קידום התחדשות מגנטית גרעינית (nmr) כוונון עבור פורוזיות ופלוריד טיפינג

יסודות של התחדשות מגנטית גרעינית

התחדשות מגנטית גרעינית (NMR) הכניסה ביססה את עצמה כאחת מטכניקות מדידה רבת העוצמה ביותר האפשריות לתעשיית הנפט.בניגוד לכלים הירווזיים המקובלים הנשען על תכונות סלע גדולות כגון צפיפות, סלקון לכידת חצי-מחלקה, או אימפולס אקוסטי, NMR ⁇ ישירות מזהה את הפרוטונים הקיימים בנוזלים פואר.

העיקרון הפיזי בבסיס NMR logging הוא פשוט.מגנט קבוע בכלי מקוטב גרעיני nuclei בנוזלי היווצרות, מיישר את הרגעים המגנטיים שלהם עם השדה המיושם.רדיו- ⁇ מועברים כדי לצרף את הרגעים האלה לתוך מטוס הפוך, וכנוניי להירגע בחזרה לאיזון, הם פולטים אות מדידה.

בעשור האחרון, טכנולוגיית NMR של כניסה עברה שיפורים משמעותיים בעיצוב חומרה, הדופק ריצוף ואלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים סירופים.ההתקדמות הזו דחקה את הגבולות של מה שניתן להשיג במונחים של החלטה אנכית, עומק חקירה, ואת הדיוק של הקלדה נוזל במאגרים מורכבים. מאמר זה בוחן את ההחידושים המשמעותיים ביותר לאחרונה ב NMR ⁇ ואת ההשפעה הישירה שלהם על טוהר וכושר הניפולגנציה ונוזל.

פיתוח טכנולוגיית NMR

כלי NMR מוקדמים היו מוגבלים על ידי יחסי אות נמוך לרעש, מעמקי חקירה רדודים ורזולוציה אנכית יחסית coarse. הדור הראשון של כלי NMR מסחריים, שהוצג בשנות ה-90, מופעל בתדרים בודדים ויכול לספק אינדיקציות איכותיות של פורוזיות ו כרכים ללא השפעה חופשית, אך הם נאבקו לספק תוצאות כמותיות בצורות heterogeneous או בנוכחות שמן כבד או גז כבד.

המעבר מעיצובים פנימיים-out למגנט קבוע ייצג צעד גדול קדימה.מודרני כלי NMR מעסיקים מגנטיים בצורת Cylindrical או סדדל שיוצרים שדה מגנטי אחיד סטטי במבנה, המאפשרים יותר קיטוב עקבי וירידה רגישות לכלי אקסצנטריות.המבוא של פעולה רב- ⁇ מותר למדידות במקביל במעמקי חקירה, שיפור הטיפות של נוזל וצמצום תיקונים סביבתיים.

כיום, לתעשייה יש גישה לפלטפורמות NMR מתקדמות שיכולות לפעול בתדרים החל מכמה מאות קילוולץ ליותר משני מגה-ההרץ, עם עומק של חקירה המשתרעת ממספר סנטימטרים ליותר מ-15 ס"מ לתוך היווצרות.כלים אלה יכולים לרכוש נתונים בשני מצבי T2 ו-T1, והם תומכים רצפי הדופק מורכבים כגון עריכת דיפוזיה ושיפור דיוק עבור דיוק משופר בתצורות נמוכות וגמישות נמוכה.

קידום טכנולוגי מפתח ב-NMR Logging

רב-עוצמה ו- Multi-Depth Measurement Capabilities

אחת החידושים האחרונים המשפיעים ביותר ב NMR היא הפריסה של כלים רב- ⁇ יים שיכולים לרכוש נתונים במעמקים קורנאליים מרובים בו-זמנית.כלים מסורתיים חד- ⁇ היו מוגבלים לעומק קבוע של חקירה, אשר גרמו להם פגיעים כדי להשחית שטיחים, אפקטים בוץייקט, ופלטישות. כלים רב- ⁇ להתגבר על הגבלה זו על הגבלה זו על ידי יצירת כרכים רגישים בעמדות קורנות שונות, המקבילות, כל אחד לתדירות הפעלה שונה.

