一种基于数字岩心表面弛豫率确定的新方法

在三维数字岩心的基础上,利用随机游走方法模拟了岩石的核磁共振响应,探索了最大值法、峰值法、叠加法三种确定岩心表面弛豫率的思路。通过实验测得的核磁共振T2谱转换为伪毛管压力曲线与岩心恒速压汞曲线进行刻度以及模拟高孔、高渗砂岩样品的核磁共振响应相结合的办法来确定岩心的表面弛豫率,进而对上述三种方法的可靠性进行验证。最终提出了最大值法确定岩心表面弛豫率的新方法,为准确求取岩石孔隙半径分布打下了坚实的基础。     

致密储层数字岩心重构及核磁共振响应模拟

基于物理过程法模拟沉积岩的沉积、压实和胶结过程,构建致密岩石的三维数字岩心。利用随机行走法模拟不同成岩过程岩石的核磁共振响应以及不同润湿性岩石孔隙中流体的核磁共振响应。模拟结果表明,岩石胶结成岩后孔隙半径减小导致核磁共振横向弛豫(T_2)分布的峰值向短弛豫方向移动,流体视扩散系数略小于自由扩散系数;致密岩石中随润湿相流体饱和度减小,润湿相T_2分布向短弛豫方向偏移,受限扩散越来越明显。     

页岩、砂岩岩心核磁共振实验结果对回波间隔的敏感性差异

回波间隔(TE)参数的选取对核磁共振岩心分析实验结果影响很大,为确定TE值对不同岩样的核磁共振结果的影响程度,系统研究了页岩、砂岩岩心核磁共振岩心实验对TE值的敏感性。对相同状态下的岩心进行了多组TE值的核磁共振测量,分析了不同岩样核磁实验T2谱的形态、T2谱峰位置和核磁孔隙度与TE值的关系。结果表明,TE对于核磁共振岩心分析结果影响很大,而且对不同岩性岩心的敏感性有很大差异,砂岩岩心对TE值的敏感性较弱,不同TE值的测量结果,其T2谱的变化在形态上有所改变,但其主体位置和核磁孔隙度变化不大;页岩岩心对TE值非常敏感,不同TE值测量时,T2谱不但形态发生了明显的变化,而且其主体位置向右移动,核磁孔隙度也迅速减小。     

数字岩心孔隙网络模型的构建方法

数字岩心技术作为一种新兴的数值模拟计算方法,通过真实的岩心样品反映岩心的内部复杂结构,从微观层面上开展对岩心孔隙结构及剩余油的理论研究,有利于提高原油采收率,为现场生产提供技术指导。介绍了构建三维数字岩心的两种常用方法:X射线扫描成像和基于岩心二维图像的重建算法,并分析了其优缺点和适用范围。以砂岩为例,定量比较了X射线、Marching Cubes(MC)算法和过程法构建的三维数字岩心。结果表明:过程法重建的三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心较接近,而Marching Cubes算法重建的三维数字岩心孔隙连通性与真实岩心更加接近,三维数字岩心将在岩石物理数值模拟中发挥重要作用。     

基于核磁共振测量的页岩气游离吸附比例关系确定——以涪陵页岩气储层为例

对页岩岩心开展了不同条件下饱和油水的核磁共振观测对比研究,并基于饱和油的核磁T_2谱,确定了页岩有机孔中游离空间与吸附空间大小及比例。研究表明:(1)有机孔隙和无机孔隙的润湿性通过饱和油水的核磁响应得到体现,与自吸油状态下的核磁信号相比,干燥抽真空饱和油页岩的核磁T_2谱在大孔段信号明显增大,反映出干燥后黏土孔喉能够允许更多的油分子进入有机孔中,此时核磁T_2谱主要反映有机孔信号。(2)通过对地层条件下有机孔的模拟计算,确定了游离气和吸附气含量相等时对应的有机孔孔径大小,根据有机孔的核磁连续孔径分布,确定出储层游离气和吸附气所占比例。总体上,优质页岩气储层具有更大的核磁孔径响应分布及游离吸附比,对应着更好的资源潜力和产气能力。     

基于先验信息约束的核磁共振数据反演新方法

针对核磁共振(NMR)测井T2谱短弛豫组分反演不精确的问题,提出一种基于先验信息约束的NMR反演新方法(ILT+)。首先利用积分变换方法直接从核磁共振原始回波数据中提取先验信息,具体为利用指数双曲正弦变换方法(ESHT)计算T_2谱锥形区域面积,利用梅林变换方法(MT)计算T_2的ω次幂的均值(〈T_2~ω〉);然后将提取的先验信息作为约束条件构造新的目标函数并反演求解。数值模拟和实际井资料处理结果表明:同时施加两种先验信息作为约束条件的ILT+方法综合了单独施加时的ILT+方法的优点,提高了T_2谱短弛豫组分的反演精度。新方法对于小孔占优的致密砂岩、页岩等非常规储层的NMR回波数据反演具有广阔的应用前景。     

