七放射性测井课件

七放射性测井伽马测井核物理基础伽马测井核物理基础核衰变及其放射性核衰变及其放射性放射性强度与活度放射性强度与活度伽马射线伽马射线()与物质的相互作用与物质的相互作用2核衰变及其放射性核衰变及其放射性放射性核素的发现过程放射性核素的发现过程 放射性核素放射性核素 核核素素是是指指原原子子核核中中具具有有一一定定数数量量的的质质子子和和中中子子并并在在同同一一能能态态上上的的同同类类原原子子,同同一一核核素素的的原原子子核核中中质质子子数数和中子数都相等和中子数都相等.判断判断1 1H H1 1、1 1H H2 2、1 1H H3 3是否为同一核素？是否为同一核素？元素？元素？同位素？放射性同位素？同位素？放射性同位素？3放射性核素及其核射线放射性核素及其核射线18961896年年，法法国国物物理理学学家家贝贝可可勒勒尔尔发发现现铀铀的的化化合合物物能能 使使包包在在黑黑纸纸里里的的胶胶片片感感光光，由由此此发发现现了了天然放射性核素。天然放射性核素。放射性核素及射线放射性核素及射线?4三种射线三种射线:2He4组成的粒子流组成的粒子流:电子流电子流:波长很短的电磁波波长很短的电磁波镭源镭源射线射线射线射线射线射线磁场磁场5E E=1.17Mev=1.17MevE E=1.33Mev=1.33Mev+6+E E=1.46Mev=1.46Mev 放射性核素指原子核放射性核素指原子核能自发地发生衰变的核素能自发地发生衰变的核素7放射性活度、强度及比度放射性活度、强度及比度放射性活度放射性活度 一一定定量量的的放放射射性性核核素素，在在单单位位时时间间里里发发生生衰衰变变的核数（核的数量）。的核数（核的数量）。放射性强度放射性强度 一一定定量量的的放放射射性性核核素素，在在单单位位时时间间里里放放出出某某种种射射线的数量。线的数量。放射性比度放射性比度 指指放放射射性性核核素素的的活活度度与与其其质质量量之之比比（亦亦称称比比放放射射性、比活度或放射性浓度）。性、比活度或放射性浓度）。8伽马射线与物质的相互作用伽马射线与物质的相互作用光电效应光电效应康普顿康普顿-吴有训效应吴有训效应电子对效应电子对效应(形成电子对形成电子对)电子电子原子核原子核光电子光电子+e-e9光电效应吸收系数光电效应吸收系数康康-吴效应吸收系数吴效应吸收系数形成电子偶吸收系数形成电子偶吸收系数康康-吴效应吴效应光电效应光电效应形成电子偶形成电子偶总效应总效应吸吸收收系系数数能能 量量10伽马射线的探测伽马射线的探测放电计数管放电计数管(G-M)(G-M)闪烁计数管闪烁计数管11阴极阴极阳极阳极输出输出0u12自然伽马自然伽马(GR)(GR)和和自然伽马能谱自然伽马能谱(NGS)(NGS)测井测井(Gamma Ray and Natural GR SpectrologGamma Ray and Natural GR Spectrolog)岩石的自然伽马放射性岩石的自然伽马放射性测量原理测量原理曲线特征曲线特征资料用途资料用途13岩石的自然伽马放射性岩石的自然伽马放射性自然界中的核素自然界中的核素自然界中的放射性核素自然界中的放射性核素岩石的自然伽马放射性岩石的自然伽马放射性岩石自然伽马放射性特点岩石自然伽马放射性特点14自然界中放射性核素的分布规律自然界中放射性核素的分布规律9090余种元素余种元素273种为稳定核素种为稳定核素 据统计据统计:A209:A209 A209的核素的核素,全部为放射性核素全部为放射性核素300300余种核素余种核素60余种为放射性核素余种为放射性核素15自然界中的放射性核素主要由自然界中的放射性核素主要由3 3种原子核（母元素）衰变而来种原子核（母元素）衰变而来铀系铀系锕系锕系钍系钍系除此之外除此之外,还有不成系的还有不成系的 ,因此因此,岩石的岩石的GR强度强度,取决于取决于铀系、钍系核铀系、钍系核素和钾素和钾40的含量。的含量。