在煤層氣勘探開發中，核磁共振技術主要應用于實驗室檢測和解釋儲層巖心特性，涵蓋巖性、物性、含油氣水性等，為儲層評價提供關鍵參數。然而從現場取心運回，并在實驗室分析需較長周期，部分參數（如油氣散失率）在此過程中易變，造成與原始狀態的差異，影響后續儲層和生產參數評價的準確性。加之實驗室設備體積較大且昂貴，現場錄井進行及時儲層評價或提供評價相關參數的手段相對有限，亟需一種適用于現場且即時分析巖心（巖屑）的便攜式設備和應用技術。

神開推出的新一代SKNM12便攜式核磁共振錄井儀能夠快速獲取巖心（巖屑）的核磁T2譜、核磁孔隙度、含油飽和度、原始含水飽和度、散失流體飽和度、SDR滲透率及孔徑分布等儲層相關參數，實現現場儲層快速評價。

一、 系統組成

SKNM12快速核磁錄井儀由三部分構成：控制柜、筆記本、磁體柜。

1. 控制柜：由安裝在內部的溫控模塊、譜儀、射頻功放、前置放大器、供電模塊等組成；

2. 筆記本：負責接收操作者的指令，并通過序列發生軟件產生各種控制信號傳遞給譜儀系統的各個部件協調工作，筆記本還要完成數據處理、存儲以及顯示任務；部分一維和二維信號處理等功能也是由筆記本完成的；

3. 磁體柜：部分包括一臺永久磁體，加熱及恒溫電路以及具有嚴格屏蔽的射頻線圈組成；

4. 分析軟件和解釋軟件：分析軟件數據處理完后，解釋軟件自動計算各類參數。

SKNM12快速核磁錄井儀

二、 現場快速評價流程

煤層氣巖心的測試流程包括儀器標定、穩定性驗證、巖心的取樣、修樣、新鮮/飽水樣核磁實驗、質量體積密度測量、烘干以及烘干樣核磁測試實驗。

1. 儀器標定：現場配置三套不同標定方法，分別為油標定、錳標定、水標定；

2. 取樣：時刻關注取心情況，當巖心出筒時按規定及時取樣，原則上間隔0.5米取巖心內部樣品；

3. 修樣：使用地質錘先將巖心樣品邊部去除，后使用斜口鉗進行精修，保證每塊巖心小樣無邊無鉆井液污染，質量在8g-12g之間且能順利放入試管之中；

4. 穩定性驗證：取標樣放入核磁儀器中測量，觀測實驗結果信號量是否與前一次實驗結果一致；

5. 新鮮樣核磁共振T2譜測量：測量樣品的原始質量后，使用生料帶包裹放入核磁試管中進行核磁共振測量；

6. 飽水樣核磁共振T2譜測量：生料帶解除，將樣品放入對應編號自封袋內，加蒸餾水沒過樣品后放入真空抽氣裝置中抽真空2h，將巖心小樣內部氣體抽出。待真空抽氣時間結束后放入加壓飽和裝置，加壓10MPa靜置2h使蒸餾水充分填充入巖心小樣內部孔隙。加壓結束后取出樣品，用衛生紙擦去表面浮水，用生料帶包好放入核磁試管中，進行核磁共振飽水樣T2譜測量；

7. 質量體積測量：使用精密天平測量加壓飽水后巖心質量，使用密度天平測量巖心的質量和體積，計算巖心的密度；

8. 樣品烘干：將樣品放入恒溫干燥箱內，溫度調至105℃，持續烘干12h后，將烘干的樣品放入干燥皿內冷卻；

9. 烘干樣核磁共振T2譜測量：測量烘干樣品的質量，使用生料帶包好放入核磁試管中進行核磁共振測量。

整個操作過程可在20小時內即可獲得本筒次全部樣品實驗結果，如圖1所示。

圖1 工作流程圖

三、系統特點

主要特點：快速、精準、便攜、環保、多參數

1. 速度快——2min內/次；

2. 準確度高——mg級別流體分辨率，0.01msT2分辨率；

3. 穩定性好——自控溫+自屏蔽；

4. 安全、環保——無輻射，無有害物質；

5. 便攜性——體積小，方便搬運。

其中電子立柜：長512mm*寬255mm*高425mm，質量23kg；磁體柜：長440mm*寬270mm*高254mm，質量27kg。

四、 應用效果

AX1井為某區域的深層煤層氣井，目的層巖性以頁巖和煤為主，含有少量泥巖、粉砂巖，取心段為1#、2#、3#、4#、5#、6#和7#煤層，核磁共振分析全取心段間隔0.5米取樣。