יכולת זו מספקת מספר יתרונות חשובים. ראשית, את המדידות הרדודות ביותר ניתן להשתמש כדי לתקן עבור התרומות של חבורות ובוץ, שיפור הדיוק של הערכות נקבוביות בסביבות מאתגרות.שני, המדידות העמוקות פחות מושפעות מפלישה, נותן תצוגה ייצוגית יותר של היווצרות הבתולה.שלישי, על ידי השוואת התגובה במעמקים שונים, אנליסטים יכולים להפר את היקף הפלישה ומבדילה בין חומרים קשים ובלתי ניתנים להפרדה.

כלים רב- ⁇ גם מאפשרים אפליה בגודל פופר.מכיוון שזמן הרגיעה T2 הוא פרופורציונלי לגודל הפונק, ומכיוון שזמן החיתוך והקוטביזציה של הד ניתן לייעל באופן עצמאי עבור כל תדירות, ניתן להגדיר את הכלי כדי להדגיש טווחי גודל שונים של פואר.זה מאפשר אופי מפורט יותר של מערכת הנק, ממיקרו-פוצים בפצלים למאקרו-סרון גבוה.

עיבוד אותות מתקדמים ו-Inversion Algorithms

הנתונים הגולמיים שנרכשו על ידי כלי NMR מורכבים מרכבת של דשנים ספינים כי מתקלקל לאורך זמן. המרת רכבת הד זו לתוך הפצה T2, הפצה T1, או מפה דו-ממדית דורשת אלגוריתמים מתוחכמות יותר באזור זה התמקדו בשיפור ההחלטה, יציבות ומהירות ההסתנות הללו, המאפשרת פרשנות בזמן אמת וקרוב-Time-real-Time at the Well-real-site.

טכניקות הסתה רגילות, כגון טטקוב סדירזציה ושיטות מונטה קרלו, כבר מעודנות לטפל בטבע הלא מותנה של בעיית ה- NMR ביעילות רבה יותר.אלגוריתמים אלה משלבים מידע קודם על היווצרות, כגון צמתים T2 הצפויים ל כרכים בעלי השפעה ומוגבלים ללא תשלום, כדי לבודד את הפתרון ולצמצם את אי הוודאות.

עם זאת, עבור בעיות מורכבות יותר של הקלדה עם החלקה של רפלקציה הפך תקן התעשייה עבור ניתוח T2 חד-ממדית של T2. עם זאת, עבור בעיות מורכבות יותר של נוזל, סטיות דו-ממדיות כי במקביל לפתור T2 ו diffusion coefficient (D) או T2 ו-T1 משמשים יותר ויותר. 2D NMR אלה מספקים כלי הדמיה רב עוצמה עבור הבחנה בין שמן, לבין רמות גז ורמות על בסיס של זמן מופחתת שלהם.

גישות למידה מכונות ולמידה עמוקה מתחילות גם לבצע דרכים לעיבוד נתונים NMR.רשתות נילי המוכשרות על מסדי נתונים גדולים של נתונים סינתטיים ושדה NMR יכול לחזות התפלגות T2, רכיבי נקבוביות, ושקעים נוזליים ישירות מרכבות הד הגולמי, תוך עקיפה את צעד ההסתה המסורתי.

שילוב עם אמצעי קידוד אחרים

NMR logging הוא חזק ביותר כאשר הוא משולב עם מדידות הערכה היווצרות אחרות.זרימות עבודה מודרניות משלבות את הנפיחות NMR-דרדרטיבית ונפחי נוזל עם התנגדות, סוציוניים, צפיפות ונתוני נויטרונים כדי לייצר תמונה מקיפה של המאגר.

