一種火成巖核磁共振孔隙度校正方法和t2分布校正方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種火成巖核磁共振孔隙度校正方法和T2分布校正方法。該測量火成巖中孔隙度的方法包括，步驟一：將由核磁共振獲得的多個原始回波幅度ai進行極化校正，得到校正后的多個回波幅度bi，i為序號，取值為1,2,3…m；步驟二：根據(jù)回波方程組和多個回波幅度bi計算得到火成巖的多個組分孔隙度值pj，j為序號，取值為1,2,3…n，多個組分孔隙度值pj的和為火成巖的總孔隙度。在本發(fā)明的方法中充分考慮了順磁性礦物對核磁共振分析過程帶來的不利影響，從而大大提高了分析結(jié)果的準確性。
【專利說明】
-種火成巖核磁共振孔隙度校正方法和Τ2分布校正方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及地質(zhì)勘探領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種火成巖核磁共振孔隙度校正方法，本 發(fā)明還設(shè)及校正核磁共振Τ2分布的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用核磁共振技術(shù)來分析巖石的孔隙度。例如，在碎屑巖地層 中，通過核磁共振圖譜能夠得到與巖性無關(guān)的精確的孔隙度。然而，對于火成巖而言，其通 常包含有順磁性礦物，例如包含鐵和/或儘元素的礦物。在對于火成巖核磁共振分析時，運 些順磁性礦物會對磁場產(chǎn)生影響，使得測量的火成巖核磁共振孔隙度不準確。同時，利用核 磁共振Τ2分布分析巖石孔隙結(jié)構(gòu)也會帶來極大的不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明提出了一種火成巖核磁共振孔隙度校正方法。在本發(fā)明的 方法中充分考慮了順磁性礦物對核磁共振分析過程帶來的不利影響，從而大大提高了分析 結(jié)果的準確性。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的火成巖核磁共振孔隙度校正方法包括W下步驟：步驟 一:將由核磁共振獲得的多個原始回波幅度曰1進行極化校正，得到校正后的多個回波幅度 bi，i為序號，取值為1，2,3···πι;步驟二:根據(jù)回波方程組和多個回波幅度bi計算得到火成巖 的多個組分孔隙度值PW'為序號，取值為1，2，3···η，多個組分孔隙度值P撕和為火成巖的總 孔隙度。該回波方程組為式1:
[0005]
[0006] 其中，e為自然常數(shù);&，為第j個橫向表面弛豫時間；Τ2Β為橫向自由弛豫時間，對于 具體的流體而言其為常數(shù);TE為回波間隔;G為磁場梯度;對于具體的核磁共振設(shè)備和巖石 而言，回波間隔TE和磁場梯度G為常數(shù)；丫為流體的旋磁比;D為流體的分子擴散系數(shù);對于 具體的流體而言，磁旋比丫和分子擴散系數(shù)D為常數(shù)。
[0007]
【申請人】發(fā)現(xiàn)，在進行核磁共振測量中，火成巖中的順磁性物質(zhì)會使得巖石孔隙內(nèi) 的流體不能被完全磁化，運會導(dǎo)致所得到的原始回波幅度ai不能很好地反映巖石孔隙內(nèi)的 流體的量，進而不能精確地得到巖石內(nèi)的孔隙度。由此，
【申請人】對原始回波幅度ai進行了極 化校正，W消除順磁性物質(zhì)的導(dǎo)致的上述不良影響，進而提高測量結(jié)果的精確度。
[0008] 此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常認為：橫向自由弛豫時間T2B和橫向擴散弛豫（即，
巧核磁共振測量巖石孔隙度的影響非常小，并且因此通常忽略不計。式2顯示 了現(xiàn)有技術(shù)中使用核磁共振測量巖石的孔隙度的方法。
[0009]
[0010] 在式帥，e和TE的含義與是1中的相應(yīng)的參數(shù)的含義相同。多個bm為回波幅度，多 個Pn為火成巖的多個組分孔隙度值。了2。為第η個橫向表面弛豫時間。
【申請人】發(fā)現(xiàn)，火成巖含 有大量的順磁性礦物質(zhì)，并且孔隙內(nèi)的流體也含有大量的順磁離子，例如儘離子、鐵離子 和/或儀離子。在核磁共振分析過程中，運些順磁性礦物質(zhì)和順磁性離子會使得橫向自由弛 豫弛豫顯著增大。此外，火成巖中的順磁性礦物質(zhì)使得火成巖具有高的磁化率，運導(dǎo)致巖石 孔隙內(nèi)部的磁場梯度G增大，進而使橫向擴散弛豫效應(yīng)顯著增大。顯然，與由現(xiàn)有技術(shù)的方 法（即，式2)得到的實驗結(jié)果相比，由包含橫向自由弛豫和橫向擴散弛豫的影響因素的本發(fā) 明的方法得到的測量結(jié)果更能真實地反映火成巖的孔隙度。
