Петрофизическое обеспечение лабораторных и скважинных исследований горных пород методом ядерного магнитного резонанса в сильном поле

• Автор: Денисенко, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
1. Современное состояние метода Ядерного Магнитного Резонанса в изучении горных пород нефтегазовых месторождений. Обзор литературы
1.1. Физические основы ядерного магнитного резонанса
1.1.1. Уравнения Блоха для намагниченности
1.1.2. Спин-решеточная и спин-спиновая релаксации
1.1.3. Диффузия в неоднородных магнитных полях
1.2. Экспериментальные методы наблюдения эффектов ядерного магнитного резонанса
1.2.1. Основные методы
1.2.2. Метод спинового эха
1.2.3. Последовательность Карра - Парселла
1.2.4. Чередование фазы и метод Мейбума - Гилла
1.3. Современное петрофизическое обеспечение интерпретации данных ядерного магнитного каротажа (ЯМК) в сильном магнитном поле
1.3.1. Основные направления и методология лабораторных ЯМР исследований
1.3.2. Принцип измерения и первичной обработки сигналов
1.3.3. Скорость релаксации жидкости в поровом пространстве
1.3.4. Определение пористости. Граничные значения Т2 для свободной и связанной воды
1.3.5. Влияние температуры на релаксационные характеристики горных пород
1.3.6. Оценка вязкости флюида
1.3.7. Оценка размеров пор
1.3.8. Соотношение времен продольной и поперечной релаксаций
1.3.9. Релаксация в частично насыщенных горных породах

1.3.10. Оценка коэффициента проницаемости
1.3.11. Определение флюидонасыщенности порового коллектора
2. Оценка параметров структуры порового пространства горных пород по
комплексу данных ЯМР, петрографического «имидж-анализа» прокрашенных шлифов и капилляриметрии
2.1. Характеристики структуры порового пространства и методы их изучени

2.2. Методики проведения эксперимента и обработки результатов
2.2.1. Методика измерения кривой релаксации ЯМР
2.2.2. Определение спектра времен релаксации
2.2.3. Методика капилляриметрических исследований
2.2.4. Методика исследования петрографических шлифов («имидж-анализ») и комплексного анализа результатов
2.3. Результаты исследования структуры порового пространства песчаноглинистых пород Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции
2.4. Результаты исследования структуры порового пространства карбонатных пород Волго-Уральской нефтегазоносной провинции
2.5. Результаты оценки релаксационной активности и размеров пор различных горных пород
2.6. Выводы
3. Метод ЯМР как индикатор воздействий на керн в процессах вытеснения при различных составах вытесняющего и вытесняемого флюидов. (Динамическая петрофизика)
3.1. Предпосылки к использованию метода ЯМР в мониторинге процессов динамической петрофизики
3.2. ЯМР-исследования в процессе вытеснения порового флюида газом. Оценка неснижаемой водонасыщенности по спектрам Т2 различными способами
3.3. Определение степени влияния калий-хлор-полимерной и пресной

ингибированной систем буровых растворов на фильтрационно-емкостные характеристики пород
3.3.1. Целесообразность экспериментального моделирования на керне процессов кольматации и краткий обзор проведенных исследований
3.3.2. Подготовка рабочих жидкостей и образцов керна к испытаниям
3.3.3. Экспериментальная часть
3.3.4. Результаты фильтрационных исследований
3.3.5. Эксперимент с калий-хлор-полимерным буровым раствором
3.3.6. Эксперимент с пресным ингибированным буровым раствором
3.3.7. Применение метода ЯМР в оценке динамики изменения структуры емкостного пространства, интерпретация результатов
3.4. Оценка влияния фильтрата бурового раствора на эксплуатационные характеристики пластов содержащих в цементе набухающие минералы гли

3.5. Изменения структуры пустотного пространства карбонатных коллекторов в процессе воздействия на породу различными кислотными композиционными составами
3.5.1. Цели и задачи работ по подбору кислотных композиций
3.5.2. Методика исследования
3.5.3. Результаты ЯМР-исследований в оценке изменений структуры емкостного пространства за счет воздействия кислотных составов
3.6. Выводы
4. Применение «тяжелой» воды 1320 при ЯМР-исследовании процессов вытеснения в системе нефть-вода
4.1. Предпосылки использования П20 в комплексе ЯМР-исследований кернового материала
4.2. Методика проведения эксперимента и обработки результатов
4.3. Результаты исследования капиллярных свойств преимущественно гидрофобных горных пород

интерпретации данных ЯМКс. Проведение ЯМК в иных, чем поле Земли, магнитных полях, другой набор измеряемых параметров и расширенный комплекс получаемых данных потребовали постановки новой серии лабораторных исследований, которые могли бы вскрыть ранее не изученные и уточнить недостаточно изученные соотношения, необходимые для интерпретации данных ЯМКс. Хотя в литературе не обсуждались вопросы планирования лабораторных ЯМР-исследований образцов пород, по характеру проводимых работ можно представить основные соображения, которые определили главные направления и методологию исследований.
Две группы задач являются предметом исследования. Одна группа включает задачи, которые не решались или не ставились при ЯМР-исследованиях в поле Земли. Их постановка связана с возможностями, предоставляемыми измерениями при частотах 1-2 МГц. К этой группе относятся следующие задачи:
- описание связи удельной поверхности породы со скоростью релаксации;
- определение общей пористости и содержания связанной воды и обоснование соответствующих граничных значений времени поперечной релаксации;
- определение вязкости пластового флюида;
- влияние температуры на ЯМР-свойства пород.
Другая группа задач связана с необходимостью уточнить, в какой мере ряд установленных для условий магнитного поля Земли соотношений остается справедливым и при магнитных полях, характерных для ЯМКс. К таким задачам относятся:
- подтверждение возможности определения размеров пор по времени поперечной релаксации;
- уточнение эмпирических формул для определения проницаемости;
- уточнение соотношения между временами продольной и поперечной