16岩石的岩石的GRGR强度分布规律强度分布规律不同岩类的不同岩类的GR 强度分布规律强度分布规律火成岩火成岩GR强度强度沉积岩的沉积岩的GRGR强度分析强度分析碎屑岩碎屑岩沉积岩沉积岩变质岩变质岩化学岩化学岩粘土岩粘土岩17 在不含放射性矿物富集带的情况下，岩石的自然伽马放射性强度主要取决于其泥质含量181920GRGR测井资料的用途测井资料的用途曲线特点曲线特点资料用途资料用途划分岩性划分岩性求地层泥质含量求地层泥质含量地层对比地层对比21高高GR低低GR高高GR GRGR曲线特点曲线特点:1.1.当目的层上下围岩岩性相同时当目的层上下围岩岩性相同时,曲线对称于曲线对称于 地层中部；地层中部；2.2.在高放射性地层中部在高放射性地层中部,GR,GR曲线出现极大值曲线出现极大值;3.3.在低放射性地层中部在低放射性地层中部,;,;4.4.当当h3calh7时，陆相沉积、氧化时，陆相沉积、氧化 环境、风化层；环境、风化层；2Th/U7,海相沉积、灰色或海相沉积、灰色或 绿色页岩；绿色页岩；Th/U2,海相黑色页岩、磷酸海相黑色页岩、磷酸 盐岩。盐岩。3940求泥质含量求泥质含量利用总计数率求泥质含量利用总计数率求泥质含量利用利用ThTh含量求泥质含量含量求泥质含量利用利用K K含量求泥质含量含量求泥质含量41 密度测井（密度测井（FDL/DENFDL/DEN）和岩性密度测井）和岩性密度测井（LDLLDL）（）（Formation Density Log and Litho-Formation Density Log and Litho-Density LogDensity Log）DENDEN和和LDLLDL测井基础知识测井基础知识 岩石的体积密度岩石的体积密度 岩石的电子密度指数岩石的电子密度指数 岩石的光电吸收截面指数岩石的光电吸收截面指数 岩石的体积光电吸收截面岩石的体积光电吸收截面 N NA A-阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数N Ne e-电子密度电子密度42矿物名矿物名Pe(b/电子电子)b b(g/cm(g/cm3 3)U(b/cm3)石石 英英方解石方解石白云石白云石硬石膏硬石膏盐盐 岩岩淡淡 水水油油 气气盐水盐水(20万万ppm)1.815.053.145.084.650.350.121.22.652.712.872.962.1651.0011.1464.8013.688.9915.029.640.39U Uf f,所以所以计算储集层的泥质含量计算储集层的泥质含量识别气层及重矿物识别气层及重矿物5152随钻方位密度测井随钻方位密度测井原理原理 与常规密度测井原理相同与常规密度测井原理相同特点特点 可可同同时时测测得得同同一一深深度度处处4 4个个方方位位的的密密度值度值,而非某一深度处的密度平均值而非某一深度处的密度平均值.53放射性同位素示踪测井放射性同位素示踪测井(RTS)(RTS)(Radioactive Tracer Survey)基本原理基本原理资料用途资料用途54RTSRTS资料用途资料用途向井内注入活化液向井内注入活化液确定窜槽位置确定窜槽位置55检查封堵效果检查封堵效果向井内注入活化水泥向井内注入活化水泥56检查压裂效果检查压裂效果向井内注入活化砂向井内注入活化砂57确定吸水剖面确定吸水剖面,计算相对吸水量计算相对吸水量向井内注入向井内注入活化固相载体活化固相载体58中子测井中子测井(NL)（Neutron Logs）n中子测井的核物理基础中子测井的核物理基础 中子和中子源中子和中子源 中子与物质的相互作用中子与物质的相互作用 中子探测器中子探测器n热中子测井热中子测井n超热中子测井超热中子测井n中子伽马测井中子伽马测井59中子与物质的相互作用中子与物质的相互作用n快中子的非弹性散射快中子的非弹性散射n快中子对原子核的活化快中子对原子核的活化n快中子的弹性散射快中子的弹性散射n热中子的扩散和俘获热中子的扩散和俘获60中子的分类中子的分类快中子快中子 En0.5Mev慢中子慢中子 En1Kev En En=0.025ev 热中子热中子 En 中能中子中能中子超热中子超热中子冷中子冷中子61n快中子的非弹性散射快中子的非弹性散射 中子中子原子核原子核靶核靶核复核复核中子中子(En )原子核原子核(激发态激发态)原子核原子核(基态基态)62n快中子对原子核的活化快中子对原子核的活化u硅活化硅活化u铝活化铝活化u钙活化钙活化u氯活化等氯活化等63n快中子的弹性散射快中子的弹性散射中子中子靶核靶核中子中子(En )靶核获得动能靶核获得动能,但仍处于基态但仍处于基态 中子每散射一次中子每散射一次,都要损失一部分能量都要损失一部分能量,速速度减慢度减慢,即中子被减速即中子被减速.