[发明专利]一种核磁共振岩心渗透率成像方法

说明书

一种核磁共振岩心渗透率成像方法。被测岩芯试样需要浸泡相应时间后，测取浸泡样，得到油水相分离后的T2弛豫时间，对饱和样进行同样处理。浸泡样弛豫时间谱与饱和弛豫时间谱各点幅值进行算法处理后，得到样品含油饱和度。把磁共振弛豫时间分布换算成以长度为单位的孔隙半径分布，得到岩石孔隙半径分布。

技术领域

本发明涉及一种核磁共振成像方法，尤其是对石油勘探过程中的岩心样品渗透率进行成像的核磁共振方法。

背景技术

核磁共振岩心渗透率分析法，是一种重要的探测地层油气水储藏含量的技术方法。油层砂岩中多数空隙是相互连通的，在一定的压差下，就会让流体（油，气，水）通过的性质，即渗透性，渗透性的大小用渗透率来表示。核磁共振岩心渗透率分析法，借助于氢原子对静磁场和射频脉冲磁场的响应规律，能够不受矿物元素存在的影响而准确的探测油的存在。按照探测的位置不同，核磁共振岩心渗透率分析方法分为井下岩心渗透率分析和地面实验室分析方法。按照探测时是否在线实时探测，核磁共振岩心分析方法又可以分为电缆测井和随钻测井，前者是指对井已打成、钻井后事后对岩壁附近的渗透率进行探测和分析，而后者顾名思义是在钻井的过程中同时进行周围岩心分析。岩石孔隙是由不同大小的孔道组成的，每种尺寸的孔隙有其自己的特征弛豫时间，可获取T2衰减曲线，经过数学反演技术，计算弛豫时间谱，得到不同孔隙中流体所占的份额。

核磁共振成像，又称磁共振成像，是一种广泛使用的针对氢原子分布的成像方法。医学上，已经广泛采用磁共振成像技术来进行人体组织器官的成像实践，图像分辨率高，但是设备造价昂贵。本发明借鉴医学磁共振成像的方法，对岩心样品的渗透率进行含氢原子分布成像。

在中国发明专利《岩芯毛细压力与饱和度曲线、油气藏参数的一维1H磁共振成像测量表征方法》（申请号201710898529.3）中，公开了岩芯毛细压力与饱和度曲线、油气藏参数的一维1H核磁共振成像测量表征方法，包括步骤：制备岩芯样品、制备饱和岩芯样品并测算孔隙度、岩芯样品内液体分布的低场1H MRI测量、离心岩芯样品低场1H MRI测量、计算离心岩芯样品对应MRI位置的各点的毛细压力并绘制毛细压力与饱和度曲线来解释油气藏参数。该方法测量速度快、数据准确可靠，但是，给出的是毛细管内渗透率压力一维的分布，未对渗透率中氢质子密度的三维分布。

发明内容

针对目前没有对岩芯多孔介质中流体进行成像的现状，本发明提供一种核磁共对振渗透率成像方法，用于对岩芯中蕴藏渗透率分布进行三维成像。

本发明实现其技术，所采取的方案是：将试样圆柱体岩芯浸泡在MnCl₂水溶液中24小时后，将其放入三维梯度线圈组中，所述梯度线圈组内部有一个螺线管线圈，该螺线管线圈用于产生圆偏振射频磁场，作用于渗透率上。梯度线圈的外围有一个磁体，用于产生静磁场。所述磁体可以是永磁体，也可以是超导磁体。本发明实现其技术，所采取的成像过程是：所述磁体产生的强主静磁场，使得岩芯蕴藏渗透率中的氢原子核发生极化，其结果是顺磁粒子Mn²⁺扩散到水中，使水的弛豫时间缩短到仪器探测的极限以下，而油中氢原子弛豫时间不变。可将含油饱和度测量出来。本发明的有益效果是，可以也成像的方式看到液体藏质在岩心孔隙结构中含油饱和度，而且可以通过空间积分，进一步将岩石孔隙半径计算出来。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为岩心浸泡Mn²⁺溶液24小时后的断层原理图，实心物为岩心孔隙油的位置，空心物为岩心孔隙水与Mn²⁺离子的位置。

图2为岩心饱和样断层原理图，实心物为岩心孔隙油的位置，空心物为岩心孔隙水的位置。

具体实施方式

在图1中，在测岩芯试样渗透率核磁共振成像中，岩心孔隙主要由水和油两种物质组成。为了区分孔隙中油和水的含量，需要提前进行24小时Mncl₂水溶液的浸泡，将顺磁粒子Mn²⁺扩散到水中。Mn²⁺浓度采用10000ppm。之后对测岩芯试样在回波序列下测取浸泡样，T2弛豫谱上显示的组份为油相。含油饱和度为浸泡样弛豫时间谱各点的幅度和除以饱和样弛豫时间谱各点幅值。