לדוגמה, שילוב של נקבוביות כוללת NMR עם צפיפות-neutron crossplot porosity מאפשר אנליסטים לזהות מים בשפע חימר וכדי לחדד את הנפיחות יעילה יותר מדויקת יותר.ההתפלגות NMR T2 מספקת מדידה ישירה של חלקיקים של מים בלתי ניתנים להחלפה במים, אשר יכול להיות בהשוואה עם לחץ ראשוני מניתוח ליבה כדי ibrate iruration-eighth פונקציות פחמן, לעתים קרובות סגסוגת פחמן או פחמן.

שילוב חזק במיוחד הוא בין NMR לבין דיאלקטרי פיזור.מדת דיאלקטרי רגישים להצלה במים ותכונות טקסט, בעוד NMR מספק נפחים נוזלי ומידע בגודל נפוח יותר.

בתחום של גיאוגרפים, נקבוביות NMR וחלוקה בגודל pore ניתן לקשור עם כוח סלע ותכונות מתח.מידע זה משמש כדי לייעל עיצוב שבר הידראולי, בחירת מרווחי השלמה, וחיזוי פוטנציאל ייצור חול.

ההשפעה של NMR קידום על מפורוסיות Determination

Porosity הוא אחד המאפיינים הבסיסיים ביותר של המאגר, ו NMR logging יש כמה יתרונות ברורים על מדידות פודוזיות קונבנציונלית.החשוב ביותר של אלה הוא כי נקבוביות NMR היא ליתולוגיה עצמאי.במיקום קונבנציונלי, צפיפות, נויטרונים, ומדידות סוציוניות כל דורש ידע של מינרלוגדי להמיר את הנכס נמדד לתוך porosology.

Total Porosity & Clay-Bound Water

אחת החידושים המרכזיים ב- NMR ⁇ היא היכולת למדוד ולפריד את הנפיחות במים בשפע מן הנפיחות של כוויות נוזליות בשפע וחינם. ⁇ מים קיים במיקרו-פורוזיות הקשורה מינרלים כמו חולה, smectite, smectite, וkaolinite.

עם כלים מודרניים NMR הפועלים בלחיצות הד קצרות (על סדר של 0.2 מילישניות או פחות), ניתן ללכוד את רכיבי T2 המהירים התואמים למים בשפע החימר. מרכיבים קצרים אלה יש זמני הרפיה של פחות מ 3 מ"ר שניות והם לעתים קרובות מפספסים על ידי כלים ישנים יותר עם ספיגה מחדש.

היכולת למדוד מים בשפע חימר גם משפר את הפרשנות של מאגרים חול השמה.בצורות אלה, נוכחות של מינרלים חימר גורמת לכלים נקבוביות קונבנציונליים לנפיחות מופרזת בשל מדד מימן גבוה ודחיסות נמוכה של מינרלים חימר. NMR מספק מדידה ישירה של נקבוביות מלאה נוזל, וכאשר בשילוב עם נפח המים בשפע, זה מאפשר עבור רזולוציה מדויקת יותר של נפח הידרוגני.

התפלגות גודל ו Permeability Asimation

ההתפלגות T2 נמדדת על ידי NMR logging היא השתקפות של חלוקת גודל pore בתוך היווצרות.מאז הרפיה משטר ההתחדשות המהיר נשלט על ידי הרפיה משטח, זמן T2 הוא פרופורציה ביחס פני השטח של הנקבובית לנפח. pores קטן יש T2 פעמים קצרות, ו pores גדול יש T2 פעמים ארוכות.

מודלים רבים של תכונות קיימות כי השימוש בנתונים NMR כקלט.השימוש הנרחב ביותר הוא מודל Kenyon או Timur-Coates, המתייחס להסתברות ליחס של נקבוביות בעלות השפעה חופשית ל porosity פאסיבית. מודלים מתקדמים יותר משלבים את T2 או את ההתפלגות T2 המלאה כדי לשפר את הדיוק של תחזיות חדירות בצורות hetereous.