哪种物质对中子的减速作用最强呢哪种物质对中子的减速作用最强呢?64减速长度减速长度LS快中子快中子核素名称核素名称 散射截面散射截面 最大能量损失最大能量损失 平均热化次数平均热化次数 Ca 9.5 8 371 Cl 10 10 316 Si 1.7 12 261 O 4.2 21 150 C 4.8 28 115 H 45 100 18热中子热中子65靶核靶核中子中子中子中子靶核靶核66H()减速能力减速能力 减速长度减速长度Ls67n热中子扩散和俘获热中子扩散和俘获热中子的扩散热中子的扩散扩散长度扩散长度L Ld d物质对热中子的俘获物质对热中子的俘获(辐射俘获核反应辐射俘获核反应)俘获截面俘获截面:微观俘获截面微观俘获截面和和宏观俘获截面宏观俘获截面热中子寿命热中子寿命 从热中子生成开始到其被吸收时刻止从热中子生成开始到其被吸收时刻止,所所经过的平均时间叫热中子寿命经过的平均时间叫热中子寿命,也叫扩散时间也叫扩散时间.热中子热中子被俘获被俘获元素元素总截面总截面10-24cm2吸收截面吸收截面10-24cm2散射截面散射截面10-24cm2元素元素总截面总截面10-24cm2吸收截面吸收截面10-24cm2散射截面散射截面10-24cm2HHeBeBCNONaAlSi20801.566.97224.812.74.24.51.61.860.320.0080.0097180.00451.5 0.00090.460.220.1620801.556.93.84.811.24.24.01.351.7PSClCaFeNiZrCdInPb10.91.6434.413.5228.435001938.50.30.47330.422.54.50.435001910.210.61.1104.011.017.58.06.52.28.368H:25%H:20%H:10%计计数数率率N源距L零零源源距距长源距长源距短源距短源距在离源较近时在离源较近时,在离源较远时在离源较远时,测井时测井时,使用长源距使用长源距,故故计数率计数率越低越低,反映岩层反映岩层含氢量含氢量越高越高69中子及中子伽马测井中子及中子伽马测井n补偿中子补偿中子(热中子热中子)测井测井(CNL)(CNL)n井壁中子井壁中子(超热中子超热中子)测井测井(SNP)(SNP)n中子伽马测井中子伽马测井(n-(n-)CNL Compensated Dual-Spacing Neutron LogSNP Sidewell Neutron Porosity Log Proximity Log?Permeability?Saturation?70n基本原理基本原理n计数率计数率n含氢指数含氢指数H Hn石灰岩孔隙度石灰岩孔隙度 仪仪器器以以石石灰灰岩岩为为标标准准刻刻度度的的孔隙度单位孔隙度单位71中子及中子伽马测井资料的用途中子及中子伽马测井资料的用途n求岩层孔隙度求岩层孔隙度n划分岩性及地层划分岩性及地层n识别气层识别气层7273中子测井孔隙度关系式中子测井孔隙度关系式石灰岩的石灰岩的H Hmama=0=0砂岩的砂岩的 Hma=-0.035 Hma=-0.035白云岩的白云岩的Hma=0.05Hma=0.0574曲线重叠法判断岩性曲线重叠法判断岩性75曲线重叠法识别岩性曲线重叠法识别岩性中子孔隙度中子孔隙度N N和密度孔隙度和密度孔隙度D D重叠重叠曲线关系曲线关系近似差值近似差值%可能的岩性可能的岩性 D N40盐岩盐岩 D N56砂岩砂岩 D N石灰岩石灰岩 D N8.13白云岩白云岩 D N16硬石膏硬石膏D N1020泥岩泥岩D