王忠东 魏 钢 柯启宇
（辽河石油勘探局测井公司 辽宁·盘锦 124011）
摘要：在大量岩心实验分析结果基础上研制开发了实验室岩石核磁共振实验解释分析软件CoreMR，实现了对岩石、流体核磁共振实验测量信号所代表的物理参数的自动刻度及解释分析，填补了目前实验室岩石核磁共振实验只有信号采集软件，而没有岩石物理参数刻度处理软件的空白。CoreMR软件在实际应用中取得了良好的效果。 关键词：岩心实验、核磁共振、岩石物理参数、数据处理解释分析
岩心核磁共振实验分析具有快速、无损、无污染等优点，不但可以直接获得岩石的储集物性参数信息，而且对核磁共振测井应用具有重要意义。目前国内已有多家油田、研究所开展了岩心核磁共振实验研究，所使用的多为英国共振仪器公司的MARAN系列谱仪，MARAN谱仪作为一种通用低场核磁共振实验分析仪，提供了样品核磁弛豫信号T1、T2测量采集手段，但没有提供对所测量岩心核磁弛豫信号所代表的岩石物理参数进行刻度处理的解释分析软件，如何对所测信号进行刻度得到岩石样品的孔、渗、饱等储集物性参数，只能由用户自己完成，还没有一套比较灵活、实用的岩心核磁共振实验数据处理解释分析软件，从而大大降低了获得岩心核磁实验分析结果的时效及精度。对此，我们以大量的岩心核磁实验分析数据为基础，研制开发了用于岩心核磁共振实验数据处理解释分析的软件CoreMR，利用该软件可以实现对测量采集到的岩心、流体样品的核磁信号进行自动刻度处理、解释分析，直接获得岩石孔、渗、饱等储集物性参数、岩石孔隙半径分布、毛管压力等孔隙结构信息以及流体含氢指数、粘度、扩散系数、原油含水率等信息，从而极大地缩短了岩石核磁共振实验数据处理分析的时间，及时为用户提交高精度岩石核磁实验分析结果。
CoreMR软件采用图形菜单界面，操作便捷、灵活，提供岩样与流体驰豫时间T2谱反演计算以及多种岩样核磁孔隙度、T2截止值、渗透率、饱和度等储层信息的刻度标定与计算；提供核磁法确定岩石孔隙半径分布、毛管压力等孔隙结构信息的刻度转换与计算；提供流体含氢指数、粘度、扩散系数、原油含水率等的计算；还提供了岩样差谱分析、含油饱和度估算等功能。使用CoreMR软件大大方便、简化了岩石核磁共振实验数据的处理分析过程，处理解释结果可以以文本文件、Excel文件、图片文件等形式输出，直接用于实验分析报告。
1 CoreMR软件的主要功能
所研制编写的岩心核磁实验解释分析软件CoreMR主要能够完成以下功能： 1）驰豫时间T2谱反演计算。
2）岩样基本储层参数的标定：包括岩样孔隙度的标定、T2截止值的计算、渗透率的标定、可动流体、束缚流体饱和度的标定计算以及利用核磁法确定岩样孔径分布、毛管压力的转换系数的标定计算等。
3）岩样基本孔、渗、饱及孔径分布等储层参数及T2截止值的计算：输入岩样体积由测量采集的岩样回波串利用所选择的储层参数计算模型快速计算岩样的储层参数，包括岩样核磁孔隙度（总孔隙度、有效孔隙度、粘土泥质束缚水孔隙度、毛管束缚水孔隙度、可动流体孔隙度）、渗透率、可动流体、束缚流体饱和度、平均孔隙半径、可动流体T2截止值以及岩样孔径分布等。
4）岩样差谱分析：对岩样在不同恢复等待时间下的回波串进行差谱分析，用于计算岩样含油孔隙体积
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等。
5）流体含氢指数、粘度、扩散系数及原油含水率等的计算。 图1—1为CoreMR软件的运行主界面。
2 驰豫时间T2谱反演计算
软件对采集的回波串数据采用模平滑非负最小二乘法技术计算其T2谱分布，并计算T2谱的几何均值、算术均值、调和均值、谱峰陡度等谱特征表征参数。T2谱布点范围从0.1ms到10s，可由用户自由确定，可采用多达128点的对数均匀布点，从而实现对岩石从束缚流到自由流直至裂缝、孔洞等多种孔隙的精细解释分析。为了与核磁测井T2谱对比，还可以采用2的幂指数形式布点。
图2—1为计算的岩样T2谱及其特征参数的显示。
3 岩样基本储层参数的标定
3．1 岩样孔隙度的标定
对不同孔隙度模块或纯水进行核磁测量，将测量到的核磁信号刻度标定为核磁孔隙度。
具有不同孔隙度的标准样（分别为3、6、9、12、15、18、21、24、27、30等）的核磁孔隙度刻度关系式为
nmr＝0.3496* T2sum /ns-0.5739
用蒸馏水加一定浓度弛豫试剂制成的100%孔隙度标准样的核磁孔隙度刻度转换公式如下：
nmr =T2sum*（NS/ns）*（V/M）*（RG/rg）*100%
式中，T2sum为T2幅度和；M、V分别为标准样的T2谱幅度和及体积；NS、RG和ns、rg分别为标准样及岩样测量时的扫描次数和接受增益。
图3—1为核磁孔隙度标样刻度显示。 3．2 岩样T2谱截止值的计算
软件提供了三种确定岩样可动流体T2截止值的方法：其一可以选择采用岩心在毛管压力下高速离心（或驱替）法得到的岩心束缚水饱和度来计算T2截止值。其二可以利用完全饱和水岩样的T2几何均值T2gm自动计算其T2截止值。对于具有经验的地区，用户也可以直接输入岩样的T2截止值。 3．3 渗透率标定
CoreMR软件提供了T2几何均值、Coates、Echo幅度和等三种渗透率模型的标定方法及由辽河油田岩心得到的标定系数。图3—2为三种岩心核磁渗透率模型标定过程及结果显示。 3．4 可动、束缚流体饱和度的计算
软件提供了两种岩心可动、束缚流体饱和度计算模型，即T2截止值模型及T2几何均值模型。其中T2
截止值模型根据T2截止值的选择方式又可分为选择固定T2截止值计算岩样束缚水饱和度和根据每块岩样的不同的T2截止值计算其束缚水饱和度。而T2几何均值束缚水饱和度计算模型就是根据如下的Swir—T2gm关系用岩样的T2gm来直接计算其束缚水饱和度Swir。
1／Swi = m*T2g + b
3．5 核磁法岩样孔隙半径分布、毛管压力转换系数的确定
已经证实，岩样的T2分布谱可以反映岩样的孔径（r）分布及毛管压力（Pc）变化等岩石孔隙结构信息。 r=Cr*T2 Pc=Cp*1/T2
CoreMR软件将岩样的T2分布谱与岩样的压汞数据进行综合分析来确定利用岩样T2谱计算其孔径分布、毛管压力的转换系数Cr和Cp。图3—3显示了利用压汞数据对核磁法确定岩石毛管压力、孔径分布的
