Ocena własności zbiornikowych skał przy wykorzystaniu zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego

Abstract

The paper outlines the application of nuclear magnetic resonance for the assessment of rock properties. It puts forward procedures and methods for magnetisation analysis and transverse time relaxation distribution, aimed at obtaining extra information on a mass of rock, e.g. the distribution of pores in the pore space, saturation levels and pore system variety. Analyses were conducted with regard to selected lithology types. It was presupposed that an improvement in the method of analysis of the shapes and types of curves acquired from the nuclear magnetic resonance measurements would be conducive to a finer assessment of the pore structure of the rock, its porosity, permeability and saturation. The nuclear-magnetic-resonance-signal investigation was multi-faceted, with regard to other laboratory-based methods available, e.g. that of mercury porosimetry. In the compilation section, a theory-oriented description of the phenomenon of nuclear magnetic resonance is introduced, as well as that of the measurement sequence employed. In the subsequent section, there follows a brief introduction to the rock mass utilised in the analyses, and that of the measurement equipment. A detailed nuclear magnetic resonance signal analysis is provided, as well as that of the transverse time relaxation; an examination of the results is also given. Procedures for the analysis of the shape of nuclear magnetic resonance curves are put forward. The paper is methodology-oriented and offers a non-standard approach to the analysis of nuclear magnetic resonance signals. The procedures brought forward are universal and may be used in the examination of nuclear magnetic resonance measurement results for any type of lithology in rocks of varying ages.

W pracy przedstawiono zastosowanie metody magnetycznego rezonansu jądrowego do badania własności skał. Zaproponowano procedury i metody analizy magnetyzacji i rozkładów czasów relaksacji w celu uzyskania dodatkowych informacji o ośrodku skalnym, m.in. rozkładzie porów w przestrzeni porowej, wielkości nasyceń, rodzajach systemów porowych. Analizy przeprowadzono dla wybranych typów litologicznych. Założono, że udoskonalenie metody analizy kształtu i typu krzywych otrzymywanych z pomiarów magnetycznego rezonansu jądrowego przyczyni się do lepszego rozpoznania struktury porowej skały, jej porowatości, przepuszczalności i nasycenia. Sygnały magnetycznego rezonansu jądrowego przeanalizowano wielowątkowo, w odniesieniu do innych dostępnych metod laboratoryjnych, m.in. porozymetrii rtęciowej. W części kompilacyjnej zawarto opis teoretyczny zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego oraz zastosowanej sekwencji pomiarowej. W dalszej części krótko opisano materiał skalny wykorzystany do analiz oraz aparaturę pomiarową. Przedstawiono szczegółowa analizę sygnałów magnetycznego rezonansu jądrowego oraz czasów relaksacji poprzecznej oraz przeprowadzono dyskusje wyników. Zaproponowano procedury analizy kształtu krzywych magnetycznego rezonansu jądrowego. Praca ma charakter metodyczny i przedstawia niestandardowe podejście do analizy sygnałów magnetycznego rezonansu jądrowego. Przedstawione procedury są uniwersalne i mogą być stosowane do analizy wyników pomiarów magnetycznego rezonansu jądrowego dla każdego typu litologicznego skał różnego wieku.