N28石膏石膏注意注意:此处此处N N和和D D均为石灰岩孔隙度均为石灰岩孔隙度76曲线重叠法判断气层曲线重叠法判断气层777879中子寿命测井中子寿命测井(NLL)(NLL)(热中子衰减时间测井热中子衰减时间测井(TDT)(TDT)(Neutron Lifetime LogNeutron Lifetime LogThermal Decay TimeThermal Decay Time)n中子寿命中子寿命n中子寿命测井原理中子寿命测井原理n中子寿命测井资料的用途中子寿命测井资料的用途80NLLNLL测量原理测量原理 N0:开始衰减时的热中子密度开始衰减时的热中子密度 N:经过时间经过时间T的热中子密度的热中子密度 :岩石的热中子寿命岩石的热中子寿命(即从热中子产生到即从热中子产生到63.7%被俘获所经历的平均时间被俘获所经历的平均时间)81 测量方法测量方法中子寿命测井的应用中子寿命测井的应用82NLLNLL资料的用途资料的用途划分油水层划分油水层含含ClCl较高较高的水层对的水层对热中子的热中子的俘获截面俘获截面大大,显示显示的曲线幅的曲线幅度较小度较小8384观察油水或气水界面的变化观察油水或气水界面的变化85判断气层判断气层(计数率曲线重叠法计数率曲线重叠法)双双源源距距中中子子寿寿命命测测井井的的长长、短短源源距距计计数数率率曲曲线线在在水水层层基基本本重重合合,而而在在孔孔隙隙较较高高的的纯纯天天然然气气层层,两两条条曲曲线线则则明明显分离显分离8687检查酸化效果检查酸化效果酸化前后分别进行酸化前后分别进行中子寿命测井，若中子寿命测井，若酸化效果好，则两酸化效果好，则两次的俘获曲线会出次的俘获曲线会出现明显的幅度差。现明显的幅度差。若两条曲线基本重若两条曲线基本重合，则说明酸化无合，则说明酸化无效效88计算储层含水饱和度计算储层含水饱和度89碳氧比能谱测井碳氧比能谱测井n绪绪nC/OC/O能谱测井原理能谱测井原理nC/OC/O能谱测井资料的用途能谱测井资料的用途90C/O资料的用途资料的用途 1.1.确定含油饱和度确定含油饱和度2.2.划分水淹层划分水淹层 9192核磁共振测井核磁共振测井(NMRL)(Nuclear Magnetic Resonance Log)n绪绪n基本原理基本原理n资料用途资料用途核核磁磁共共振振是是指指处处在在某某一一静静磁磁场场中中的的原原子子核核系系统统，受受到到相相应应频频率率电电磁磁波波作作用用时时，在在它它们们的的磁磁能能级级之之间发生的共振跃迁现象。间发生的共振跃迁现象。93 核磁共振测井资料的用途核磁共振测井资料的用途 可提供岩石孔隙度、渗透率、和岩石可提供岩石孔隙度、渗透率、和岩石孔径分布等参数，其所测孔隙度不受岩性孔径分布等参数，其所测孔隙度不受岩性影响，同时能捕获毛细管束缚水和粘土束影响，同时能捕获毛细管束缚水和粘土束缚水的孔隙体积，比传统的依赖骨架参数缚水的孔隙体积，比传统的依赖骨架参数评价孔隙度更为准确。在识别低孔渗透层、评价孔隙度更为准确。在识别低孔渗透层、低阻油层、稠油层的评价及复杂岩性的评低阻油层、稠油层的评价及复杂岩性的评价方面非常有效。价方面非常有效。94 原子核的磁性原子核的磁性 原子核除了具有质量和电荷两原子核除了具有质量和电荷两个基本特性之外，实验表明，许多个基本特性之外，实验表明，许多原子核如同陀螺一样围绕着某个轴原子核如同陀螺一样围绕着某个轴作自身旋转运动。作自身旋转运动。95 进进行行自自旋旋运运动动的的原原子子核核都都具具有有一一定定的的自自旋旋角角动动量量，它它是是一一个个矢矢量量，用用p p 表表示示，它它的的方方向向与与自自旋旋轴轴重重合合，根根据量子力学，据量子力学，自旋角动量自旋角动量的绝对值由下式决定的绝对值由下式决定式中式中式中式中:h h h h为普朗克常数，为普朗克常数，为普朗克常数，为普朗克常数，I I I I为自旋量子数为自旋量子数为自旋量子数为自旋量子数A AZ ZI奇奇奇或偶奇或偶半整数：半整数：1/21/2、3/23/2、5/25/2、偶偶偶偶 0 0偶偶奇奇整数：整数：1 1、2 2、3 3、96 原子核的磁性原子核的磁性 具有自旋角动量的带电原子核如同一个磁化的小具有自旋角动量的带电原子核如同一个磁化的小“陀螺陀螺”，具有磁矩具有磁矩。