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转换系数进行刻度的情况。
4 CoreMR软件应用实例
我们应用所研制开发的CoreMR软件完成了辽河油田近二百块岩心、十几个油水样的核磁共振实验分析，取得了良好的应用效果，及时地为辽河油田核磁测井资料的采集及解释分析提供了指导及解释模型刻度标定，从而使核磁测井的应用效果得到较大提高。
表4—1给出了部分岩样的核磁实验的CoreMR处理分析结果。图4—1直观显示了岩样核磁孔隙度与常规称重孔隙度的对比情况。图4—2将两种模型计算的岩样核磁法束缚水饱和度与常规称重法束缚水饱和度进行了对比。图4—3给出了CoreMR计算的不同矿化度NaCl水溶液的含氢指数的变化情况，实验表明地层水矿化度较大时其含氢指数会降低，测井得到的地层孔隙度（如核磁孔隙度）应进行含氢指数校正。图4—4对比了核磁法计算的原油含水率与脱水法确定的原油含水率，表明利用核磁测量技术可以安全、快速、准确、无污染地确定原油的含水率。
表4—1 CoreMR处理的岩样核磁实验结果 序T2截止值 T2几何均值 核磁束缚水饱和度核磁孔隙度 核磁渗透率 岩样编号 号 T2cut(ms) T2g(ms) Swi_nmr(%) φnmr(%) Kt2g(mD) 1 h11-1 30.22 35.41 52.92 21.37 25.560 2 h11-2 30.22 39.93 56.94 21.91 31.658 3 h11-3 14.63 18.43 47.11 17.67 6.985 4 h11-4 19.21 19.90 55.44 17.95 8.000 5 h11-5 20.03 20.20 58.23 18.02 8.229 6 h11-6 16.68 23.84 40.64 16.60 8.328 7 h13-3 34.65 38.99 54.64 21.82 30.394 8 h13-4 16.68 20.02 52.14 22.52 14.006 9 h13-5 16.68 15.84 61.50 18.31 6.278 10 h13-6 13.89 14.28 57.65 21.35 7.982 11 h13-a 11.57 6.17 81.16 18.57 1.946 12 h15-17-1 11.57 4.96 71.45 19.62 1.681 13 h15-17-2 6.69 2.95 87.82 15.37 0.478 14 h15-17-3 6.47 2.38 84.50 21.91 0.862 15 h15-17-4 4.64 2.85 83.73 21.14 0.994 16 h15-17-5 3.87 2.59 81.23 21.96 0.963 17 h15-17-6 6.69 4.70 71.38 19.32 1.515 18 h15-17-7 28.86 26.06 53.54 25.94 27.680 19 h15-17-8 41.60 26.51 55.61 26.87 30.803 20 h15-17-9 8.03 4.16 80.98 19.37 1.301 The development and application of CoreMR for Core NMR experiments
Wang Zhongdong Wei Gang Ke Qiyu
The software CoreMR is developed for core NMR experiment analysis which is based on the result of a large number of core experiments. It can automatically scale and analysis laboratory NMR data of rocks or fluids which represent the petrophysical parameters we need. CoreMR fills the blank of that our laboratory only has NMR measuring software but hasn’t processing software which used to scale and analysis. The application of the CorMR in Liaohe oilfield illustrates the availability of CoreMR for core NMR experiment analysis.
Key words: core experiment NMR petrophysical parameters data process and analysis
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图1—1 CoreMR岩心核磁共振实验解释分析软件
图2—1 CoreMR软件计算的岩样T2谱及其特征参数显示
图3—1 CoreMR软件核磁孔隙度标样刻度显示
图3—2 三种核磁渗透率模型标定
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图3—3 用压汞数据确定核磁法毛管压力、孔径分布的转换系数
403530φnmr (%)心岩法磁核Swi(%)10090807060504030202030405060708090100变化T2cut T2gm模型252015105005101520φ (%)25303540称重法岩心Swi (%)
图4-2 岩心束缚水饱和度与核磁束缚水饱和度对比
图4-1 岩心核磁孔隙度与常规称重孔隙度对比
1.021（率水含油原法磁核%）1008060402000.98数指氢含 HI0.960.940.920.9050100150200250
020406080100
矿化度 (g/L)原油含水率（%）图4-3 盐水含氢指数随矿化度的变化 图4-4 利用核磁法测量原油含水率
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