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1绪论1

1.1核磁共振测井发展回顾2

1.1.1核磁共振测井仪器的发展2

1.1.2核磁共振测井地层评价的发展4

1.1.3我国的核磁共振测井技术6

1.2复杂油气藏核磁共振测井应用中存在的问题7

2核磁共振测井原理简介8

2.1核磁共振测井方法基础8

2.1.1极化过程8

2.1.2核磁共振及弛豫过程8

2.1.3横向弛豫时间的测量9

2.1.4自旋回波串的采集过程10

2.2核磁共振测井原始数据10

2.3流体的核磁共振性质11

2.3.1自由流体的核磁共振性质12

2.3.2岩石孔隙流体的核磁共振性质24

2.4岩石内部磁场梯度对核磁共振特性影响25

2.4.1岩石横向弛豫T2分布随TE的变化26

2.4.2岩石横向弛豫速率1/T2随T2E的变化28

2.4.3岩石孔隙流体的受限扩散28

3中国复杂油气藏核磁共振测井应用基础31

3.1核磁共振测井孔隙度确定方法31

3.1.1测量模式31

3.1.2数据处理方法32

3.2核磁共振测井孔隙度影响因素分析39

3.2.1仪器采集参数39

3.2.2井眼环境40

3.2.3孔隙流体性质41

3.2.4黏土矿物42

3.2.5顺磁物质44

3.3核磁共振测井束缚水及其影响因素分析45

3.3.1核磁共振测井束缚水确定方法45

3.3.2影响因素分析46

3.4核磁共振测井渗透率及其影响因素分析48

3.4.1核磁共振测井渗透率确定方法48

3.4.2影响因素分析49

3.5核磁共振测井确定孔隙结构及其影响因素分析61

3.5.1核磁共振测井孔隙结构确定方法61

3.5.2T2分布与毛管压力资料反映岩石孔隙大小的相关性62

3.5.3影响因素分析63

3.6裂缝性油气储集层NMR测井响应特征66

3.6.1裂缝性油气储集层NMR测井响应模型68

3.6.2裂缝发育程度的影响71

3.6.3地层条件的影响80

3.6.4井眼条件的影响89

3.6.5仪器天线长度的影响90

3.6.6采集参数的影响95

4二维核磁共振测井理论与方法100

4.1二维核磁共振波谱学100

4.2二维核磁共振测井102

4.2.1油气水的核磁共振弛豫和扩散分布特点102

4.2.2二维核磁共振测井方法104

4.2.3二维核磁共振测井数据测量方法105

4.2.4二维核磁共振测井数据反演方法108

4.3（T2,D）二维核磁共振测井110

4.3.1方法原理110

4.3.2数值模拟与结果分析110

4.3.3实验测量与结果分析126

4.4（T2，T1）二维核磁共振测井127

4.4.1方法原理127

4.4.2数值模拟与结果分析128

4.4.3实验测量与结果分析142

4.5 （T2 , T1 /T2）二维核磁共振测井148

4.5.1方法原理148

4.5.2数值模拟与结果分析149

4.5.3实验数据分析152

4.6二维核磁共振测井探测岩石内部磁场梯度154

4.6.1岩石内部磁场梯度对（T2，D）的影响154

4.6.2岩石内部磁场梯度对（T2, T1/T2）的影响154

4.6.3 （T2, G）二维核磁共振测井探测岩石内部磁场梯度158

4.6.4实验测量与数据分析160

4.6.5消除岩石内部磁场梯度影响的方法161

4.7二维核磁共振测井识别稠油的方法168

4.7.1核磁共振测井识别稠油的基本原理168

4.7.2多TW单TE数据处理方法171

4.7.3油水线定性识别稠油方法176

4.7.4多TW多TE数据处理方法181

4.8二维核磁共振测井应用实例分析186

5运动对核磁共振测井响应的影响188

5.1均匀地层中运动对NMR测井响应特征的影响188

5.1.1相位偏移对NMR响应特征的影响188

5.1.2速度对磁体极化的影响191

