渤海J油田储层核磁共振测井孔隙度影响因素分析及校正

渤海J油田沙河街组储层核磁共振（NMR）测井孔隙度和岩心NMR孔隙度均低于岩心氦孔隙度,这种现象影响了NMR测井的应用效果．通过开展岩心NMR实验,对该研究区仪器采集参数、井眼环境以及储层流体性质等因素进行分析,发现造成储层NMR测井孔隙度偏低的主要原因是高矿化度泥浆滤液侵入．基于饱和不同矿化度盐水对T₂谱的影响规律,确定了需要对T₂谱进行形态校正的矿化度下限值,并建立了对应不同矿化度的T₂谱形态校正模型及NMR孔隙度校正方法．应用结果表明,校正后的NMR测井孔隙度与岩心氦孔隙度的平均相对误差从13.56%下降至2.81%,有效提高了NMR测井孔隙度的精度．     

川西致密气藏二维核磁共振测井优化设计与应用

二维核磁共振（NMR）测井在储层参数计算与流体性质判别应用中的作用逐渐受到重视.然而在川西致密气藏开展二维NMR测井应用之初,遇到了现有观测模式下资料采集效率较低、测井结果与地质条件不匹配等难题.通过对比两种常用的二维NMR测井方法,开展致密气藏二维NMR测井观测模式设计方法研究,结合致密气藏实际应用效果分析,明确了横向弛豫时间-纵向弛豫时间（T₂-T₁）方法比横向弛豫时间-自扩散系数（T₂-D）方法更适用于致密气藏,总结了一套致密气藏二维NMR测井观测模式设计流程与参数取值方法,设计出了适用于致密气藏的观测模式TGR01（tight gas reservoir 01）.新设计的观测模式在致密气藏的应用效果优于现有的二维NMR测井观测模式,结合T₂-T₁方法可以有效识别储层中的流体信号,解决致密气藏综合评价难题.     

岩心核磁共振实验对低孔低渗碳酸盐岩储层的适应性研究

低孔低渗碳酸盐岩储层矿物成分复杂、岩石骨架参数难以确定、储集空间类型多样、孔隙结构及孔渗关系复杂、常规测井曲线响应特征不明显,使其测井评价极其困难．本文利用核磁共振测井定量评价低孔低渗碳酸盐岩储层岩心的孔隙结构、计算储层参数．利用T₂谱分布曲线分析孔隙结构、计算T₂截止值;在此基础上计算岩心总孔隙度、有效孔隙度、束缚水孔隙度、渗透率等储层参数,并与常规岩心实验结果进行对比分析;最后,总结出核磁共振测井在低孔低渗储层中的应用优势与局限,为核磁共振测井评价模型的建立提供基础数据．     

回波间隔对核磁共振表观孔隙度的影响及矫正方法

本文对具有特定横向弛豫时间（T₂）的硫酸铜溶液进行了多回波间隔（T_E）的核磁共振（NMR）实验,并利用数值模拟对32组具有不同弛豫分量的模型进行了变T_E模拟实验,定量研究了T_E对致密油气、页岩气等低孔低渗储层NMR孔隙度的影响规律.实验结果表明,随着T_E的增大,各T₂弛豫组分NMR孔隙度先维持在100%左右,然后迅速衰减,当T_E增加到一定数值时,趋近于0;不同T₂弛豫组分NMR孔隙度开始迅速衰减及最后变为0的T_E值存在显著差异.根据不同T₂弛豫组分NMR孔隙度与T_E的关系,将整个NMR测量分为无损测量区、快速衰减区、无效参数区和仪器盲区4个区域.对特定弛豫组分而言,在快速衰减区弛豫组分损失量与T_E呈对数关系,本文还给出了该区域NMR孔隙度的校正公式及方法.     

基于低场核磁共振的抚顺油页岩孔隙连通性演化研究

油页岩原位注热开采过程中，储层内部孔隙结构的连通性直接影响载热介质的流动行为和传热效率，同时对油气产物的扩散和流动行为起控制作用.本文利用低场核磁共振（LF NMR）技术，考察了不同热解终温（23~650℃）处理时，饱和水及束缚水状态下抚顺油页岩的T₂谱，分析了可动流体T₂截止值、束缚流体孔隙度、饱和流体孔隙度、渗透率等NMR孔隙参数，定量研究了随热解终温升高，抚顺油页岩孔隙结构的连通性演化规律.研究结果表明热解终温对抚顺油页岩孔隙连通性及渗透率的变化起控制作用，且可动流体孔隙度对总孔隙度的增加起主要促进作用，这说明热解终温升高加大了渗透率及油气产物的输运能力.本文为深入认识油页岩原位热解过程中孔隙结构的演化提供了依据.     

