岩石孔隙流體的核磁共振弛豫機制
自由弛豫、表面弛豫和擴散弛豫3種不同的弛豫機制存在於岩石孔隙流體的核磁共振弛豫中,一般三種弛豫行爲同時存在的。
1、自由弛豫
自由弛豫,即流體特有的體弛豫現象,其弛豫時間由流體物理特性(粘度、化學成分等)及流體所處的環境(溫度、壓力等)決定。
在石油工業核磁研究過程中,由於岩石表面爲固體,通常岩石孔隙內的流體表面弛豫比體弛豫強。然而當親水岩石孔隙中油氣屬於非潤溼相,岩石中存在裂縫導致流體與固體表面接觸較少,以及稠油等流體粘度較大的情況下,流體與岩石孔隙之間自由弛豫現象不可忽視,此時需要同時考慮自由弛豫和表面弛豫的影響。
2、表面弛豫
岩石孔隙表面的弛豫機制即爲表面弛豫,具體表現爲孔隙流體與岩石固體表面之間的弛豫現象。
3、擴散弛豫
分子處於布朗運動過程中會進行自擴散運動,擴散弛豫即爲質子在梯度磁場中,由於分子擴散引起的弛豫特性。
岩石中孔隙流體的類型、孔隙尺寸、孔隙發育結構、孔隙表面岩石物理性質以及岩石顆粒表面潤溼性等條件決定了3種弛豫機制對於孔隙內流體是否起作用。
通常對於親水岩石來說,孔隙中水的T2弛豫時間主要由表面弛豫決定;對於稠油來說,其T2弛豫主要由自由弛豫決定;而輕質油的T2弛豫時間則由自由弛豫和擴散弛豫共同決定,並與油的粘度有關;天然氣由於氣體分子的擴散特性,其T2弛豫時間主要受控於擴散弛豫。
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