由原子核磁矩和角动量的绝对值之比，定义为。由原子核磁矩和角动量的绝对值之比，定义为原子核的磁旋比原子核的磁旋比。它是表征原子核核磁性质的重要参数。它是表征原子核核磁性质的重要参数。当当当当原原原原子子子子核核核核处处处处于于于于磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度为为为为B B B B0 0 0 0的的的的稳稳稳稳定定定定磁磁磁磁场场场场中中中中时时时时，磁磁磁磁矩矩矩矩将将将将受受受受到到到到一一一一个个个个转转转转矩矩矩矩使使使使之之之之按按按按B B B B0 0 0 0定定定定向向向向，但但但但由由由由于于于于自自自自旋旋旋旋角角角角动动动动量量量量P P P P与与与与磁磁磁磁矩矩矩矩是是是是共共共共轴轴轴轴的的的的，将将将将受受受受到到到到自自自自旋旋旋旋角角角角动动动动量量量量的的的的反反反反抗抗抗抗，于于于于是是是是产产产产生生生生绕绕绕绕B B B B0 0 0 0的的的的进进进进动动动动，进进进进动的角速度为：动的角速度为：动的角速度为：动的角速度为：进动频率为：进动频率为：进动频率为：进动频率为：称称称称f f为拉莫频率为拉莫频率为拉莫频率为拉莫频率B0B0B0B097原子核系统的磁化强度原子核系统的磁化强度原子核系统的磁化强度原子核系统的磁化强度原子核磁化强度矢量原子核磁化强度矢量原子核磁化强度矢量原子核磁化强度矢量MM0 0 一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下，系系系系统统统统中中中中个个个个原原原原子子子子核核核核磁磁磁磁矩矩矩矩的的的的方方方方向向向向是是是是杂杂杂杂乱乱乱乱无无无无章章章章的的的的，因此矢量和等于零。因此矢量和等于零。因此矢量和等于零。因此矢量和等于零。B0 如如如如果果果果把把把把原原原原子子子子核核核核系系系系统统统统放放放放入入入入磁磁磁磁场场场场当当当当中中中中，原原原原子子子子核核核核磁磁磁磁矩矩矩矩就就就就要要要要围围围围绕绕绕绕磁磁磁磁场场场场方方方方向向向向产产产产生生生生进进进进动动动动。这这这这时时时时磁磁磁磁矩矩矩矩的的的的方方方方向向向向不不不不再再再再杂杂杂杂乱乱乱乱无无无无章章章章，而而而而是是是是有有有有一一一一定定定定规规规规律律律律的的的的。因因因因此此此此M M M M0 0 0 0不不不不再再再再等等等等于于于于零零零零，也也也也就就就就是是是是原原原原子子子子核核核核系系系系统统统统被被被被磁磁磁磁化化化化。在在在在加加加加静静静静磁场磁场磁场磁场B B B B0 0 0 0的情况下，矢量的情况下，矢量的情况下，矢量的情况下，矢量M M M M0 0 0 0与与与与B B B B0 0 0 0方向一致。方向一致。方向一致。方向一致。98核磁共振现象：核磁共振现象：对于被磁化的自旋系统，若再施加一个与对于被磁化的自旋系统，若再施加一个与静磁场垂直的交变磁场静磁场垂直的交变磁场B B1 1，此时就会发生核磁，此时就会发生核磁共振现象（从量子力学的角度说，此时交变磁共振现象（从量子力学的角度说，此时交变磁场的能量等于质子能两个能级的能量差），即场的能量等于质子能两个能级的能量差），即处于低能态的核磁矩吸收交变磁场提供的能量，处于低能态的核磁矩吸收交变磁场提供的能量，跃迁到高能态，磁化强度相对于外磁场发生偏跃迁到高能态，磁化强度相对于外磁场发生偏转，这种现象被成为核磁共振。转，这种现象被成为核磁共振。交变磁场可以连续施加，也可交变磁场可以连续施加，也可以以脉冲的形式施加，现代核以以脉冲的形式施加，现代核磁测井大多数采用脉冲方法。磁测井大多数采用脉冲方法。