基于T2截止值的幂函数构建毛管压力曲线

岩心核磁共振（NMR）T₂谱和毛管压力曲线都在一定程度上反映了岩石孔隙结构，理论分析表明可利用T₂谱构建毛管压力曲线，由此快速获取储层孔隙结构的信息．本文对18块岩样T₂分布和毛管压力曲线进行了分析，提出将T₂截止值作为幂函数的分段点，采用分段幂函数方法构建岩样的NMR毛管压力曲线，并与采用不分段幂函数方法获得的毛管压力曲线进行了对比．研究结果表明，与不分段幂函数方法相比，分段幂函数方法得到的结果和压汞实验测定的毛管压力曲线吻合度更高，平均拟合度（R²）达到0.943 1，并且论证了T₂截止值作为分段点进行分段幂函数法构建NMR毛管压力曲线的合理性和可靠性．T₂截止值的引入提高了幂函数法构建NMR毛管压力曲线的精度，是利用NMR T₂谱构建岩样毛管压力曲线的有价值探索．     

川西气田白云岩储层二维核磁共振测井气水识别方法

川西气田雷口坡组四段白云岩储层具有良好的天然气勘探开发前景,但是储层分布具有较强的非均质性,利用常规测井和一维核磁共振测井方法判断储层流体性质存在多解性．通过分析川西雷四段白云岩储层地质特征与测井响应特征,开展岩心二维核磁共振实验,明确了实验室分析与测井过程中环境、参数等影响因素,建立了岩心分析结果的校正方法,明确了钻井液、束缚流体、可动水与天然气信号在二维核磁共振测井中谱分布区间,建立了基于T₂-T₁、T₁/T₂（R）的白云岩储层二维核磁共振测井气水识别图版．利用图版对川西雷四段储层流体性质开展评价,二维核磁共振测井解释结论得到了实钻测试结果的验证,该气水识别方法填补了常规测井、一维核磁共振测井在评价储层气水关系中的缺陷,可有效解决白云岩储层流体性质判别难题．     

基于蒙特卡罗算法的低场核磁共振测量效率提高方法

核磁共振（NMR）的纵向弛豫时间（T₁）、横向弛豫时间（T₂）、自扩散系数（D₀）,以及T₂-T₁、T₂-D₀测量目前广泛应用于石油测井行业.在测量D₀的SGSE序列中,通过逐渐增大90°和180°脉冲之间的时间间隔（T_d）,可以对液体扩散行为产生的影响进行调节.然而T_d的"起点"、"步进数"和"终点"等参数必须设置得当才能准确测量T₁和D₀.目前参数的设置依赖多次的人工调整和测量人员的经验,耗时且使用门槛较高.本文用蒙特卡罗方法进行大量随机模拟,根据前面若干点的测量结果筛选出满足要求的随机值,预测下一个测量点的位置.该算法可以实时更新参数设置,实现自动化测量,达到降低测量门槛、缩短测量时间的目的.经验证,该算法可以适用于T₁、D₀的测量.     

结晶PMMA的NMR研究

用NMR方法和DSC技术研究了结晶聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)性质和玻璃化转变温度,并与无定形PMMA作了比较.通过¹³C CPMAS谱,观察到了结晶PMMA与无定形PM MA的谱的线形,线宽,化学位移都十分类似,其中α-CH₃分裂为两个峰,我们将它归属为γ旁式效应所对应的反式和旁式构象.而反门控碳谱显示PMMA中有四种状态,即等规PMMA结晶态和无定形态,间规PMMA结晶态和无定形态.通过测定T₂(H)和旋转坐标系中质子的自旋晶格弛豫时间T_1ρ(H),我们分别得到了两T₂(H)值和两个T_1ρ(H)值,对应于晶区与非晶区,而且其含量分别与反门控碳谱积分所得含量一致.     

