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基于CPMG和DE脉冲序列核磁共振流体识别方法研究

作　者: 高君恒
导　师: 李鹏举
学　校: 大庆石油学院
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 核磁共振储层流体 CPMG脉冲序列 DE脉冲序列流体识别
分类号: P631.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

电阻率测井资料在低阻油层、水淹层、复杂岩性、复杂储集空间和复杂特性流体储层,准确识别流体类型和定量计算流体饱和度上遇到极大困难。核磁共振（NMR）测井能测量储层氢原子核的核磁共振特性,且在解释束缚流体和可动流体孔隙度、渗透率、饱和度等储层参数及研究储层孔隙结构特征等方面具有优势。但目前的差谱、移谱、时域分析、扩散分析等流体识别方法在复杂储层对流体的识别都达不到满意的程度。本文基于CPMG脉冲序列和扩散编辑（DE）脉冲序列,提出了一种流体定量表征的新方法。该方法摒弃了传统的使用单一回波间隔来测量回波的方法,首先利用多回波间隔和多窗口方法形成新的CPMG和DE脉冲序列,然后建立油水和气水两相的多流体弛豫模型。最后采用稳健的反演技术从CPMG和DE脉冲序列测得的回波串中反演出无扩散水T₂谱（表面弛豫谱）、无扩散油T₂谱（自由弛豫谱）和气T₂谱（扩散弛豫谱）。进而可以利用上述分离的油气水谱计算储层物性参数、识别评价流体性质。该方法在油气水T₂谱重合的情况下仍可以分离出各自的T₂谱,克服了常规核磁共振流体识别方法（TDA和DIFAN）只针对视谱（油气水混合谱）解释计算的缺陷。不同含油和含气饱和度下油水和气水两相的正反演数值实验表明,反演的无扩散水T₂谱、无扩散油T₂谱和气T₂谱（扩散弛豫T₂谱）与设计的T₂谱符合得很好。因此该流体识别方法在理论上是可行的,可以将其应用于实验室和测井的储层流体识别与评价工作中。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 核磁共振发展的历史背景  9-11
  1.2 储层核磁共振流体识别国内外研究进展  11-12
  1.3 研究意义  12-13
  1.4 研究内容  13-14
第二章核磁共振测井基本原理  14-30
  2.1 核磁共振  14-18
    2.1.1 核磁矩  14
    2.1.2 自旋角动量(动量矩)  14
    2.1.3 拉莫(Larmor)进动  14-15
    2.1.4 宏观磁化矢量  15-16
    2.1.5 核磁共振现象  16-18
  2.2 核磁共振信号的检测  18-19
  2.3 弛豫时间及其测量  19-24
    2.3.1 自旋—晶格弛豫  19-20
    2.3.2 自旋—自旋弛豫  20
    2.3.3 纵向弛豫时间的测量  20-22
    2.3.4 横向弛豫时间的测量  22-24
  2.4 岩石中流体的核磁弛豫机理  24-30
    2.4.1 岩石表面弛豫机制  24-26
    2.4.2 岩石的分子自扩散弛豫  26
    2.4.3 体积弛豫  26-27
    2.4.4 岩石中的多指数弛豫  27-28
    2.4.5 孔隙中油、气和水的弛豫机制  28-30
第三章传统核磁共振流体识别方法  30-40
  3.1 识别方法总述  30
  3.2 不同烃类的核磁共振特性  30-32
  3.3 流体识别的基本方法  32-40
    3.3.1 差谱法  32-33
    3.3.2 时域分析法  33-36
    3.3.3 移谱法  36-37
    3.3.4 扩散分析法  37-40
第四章基于核磁共振 CPMG 和 DE 脉冲序列流体识别方法  40-61
  4.1 CPMG 和DE 脉冲序列原理  40-44
    4.1.1 CPMG 脉冲序列原理  40-41
    4.1.2 DE 脉冲序列原理  41-44
  4.2 CPMG 和DE 脉冲序列的正演模拟  44-51
    4.2.1 不同含油饱和度下油水T_2 谱的构造  44-45
    4.2.2 不同含气饱和度下气水T_2 谱的构造  45-46
    4.2.3 不同含油饱和度CPMG 和DE 油水正演模拟  46-48
    4.2.4 不同含气饱和度CPMG 和DE 气水正演模拟  48-51
  4.3 CPMG 和DE 脉冲序列T_2 谱的反演  51-61
    4.3.1 建立最优化T_2 谱反演模型  51-52
    4.3.2 共轭梯度法反演步骤  52
    4.3.3 建立奇异值分解法T_2 谱反演的方程组  52-54
    4.3.4 奇异值分解反演原理和方法  54-56
    4.3.5 油水T_2 谱的反演  56-58
    4.3.6 气水T_2 谱的反演  58-61
第五章结论与认识  61-63
  5.1 论文的主要结论  61
  5.2 存在的不足  61-63
参考文献  63-66
发表文章目录  66-67
致谢  67-68
详细摘要  68-73

基于CPMG和DE脉冲序列核磁共振流体识别方法研究

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