解釋成果與地質分析一致：

（1）孔隙度特征

圖2 煤層孔隙度對比圖

AX1井取心段巖性以頁巖和煤為主，含有少量泥巖、粉砂巖，煤層孔隙度：平均7.51%，最小6.27%，最大9.09%；頁巖孔隙度：平均10.27%，最小1.47%，最大20.27%；其中1#煤層、4#煤層下部孔隙度相對更高如圖2所示。

（2）含氣性特征

圖3 煤層含氣飽和度對比圖

煤層含氣飽和度：平均38.61%，最小16.00%，最大66.87%；頁巖含氣飽和度：平均21.84%，最小2.85%，最大71.43%；其中5#煤層含氣飽和度更高達到55.8%，為最優質煤層如圖3所示。

（3）含水性特征

圖4 煤層含水飽和度對比圖

煤層含水飽和度：平均61.39%，最小33.13%，最大84.00%；頁巖含水飽和度：平均78.16%，最小28.57%，最大98.77%；其中5#煤層含水飽和度相對更低，如圖4所示。

（4）綜合解釋成果

4#煤層核磁錄井綜合解釋

圖5 4#煤層核磁錄井解釋成果圖

由圖5可看出，4#煤層主要以煤為主，共取樣7塊，核磁平均有效孔隙度為6.13%，頁巖6.77%，煤5.28%。

錄井氣測異常層1個，在煤層交界層段，遲深4322m～4324m，TG由2.8272%↑29.8507%，C1由2.4037%↑29.3094%。氣測異常發生段測得巖心含氣飽和度同步上漲如圖6所示。本層中以煤為主，含氣飽和度較為正常，占最大孔隙度的孔喉半徑主要分布在0.01＜r＜1μm范圍，可動流體飽和度較低，綜合評價中等。

圖6 氣測異常段趨勢對比圖

5#煤層核磁錄井綜合解釋

圖7 5#煤層核磁錄井解釋成果圖

由圖7可看出，5#煤層煤頁巖交雜，共取樣8塊，核磁平均有效孔隙度為8.95%，頁巖10.55%，煤7.35%。

錄井氣測異常層1個，在煤層與頁巖段，遲深4326m～4328m，TG由3.5842%↑30.1931%，C1由8.1156%↑23.1297%。氣測異常發生段測得巖心含氣飽和度同步上漲如圖8所示。本層中以煤，頁巖為主，含氣飽和度為本次取心段最高，占最大孔隙度的孔喉半徑主要分布在0.01＜r＜1μm范圍，可動流體飽和度較高，SDR滲透率較高， BRD譜顯示可動流體飽和度為本井最高，綜合評價最優，建議水平段箱體選在5#煤層煤巖。

圖8 氣測異常段趨勢對比圖

6#煤層核磁錄井綜合解釋

圖9 6#煤層核磁錄井解釋成果圖

由圖9可看出，6#煤層底板以頁巖與砂質頁巖為主，共取樣18塊，核磁平均有效孔隙度為8.86%，頁巖9.05%，煤5.60%。

無錄井氣測異常層。本層中頁巖與砂質頁巖為主，含氣飽和度較低，占最大孔隙度的孔喉半徑主要分布在0＜r＜0.01μm范圍，可動流體飽和度較底，SDR滲透率一般， BRD譜顯示可動流體較少，綜合評價一般。

神開作為中國石油裝備行業上市公司，正在全力向數字化、高科技轉型。旗下綜合錄井設備、HH級井口設備、大口徑高壓力井控設備等多款產品，保持著國內領先，世界同步的技術水平，始終致力于推動中國油氣行業高速發展，為中國油氣的勘探開發保駕護航。