鄭貴強(qiáng),凌標(biāo)燦,鄭德慶,連會(huì)青,朱雪征
(華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院,北京東燕郊 101601)
煤層氣是一種在煤化作用過(guò)程中形成的、并賦存在煤層中的以甲烷為主的混合氣體,在煤礦中俗稱瓦斯。長(zhǎng)期以來(lái),煤層氣一直被作為煤礦生產(chǎn)的一種主要災(zāi)害對(duì)待,直到美國(guó)在20世紀(jì)70年代煤層氣地面開(kāi)采實(shí)驗(yàn)的成功人們才逐步意識(shí)到煤層氣的重要性。煤層氣是一種清潔的能源,對(duì)其開(kāi)發(fā)利用可彌補(bǔ)常規(guī)能源的不足,同時(shí)可有效降低或杜絕煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的瓦斯災(zāi)害,可謂一舉多得[1]。
目前,應(yīng)用于煤的孔、裂隙表征的常規(guī)方法主要有兩類,一類是將煤巖樣品制作成煤磚、薄片或光片等,然后用光學(xué)顯微鏡或掃描電鏡對(duì)孔裂隙進(jìn)行觀察和定量統(tǒng)計(jì);另一類即常規(guī)的液氮法和壓汞法。雖然這些常規(guī)方法都已取得工業(yè)化的應(yīng)用,但它們?cè)诿旱膽?yīng)用上仍舊存在一定的局限性。例如,液氮法僅能探測(cè)部分微小孔的信息。又如壓汞法必須考慮高壓對(duì)煤的彈性壓縮效應(yīng)問(wèn)題,而且“平行毛管束孔隙模型理論”對(duì)煤的孔裂隙適應(yīng)性較差。另外,各種光學(xué)電子顯微鏡方法僅能觀察到孔裂隙在樣品某個(gè)剖面的局部信息,無(wú)法認(rèn)識(shí)其空間分布規(guī)律。更重要的是,所有傳統(tǒng)方法均存在一個(gè)共同的缺點(diǎn),即這些方法在樣品制備過(guò)程中或者會(huì)破壞煤的原生的孔裂隙系統(tǒng),或者會(huì)產(chǎn)生一些人為的二次破壞裂隙,造成較大的誤差??傮w上,傳統(tǒng)方法在表征孔裂隙“原位性”和“完整性”方面存在局限性,而以快速和無(wú)損檢測(cè)為特點(diǎn)的核磁共振技術(shù)可彌補(bǔ)這些不足[2]。
核磁共振成像 —— Nuclear Magnetic Resource Imaging(簡(jiǎn)稱NMRI),是一種先進(jìn)的實(shí)時(shí)成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。利用核磁共振成像技術(shù)研究煤層氣賦存和運(yùn)移規(guī)律,可以避免常規(guī)實(shí)驗(yàn)的一些不確定性;核磁共振成像技術(shù)只對(duì)煤巖體中的流動(dòng)相以及流動(dòng)相與煤巖體表面的相互作用進(jìn)行探測(cè),對(duì)煤樣無(wú)破壞作用;采用該技術(shù)不僅可以測(cè)到地層孔徑分布、孔隙度、滲透率和可動(dòng)流體百分?jǐn)?shù)的重要物性參數(shù),還可以識(shí)別油、氣、水層,是進(jìn)行石油、天然氣和煤層氣勘探的一種新方法。
唐山礦、望峰崗礦、趙各莊礦三座煤礦開(kāi)采歷史悠久,開(kāi)采深度較深,開(kāi)采最深均超過(guò)1000 m;除此之外,此三座煤礦還有一個(gè)共同點(diǎn),那就是瓦斯含量較高,即煤層氣儲(chǔ)量豐富。選這三座煤礦的煤樣做核磁共振實(shí)驗(yàn),一方面有利于得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,獲得理想的效果;另一方面,對(duì)這三座煤礦煤樣的研究,有利于這三座煤礦煤層氣的開(kāi)采。因此,選定此三座煤礦為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)其煤樣進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)。