ההתקדמות האחרונה ב NMR logging שיפרה את האמינות של הערכות חדירות בכמה דרכים. ראשית, היכולת למדוד את ההתפלגות המלאה T2, כולל רכיבי T2 קצרים, מבטיחה כי נפח ה-fluid הוא מדויק. השני, כלים רב- ⁇ יכול לספק מידע על הווריאציות הרדיואקטיביות בעלות גודל פואר, אשר שימושי עבור אפיון אזורים פלשו והבנת ההשפעה של הדבקה על יכולת משולבת של פיתוח מקומי, אשר מאפשר שילוב נתונים ייחודי של חומר מרכזי של התפתחות משולבת.

עקבו אחרי Fluid Typing with NMR

הקלדה פלויד היא אחת האפליקציות התובעניות ביותר של NMR, והיא האזור שבו להתפתחויות טכנולוגיות האחרונות יש את ההשפעה הגדולה ביותר.היכולת להבחין בין מים, שמן, ורמות גז בחלל הנקבובית חיונית לזיהוי אזורי תשלום, הערכת ריצוף פחמימן ואסטרטגיות השלמת.

T2 ו-T1 מרגיע ניתוח

הגישה המסורתית ל- NMR נוזל הקלדה מסתמכת על הבדלים בזמני הרגיעה T2. בצורות מים, מים תופסים את הנקבוביות הקטנות ואת שכבת פני השטח של נקבובים גדולים יותר, נותן לו זמן קצר יחסית T2. שמן, להיות לא מתפתל, תופסת את מרכז של פובס גדול יותר ויש לו יותר T2 זמן מחיצת זמן ארוך מאוד בשל צפיפות מימן נמוכה שלה ונפח נמוך לדגום מהיר, 000, 000, 000 פחמן, 000, 000 לתוך ה- off לתוך ה- off לתוך ה- off- off- off, 000.

עם זאת, ציפוי נוזלי T2 מבוסס יכול להיות רב-משמעי במצבים רבים בעולם האמיתי. שמנים כבדים יש T2 פעמים קצר חופפים עם אותות מים גבולות, בעוד שמן האור ב pores קטן יכול להיות T2 פעמים כי הם בלתי-מסוגים מן המים. כדי לטפל במגבלות אלה, כלי NMR מודרניים ושיטות פרשנות מסתמכים יותר ויותר על ניתוח הרפיה T2.2 / T1 הוא בדרך כלל יחס רגיש מאוד.

כלים אחרונים יכולים לרכוש נתונים T1 ישירות באמצעות רצף הדופק של השטחה או inversion-recovery, או שהם יכולים להפיק מידע T1 מ-T2 נתונים שנרכשו בזמנים של קיטוב משתנה.המפות T1-T2 המתקבלות מספקות הפרדה הרבה יותר ברורה של שלבים נוזליים מאשר T2 התפלגות לבד, במיוחד בהיווצרות עם מורכבות או מערכות נוזל מעורב.

Diffusion- Based Fluid Characterization

מדידות Diffusion מייצגות התקדמות רבת עוצמה נוספת בטיפוס של נוזל NMR.נוזלים שונים יש משככי כאבים אופייניים. בתנאי המאגר, למים יש קופה של כ 2 עד 10 × 10-9 מ'2 /s, שמן בהיר יש חומר היתוך של 0.1 עד 2 × 10-9 m2 /s, וגז יש קו היתוך דיפרזה כי הוא סדר של גודל של 2 / 7.

רצפי הדופק של Diffusion הם כעת סטנדרטיים על פלטפורמות מתקדמות NMR. רצפים אלה משתמשים דופק משתנה התכווצ כדי ליצור סדרה של רכבות הד עם משקולות דיפוזיה שונות.על ידי מניעת מערכת הנתונים וכתוצאה מכך, אנליסטים יכולים לייצר דו-ממדי D-T2 מפה כי מבססת קידוד דיפוזיה נגד T2 זמן.

