【油气专栏】正式开栏！因你而澎湃！

三伏天的滚滚热浪已渐渐退去，在这个凉爽而静谧的初秋下午，我们纽迈核磁微信公众号诞生了新的专栏—油气专栏。我们油气专栏的初衷在于传播低场核磁共振技术在油气勘探开发领域的新技术新方法。油气专栏的这柱幼苗在核磁共振技术迅猛发展的大背景下破土而出，而它日后的成长更要依赖读者朋友们的共同呵护，您的意见与建议就是它最好的养料。

真诚欢迎大家批评提问，如果对油气领域的某一方面想深入了解，也欢迎在评论区留言。留言点赞前五名有精美礼品相送！

20世纪后期核磁共振技术（NMR）的发展突飞猛进，以其理论内涵之深厚，技术方法之先进，应用范围之广阔而令世人瞩目。在国内，核磁共振较早应用于医疗诊断、分子波谱等领域，而在石油天然气勘探开发领域的应用，则体现出了石油人的大智大慧。在我们油气领域，核磁共振技术的应用可大体分为核磁共振测井和室内核磁实验两部分。今后我们更多关注在室内核磁实验这部分。

从核磁共振的技术参数角度，目前最常用的包括弛豫时间（T2弛豫居多），核磁成像（MRI）和二维核磁三个方面。T2谱相信大家是最熟悉不过的了，核磁成像技术可以清晰呈现开发过程中动态变化，比如用核磁成像来探究水驱油过程中残余油的分布等。对于二维核磁可能大家稍微陌生，它不只是用T2一个参数，而是利用T1-T2或T2-D两个参数。

我们知道核磁共振检测的是氢核信号，如果油水同时存在的话，只通过T2谱就很难将油水信号区分开，因此这时二维核磁的优势就体现出来了。下图所示是对致密油藏采集的岩心分别饱和水与饱和轻质油，纵轴是T1时间，横轴是T2时间，显然水与油的信号在二维核磁图谱上落在不同区带，对于重油，气等也可用类似方法建立起这样的图版，那么在油藏流体的识别上就能大显身手了[1]。

▲饱和水与饱和轻质油岩心T1-T2谱图

在储层评价方面，核磁共振分析获得的岩石孔隙度、渗透率、润湿性、油气饱和度、可动流体饱和度等参数，为油田储量计算和产能评价等提供了科学依据。

这其中大家最熟悉的可能是利用核磁来计算渗透率了，它是通过T2截止值的选取计算可动流体以及束缚流体的体积，目前常用的计算核磁渗透率的模型为Coates模型和SDR模型。今天举一个新奇点的例子，利用核磁来研究多孔介质的分型维数[2]。分型维数D反映的是孔隙介质空间形态上的自相似性。就是说比如我们肉眼看一个孔隙是曲曲弯弯的形态，我们在显微镜下观察这个孔隙，也应该是曲曲弯弯的形态。通过数学推导，得到核磁分型维数公式。

如图所示，在获得岩样核磁分型维数之后，根据两条直线的斜率将其分成大孔的和小孔的核磁分型维数，再分别探究它们与样品其它物性参数的关系，比如分选性、孔体积等等，从而达到预测储层的目的。

▲多孔介质大孔与小孔的核磁分型维数

如果说表征物性参数是静态的，那么用核磁来研究油气水流动机理就属于动态的了。我们研究油气的最终目的是指导生产，而油气产出过程是一个复杂的多场耦合的过程，涉及温度场、压力场、流体场、应力场、甚至化学场的变化。目前在国际SCI刊物上，已经发布了用核磁共振来研究微观流动机理的一系列文章。比如研究渗吸效应，水锁效应。还诞生了核磁非稳态相对渗透率测定方法等等。今天列举一个核磁共振在岩石力学方面的研究[3]。

如图所示是利用核磁共振T2谱来计算煤的压缩性。由于煤相比于砂岩，具有高泊松比低杨氏模量的特征，在施加应力之后，煤的孔隙会有不同程度压缩，图中可以看出渗流孔相比于吸附孔具有更大的形变量。

▲利用核磁T2谱预测高阶煤应力形变量

其实，核磁共振技术在油气领域的应用这里介绍的还只是冰山一角。新专栏我们计划每月推送4篇文章，包括实验类文章、综述类文章和sci文章。小编在这里先抛砖引玉，期待听到来自你的新想法，在今后日子里我们会慢慢同您分享。

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[1] Yan W, Sun J, Cheng Z, et al. Petrophysical characterization of tight oil formations using 1D and 2D NMR[J]. Fuel, 2017, 206:89-98.

[2] Zhou S, Liu D, Cai Y, et al. Fractal characterization of pore–fracture in low-rank coals using a low-field NMR relaxation method[J]. Fuel, 2016, 181:218-226.

[3] Li S, Tang D, Pan Z, et al. Characterization of the stress sensitivity of pores for different rank coals by nuclear magnetic resonance[J]. Fuel, 2013, 111(3):746-754.

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