核磁测井技术
核磁测井技术
核磁测井技术是一种用于获取地下地质信息的先进钻井技术。这项技术利用核磁共振（NMR）原理，通过测量地层中氢原子的信号来获取关于岩石结构和含油气性质的信息。这种技术在石油和天然气勘探中得到了广泛应用，因为它能够提供比传统测井方法更详细和准确的地质信息。同样，核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体（油、气、水）渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性。
核磁测井技术的基本原理是利用地层中的氢原子核在外加磁场的作用下发生共振。当岩石中的氢原子核受到射频脉冲的激发后，它们会发生共振，并在脉冲停止后释放能量。通过测量这些释放的信号，可以得到关于岩石中氢含量、分子运动速率等信息，从而推断出地层的性质。在没有任何外场的情况下，核磁矩(M)是无规律地自由排列的。在有固定的均匀强磁场 σ0影响下，这个自旋系统被极化，即M重新排列取向，沿着磁场方向排列。同时，原子核还存在轨道动量矩，象陀螺一样环绕，这个场的方向以频率ω0 进动。 ω0与磁场强度σ0 成正比，并称 ω0为拉莫尔频率。
在极化后的磁场中，如果在垂直的方向再加一个交变磁场，其频率也为质子（氢核）的进动频率时，将会发生共振吸收现象，即处于低能态的核磁矩，通过吸收交变磁场提供的能量，越迁至高能态，此现象称为核磁共振。造岩元素中各种原子核的核磁共振效应的数值是不同的，它首先决定于原子核的旋磁比，岩石中元素的天然含量以及包含该元素的物质赋存状态。
核磁测井以氢核与外加磁场的相互作用为基础，可直接测量孔隙流体的特征，不受岩石骨架矿物的影响，能提供丰富的底信息，如地层的有效孔隙度、自由流体孔隙度、束缚水孔隙度、孔径分布及渗透率等参数。氢核在地磁场中具有最大的旋磁比和最高的共振频率，根据含氢物质的旋磁比、天然含量和赋存状态，氢是在钻井条件下最容易研究的元素。因此，包含某种流（水、油或天然气）中的氢原子核是核磁测井的研究对象。
实际测井时，以地磁场当成静磁场，通过下井仪首先把一个很强的极化磁场加到地层中，等氢核完全极化后，再撤去极化场，则氢核磁化矢量便绕地磁场自由进动，在接收线圈中就可测到一个感应电动势。由于束缚水和可动流体的弛豫时间不同，所以束缚水、可动流体在接收线圈中产生的感应电动势的强弱和持续时间也不一样。测井前事先刻度出束缚水和可动流体的弛豫时间，这样束缚水、可动流体的信息就可直接在测井曲线上反映出来，即可直接计算出自由水、束缚水饱和度。
核磁测井技术具有多重优势，主要包括：高分辨率（能够提供高分辨率的地质信息，帮助确定岩石类型、孔隙度和渗透率等参数。）非侵入性（与传统测井方法相比，核磁测井技术不需要取样，因此对地层几乎没有破坏。）适用范围广（不仅可以用于油气勘探，还可以应用于水资源调查和地下储层的研究等领域。）实时监测（能够提供实时的地质信息，帮助钻井工程实时调整。）
