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岩石孔隙流体的核磁共振弛豫机制
发布时间:2022-04-11   点击次数:327次

岩石孔隙流体的核磁共振弛豫机制


自由弛豫、表面弛豫和扩散弛豫3种不同的弛豫机制存在于岩石孔隙流体的核磁共振弛豫中,一般三种弛豫行为同时存在的。


1、自由弛豫

自由弛豫,即流体特有的体弛豫现象,其弛豫时间由流体物理特性(粘度、化学成分等)及流体所处的环境(温度、压力等)决定。

在石油工业核磁研究过程中,由于岩石表面为固体,通常岩石孔隙内的流体表面弛豫比体弛豫强。然而当亲水岩石孔隙中油气属于非润湿相,岩石中存在裂缝导致流体与固体表面接触较少,以及稠油等流体粘度较大的情况下,流体与岩石孔隙之间自由弛豫现象不可忽视,此时需要同时考虑自由弛豫和表面弛豫的影响。


2、表面弛豫

岩石孔隙表面的弛豫机制即为表面弛豫,具体表现为孔隙流体与岩石固体表面之间的弛豫现象。


3、扩散弛豫

分子处于布朗运动过程中会进行自扩散运动,扩散弛豫即为质子在梯度磁场中,由于分子扩散引起的弛豫特性。

岩石中孔隙流体的类型、孔隙尺寸、孔隙发育结构、孔隙表面岩石物理性质以及岩石颗粒表面润湿性等条件决定了3种弛豫机制对于孔隙内流体是否起作用。

通常对于亲水岩石来说,孔隙中水的T2弛豫时间主要由表面弛豫决定;对于稠油来说,其T2弛豫主要由自由弛豫决定;而轻质油的T2弛豫时间则由自由弛豫和扩散弛豫共同决定,并与油的粘度有关;天然气由于气体分子的扩散特性,其T2弛豫时间主要受控于扩散弛豫。

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