基于差分进化算法的核磁共振T2谱多指数反演

提出了一种基于差分进化(DE)算法的核磁共振弛豫信号多指数反演新方法. 将核磁共振T₂谱反演问题转化为带非负约束的非线性优化问题,不需要预先给定横向弛豫时间T_{2分布,直接利用差分进化算法进行反演计算. 在测量信号低信噪比的情况下,计算机模拟和实验数据反演都表明了该方法在分析处理NMR弛豫信号中的有效性. 关键词： 核磁共振 多指数反演 差分进化 岩心分析}     

Nuclear magnetic resonance relaxometry of the normal heart: Relationship between collagen content and relaxation times of the four chambers

The use of nuclear magnetic resonance (NMR) relaxation time measurements for characterization of abnormal cardiac tissue depends upon knowledge of variations of relaxation times of normal myocardium and determinants of these variations. We calculated in vitro NMR T₁ and T₂ relaxation times of canine myocardium from the four cardiac chambers, and determined hydroxyproline concentration (as a measure of collagen) and percent water content of the samples. We found both water content and T₁ relaxation time of the right ventricle to be significantly greater than the left atrium (p < 0.05). T₂ relaxation time of the left ventricle was found to be shorter than each of the other three chambers (p < 0.05). There were significant correlations between the spin-lattice relaxation time and both percent water content (r = 0.58) and hydroxyproline concentration (r = 0.45). A significant correlation was also found between T₂ relaxation time and hydroxyproline concentration (r = 0.49). When T₁ and T₂ were adjusted for water and hydroxyproline content, there was no longer any evidence for significant interchamber differences for either T₁ or T₂. These data suggest that differences in NMR relaxation times exist among the four chambers of the normal canine heart. Furthermore, a major determinant of myocardial spin-lattice relaxation time is tissue water content while both collagen content and percent water content significantly contribute to variability in cardiac chamber T₂ relaxation times.     

Local and global dynamics in the glass-forming di-isobutyl phthalate as studied by H NMR

Spin-lattice relaxation times T₁ and T_1ρ as well as ¹H NMR spectra have been employed to study the dynamics of the glass-forming di-isobutyl phthalate in the temperature range extending from 100 K, through the glass transition temperature T_g, up to 340 K. Below T_g NMR relaxation is governed by local dynamics and may be attributed to rotation of methyl groups at low temperatures and to motion of isobutyl groups in the intermediate temperature interval. Above T_g the main relaxation mechanism is provided by overall molecular motion. The observed relaxation behavior is explained by motional models assuming asymmetrical distributions of correlation times. The motional parameters obtained from Davidson-Cole distribution, which yields the best fit of the data at all temperatures are given.     

Validity of NMR pore-size analysis of cultural heritage ancient building materials containing magnetic impurities

NMR relaxation time distributions, obtained with laboratory and portable devices, are utilized to characterize the pore-size distributions of building materials coming from the Roman remains of the Greek-Roman Theatre of Taormina. To validate the interpretation of relaxation data in terms of pore-size distribution, comparison of results from standard and in situ NMR experiments with results of the mercury intrusion porosimetry (MIP) has been made. Although the pore-size distributions can be obtained by NMR in terms of either longitudinal (T₁) or transverse (T₂) relaxation times distributions, the shorter duration of the T₂ measurement makes it, in principle, preferable, although the determination of T₂ distributions is not necessarily an easy alternative to finding T₁ distributions. Among other things, the T₁ distribution is almost independent of the inhomogeneity of the magnetic field, while the T₂ distribution is strongly influenced by it. This paper was aimed at answering two questions: what are the validity limits to interpret NMR data in terms of pore-size distributions and whether the portable device can successfully be applied as a non-destructive and non-invasive tool for in situ NMR analysis of building materials, particularly those of Cultural Heritage interest.     

一种基于组分补偿的二维核磁共振测井数据高精度处理方法

二维核磁共振技术能够对储层中各类含氢流体进行无损、快速、定量的测量和表征，但受限于采集方式和参数，核磁共振设备在对页岩油等致密储层中的有机质、沥青等超快弛豫组分进行检测时，经常出现由于信号采集不完整所导致的二维谱中流体组分缺失或不准的问题.本文提出了基于超快弛豫组分补偿技术的T₂-T₁二维谱高精度反演方法，该方法将一维核磁共振前端信号补偿技术进行推广，通过在二维核磁数据反演前对回波数据进行组分补偿，能够有效解决二维核磁共振测井前端信号漏失的问题.实验及测井数据的应用表明，该方法在页岩油等富含快弛豫组分信号的储层中，可以得到更加精准和完整的储层信息.