SY/T 6490-2000 岩样核磁共振参数实验室测量规范 SY/T6490-2000 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS75.020
备案号：8165—2001
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 6490—2000
岩样核磁共振参数实验室测量规范Specification for core NMR parameter's measurement in laboratory2000-12-12发布
国家石油和化学工业局
2001-06－01实施
SY/T 6490—2000
引用标推
方法原理·
主要测量仪器
主要试剂的制备
岩样的制备
岩样核磁其振参数的测量
8鼠结果的处理
9测量结果的允许误差
附录A（提示的附录）
附录B（提示的附录）
T，特征参数的计算
出岩样核磁共振实验结果计算岩样物性参数SY/T 6490—2000
为了更好地利用核磁共振测并仪器解决地质问题，必须由实验室实验提供基础参数或依据。为此，国内相继引进或自制了一些岩样核磁共振参数实验室测量装置，为规范测量操作，确保测最质最和前对比性，特制定本标准。
本标准规定厂实验室内用核磁共振法测量岩样参数的方法、步骤、测量结果的处理和允许误差。鉴丁客实验室使用的测量仪器不同，可针对具体的实验仪器制定相应的实施细则。本标准的附录A、附录 B都是提示的附录本标准由中国石油天然气集团公司提出。本标准由石油测井专业标推化委员会归口本标准起草单位：石油勘探升发科学研究院江汉测计研究所。本标推起草人，彭石林李长文杜环虹刘崇汉范围
中华人民共和国石油天然气行业标准岩样核磁共振参数实验案测量规范SY/T 64902000
Specification for coreNMRparameter'smeasurement in laboratory本标准规定了实验至内测量岩样核磁共握参数的方法和要求，本标推适用于实验室岩样低场核磁共振参数的测量：2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在不标准中引用而构成为本标准的条义，本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性，SY/I5336-1996岩心常规分析方法3方法原理
地层中的氢核自旋系统在外加静磁场及射频脉冲的作用下，处低能态的核磁矩通过吸收射频脉冲提供的能量，迁到高能态，产生核磁共振现象。在射频脉冲作用期间，宏观磁化失量偏离静磁场方向；在射频脉冲作用结束后，核自旋从高能级的非平衡状态恢复到低能级的平衡状态，磁化矢鼠通过自由进动，向静磁场方向恢复，可分解成纵向分量和横向分量。纵向分量向初始宏观磁化强度M恢复，称为纵向弛豫过程，弛豫速率用1/T，表示，T，叫做纵向弛豫时间；横向分量向数值为零的初始状态恢复，称为横向弛豫过程，弛豫速率用1/T表示，T2叫做横向弛豫时间。岩样核磁共振实验测量就是利用核磁共振实验仪器测量岩样核磁弛豫参数。根据测得的TI，T2值可计算受岩性影响较小的孔隙度、渗透率、可产流体类型、自由流体指数、束缚水饱和度等参数。4主要测量仪器
4.1岩样核磁共振量仪（见图1)
控制模块
脉冲序列
信号输出
主控计算机
摄度控制块
图岩样核磁共振实验测量示意图国家石油和化学工业局 2(H)0 -12 -12 批准2001 06 - 01 实施
SY/T6490—2000
a）永磁体及探头模块：磁场强度0.0470T或0.0235T，磁场均勾度不低于，100ppm。探头内径40mm或60mm，长60mm，其他尺寸探头可选；b）逻辑控制模块：含频率合成器、脉冲发生器、射频发射器、射频接收器、前置放大器等：c）温度控制模块：控制磁体和测量探头温度为恒温（常规测量温度为30℃），温度误差不超过0.1℃;
d）主控计算机：Pentium以上微机，Windows95以上或WindowsNT系统平台；e）测量采集软件、数据处理软件。4.2相关设备
a）脱水装置1台，脱水压力须达到687×103Pa；b）电子天平1台，不确定度至少达到0.01gc）温控烘箱1台；
d）恒温箱1台。
4.3工作环境
室温在15~25℃之间，湿度在50%～70%之间。5主要试剂的制备
5.1主要试剂
a）氯化钠（分析纯）；
b）碳酸氢钠（分析纯）
c）氯化钙（分析纯）；
d）氯化锰（分析纯）；
e）硫酸铜（分析纯）；
f）变压器油；
g）无水煤油；
h）重水。
5.2饱和溶液配置
5.2.1根据测量所需溶液矿化度及类型的要求，计算出配制每2000mL溶液所需溶质的质量。5.2.2将溶质在100~120℃条件下烘至恒重，并放人干燥器中冷却至室温5.2.3用电子天平称出所需的溶质。5.2.4将称好的溶质倒人2000mL的容量瓶中，再往容量瓶中加人蒸馏水至2000mL刻度位置，轻轻摇动容量瓶，至溶质完全溶解，即可得到饱和溶液。6岩样的制备
6.1干岩样的制备
6.1.1在岩心上钻取直径为38.1
长为25
50mm的岩样。
