摘要：核磁共振作为一种先进的、现代化的技术，在诸多领域被广泛的应用，其中也包括石油测井领域，其能将地层中液体的特性很好的表征出来，并可以有效的获取地层孔隙度、渗透率等相关参数的信息。本文首先对核磁共振的特点及发展概况进行了概述，然后对核磁共振的基本原理进行了介绍，最后对核磁共振技术在石油测井中的应用进行了探讨，力求为今后的工作提供一定技术支持。
关键词：核磁共振；石油测井；应用分析
引言：
我国地形多种多样，地质结构较为复杂，这就给石油钻井工作带来了较大的挑战。石油在开采到一定深度后，即需要进行测井工作，这样可以获取更多的石油地质信息和工程技术资料，可以保证后续开采工作的顺利进行。石油测井需要在石油开采之前完成，要想有效的提升石油测井的质量，则需要引进先进的技术作为支撑。
一、核磁共振的特点
在众多的测井方式中，核磁共振测井是唯一一种可以进行储层自由流体孔隙度测量的方式，其测定寄过不受泥浆、泥饼以及其他因素的干扰，并且在测定的过程中，能够很好的保持储层的动态平衡和孔隙结构。同时能够实现对孔径分布、渗透率等多个参数的测定，测定结果简单直观，因其各方面的优势，在石油测井中得到了广泛的应用。
二、核磁共振技术的发展概况
核磁共振现象在1945年被美国的两位科学家首先发现，由此产生了一门新的学科—核磁共振波谱学，该学科经历了多年的发展和研究，取得了巨大的进步，核磁共振技术在化学、医学、石油等多个领域得到大规模的应用。而在石油开采领域，早在20世纪50年代，便由
Ressell Varian提出将核磁共振技术用于石油测井的想法，而Brown和Gamson于60年代开发出了第一代的试验仪器样机，但是因为地磁场很弱，该样机的工作频率较低，信噪比低，探测深度相对较浅，必须采取在泥浆中加入顺磁场物质的方式来对井眼信号进行清除，这样会增加进行钻井施工的复杂性，因此未得到推广和应用。为了有效的解决这一问题，有关人员提出内部建场、外部接受的方案。美国洛杉矶国家实验室的asper Jackson博士提出可以在测井中建立一个磁力梯度场，用以代替磁场。1983年美国宾夕法尼亚州的一家公司研发除了核磁共振成像测井，并于1991年正式投产使用。我国于20世纪50年代中期开始进行核磁共振技术的研究，1985年，我国核磁共振波谱国家重点实验室正式成立，目前如中油测井股份有限公司、胜利油田测井公司等多家单位均引进了核磁共振测井仪器，用于石油测井的商业服务。
三、核磁共振技术基本原理
核磁共振利用的就是原子核对地磁波的一种响应，每一种元素原子核内的量子数都是不相同的，而原子核在自旋时会产生一定强度的磁场。从理论上来说，核磁共振技术可以实现对任意一种核素的测定，但是在实际的操作中，因为技术水平及测量灵敏度的限制，目前该技术只能实现对氢核即质子的测定。氢核的自旋量子数I=1/2，2I+1=2，因此其在外磁场中只有两个取向，级顺磁场方向和逆磁场方向，当氢核处于外加静磁场中时，因为核磁矩的原因其将受到力矩的作用，会发生围绕外加静磁场的进动，进动频率X0，又叫Larmor频率，是磁场强度与核旋磁比的乘积，即Larmor公式：X0=rB（r原子核的核磁比）确定。在外加磁场B中，整个自旋系统被磁化，对于被磁化后的自旋系统，再施加一个与Larmor频率相同的射频脉冲，从量子力学的角度说，此时射频脉冲的能量等于质子两个能级的能量差，会发生共振吸收现象，即处于低能态的核磁矩吸收射频脉冲提供的能量，跃迁到高能态，磁化强度相对于外磁场发生偏转，这种现象被称为核磁共振。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
四、核磁共振技术在石油测井中的应用
1、在测井流体识别中的应用
