В разведке и разработке газа угольных пластов, технология ядерного магнитного резонанса в основном используется для лабораторного обнаружения и объяснения характеристик керна коллектора, охватывающих литологию, физические свойства, нефтегазоносную воду и т. Д., И представляет ключевые параметры для оценки коллектора. Тем не менее, для отбора керна с рабочего места и анализа в лаборатории требуется много времени. Некоторые параметры (такие как скорость потери нефти и газа) изменяются в этом процессе, что приводит к различиям с исходным состоянием и влияет на точность последующей оценки параметров коллектора и производства. Кроме того, лабораторное оборудование является большим и дорогостоящим, а средства каротажа скважин на месте для своевременной оценки коллектора или предоставления соответствующих параметров для оценки относительно ограничены, что требует переносного оборудования и прикладной технологии, подходящей для полевого и мгновенного анализа керна (кусочки породы).

Переносной ЯМР-каротажный аппарат нового поколения SKNM12, выпущенный Шэнькай, позволяет быстро получить ядерный магнитный спектр T2 керна (кусочки породы), ядерную магнитную пористость, нефтенасыщенность, исходную водонасыщенность, насыщенность потерянной жидкостью, проницаемость SDR и распределение размера пор и другие соответствующие параметры коллектора, чтобы осуществить быструю оценку коллектора на месте.

01. Состав системы

Быстрый ЯМР-каротажный аппарат SKNM12 состоит из трех частей: шкафа управления, портативного компьютера и магнитного шкафа. 

1. Шкаф управления: состоит из модуля контроля температуры, спектрометра, радиочастотного усилителя мощности, предусилителя, модуля питания и т.д., установленного внутри;

2. Портативный компьютер: отвечает за получение инструкций оператора и генерирует различные управляющие сигналы через программное обеспечение последовательности и передает их различным компонентам системы спектрометра для координации работы. Портативный компьютер также выполняет задачи обработки, хранения и отображения данных; Некоторые функции, такие как обработка одномерного и двумерного сигналов, также выполняются портативным компьютером;

3. Магнитный шкаф: часть включает в себя постоянный магнит, электроцепь нагрева и постоянной температуры и радиочастотную катушку со строгим экранированием.

4. Аналитическое программное обеспечение и интерпретационное программное обеспечение: После обработки данных аналитического программного обеспечения, интерпретационное программное обеспечение автоматически рассчитывает различные параметры. 

ЯМР-каротажный аппарат SKNM12 

02. Процесс быстрой оценки на месте 

Процесс испытаний керна газа угольного пласта включает в себя калибровку прибора, проверку устойчивости, отбор проб керна, ремонт проб, ядерный магнитный эксперимент  свежих/насыщенных проб, измерение объемной плотности массы, и ядерный магнитный эксперимент сушки и сухих проб.

1. Калибровка прибора: на месте установлены три различных метода калибровки, соответственно, калибровка масла, калибровка марганца и калибровка воды;

2. Отбор проб: всегда следить за ситуацией отбора керна, своевременно отбирать проб по установлению при выходе керна из цилиндра, в принципе отбирать пробы внутри керна с интервалом 0,5м;

3. Ремонт проб: сначала удалить край пробы керна с помощью геологического молотка, затем выполнить тонкую ремонт с помощью боковых кусачек, чтобы обеспечить, что каждая проба керна была без края и без загрязния буровым раствором, масса между 8г-12г и можно плавно поместить в пробирку;

4. Проверка стабильности: взять стандартную пробу и поместить его в ЯМР-каротажный аппарат для измерения, наблюдайте, количество сигнала результатов эксперимента соответствует ли результатам предыдущего эксперимента;

5. Измерение спектра ЯМР Т2 свежих проб: после измерения исходной массы пробы, используйте сырую ленту, чтобы завернуть его в пробирку ЯМР для измерения ЯМР;

6. Измерение спектра ядерного магнитного резонанса Т2 в насыщенном пробе: снять сырую ленту, поместить пробу в пакет с соответствующим номером, добавить дистиллированную воду и поместить в вакуумную установку для откачки в течение 2 ч, откачать газ внутри пробы керна.  После окончания времени вакуумной откачки поместите его в нагнетательное насыщенное устройство и оставьте его под давлением 10 МПа в течение 2 часов, чтобы дистиллированная вода полностью заполнила внутренние поры пробы керна.  После завершения нагнетания, вытащите пробу, вытрите плавающую воду на поверхности туалетной бумагой, заверните его в сырую ленту и поместите в пробирку с ядерным магнитным резонансом для измерения спектра Т2 водонасыщенной пробы ЯМР;

7. Измерение массы и объема: использует прецизионные весы для измерения массы нагнетательного водонасышенного керна, использует весы плотности для измерения массы и объема керна, и рассчитает плотность керна;

8. Сушка пробы: поместите пробу в сушильный ящик с постоянной температурой, после непрерывной сушки при температуре 105℃ в течение 12 часов, поместите сушеную пробу в сушильную чашку для охлаждения;

9. Измерение спектра ЯМР Т2 сушеной пробы: измерение массы сушеной пробы, используйте сырую ленту, чтобы завернуть его в пробирку ЯМР для измерения ЯМР. 

Весь процесс работы может получить экспериментальные результаты всех проб цилиндра в течение 20 часов, как показано на рисунке 1.

Pисунок 1. Схема рабочего процесса

03. Особенности системы

Основные особенности:Быстрый, точный, портативный, экологически чистый, многопараметрический

1. Быстрая скорость--в пределах 2min/раз;

2. Высокая точность--разрешение жидкости уровня мг, разрешение 0.01msT2;

3. Хорошая стабильность--самоконтроль температуры + самоэкранирование;

4. Безопасность, защита окружающей среды--отсутствие радиации, отсутствие вредных веществ;

5. Портативность--небольшой размер, легко переносить. 

