shù)，指導(dǎo)措施施工有利層位的選擇，建立新型油藏改造前期評(píng)價(jià)方法。

低磁場(chǎng)核磁共振在石油工業(yè)作為一種新興的技術(shù)，在快速獲取巖石物性參數(shù)方面已獲得了長足的進(jìn)展，并在石油勘探和開發(fā)的其它領(lǐng)域，正在進(jìn)行大量的應(yīng)用研究工作。在青海獅子溝油田，采用自行研制的核磁共振精細(xì)解釋軟件，證實(shí)了該油田部分儲(chǔ)層巖石基質(zhì)具有供油能力，找到了十一個(gè)有利層段，為該油田儲(chǔ)量評(píng)價(jià)和開發(fā)決策的制訂，提供了重要的依據(jù)；新疆的小拐油田，油層厚達(dá)70米，投入開發(fā)后，大部分油井經(jīng)壓裂酸化后仍不出油，傳統(tǒng)的巖心分析手段不能給出合理的解釋，采用低磁場(chǎng)核磁共振技術(shù)中的可動(dòng)流體測(cè)試技術(shù)，證實(shí)該油田儲(chǔ)層基質(zhì)不具備工業(yè)油流能力，為該油田開發(fā)決策調(diào)整提供了依據(jù)；針對(duì)大慶的頭臺(tái)油田，由于部分區(qū)塊注采比高、開發(fā)效果差，油水井排距大，壓力傳導(dǎo)慢，油井受效程度不佳，對(duì)可動(dòng)資源認(rèn)識(shí)不清，利用核磁共振技術(shù)研究了該油田低滲透儲(chǔ)層物性、可動(dòng)資源量及開發(fā)方法，獲得了好的效果。應(yīng)用低磁場(chǎng)核磁共振技術(shù)，通過對(duì)巖石物性參數(shù)：孔隙度、有效孔隙度、滲透率、可動(dòng)流體飽和度、含油飽和度、可動(dòng)水飽和度、弛豫時(shí)間T2及截止值的定量分析；對(duì)巖石孔徑的半定量分析，低磁場(chǎng)核磁共振技術(shù)在巖屑錄井、油田可采儲(chǔ)量計(jì)算、油藏改造前期評(píng)價(jià)、開發(fā)試驗(yàn)滲流機(jī)理、測(cè)井刻度定標(biāo)等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。采用核磁共振技術(shù)，開展低滲透儲(chǔ)層可動(dòng)流體和儲(chǔ)層物性參數(shù)快速測(cè)量工作，對(duì)低滲透油田可動(dòng)資源量評(píng)價(jià)、開發(fā)潛力高低評(píng)價(jià)及開發(fā)方案的制定等具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

（來源：蘇州紐邁分析儀器股份有限公司）