[0011] 在一個實施例中，極化校正根據(jù)下述的極化校正式進行，極化校正式為： 與在該極化校正式中，A為小于1的校正系數(shù)，校正系數(shù)A由極化等待時間Tw和縱向 弛豫時間Τι計算得到，對于具體的核磁共振設(shè)備而言，極化等待時間Tw為常數(shù);對于具體的 流體而言，縱向弛豫時間Τι為常數(shù)。在一個具體的實施例中，校正系數(shù)A的計算式為： 4 = 6^->在式中，e為自然常數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的極化校正式，考慮了孔隙內(nèi)待被磁化的流 體，并且得到了大于原始回波幅度曰1的校正后的回波幅度bi，由此消除了順磁性物質(zhì)導(dǎo)致的 孔隙內(nèi)的流體不能被完全磁化而對回波幅度造成的不良影響。
[0012]根據(jù)本發(fā)明第二方面的核磁共振T2分布校正方法，包括W下步驟:步驟a:根據(jù)本 發(fā)明的火成巖核磁共振孔隙度校正方法得到火成巖的多個組分孔隙度值W，步驟b:將該多 個組分孔隙度值W在直角坐標系內(nèi)作圖形成校正后的核磁共振T2分布，在該直角坐標系 中，橫坐標為橫向表面弛豫時間，縱坐標為組分孔隙度值PJ。
[OOU] 應(yīng)注意的是:本申請中所設(shè)及的多個Τ2Λ,、T2b、TE、G、丫、D、Tw、Ti的物理含義都是 本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，運里不再對其進行詳細解釋和說明。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：（1)本發(fā)明中測量火成巖孔隙度的方法考慮 了火成巖中的順磁性物質(zhì)對分析過程帶來的影響，從而大大提高了分析結(jié)果的準確性。（2) 根據(jù)本發(fā)明的校正核磁共振T2分布的方法能準確地反映火成巖的孔隙結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0015] 在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中：
[0016] 圖1示意性地顯示了實施根據(jù)本發(fā)明測量火成巖孔隙度方法的步驟；
[0017] 圖2顯示了使用本發(fā)明的方法得到的孔隙度測量結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)方法得到的孔隙 度測量結(jié)果；
[0018] 圖3顯示了使用本發(fā)明的方法得到的核磁共振T2分布結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)方法得到的 核磁共振T2分布結(jié)果。
【具體實施方式】
[0019] 下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0020] 圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的火成巖核磁共振孔隙度校正方法的步驟圖。如 圖1所示，首先進行步驟1:將由核磁共振獲得的多個原始回波幅度曰1進行極化校正，得到校 正后的多個回波幅度bi。在一個實施例中，使用式3所示的方法進行校正：
[0021]
[0022] 在式3中，對于具體的核磁共振設(shè)備而言，極化等待時間Tw為常數(shù);對于具體的流 體而言，縱向弛豫時間Τι為常數(shù)。在使用式3進行極化校正后，消除了順磁性物質(zhì)導(dǎo)致的孔 隙內(nèi)的流體不能被完全磁化而對回波幅度造成的不良影響。
[0023] 接下來，進行步驟2:根據(jù)回波方程組和校正后的多個回波幅度bi計算得到火成巖 的多個組分孔隙度值W。該多個組分孔隙度值W的和為火成巖的孔隙度?；夭ǚ匠探M見上文 所述的式1。如上文分析，在式1中，進一步考慮了火成巖中的順磁性物質(zhì)對測量結(jié)果的影 響，由此提高了測量結(jié)果的準確性。
[0024] 應(yīng)理解的是，在本申請中，組分孔隙度是W火成巖中孔隙的尺寸大小來區(qū)分的。
[0025] 具體實施例：
[0026]
【申請人】使用本發(fā)明的火成巖核磁共振孔隙度校正方法進行了核磁共振測井。測試 條件如表1所示。測井結(jié)果見圖2和圖3。
[0027] 表 1
[002引
[0029] 在圖2中，附圖標記21為使用現(xiàn)有技術(shù)的方法得到的孔隙度測量結(jié)果，附圖標記22 為使用本發(fā)明的方法得到的孔隙度測量結(jié)果，附圖標記23為使用巖忍分析得到的孔隙度測 量結(jié)果。從圖2中可清楚地得知，對于任選的深度為900m和920m之間的地層，與由現(xiàn)有技術(shù) 的方法得到的孔隙度相比，由本發(fā)明的方法得到的孔隙度與巖忍分析得到的孔隙度匹配度 更佳，由此說明由發(fā)明的方法得到的孔隙度測量結(jié)果更加真實地反映火成巖的孔隙度。