三维数字岩心建模技术综述

数字岩心技术作为一种新兴的数值模拟计算方法,通过真实的岩心样品反映岩心的内部复杂结构,从微观层面上开展对岩心孔隙结构及剩余油的其理论研究,有利于提高原油采收率,为现场生产提供技术指导。本文介绍了构建三维数字岩心的两种常用方法X射线扫描成像和基于岩心二维图像的重建算法,并分析了其优缺点和适用范围以砂岩为例,定量比较了X射线、MC算法和过程法构建的三维数字岩心。结果表明：过程法重建的三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心较接近,而MC算法重建的三维数字岩心孔隙连通性与真实岩心更加接近,三维数字岩心将在岩石物理数值模拟中发挥重要作用。     

柴北缘牛东地区砂砾岩储层特征及分类评价

以柴达木盆地北缘牛东地区为代表的山前块状含砾砂岩储层岩性及孔隙结构复杂,储层非均质性强,储层参数评价困难,利用常规测井资料对储层分类效果不理想。基于孔渗、薄片分析、X衍射等岩心测试资料,明确渐新统下干柴沟组储层的岩性、岩屑、胶结物及储集空间类型等特征。核磁T_2谱与毛管压力曲线均能反映储层孔隙结构特征,且核磁测井数据具有连续性,可将核磁测井数据转换为伪毛管压力曲线并对复杂砂砾岩储层进行分类。根据毛管压力曲线特征将储层分成3类,以相同岩心的压汞及核磁实验资料为基础,采用幂函数方法建立了核磁T_2谱与毛管压力曲线间的转换模型,可将核磁T_2谱转换为随深度连续的伪毛管压力曲线。对柴北缘牛东地区E_3储层84块岩心的压汞曲线按照形态进行分类,通过广义神经网络(GRNN)实现全井段伪毛管压力曲线应用于储层类型预测,预测结果与压汞实验分类结果一致,能够为复杂砂砾岩储层类型划分提供理论指导。     

碳酸盐岩储层岩心T2谱分形特征探究——以安岳气田为例

碳酸盐岩储层发育裂缝、溶蚀孔洞等孔隙结构,非均质性极强。核磁共振T2谱曲线可较为全面、准确地表征碳酸盐岩储层不同类型的孔隙结构。研究T2谱曲线分形特征实现不同孔隙结构的定量区分是碳酸盐岩储层表征的有效方法。此次研究选取了四川安岳气田龙王庙组气藏和灯影组碳酸盐岩气藏共计30块岩心,在饱和盐溶液条件下核磁共振测试结果,编制基于计盒维数法的自动化处理程序计算其T2谱曲线分段分维值。结果表明:碳酸盐岩储层岩心T2谱曲线具有自相似性;不同弛豫时间段信号强度差异较明显,而分维值差异很小,分布规律相近;分维值Ds是T2谱曲线的固有特征,与信号强度相关性较差。     

核磁共振研究致密砂岩孔隙结构的方法及应用

基于核磁共振的原理,推导T_2弛豫时间与孔隙半径的关系,由孔喉比将孔隙半径转换为喉道半径,结合压汞喉道半径分布,利用插值和最小二乘法,将岩心100%饱和水的核磁共振T_2谱转换为孔喉半径分布,并将核磁孔喉分布曲线应用到油田开发评价中。以鄂尔多斯盆地延长组致密储层为例,结合岩心驱替试验,利用转化的核磁孔喉分布对研究区块储层的孔隙结构、可动流体和可动油分布以及可动流体喉道半径下限进行研究。结果表明:研究区块孔隙结构复杂,发育微米级和纳米-亚微米级孔喉,孔喉半径均值在0.095~1.263μm,0.001~0.01μm的孔喉内束缚流体分布较多,可动流体主要分布在喉道半径大于0.01μm的孔隙内,水驱主要动用喉道半径大于0.1μm的孔隙内的油,研究区可动流体喉道半径截止值平均为0.013μm。     

泥页岩核磁共振T2谱换算孔隙半径方法

核磁共振T_2谱和压汞法毛管力曲线都是储层孔隙发育特征的数据表现。理论上,核磁共振T_2谱能够依据压汞毛管力曲线准确地转换为储层孔径分布图;但对于泥页岩储层来说,二者所反映的孔隙信息有所不同。通过比对二者形态的异同,发现二者在表征微裂缝时有差别,提出一种考虑泥页岩裂缝的方法用以确定T_2弛豫时间和孔隙半径r之间的转换关系。应用此种方法对典型样品实验结果进行分析,结果表明,对泥页岩核磁共振T_2谱进行孔隙半径转换精度有很大提高。     

检测皮肤烧伤的单边核磁共振方法研究

提出一种判断皮肤烧伤程度以及诊断烧伤后皮肤康复情况的监护方法.用两种不同配比的油膜模拟健康皮肤与烧伤皮肤,并用油膜与盖玻片相间叠放的样品模拟皮肤结构,在单边磁体共振仪上进行了横向弛豫时间(T₂)测量实验与一维分层实验,此外还通过分辨率测量实验探究该仪器的纵向分辨率.结果表明:根据横向弛豫时间完全可辨别不同的油膜,而且一维分层实验可精确分辨出高度方向的频谱分布,验证了该方法完全具备鉴别皮肤烧伤深度及分层检测皮肤烧伤情况的可能性.     