脉冲有脉冲有900和和1800之分之分99XYZB0MXYZB0M900900脉冲脉冲XYZB0M1800脉冲脉冲1800100磁化强度的弛豫过程磁化强度的弛豫过程在静磁场中，在静磁场中，在静磁场中，在静磁场中，MMZ Z=M=M0 0,M,M=0=0M M M M0 0 0 0B B B B0 0 0 0 当当当当原原原原子子子子核核核核系系系系统统统统再再再再受受受受到到到到另另另另一一一一个个个个电电电电磁磁磁磁场场场场的的的的作作作作用用用用，磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度就就就就会会会会偏偏偏偏离离离离平平平平衡衡衡衡位置，则位置，则位置，则位置，则MMZ ZMM0 0,M,M0 0M M M MZ Z Z ZM M M MM M M MB B B B0 0 0 0Z Z Z ZT T T T2 2 2 2T T T T1 1 1 1 当当当当外外外外加加加加电电电电磁磁磁磁场场场场去去去去掉掉掉掉之之之之后后后后，原原原原子子子子核核核核系系系系统统统统的的的的不不不不平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态并并并并不不不不能能能能维维维维持持持持下下下下去去去去，要要要要向向向向平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态恢恢恢恢复复复复。但但但但恢恢恢恢复复复复过过过过程程程程并并并并不不不不能能能能马马马马上上上上完完完完成成成成，需需需需要要要要一一一一定定定定的的的的时时时时间间间间。把把把把原原原原子子子子核核核核系系系系统统统统从从从从不不不不平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态向向向向平平平平衡衡衡衡状状状状态恢复的过程成为态恢复的过程成为态恢复的过程成为态恢复的过程成为弛豫过程弛豫过程弛豫过程弛豫过程。101 实实实实验验验验表表表表明明明明，对对对对于于于于大大大大多多多多数数数数不不不不太太太太粘粘粘粘的的的的流流流流体体体体，MMZ Z分分分分量量量量与与与与 MM分分分分量量量量向向向向平平平平衡衡衡衡位位位位置置置置的的的的恢恢恢恢复复复复速速速速度度度度与与与与它它它它们们们们离离离离开开开开平平平平衡衡衡衡位位位位置的程度成正比，即置的程度成正比，即置的程度成正比，即置的程度成正比，即102驰豫：驰豫：在射频脉冲施加以前，自旋系统处于平衡在射频脉冲施加以前，自旋系统处于平衡状态，磁化矢量与静磁场方向相同；射频脉冲状态，磁化矢量与静磁场方向相同；射频脉冲作用期间，磁化矢量偏离静磁场方向；射频脉作用期间，磁化矢量偏离静磁场方向；射频脉冲作用完后，磁化矢量又将通过自由进动，朝冲作用完后，磁化矢量又将通过自由进动，朝B Bo o方向恢复，使该自旋从非平衡态分布恢复到方向恢复，使该自旋从非平衡态分布恢复到平衡状态分布。平衡状态分布。恢复到平衡态的过程叫驰豫。恢复到平衡态的过程叫驰豫。横向驰豫时间横向驰豫时间T2纵向驰豫时间纵向驰豫时间T1103横向驰豫时间横向驰豫时间T2：非平衡态磁化矢量的非平衡态磁化矢量的水平分量水平分量M衰减至零的过程称为横向衰减至零的过程称为横向驰豫过程，驰豫速率用驰豫过程，驰豫速率用1/T1/T2 2表示表示,T,T2 2被称被称为横向驰豫时间。为横向驰豫时间。纵向驰豫时间纵向驰豫时间T1：磁化矢量的纵向磁化矢量的纵向分量分量MZ恢复到初始磁化强度恢复到初始磁化强度M的过的过程，称为纵向驰豫过程，驰豫速率程，称为纵向驰豫过程，驰豫速率用用1/T1表示，表示，T1叫做纵向驰豫时间。叫做纵向驰豫时间。