[0030] 圖3顯示了不同地層深度的核磁共振T2分布。在圖3中，附圖標記31指代了由現(xiàn)有 技術(shù)的方法得到了核磁共振T2分布，附圖標記32指代了本發(fā)明的方法得到了核磁共振T2分 布。
【申請人】對圖3進行如下解釋:在圖3中，橫坐標X是橫向表面弛豫時間，縱坐標Z是地層深 度。圖3中的每一條曲線都表示了地層某一深度處的核磁共振T2分布，曲線的波動幅度的大 小反映了組分孔隙度值W的大小。圖3是測井領(lǐng)域常見的顯示方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于 其已有的知識完全能理解圖3中每條曲線的含義。
[0031] 由圖3可知，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法得到的圖譜相比，根據(jù)本發(fā)明的校正核磁共振 T2分布的方法得到的圖譜有顯著的變化。結(jié)合圖2可知，根據(jù)本發(fā)明的方法得到的圖譜更加 準確，即實現(xiàn)了對根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法得到的圖譜的校正。
[0032] 雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況 下，可W對其進行各種改進并且可W用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖 突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可W任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文 中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【主權(quán)項】
1. 一種火成巖核磁共振孔隙度校正方法，包括以下步驟， 步驟一:對由火成巖核磁共振獲得的多個原始回波幅度m進行極化校正，得到校正后的 多個回波幅度bi，i為序號，取值為1，2,3…m; 步驟二:根據(jù)回波方程組和所述多個回波幅度匕計算得到所述火成巖的多個組分孔隙 度值W，j為序號，取值為1，2,3…n，所述多個組分孔隙度值w的和為所述火成巖的總孔隙 度， 其中，所述回波方程組為：其中，e為自然常數(shù);^為第j個橫向表面弛豫時間；T2B為橫向自由弛豫時間，對于具體 的流體而言其為常數(shù);TE為回波間隔;G為磁場梯度;對于具體的核磁共振設(shè)備和巖石而言， 回波間隔TE和磁場梯度G為常數(shù)；γ為流體的旋磁比;D為流體的分子擴散系數(shù);對于具體的 流體而言，磁旋比γ和分子擴散系數(shù)D為常數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述極化校正根據(jù)下述的極化校正式進 行， 所述極化校正式為，在所述極化校正式中，Α為小于1的校正系數(shù)，所述校正系 數(shù)A由極化等待時間Tw，縱向弛豫時間算得到，對于具體的核磁共振儀器而言，極化等待 時間Iw為常數(shù);對于具體的流體而言，縱向弛豫時間1\為常數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述校正系數(shù)A的計算式為：^ = 在式 中，e為自然常數(shù)。4. 一種核磁共振T2分布校正方法，包括以下步驟： 步驟a:根據(jù)權(quán)利要求1的方法得到火成巖的所述多個組分孔隙度值W， 步驟b:將所述多個組分孔隙度值w在直角坐標系內(nèi)作圖形成校正后的核磁共振T2分 布，在所述直角坐標系中，橫坐標為橫向表面弛豫時間，縱坐標為組分孔隙度值Pj。
【文檔編號】G01V3/14GK106066494SQ201610348858
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月24日 公開號201610348858.6, CN 106066494 A, CN 106066494A, CN 201610348858, CN-A-106066494, CN106066494 A, CN106066494A, CN201610348858, CN201610348858.6
【發(fā)明人】譚茂金, 毛克宇, 王琨, 宋曉東, 馬雪團
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（北京）