核磁共振是利用自然界的普遍現(xiàn)象——核子自旋運(yùn)動(dòng),只有具有奇數(shù)核子的原子核在自旋中能產(chǎn)生核磁矩或磁場(chǎng)。因氫原子是自然界各種物質(zhì)中廣泛存在且數(shù)量最多的原子,其原子核中只含有一個(gè)質(zhì)子而不含中子,最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生核磁共振現(xiàn)象,所以氫原子就成為了核磁共振成像的關(guān)鍵成像涉及因子(以下均以氫原子為例論述)。
核磁共振中,“核”是指核磁共振成像主要涉及到原子核;“磁”有兩個(gè)含義,磁共振過(guò)程發(fā)生在一個(gè)巨大外磁體的孔腔內(nèi),它能產(chǎn)生一個(gè)恒定不變的強(qiáng)大的靜磁場(chǎng)(B0),如圖1所示。在靜磁場(chǎng)上按時(shí)疊加另外一個(gè)小的射頻磁場(chǎng)以進(jìn)行核激勵(lì)并誘發(fā)核磁振(B1);還要疊加一個(gè)小的梯度磁場(chǎng)以進(jìn)行空間描記并控制成像。氫質(zhì)子在外加磁場(chǎng)B0作用下磁矩將重新定向(圖2),多數(shù)與B0磁力線同向(處于低能級(jí)),少數(shù)與B0磁力線逆向(處于高能級(jí)),最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,通過(guò)施加射頻磁場(chǎng),受檢部位氫質(zhì)子吸收能量向XY平面偏轉(zhuǎn),射頻磁場(chǎng)中斷后,氫質(zhì)子釋放能量回到Z軸自旋方向上,這樣在接受線圈中感應(yīng)到一個(gè)核磁共振(NMR)信號(hào),它包含有頻率、相位和振幅等信息。核磁共振成像是在靜磁場(chǎng)中疊加一個(gè)梯度磁場(chǎng),從而建立NMR信號(hào)的共振頻率與核所在位置的關(guān)系,在利用快速傅立葉變換、圖像重建等技術(shù)獲取核磁共振圖像。當(dāng)被激勵(lì)的氫質(zhì)子釋放能量并回返原先排列方位的過(guò)程就稱為弛豫[3-7]。弛豫是磁化矢量在受到射頻場(chǎng)的激發(fā)下發(fā)生核磁共振時(shí)偏離平衡態(tài)后又恢復(fù)到平衡態(tài)的過(guò)程。弛豫速度的快慢由巖石物性和流體特征決定,對(duì)于同一種流體,弛豫速度只取決于巖石物性。對(duì)于接受到的一個(gè)幅值隨時(shí)間以指數(shù)函數(shù)衰減的信號(hào),可用兩個(gè)參數(shù)描述該信號(hào)衰減的快慢:縱向馳豫時(shí)間(反映弛豫速度快慢的常數(shù))T1和橫向馳豫時(shí)間T2,即T1弛豫時(shí)間和T2弛豫時(shí)間。盡管T1弛豫時(shí)間和T2弛豫時(shí)間均可以反映煤巖物性和流體特征,但由于T1弛豫時(shí)間測(cè)量時(shí)花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),因此在煤巖體核磁共振測(cè)量中,一般采用T2弛豫時(shí)間測(cè)量法[8-9]。通常,核磁共振成像測(cè)試技術(shù)對(duì)處于束縛狀態(tài)的氫核不敏感,因此它主要反映煤巖體孔隙中流體的情況。地層的核磁特征是有氫流體的物理性質(zhì)及其與巖石骨架相互作用的情況來(lái)決定的。
圖1 靜磁場(chǎng)B0與射頻磁場(chǎng)B1
圖2 進(jìn)入磁體前后氫原子核狀態(tài)變化情況