הגישה המבוססת על דיפוזיה יעילה במיוחד לזיהוי וזיהוי גז בצורות נמוכות של ספוגות, שבו אותות גז חלשים ומומסים בקלות על ידי אותות מים או שמן.זה גם חשוב עבור האופי של מאגרים שמנים כבדים, שבו המהירויות הגבוהות של השמן מקטין את יעילות ההיתוך שלו ומביא אותו למגוון שניתן להבחין בו ממים.

שתי מפות NMR ו- Advanced Visualization

הפיתוח של מפות NMR דו-ממדיות ו-3-ממדיות הוא אחד הקידומות הטרנספורמציות ביותר בפרשנות NMR.מפות אלה מדגימות את ההפצה המשותפת של שני נכסים NMR, כגון T2-T1, D-T2, או T1-T2-D. הן מספקות רמה של פרטים ורזולוציה שאי אפשר להשיג עם התפלגות T2-ממדית אחת בלבד.

בפועל, מפות T2-T1 משמשות למים נפרדים ושמן בהתבסס על יחסם השונים של T1/T2, בעוד שמפות D-T2 מנצלות הבדלים בין מים, שמן וגז. מפות תלת-ממדיות הכוללות את כל שלושת הפרמטרים הם עדיין כלי מחקר, אך הן הוכחו לפתור אפילו את התערובת הנוזלית המורכבת ביותר, כולל אלה שנמצאו בתשלומים נמוכים וצורות עם מספר רב של פחמן.

הפרשנות של מפות 2D NMR כבר הקלה על ידי פיתוח של אלגוריתמים אוטומטיים של איסוף ומכונות למידה. אלגוריתמים אלה יכולים לזהות אזורים נפרדים נוזל על המפה ולהקצות כרכים חלקיים לכל סוג נוזל מבלי צורך איסוף ידני של הפסקות.אוטומציה זו מפחיתה זמן פרשנות ומשפרת עקביות על פני אנליסטים שונים ובארות.

דרישות שדה ושיקולים מעשיים

ההשפעה המעשית של התקדמות NMR ניתן לראות בטווח רחב של יישומי שדה. בחולי גז הדוקים, שבו כלי נקבוביות קונבנציונליים לעתים קרובות לא להבחין בין גז למים חוצות, NMR עם ציפוי נוזל מבוסס דיפוזיה נעשה שימוש כדי לזהות מרווחים הקשורים גז לחשב חישוק גז עם אי הוודאות מופחתת משמעותית בהשוואה לשיטות קונבנציונליות.

במאגרי נפט כבדים, NMR logging הוכיחה בלתי נסבלת עבור אפיון מערכות pore מורכבות וכדי להבחין בין שברירי שמן נזיקין ו- nonmobile.היכולת למדוד זמני הרפיה T1 וליצור D-T2 מפות מאפשר אנליסטים לכמת את פרופיל השקיפות של עמודת השמן ולזהות מרווחים שבהם שיטות התאוששות תרמיות כגון הזרקת קיטור יהיו יעילות ביותר.

במאגרים פחמן, שבו מערכות pore הם heterogeneous ולעתים קרובות נשלט על ידי פורוזיות משנית, NMR logging מספק מדידה מתמשכת של חלוקת גודל pore שניתן לקשור עם ניתוח ליבה ונתונים מאובנים.מידע זה משמש לבניית מודלים מדויקים יותר של מאגרים כדי להתאים את המיקום ואת העיצוב המושלם.

שיקולים מעשיים עבור יישומי שדה כוללים את הצורך של כלי זהירות, תיקונים סביבתיים עבור טמפרטורה אפקטים לחץ, ובקרת איכות של הנתונים שנרכשו. Advances בעיצוב כלי שיפרו את האמינות של מדידות NMR בתנאים קשים, כולל עתירי זמן גבוהה, לחץ גבוה, וסביבות גבוהות של נתונים.