6.1.2按SY/T5336中规定的溶液抽提法洗净岩样中的剩余油和剩余盐。6.1.3将处理后的岩样风干后，在烘箱中烘至恒重（一般岩样，温度控制在100～105℃；含粘土、生石膏较多的岩样，放入有一定真空度和湿度的烘箱内，温度一般在62～93℃，湿度一般选45%），然后放人干燥器中冷却至室温。6.1.4对疏松岩样，经过上述烘干后，用合适直径，长度比岩样长10mm的热缩塑料管套住岩样在温度为75℃±2℃条件下烘0.5h，然后放人干燥器中冷却至室温。6.2饱和岩样的制备
饱和岩样的制备应符合SY/T5336中规定的方法。2
6.3脱水岩样的制备
SY/T6490—2000
在温度为15～25℃、湿度为50%～70%条件下，通过离心或驱替装置对岩样进行脱水处理，制作不同饱和度的脱水岩样。
7岩样核磁共振参数的测量
7.1测前准备
7.1.1打开仪器电源，设定磁体控制温度为30℃，并使探头和磁体保持恒温。7.1.2仪器预热16h以上。
7.1.3打开计算机，进入测量控制软件7.2测量参数的选择及确定原则
测量参数包括系统参数和采集参数领
7.2.1系统参数由仪器特性、相应脉冲序列及环境决定，可手动设定或由系统提供的工具软件设定。系统参数主要包括：
a）核磁共振频率的偏移值：偏移值不得超过额定频率的2%；b）90°脉冲宽度：应使测量信号幅度达到最大；c）180°脉冲宽度：应使测量信号幅度达到最大：d）仪器接收增益：在信号不失真的条件下，增益应尽可能地大：e）仪器要求的其他特定参数。
7.2.2采集参数由仪器特性及研究目的决定，主要包括：a）回波间隔；
b）等待时间；
c）采集回波个数；
d）采集扫描次数。
7.2.3采集参数选取原则：
a）以指导现场测井、满足地质解释需要为原则：b）以满足研究目的，符合用户需求为原则；c）以最大限度获取样品信息为原则。需要选取的测量采集参数有回波间隔、等待时间、采集回波个数、采集扫描次数。对MARAN-2仪器而言，推荐使用参数值见表1。测量采集参数推荐使用值
标准水样
回波间隔
等待时间
采集回波个数
注：对低孔低渗岩样应该适当增加扫描次数，以确保采集信号的信噪比7.3测前刻度
采集扫描次数
7.3.1选择一种不同比例（高、中、低）或不同体积的标准样品3个：蒸馏水、按比例配制的重水、无水煤油、或其他标准样品。
7.3.2设定测量参数，对标准样品进行测量，将测量结果与标准谱对比，确定测量仪器的稳定性和准确性。
7.4岩样测量
SY/T 6490—2000
7.4.1将推备好的待测岩样用不含氢的非磁性容器（如玻璃试管）装好，放人测量腔。7,4.2根据测量内容，选择相应的脉冲序列（对MARAV类型仪器：测量T，选用INVFRC脉冲序列；测量 T2 选用 CPMG脉冲序列：扩散测量选用 LDIFFA脉冲序列)。7.4.3设置测量系统参数和采集参数，确认当前参数准确无误后，开始测量了.5测量结果
测量完成后，将测量结果保存。8测盘结果的处理
8.1采用INVFRC.脉冲序列测量之后，由处理程序（如MARAN类型仪器采用的WinDxp）求出织向弛豫时间 T,分布。
8.2采用CPMG脉冲序列测量之后，出处理程序（如MARAV类型仪器采用的WinDxp）求出横向弛豫时间 T2分布。
8.3根据拟合曲线质量控制图确认测量结果符合要求后，保存相关数据、图件，并编写测量报告。8.4测量报告应包括主要的系统参数、采集参数、原始衰减曲线、T,/T，谱以及处理得到的相关岩样物性参数等内容，见附录A（提示的附录）和附录B（提示的附录)。9测量结果的充许误差
9.1标推样品核磁共振实验测量的纵向弛豫时间T1和横向弛豫间T2其衰减曲线初始幅度与标准谱的柜对误差应小于3%。
9.2对所测岩石样品抽样重复测量进行捡测，抽样率为10%，最小抽样岩样数为两块；实验测量的纵向弛豫时间T，和横向弛像时间T2，其衰减幽线初始幅度重复测量的相对误差应小于5%。4
A1T,谱分析的拟合模型
SY/T 6490—2000
附录A
(提示的附录）
T, 特征参数的计算
利用数据处理软件可对测量到的回波申作单指数、双指数以及多指数拟合，拟合的基本关系式见式 (AI),式 (A2)、式(A3):
单指数：
双指数：
多指数：
A(2)-Ane-t/T
A(t) -- Ae tTa + Ae-+iT
式中：A4（）——核磁弛豫幅度值；An, A.,Al, A,
-分别为核磁弛豫曲线的拟合系数：T2—横向驰豫时问，ms:
T2a，Tab，T2—分别为横向弛豫时间Tz的拟合分量，ms。A2T,截止值的确定
一般认为T：截止值大约在T，谱两峰的交汇点附近，将有峰（大于T，截止值）称为可动峰，左峰（小于T，截止值）称为不可动峰，可动峰与不可动峰的下包面积之比即为可动与不可动流体之比。因此，用离心法确定各个岩样的可动与不可动流体之比值后，对照T，谱即可确定各块岩样的T，截止值T2cutoff
另一种确定T2u值的方法是：根据离心后岩心T谱，计算累积孔度，再在离心前T2谱上找点、使其左边累积孔隙度与离心后总累积孔隙度相等,该点对应的T2值即为 T2截止值 T2mtofcA3T2的平均值
常用T,的平均值来表征T2分布，Tz的平均值则按式（A4)、式（A5)、式（A6）计算：ST
T2算术平均值=
T2甲均值=（T)
T2渊利平均估
式中：中。——NMR累积孔隙度，%；中—对应分最T2;的孔隙度分量，%：T2横向弛豫时间T2的拟合分量，ms。.