對(duì)純凈物質(zhì)樣品(如純水),每個(gè)氫核的周?chē)h(huán)境及原子核相互作用均相同,其T1等于T2,因此可用一個(gè)弛豫時(shí)間T2描述樣品的物性。而對(duì)于煤層氣藏的巖石多孔介質(zhì)樣品而言,情況要復(fù)雜得多,儲(chǔ)層巖石中礦物組成和孔隙結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,流體存在于多孔介質(zhì)中,被許多界面分割包圍,孔道形狀、大小不一,原子核與固體表面上順磁雜質(zhì)接觸的機(jī)會(huì)不一致等,使得各個(gè)原子核弛豫得到加強(qiáng)的幾率不等,所以巖石流體系統(tǒng)中原子核弛豫不能以單個(gè)弛豫時(shí)間來(lái)描述,而應(yīng)當(dāng)是一個(gè)分布。不同巖石流體系統(tǒng)的物性決定了它們具有不同的T2分布,因此反過(guò)來(lái)獲得了它們的T2分布就可以確定它們的物理性質(zhì)。
根據(jù)核磁共振快擴(kuò)散表面弛豫模型,單個(gè)孔道內(nèi)的原子核弛豫可用一個(gè)弛豫時(shí)間來(lái)描述,此時(shí),T2可表示為:
式中:D為擴(kuò)散系數(shù);G為內(nèi)磁場(chǎng)不均勻性;與外加磁場(chǎng)成正比;τ為回波間隔;ρ2為表面弛豫強(qiáng)度,取決于孔隙表面性質(zhì)和礦物組成;S/V為單個(gè)孔隙的比表面,與孔隙半徑成反比。右邊第一項(xiàng)稱作體弛豫項(xiàng)T2B的大小取決于飽和流體性質(zhì),因此該項(xiàng)容易去掉;右邊第三項(xiàng)稱作擴(kuò)散弛豫項(xiàng),通過(guò)采用所建立的核磁共振去擴(kuò)散測(cè)量實(shí)驗(yàn)技術(shù),該項(xiàng)也可以被去掉。去掉右邊第一項(xiàng)和第三項(xiàng)后,公式變?yōu)?
因此弛豫時(shí)間分布反映了巖石介質(zhì)內(nèi)比表面的分布及其對(duì)展布在內(nèi)表面上流體作用力的強(qiáng)弱。
煤儲(chǔ)層系由煤基質(zhì)塊(被裂隙切割的最小基質(zhì)單元)、氣、水(油)三相物質(zhì)組成的三維地質(zhì)體,同時(shí)也是由孔隙、裂隙組成的雙重結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。因此煤試樣中含有豐富的水或甲烷氣,當(dāng)加以選定頻率的外加射頻磁場(chǎng)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生核磁共振,通過(guò)適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)和接收線圈就可以觀察到核磁共振現(xiàn)象,探測(cè)到核磁共振信號(hào),我們根據(jù)收到的信號(hào)就可以繪制出T2弛豫時(shí)間與信號(hào)幅度關(guān)系曲線,根據(jù)T2馳豫時(shí)間譜的T2峰分布及信號(hào)值的大小即可以對(duì)巖石的孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)、滲透率及流體特征等進(jìn)行分析。
在對(duì)核磁共振譜進(jìn)行分析前,先了解一下煤孔、裂隙系統(tǒng)的分類。國(guó)內(nèi)研究者多采用蘇聯(lián)學(xué)者霍多特(1966)的孔徑分類方案,即將煤孔隙分成大孔(孔徑>1000 nm)、中孔(孔徑100-1000 nm)、過(guò)渡孔或小孔(孔徑10-100 nm)、微孔(孔徑<10 nm)四級(jí)。在這個(gè)分類方法的基礎(chǔ)上,考慮到氣體在大、中孔中主要以層流或紊流方式滲透,而在小孔、微孔中以毛細(xì)管凝結(jié)、物理吸附及擴(kuò)散的方式存在,所以將孔徑大于100 nm的孔隙歸為滲流孔隙,將孔徑小于100 nm的孔隙歸為吸附孔隙。吸附孔隙主要影響煤層氣的吸附和解吸,而滲流孔隙主要影響煤層氣的解吸、擴(kuò)散和滲流。