石油测井在石油开采中占有不可替代的作用，其可以为后续的石油开采过程提供充足的数据支撑，最大程度的保障石油开采过程中的安全。在石油测井过程中，井眼直径与测井流体体积有着紧密的联系，井眼越大，测井流体的流量就越大，为了能够有效的避免流体对测井过程的影响，可以引进核磁共振技术，不仅可以实现对测井流体的有效识别，而且还能够大幅的提升测井信息的可靠性和精准性。
2、在测井深度上的应用
在获取相关井眼信息的过程中，因为诸多因素的影响，往往会造成测井深度与实际的情况出现一定的偏差，这样会一定程度上影响到石油的开采过程，有关资料显示，影响石油测井深度的因素有多种，其中测井速度、测井仪器的选用、操作人员的素质等均会对测井深度产生一定的影响。为了能够尽量减少测井深度的误差，提升井眼信息的可靠性，可以通过核磁共振技术，通过核磁矩，可以对自选运动进行一定程度的吸收处理，当原子核由低能量状态向高能量状态转变过程中，其周围磁场的平衡状态也会发生一定的改变，若是在脉冲能力和磁场垂直的状态下，因为井眼深度的不同就会产生不同强度的电流信号，这样就能够比较准确的计算出测井深度了。
3、在测井缝隙中的应用
因为不同地区地形条件以及地质结构的不同，应采取科学合理的方式选择测井方式，不仅能够实现对钻孔地质剖面的准确分析，又能够对有价值的矿产进行探测，这样才能够实现对能源储量的准确评估，为后续的工作提供有力的数据支持。在测井过程中，采取核磁共振的方式可以对缝隙进行的测定，其能够有效的表征井区孔隙度及流体中的氢指数，而孔隙度是进行储层评价的重要指标。在核磁共振的作用下，孔隙度仅仅对空隙流体有反应，在测定孔隙度上，相较于传统的测量方式，其准确性和可靠性具有明显的优势。
4、在测井渗透率上的应用
因为石油资源大部分储存于地面以下，而且往往地质条件较为复杂，因此在测井过程中，需要格外注意一个参数，那就是渗透率，其可以有效的表征储层流体的渗透特性，可以通过测井及相关的试验得到相应的数据，通过核磁共振的技术，可以实现对岩石空隙结构的有效测定。其原理是，通过核磁共振可以产生一系列的回波串，通过对回波串进行分析和反演，再通过不同时间的流体比例，即可实现对渗透率的计算，可以对石油开采过程提供强有力的支持。
5、在测井中含油气饱和度上的应用
油品的质量和开采效率是开采过程中需要格外注意的两个问题，即便是在同一处油田，其不同时间所开采出的原油质量也不尽相同，其石油饱和度往往需要进行测定，油气饱和度受诸多因素的影响，若是饱和度不能得到有效的保障，则会大幅降低石油的开采效率，目前对油气饱和度的测定主要采取两种方式，一种是采取传统的测井方式辅以介电测井，这种测定的方式可以有效的避免地层水矿化度的干扰，能够对油田注水后油气保护度的改变进行准确的判断，但是随着石油开采难度的加大，以及地址条件的变化，采用此种测定方式就无法提供准确的数据支撑了；另一种方式就是核磁共振法，采取核磁共振技术可以利用不同时期的反演脉冲差值，实现对油气饱和度的精准测定，而且不受开采难度和地质条件的影响，保证数据的真实有效。
五、结语
石油行业在促进我国经济的发展和社会的进步上扮演中重要的角色，而石油的开采效率和质量是石油开采中的重中之重，因此应做好石油测井工作，将核磁共振技术引入到石油测井工作中，可以有效的提升测井效率，为石油开采提供有力的数据支持。
参考文献：
[1]张玉敏，申会堂.核磁共振在石油测井中的应用 [J].核电子学与探测技术，2013，1：83-90.
[2]石兴海.核磁共振在石油测井中的应用 [J].中国石油和化工标准和质量，2014，3：142.
[3]林敏.核磁共振在石油测井中的应用分析[J].中国化工贸易，2014，（26）.
论文作者:徐全保
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/7
标签：核磁共振论文; 石油论文; 磁场论文; 流体论文; 技术论文; 孔隙论文; 方式论文; 《基层建设》2017年第25期论文;