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 巖石是一種孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多孔介質(zhì)，也是油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的首要研究對(duì)象，當(dāng)前低場(chǎng)核磁共振被廣泛用于巖心分析。低場(chǎng)核磁共振目前主要有兩種分析手段，即核磁共振弛豫譜(NMRS)和核磁共振成像(MRI)。

核磁信號(hào)直接反映孔隙中含氫流體的規(guī)模，通過(guò)衰減信號(hào)反演獲得的弛豫參數(shù)（即T1、T2 和 D）是研究巖石物性參數(shù)的基礎(chǔ)。核磁孔隙度由核磁信號(hào)總量確定，飽和度、滲透率及潤(rùn)濕性表征依賴弛豫參數(shù)和理論模型，因此后三者是間接獲得的參數(shù)。

孔隙度：

圖1 巖心核磁孔隙度與氦氣孔隙度對(duì)比

流體飽和度:

多孔介質(zhì)孔隙中流體弛豫時(shí)間的BT修正模型

T2譜實(shí)際上反映了儲(chǔ)層孔徑分布情況。受毛管力和粘滯力約束， 當(dāng)孔隙半徑小到一定程度時(shí)，流體將被束縛在孔隙中無(wú)法流動(dòng)， 這個(gè)孔徑在 T2譜上會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界值。當(dāng)流體弛豫時(shí)間大于 T2臨界值時(shí)，流體視為可動(dòng)流體，反之為不可動(dòng)流體， 因此這個(gè)臨界值也稱為可動(dòng)流體 T2 截止值(T2cutoff)。T2截止值是計(jì)算束縛流體飽和度的重要參數(shù)， 用于評(píng)價(jià)儲(chǔ)層流體可動(dòng)用程度。常用的T2截止值確定方法及適用性見(jiàn)表1

表1 T2 截止值的四種確定方法。

滲透率:

經(jīng)典的核磁滲透率估算主要有兩大類方法，即依賴流體飽和度的Coates模型和依賴孔徑大小的SDR模型。Coates 模型和 SDR 模型都考慮了孔徑分布對(duì)滲透率的影響， 但 Coates 模型認(rèn)為滲透率只是可動(dòng)流體和束縛流體的兩段式貢獻(xiàn)作用，而 SDR 模型只是將孔徑分布簡(jiǎn)單平均化。對(duì)于具有簡(jiǎn)單孔隙結(jié)構(gòu)的常規(guī)儲(chǔ)層巖心，兩種方法對(duì)滲透率的表征結(jié)果較理想。

對(duì)于孔隙跨尺度較大的儲(chǔ)層(碳酸鹽、頁(yè)巖)，由于不同尺寸孔隙對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)差異較大，需要有針對(duì)性地修正和完善模型， 因此目前的計(jì)算模型和方法向著雙截止值和多孔隙貢獻(xiàn)方向發(fā)展。表 2 羅列了核磁滲透率計(jì)算方法的發(fā)展歷程， 未來(lái)的預(yù)測(cè)模型將更加注重孔隙中可動(dòng)流體對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)。

表2 核磁滲透率計(jì)算方法發(fā)展歷程

可以通過(guò)分析滲透率與孔隙度、孔徑分布、可動(dòng)/束縛流體飽和度等參數(shù)的相關(guān)關(guān)系，明確儲(chǔ)層滲透率影響因素和各自權(quán)重，得到更加完善和準(zhǔn)確的核磁滲透率預(yù)測(cè)模型。