葡萄酒的低场核磁共振弛豫谱

 低场¹H-核磁共振弛豫可以有效地测量食品中水分、油脂和酒精等组分,葡萄酒中水O-H基和乙醇C-H基是产生共振弛豫谱的物理基础。采用CPMG方法和反转—恢复技术分别得到葡萄酒核磁共振横向弛豫和纵向弛豫曲线,并使用连续谱迭代方法与离散谱拟合分析获得核磁共振弛豫谱。通过添加去离子水或95%食用酒精配制不同酒精含量样品,由谱峰面积占比变化确定弛豫谱峰的归属。研究发现,T₂ 谱中弛豫时间较长的谱峰反映了酒精的含量,且其峰面积占比随酒精体积浓度变化呈线性递增关系。随机抽样的实验结果表明,¹H-核磁共振弛豫谱具有普适性,从而可建立基于T₂ 谱的葡萄酒酒精度测量技术。     

征沙村地区三工河组低渗透砂岩储层孔隙结构研究

低渗透砂岩储层孔隙结构复杂,制约了该类型油藏的高效勘探开发,一直是地质学者研究的关键问题。以准噶尔盆地征沙村地区侏罗系三工河组低渗透砂岩储层为研究对象,利用岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射等微观测试方法,结合常规压汞、恒速压汞及核磁共振等岩石物理分析手段,系统地对孔隙结构进行了综合研究。结果表明:该区低渗透砂岩储层的岩石类型以长石岩屑砂岩为主,储集空间主要为残余粒间孔和粒间溶孔;喉道半径的差别是造成渗透率级差的主要控制因素;核磁共振横向弛豫时间T_2的分布与孔隙半径有较好的对应性,可以有效评价可动流体孔隙特征。研究对本地区的勘探开发具有积极作用,可以应用到其他相似低渗透砂岩油气藏评价中。     

超临界CO2对无烟煤孔隙结构影响的实验研究

通过实验室自主研发的超临界CO_2高压加压装置,对临涣矿区的无烟煤进行处理,获得对比煤样。采用压汞法测试了超临界CO_2处理前后煤孔隙的变化情况,获得了处理前后无烟煤孔隙结构的关键参数;同时对进退汞曲线进行分析,进而研究了孔径分布的变化规律。研究结果表明:超临界CO_2处理后的无烟煤在微孔阶段(3~10 nm)多峰现象明显减少,孔隙分布更加连续,大孔阶段(≥1 000 nm)的进汞量明显高于处理前的曲线,大孔和可见孔数量增多。无烟煤的孔隙度和总孔容在处理后增幅达到0.2336%和6.4%;超临界CO_2在一定程度上促进了无烟煤的渗流孔的发育,抑制了吸附孔的发育。     

二维Ti3C2Tx MXene材料的制备与工艺优化

二维（2D）过渡金属碳/氮化物（MXene）材料是当前最受关注的二维材料之一,其中二维碳化钛（Ti₃C₂T_x MXene）材料的研究最为广泛。该材料目前主要通过刻蚀三元碳化物或氮化物（MAX相）后进一步插层得到,因此MAX相材料的纯度和制备工艺条件直接决定了Ti₃C₂T_x MXene材料的物化性质。主要完成了不同Ti₃AlC₂ MAX相材料的筛选,选择氢氟酸（HF）刻蚀,并优化了不同的插层方法,制备了一系列Ti₃C₂T_x MXene材料。通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）等表征,确定使用原位锂离子（Li⁺）插层法可有效获得单层Ti₃C₂T_x MXene材料。制备的单层Ti₃C₂T_x MXene材料的表面平整,片径约为150 nm,厚度约为2 nm。同时,创新性地采用涡旋震荡辅助材料分层,极大地缩短了超声时间,提高了单层Ti₃C₂T_x MXene材料的产率（可达70%）,并且可以避免材料氧化,为Ti₃C₂T_x MXene材料未来应用提供了新方法。     

基于核磁与压汞资料的储层孔隙结构特征研究

X1井区位于酒泉盆地营尔凹陷长沙岭构造带，下白垩统下沟组一段（K₁g¹）储层岩石类型主要为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩，发育砂泥岩薄互层，储层非均质性强，给储层评价带来较大困难。而流体识别、储层评价及后期开发措施在很大程度上依赖于对储层的孔隙结构的认识。以X1井区为例，对研究区的矿物成分进行统计分析、对电镜薄片观测的孔隙类型进行分类研究，重点根据该井区的压汞及核磁共振T₂谱等测试数据，建立了T₂谱与岩芯孔喉半径的定量计算方法，并结合核磁共振测井资料，形成了连续定量刻画储层孔喉半径变化特征的方法；对孔喉半径的定量刻画，可以为了解储层孔渗的变化提供思路，为研究区储层孔隙结构和储层非均质性研究提供更丰富的信息。