Z(/T2)
·(A6)
SY/T 6490--2000
附录B
(提示的附录）
由岩样核磁共振实验结果计算岩样物性参数B1岩样核磁共振孔隙度的确定
对全饱和岩样测得的T：谱，利用标谁刻度样品（如蒸馏水）进行刻度，将信号强度转换成孔隙度，转换公武（BI）如下：
-号+:00%
式中，中n——-标准样品核磁孔隙度：M—标准样品 T2谱的总幅度；
标准样品总含水量：cm；
标准样品在NMR数据采集时的累积秋数：-标推样品在 NMR数据采集时的接收增益：-标准样品第：个T2分量的核磁共振T2谱幅度：标准样品的体积，cm；
一标准样品核磁共振数据采集时的累积次数：g—标准样品核磁共振数据采集时的接收增益。B2渗透率的确定
利用岩样的空气渗透率同核磁共振岩心测量结果进行统计分析，主要采用了四种核磁渗透率的计算模型进行分析对比，方法如下。）SDR模型，利用饱和水岩样的核磁孔隙度、T孔何平均值计算核磁渗透率，模型参数为Cs，由式（B2）统计分析求得：Ki=Ca（100）
）4，T
式中：Cs—模型参数，由相应地区的岩样实验测量数据统计分析求得；K,-—核磁渗透率，10°3μrrz；中核磁孔隙度，%：
T—T，儿何平均值，ms
..(B2)
b）SLR－res模型，利用饱和水岩样的核磁孔隙度、T，几何平均值计算核磁渗透率，模型参数为（z，m，n，也式（B3）统计分析求得：中met
K2= C2(100)bZxz.net
式中：Cz，m，n-
模型参数，由相应地区的岩样实验测量数据统计分析求得：K,--核磁渗透率，[0\3um。
...(R3)
c）（cates模型，利而饱和水者样的核磁孔隙度以及由T，截止值法或SI3VI方法求得的束缚水体积和可动水体积计算核磁渗透率，模型参数为Cl，由式(R4）统计分析求得：R,-
中t）
中mny2
式中：Cn1——模型参数。由应地区的岩样实验测量数据统计分析求得；6
K3——核磁渗透率，10 3μm2;
SY/T 64902000
核磁可动流体孔源度，%；
中.n-核磁策缚孔隙度，%。
l）Coates扩展模型，利用饱和水岩样的核磁孔隙度以及求得的束缚水体积和可动水体积计算核磁惨透率，模型参数为C，m，”由式（B5）统计分析求得：K
式中：C，m，n一一模型参数，由相应地区的岩样实验测量数据统计分析求得：K,-一核磁渗透率，10-3μm2.
核磁束缚水饱和度的确定
核磁束缚水饱和度的确定一般采用两种方法求取。第一种方法是，对应于岩样核磁共振(HS)
T,谱曲线，核磁束缚水饱和度等于T，谱中小fT2截止值T2stf的不可动峰下包面积与整个T，谱下包面积之比。束缚水体积等于束缚水饱和度与孔隙度之积，可动水体积等于孔隙体积与束缚水休积之差：实际资料处理中，T，截止值 Tacun的确定是关键，第一种方法用SBVI法求束缚水饱和度，即弛豫时间的每-项都包含了束缚水的贡献，只是弛豫时间的人小不同，其对应的孔隙中包含的束缚水的数不一样。这样，只要确定每个弛豫时间须中束缚水所占的比例、给出各个T，项的束缚水权系数，就可按式（P6）和式（B7）计算岩样的束缚水饱和度、
Suir =Zw,r:
W,=100/(aI2i+1)
式中：Sn计算的核磁束缚水饱和度；W——权系数;
Tz,—-横向弛豫时间T2的分最，ms；--计算权系数的权因子。
·(E6)
SBVI方法的关键是权系数的确定，本附录权系数以函数形式给出，α采用统计的方法求出，
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