Среди них электронный шкаф: длина 512 мм * ширина 255 мм * высота 425 мм, масса 23 кг; Магнитный шкаф: длина 440мм * ширина 270мм * высота 254мм, масса 27кг.

04. Эффект применения

Скважина AX1 представляет собой газовую скважину глубокого угольного пласта в определенной зоне, литология целевого пласта в основном сланцевые и угольные породы, содержащие небольшое количество аргиллитовых алевролитов, участки отбора кернов представляют собой угольные пласты 1#, 2#, 3#, 4#, 5#, 6# и 7#, при анализе  ЯМР отбираются проб через интервал 0,5м. 

Результаты интерпретации соответствуют геологическому анализу:

(1) Характеристика пористости 

Рисунок 2 Сравнительная схема пористости угольных пластов

Литология участка отбора керна скважины AX1 в основном  сланцевая и угольная с небольшим количеством аргиллитовых алевролитов, пористость угольного пласта: средняя 7,51%, минимальная 6,27%, максимальная 9,09%; Пористость сланца: средняя 10,27%, минимальная 1,47%, максимальная 20,27%; Среди них пористость нижней части угольного пласта 1# и 4# относительно выше, как показано на рисунке 2.

(2) Газосодержащие характеристики

Рисунок 3. Сравнительная схема газонасыщенности угольных пластов

Газонасыщенность угольного пласта: средняя 38,61%, минимальная 16,00%, максимальная 66,87%; Сланцевая газонасыщенность: средняя 21,84%, минимальная 2,85%, максимальная 71,43%; Среди них газонасыщенность угля в угольном пласте 5# выше и достигает 55,8%, что является наиболее качественным угольным пластом, как показано на рисунке 3.

(3) Характеристика содержания воды

Рисунок 4. Сравнительная схема водонасыщенности угольных пластов

Водонасыщенность угольного пласта: средняя 61,39%, минимальная 33,13%, максимальная 84,00%; Сланцевая водонасыщенность: средняя 78,16%, минимальная 28,57%, максимальная 98,77%; Среди них водонасыщенность угольного пласта 5# относительно низкая, как показано на рисунке 4.

（4) Результаты комплексной интерпретации

Комплексная интерпретация каротажи ЯМР  угольного пласта 4 #

Рисунок 5. Схема результатов интерпретации каротажа ЯМР угольного пласта 4#

Как видно из рисунка 5, угольный пласт 4# в основном состоит из угля, всего было отобрано 7 блоков, средняя эффективная пористость ядерного магнита составляет 6,13%, сланца 6,77%, уголя 5,28%.

Существует один аномальный пласт для каротажа газа. В граничном интервале угольного пласта, глубина задержки 4322m～4324mTG составляет из 2.8272%↑29.8507%, для C1 из 2.4037%↑29.3094%.  Синхронное повышение газонасыщенности керна, измеренное на участке возникновения газовой аномалии, показано на рисунке 6.  В этом пласте главно основывает на уголе, газонасыщенность относительно нормальная, радиус горла пор, составляющий максимальную пористость, в основном распределяется в диапазоне 0.01

Рисунок 6. Сравнительная схема тенденций аномального участка измерения газа

Комплексная интерпретация каротажи ЯМР угольного пласта 5 #

Рисунок 7. Схема результатов интерпретации каротажа ЯМР угольного пласта 5#

Как видно из рисунка 7, угольный пласт 5# смешивается с углем и сланцем, всего отбирает пробы на 8 блоков, средняя эффективная пористость ядерного магнита составляет 8,95%, сланца 10,55%, угля 7,35%.

Существует один аномальный пласт для каротажа газа. В угольных пластах и сланцевых участках, глубина задержки 4326м ~ 4328м составляет из 3,5842% ↑ 30,1931%, а C1 составляет из 8,1156% ↑ 23,1297%.  Синхронное повышение газонасыщенности керна, измеренное на участке возникновения газовой аномалии, показано на рисунке 8. В данном пласте главно остановывает на уголе и сланце, газонасыщенность является самой высокой в данном участке отбора керна, радиус горла пор с максимальной пористостью распределяется в диапазоне 0.01

Рисунок 8. Сравнительная схема тенденций аномального участка измерения газа

Комплексная интерпретация каротажи ЯМР угольного пласта 6 #

Рисунок 9. Схема результатов интерпретации каротажа ЯМР угольного пласта 6#

Как видно из рисунка 9, на дне угольного пласта 6# главно основывает на сланце и песчаном сланце, всего отбирает пробу на 18 блоков, средняя эффективная пористость ядерного магнита составляет 8,86%, сланца 9,05%, угля 5,60%.

Отсутствие аномального слоя для каротажа газа.  В данном пласте главно основывает на сланце и песчаном сланце, газонасыщенность низкая, радиус горла пор, составляющий максимальную пористость, в основном распределяется в диапазоне 0

Шэнькай, в качестве публичной компании в отрасли нефтяного оборудования Китая, прилагает все усилия для трансформации на цифровизацию и высокие технологии. Комплексное каротажное оборудование, устьевое оборудование класса HH, оборудование для управления скважинами большого диаметра и высокого давления и многие другие продукты, сохраняют лидирующий в Китае и синхронный технический уровень в мире, всегда стремятся содействовать быстрому развитию нефтегазовой отрасли Китая, сопровождают разведку и разработку нефти и газа в Китае.