岩石核磁共振及其在渗流力学和油田开发中的应用研究

本文采用核磁共振自旋回波成像、自旋密度成像、T1成像和SPI成像，核磁共振多弛豫分离技术和弛豫时间谱分析等技术，系统研究了储层岩石和流体的核磁共振特征、多相渗流机理、储层伤害机理和低渗透储层可动流体的分布规律。主要研究结论如下： 首次建立了同时测量岩心孔隙度、渗透率和孔径分布及其随有效压力变化的核磁共振测试方法，研究结果表明：随着地层压力的降低，岩心孔隙度略有降低。二者的关系近似服从线性规律。与此同时，孔径分布曲线右端大孔径部分向小孔径方向移动。渗透率随有效压力的降低而较大幅度降低，二者近似服从指数规律。随着地层压力的升高，岩心孔隙度，孔径分布和渗透率逐渐恢复，但不能达到原始值。其中裂缝性岩心孔隙度和渗透率的恢复率明显低于基质性岩心。随着地层压力的变化，岩心裂缝中主要发生塑性形变，而岩心基质中主要发生弹性形变。因此随着地层压力的下降，裂缝性岩心的渗透率激剧降低，并且随地层压力的上升渗透率几乎不恢复。所以在裂缝性地层开采石油和地下水时，应保持适当的地层压力，以避免由于地层压力下降过多而造成储层严重的永久性伤害。 建立了多孔介质润湿性的分子动力学解释模型和核磁共振表面弛豫测试新方法，反映了润湿性和表面弛豫的内在联系，理论分析与实验结果吻合很好。建立了多孔介质中流体“原位”（in-situ）粘度核磁共振体相弛豫解释模型和测试新方法，排除了多孔介质孔隙结构特征和表面弛豫作用对原油粘度测量的影响，反映了体相纵向弛豫时间与原油粘度的本质联系，理论分析、推导与实验结果吻合很好。采用核磁共振测量多孔介质润湿性和原油在多孔介质中的粘度是一种非接触，非侵入的“原位”测试新方法，与常规方法不同，测试过程不接触多孔介质和流体，不影响多孔介质的润湿性，该方法为储层润湿性和多孔