岩石孔隙中NMR油水识别技术研究

现有的核磁共振油水识别技术,一些需要进行较为复杂的实验处理,另外 一些对核磁共振仪器的硬件存在较高的要求,而国内研发的核磁共振岩心分析 仪器尚不具备这样的硬件。针对这一问题,本文在总结前人已有研究成果的基 础上,探讨了利用岩石孔隙中的内梯度场进行油水识别的方法,旨在开发一种 快速简便地进行油水识别的核磁共振分析方法。 首先,依据核磁共振扩散弛豫机理和岩石孔隙内内梯度场的特性,建立了 岩石孔隙内的油水两相流体在内梯度场作用下的核磁共振弛豫模型,并提出了 基于内梯度场下扩散效应测量的油水识别方法。 其次,将油水识别问题转化为两个不同类型的反演子问题,分别提出了各 自的反演算法。针对线性反演模型而改进的奇异值反演算法,无论是数值模拟 实验还是饱和水岩心的反演实验都表明,不仅克服了传统奇异值反演算法存在 的T2分布不连续的问题,而且具有更快的反演速度。针对非线性子问题,提出 了采用非线性优化算法来进行反演。数值模拟实验表明,非线性优化算法可以 有效地实现非线性子问题的反演;这个算法对于将来更符合实际情况的核磁共 振弛豫模型的反演也具有重要的参考和应用价值。 最后,为了确认油水识别方法的可行性,用Visual C++语言和Compaq Visual Fortran语言的混合编程实现了相应的反演算法,并编制了各种数值模拟实验进 行验证。结果发现,可以达到区分岩石孔隙中油水两相信号的目的,但是方法 也存在一定的不足之处。