由核磁共振弛豫機(jī)制可知,巖石中不同類型孔隙中的流體具有不同的弛豫時(shí)間,將分別出現(xiàn)在T2分布的不同位置上,據(jù)此可將各個(gè)級(jí)別的孔隙和裂隙區(qū)分開(kāi)來(lái)。孔隙越大,馳豫時(shí)間越長(zhǎng);而孔隙越小,馳豫時(shí)間越短,若將煤中孔裂隙按照孔徑大小分為<0.1 μm的微小空隙(吸附孔隙)、>0.1 μm的中大孔和裂隙(滲流孔隙),則在典型的T2譜中可識(shí)別這3類孔裂隙類型。此外,根據(jù)T2譜圖各核磁信號(hào)峰值的分布特征可判斷煤樣的孔隙和裂隙結(jié)構(gòu)特征,峰值一般越靠近低T2處代表煤的孔隙孔徑越小,峰的面積反映了某類孔隙或裂隙的數(shù)量多少,峰的寬度反映了某類孔隙的分選情況,峰的個(gè)數(shù)則反映了孔隙大小的連續(xù)情況[10-11]。
核磁共振T2譜中橫坐標(biāo)表示弛豫時(shí)間,縱坐標(biāo)表示相應(yīng)的T2幅值。T2弛豫譜形態(tài)靠左,即弛豫速度快,弛豫時(shí)間短,微孔隙發(fā)育,可動(dòng)流體少,大部分流體為束縛狀態(tài),為差儲(chǔ)集層特征。T2弛豫譜形態(tài)靠右,即弛豫速度較慢,馳豫時(shí)間長(zhǎng),中、大孔隙發(fā)育,大部分流體為可動(dòng)狀態(tài),為好儲(chǔ)集層特征。前峰表征的流體處于束縛狀態(tài)(不可流動(dòng)狀態(tài)),主要反映煤層的微孔隙特征。后峰表征的流體處于可動(dòng)狀態(tài),主要反映煤層的裂縫(割理)特征。通常情況下,煤層裂縫(割理)越發(fā)育,儲(chǔ)集層物性越好,在弛豫譜上表現(xiàn)為后峰發(fā)育,可動(dòng)流體含量高,滲透性好。
T2弛豫譜有雙峰型,單峰型和三峰型(圖3)。單峰型在煤樣中較少見(jiàn),有些巖石的T2譜為單峰型,如:泥巖(圖4),當(dāng)為三峰型時(shí),煤層T2弛豫譜以雙峰型為主。從馳豫時(shí)間由小到大可依次識(shí)別出微小孔、中大孔和裂隙3個(gè)峰及孔徑不同的峰值對(duì)應(yīng)不同弛豫時(shí)間的含義:
(1)微小孔的峰主要分布在 T2=0.5~2.5 ms之間。
(2)中大孔的峰主要分布在 T2=20~50 ms之間,其峰值一般較微小孔峰要小。
(3)裂隙峰主要分布在T2>1000 ms段,該峰僅見(jiàn)于部分裂隙發(fā)育的樣品。
圖3 煤樣核磁共振T2弛豫時(shí)間譜圖
圖4 1240.0 m深度泥巖T2弛豫譜圖
對(duì)于兩峰型和三峰型,若兩譜峰間連續(xù)性差,一般以弛豫時(shí)間10.0 ms左右為兩峰的分割點(diǎn),則反映了孔徑和裂縫(割理)相差較大,大小分布不連續(xù),不有利于煤層氣的富集和運(yùn)移;兩峰連續(xù)則反映了孔徑和裂縫(割理)相差較小,大小分布連續(xù),有利于煤層氣的富集及運(yùn)移。
核磁共振T2譜分析技術(shù)可區(qū)分不同的孔隙類型。在一個(gè)典型的T2譜中,必然存在一個(gè)分界值,這個(gè)值將T2譜劃分為可動(dòng)流體部分和束縛流體部分:大于該值部分的T2譜代表了可動(dòng)流體,而小于該值部分的T2譜代表了束縛流體,或稱為不可動(dòng)流體。該值叫做T2截止值,T2截止值的選取是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室離心實(shí)驗(yàn)獲得的,不同的巖性和孔隙結(jié)構(gòu)的巖石其數(shù)值不同,與譜圖拐點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。煤的T2C值較低,一般都在2~30 ms之間,個(gè)別樣品可能具備較高的T2C值,有時(shí)候會(huì)超過(guò)100 ms。