5.1.3速度对CPMG序列的影响193

5.1.4在双TW采集模式下，运动对响应特征的影响196

5.2 NMR测井界面模型及响应方程198

5.2.1 NMR测井界面模型198

5.2.2界面响应方程199

5.2.3影响因素分析200

5.3运动对NMR测井界面响应特征的影响200

5.3.1单界面模型及响应特征202

5.3.2对称双界面模型及响应特征204

5.3.3不对称双界面模型及响应特征208

5.3.4累加对响应特征的影响210

5.3.5天线长度对响应特征的影响215

5.4提高NMR测井纵向分辨率方法217

5.4.1核磁共振测井纵向分辨率及其影响因素217

5.4.2提高NMR测井纵向分辨率发展现状218

5.4.3改进核磁共振测井仪器提高分辨率220

5.4.4改进采集模式及其数据处理方法提高分辨率222

5.4.5反演提高纵向分辨率230

5.5观测模式与纵向分辨率238

5.6高纵向分辨率的观测模式239

5.6.1交叉相位对240

5.6.2新观测模式241

5.6.3交叉相位对与新观测模式对比分析244

5.7深度维核磁共振测井反演方法246

5.7.1深度维反演方法原理246

5.7.2数值模拟249

5.7.3模拟数据应用效果分析252

6孔隙尺度下核磁共振响应机理256

6.1孔隙尺度岩石物理正演模型256

6.2 CPMG序列数据采集的数值模拟258

6.3孔隙介质中的NMR正反演262

6.3.1单重孔隙介质中的NMR正反演262

6.3.2双重孔隙介质中的NMR正反演264

6.3.3多重孔隙介质中的NMR正反演265

6.3.4饱和油水两相流体孔隙模型的NMR正反演266

6.4孔隙尺度下NMR的响应特征267

6.4.1梯度磁场下NMR响应特征267

6.4.2不同表面弛豫强度下NMR响应特征268

6.5基于SEM的NMR响应特征270

6.5.1二维岩石物理模型的构建270

6.5.2数字图像NMR弛豫响应模拟的实现273

6.5.3模拟结果分析274

6.6基于Micro-CT的NMR响应特征277

6.6.1 Micro-CT模型建立277

6.6.2 NMR弛豫响应模拟原理278

6.6.3模拟结果与分析278

6.7碎屑岩地层的NMR响应特征287

6.7.1基于地层侵入带的NMR响应特征287

6.7.2不同致密程度砂岩模型的NMR响应特征291

6.7.3不同黏度流体的NMR响应特征295

6.7.4多TE测井响应分析297

6.8 2D NMR在孔隙尺度岩石物理模型中的响应特征302

7核磁共振测井资料处理方法与软件实现307

7.1核磁共振数据采集307

7.2原始数据格式解编与模式识别模块307

7.3核磁共振测井数据反演308

7.3.1变换反演方法311

7.3.2基函数方法312

7.3.3奇异值分解方法313

7.3.4联合迭代重建方法314

7.3.5基于BG线性评价理论的反演方法315

7.4 NMR数据反演方法影响因素分析321

7.4.1 Bin选取的影响321

7.4.2回波个数NE的影响321

7.4.3回波间隔TE的影响322

7.4.4数据压缩的影响323

7.4.5噪声影响324

7.4.6反演算法对信噪比的敏感性分析325

7.4.7低信噪比数据处理方法328

7.5双TW方法及其影响因素分析330

7.6双TE方法及其影响因素分析335

7.7时域分析TDA处理方法338

7.7.1数据采集339

7.7.2数据处理方法339

7.7.3单孔地层模型数值模拟340

7.7.4多孔地层模型分析346

7.7.5时域分析方法识别油气的影响因素分析357

7.7.6 T1与T2的最优搜索和孔隙度计算365

7.7.7 T1与T2的最优搜索与DPP处理结果对比379

参考文献385