כיוונים עתידיים ומגמות מתפתחות

קצב החדשנות ב- NMR אינו מראה סימנים של להאטה. מגמות מתעוררות רבות עלולות לעצב את הדור הבא של כלי NMR ושיטות פרשנות.

Real-Time NMR logging הוא תחום מרכזי של פיתוח פעיל.כלי NMR הנוכחיים דורשים זמן עיבוד משמעותי עבור הסתה ופירוש נתונים, כלומר תוצאות אינן זמינות לעתים קרובות עד לאחר הפעלת הכניסה הושלמה.התקדמות בכוח עיבוד הירכיים ויעילות אלגוריתם inversion מאפשרת לייצר התפלגות T2 ונפחים נוזליים בזמן אמת, המאפשרים החלטות גיאורינג והתאמות מיקום טוב כדי להיות מבוסס על מאגר מידע באיכות NMR.

למידת מכונה ואינטליגנציה מלאכותית מוחלים כמעט בכל היבט של NMR, החל מרכישה של נתונים לפרשנות לשילוב עם מדידות אחרות.רשתות נילי יכולות להיות מאומנים לחזות התפלגות T2 מרכבות הד חלקיות, לתקן אפקטים סביבתיים, ולזהות סוגים נוזליים מ 2D מפות. שיטות אלה יש פוטנציאל להפחית את הזמן והמומחיות הנדרשים לפרשנות NMR ולשפר את הדיוק של התחזיות במאגרים מורכבים.

השילוב של NMR logging עם בדיקות היווצרות וכלי דגימה הוא מגמה מבטיחה נוספת. מנתחי נוזל Downhole יכול לספק מדידות ישירות של הרכב נוזל, צמיגות, יחס גז, אשר ניתן להשתמש כדי calibrate ואמת מודלים להקליד NMR נוזל הקלדה. השילוב של NMR עם בדיקות חוט מאפשר הערכה מלאה יותר עקבית עצמית של מאגרים ואביזרים.

לבסוף, היישום של NMR כניסה למשאבים שאינם קונבנציונליים כגון פצלי, מתאן פחם, ותצורות גיאותרמית מתרחב. בפצלים, שבו גדלים הם בטווח ננומטר ושיטות הדבקה קונבנציונליות הם בעלי ערך מוגבל, NMR logging יכול לספק מידע על טורוזיות מוחלטת, גודל נקבוביות, ושקע נוזלי כי הוא חיוני להעריך את המאגר הפוטנציאלי ואת עיצוב הידראולי.

מסקנה

התחדשות מגנטית גרעינית התקדמה באופן משמעותי בשני העשורים האחרונים, מתפתחת מטכנולוגיית נישה מיוחדת לתוך כלי הערכה היווצרות הזרם המרכזי המספק מידע קריטי עבור סיווג המאגר ושיקום מימן.המבוא של כלים רב- ⁇ , אלגוריתמים מתקדמים וטכניקות להקלידציה נוזלית דיפוזיה שיפרו באופן דרמטי את הדיוק והאמינות של נקבוביות ומדידות נוזלים מ NMRlogging.

היכולת למדוד את הנפיחות הכוללת, פורוזיות יעילה, נפח מים בשפע עם דיוק גבוה שיפרה את estimation ואת עיצוב ההשלמה בטווח רחב של ליתולוגיות.הפיתוח של 2D NMR מפות ונוסחאות עבודה אוטומטיות עשה להקליד נוזל להקל על בחירתם סובייקטיבית פחות.

במבט קדימה, ההתקדמות המתמשכת בטכנולוגיית חיישן הירכיים, עיבוד בזמן אמת, ולמידה של מכונה תמשיך להרחיב את היכולות של NMR logging ולהגדיל את הערך שלה לתעשייה.כפי שהחידושים האלה פרוסים בתחום, NMR logging יישארו בחזית של טכנולוגיית הערכה היווצרות, המאפשרת התאמה מדויקת ויעילה יותר של משאבי פחמן בעולם.