104同位素同位素磁旋比磁旋比进动信号振幅进动信号振幅同位素天然丰度同位素天然丰度核磁共振频率核磁共振频率H142.571.099.982.178Li716.551.29410-292.570.827Be95.9871.39 10-21000.299C1310.711.59 10-21.110.503O175.7722.91 10-23.7 10-20.288Na2311.2679.27 10-21000.563Mg252.6062.68 10-210.50.130Al2711.100.2071000.554V5111.215.53 10-21000.599Mn5510.560.1781000.527Co5910.110.2811000.506Cu6311.310.11669.090.564Rb8713.970.17727.20.696Ag1971.316.69 10-261.350.086核磁测井测量原理核磁测井测量原理105核磁测井测量原理核磁测井测量原理一一一一.自由进动法；自由进动法；自由进动法；自由进动法；二二二二.自旋回波法。自旋回波法。自旋回波法。自旋回波法。106107孔隙流体核磁共振弛豫机理1.1.RWRW机理；机理；2.2.RDGRDG机理；机理；3.3.RBVRBV机理；机理；4.4.AHDAHD机理；机理；5.5.RPRP机理。机理。指由颗粒表面指由颗粒表面(Wall)引起的核引起的核磁共振弛豫磁共振弛豫(Relaxation).即扩散弛豫，指在梯度即扩散弛豫，指在梯度(Gradient)场中分子扩散场中分子扩散(Diffusion)将缩短弛豫时间。将缩短弛豫时间。指顺磁指顺磁(Paramagnetic)物质物质(铁、铁、锰等锰等)能缩短弛豫能缩短弛豫(Relaxation)时间时间.体积体积(Bulk)流体的弛豫流体的弛豫(Relaxation)时间时间Tb反比于流反比于流体的粘度体的粘度(Viscosity).T2 T/指信号的初始幅度指信号的初始幅度(Ampitude)正比于氢正比于氢(Hydrogen)核的密度核的密度(Density).A=KNV108核磁测井资料的解释于应用核磁测井资料的解释于应用1.岩层孔隙的分析及解释；岩层孔隙的分析及解释；2.判别流体类型、确定流体饱和度；判别流体类型、确定流体饱和度；3.渗透率计算；渗透率计算；4.估算原油粘度；估算原油粘度；5.其他应用。其他应用。骨架粘土粘粘土土束束缚缚水水毛细管中的束缚流体可可动动水水可可动动油油气气 由于粘土矿物吸附水的由于粘土矿物吸附水的T2衰减很快，仪器衰减很快，仪器测不到这部分信号。因此利用测不到这部分信号。因此利用T2计算的孔隙计算的孔隙度是不含粘土束缚水的有效孔隙度度是不含粘土束缚水的有效孔隙度MPHI。T2分布谱的总面积即代表地层的总孔隙体积，由分布谱的总面积即代表地层的总孔隙体积，由于于T2中衰减较快的分量对应于地层中毛细管中衰减较快的分量对应于地层中毛细管束缚水，而衰减较慢的分量是地层中可动流体束缚水，而衰减较慢的分量是地层中可动流体的贡献。因此，在的贡献。因此，在T2分布谱上选择一合适的分布谱上选择一合适的截止值截止值T2c，大于和小于，大于和小于T2c的的T2分布面积就分布面积就分别对应于可动流体体积和束缚流体体积。分别对应于可动流体体积和束缚流体体积。截止时间截止时间T2c的选择的选择 外国公司提供的经验值：外国公司提供的经验值：砂岩层砂岩层:33ms碳酸盐岩地层碳酸盐岩地层:90ms华北油田选择了华北油田选择了4 4块岩样送美国做实验块岩样送美国做实验,实验结果实验结果表明每块岩样的表明每块岩样的T T2C2C均不相同均不相同,从从9.69ms9.69ms到到23.42ms23.42ms不等不等,说明陆相地层的复杂性说明陆相地层的复杂性,如何正确选择如何正确选择T T2C2C值值是用好核磁测井资料的关键之一是用好核磁测井资料的关键之一.从从T T2 2的分布谱可的分布谱可以定性认识储层以定性认识储层的好坏的好坏.大的峰大的峰面积右移表示岩面积右移表示岩石的分选性好石的分选性好,连通孔隙发育连通孔隙发育,可动流体多可动流体多,储储层好层好.109 孔隙尺寸分布与孔隙尺寸分布与T2衰减衰减：T T2 2与与V/SV/S成正比，而成正比，而V/SV/S又与孔隙大又与孔隙大小成正比。因此，可利用小成正比。因此，可利用T T2 2分布计算分布计算孔隙大小分布孔隙大小分布110孔隙愈大孔隙愈大,包含流体愈多包含流体愈多,T,T2 2衰减愈慢衰减愈慢,T,T2 2愈长愈长;反之亦然反之亦然.111112谢谢大家！结结 语语