高煤級(jí)煤的T2C值相對(duì)較低,而低煤級(jí)煤較高。一般情況下,由于煤樣的孔裂隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此T2C值的高低并不能反映煤的可動(dòng)孔隙度的高度,從而并不能反映滲透性的好壞。然而,煤樣的T2譜圖存在一個(gè)普遍的規(guī)律,即當(dāng)煤樣的T2C值較低(一般小于10 ms),同時(shí)T2譜中又不存在或存在很小的可動(dòng)流體峰時(shí),這樣的煤一般以吸附孔發(fā)育為主,滲透率一般很低;而當(dāng)煤樣的T2C值較高(一般大于10 ms),同時(shí)T2譜中存在明顯的可動(dòng)流體峰,尤其是裂隙水峰時(shí),這樣的煤以大孔和裂隙發(fā)育為主,滲透率一般較高。
不同的煤樣有不同的核磁共振T2圖譜,不同的T2核磁共振圖譜則反映煤樣(儲(chǔ)集層)的不同物性,我們對(duì)得到的不同T2圖譜進(jìn)行定性分析,就可以得到煤樣的孔、裂隙(割理)的發(fā)育特征,孔、裂隙(割理)的連續(xù)性,滲透性等物性。進(jìn)而可以了解煤層中煤層氣的賦存情況,現(xiàn)對(duì)所采不同井深的部分煤樣(表1核磁共振檢測(cè)報(bào)告,圖5 TS-5-1T2弛豫特征曲線;表2核磁共振檢測(cè)報(bào)告,圖6,TS-4-2T2弛豫特征曲線)的核磁共振T2圖譜進(jìn)行分析。
圖5 煤樣TS-5-1核磁共振T2弛豫特征曲線
圖6 煤樣TS-4-2核磁共振T2弛豫特征曲線
TS-5-1煤樣為典型的三峰型T2核磁共振圖譜,T2譜呈連續(xù)的三峰分布且靠近高T2區(qū),說(shuō)明該樣各級(jí)孔裂隙系統(tǒng)均有效發(fā)育,其前峰(微小孔峰)和中峰(中、大孔峰)不發(fā)育,即峰值處所對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅度較小,裂隙峰(后峰)較發(fā)育(裂隙弛豫時(shí)間T2>100 ms),即峰值處所對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅度較大,說(shuō)明該樣裂隙發(fā)育,且流體信號(hào)以裂隙為主,并含有部分滲流孔(中間的峰)和吸附孔(最右側(cè)的峰)。有利于流體的運(yùn)移,且可動(dòng)流體含量相對(duì)較高,物性相對(duì)好。同時(shí)也可以從圖上看出該樣的三個(gè)峰之間的連續(xù)性較好,即各級(jí)孔裂隙的峰值明顯,且兩個(gè)孔隙峰的連續(xù)性好,則孔徑和裂縫(割理)相差較小,大小分布連續(xù),三類孔隙的連通性好。煤層中裂隙發(fā)育不僅能夠提供儲(chǔ)集空間,更主要的是起到溝通孔隙的作用,增大滲流通道、改善儲(chǔ)集層物性。因此由T2圖譜分析可以得出結(jié)論,該儲(chǔ)集層物性較好。
表1 TS-5-1煤樣核磁共振檢測(cè)報(bào)告
TS-4-2煤樣是雙峰型T2核磁共振圖譜,該樣的兩峰值靠近低馳豫時(shí)間處,微小孔峰(前峰)和中大孔峰(后峰)較發(fā)育,峰值處所對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅度較大,即煤樣的微小孔隙和中大孔隙較發(fā)育;該曲線沒(méi)有裂隙峰,即煤樣中裂隙幾乎不發(fā)育。以吸附孔為主,含有較少的滲流孔,微小孔峰和中大孔峰之間連續(xù)性較差,則微小孔和中大孔之間連通性較差。通過(guò)對(duì)T2圖譜的分析可以知道,該煤樣微小孔和中大孔發(fā)育,裂隙不發(fā)育,且孔之間的連通性較差,即儲(chǔ)集層物性較差,不適合煤層氣的富集。
表2 TS-4-2煤樣核磁共振檢測(cè)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)所計(jì)算的煤樣T2截止值取16 ms,劃分出了可動(dòng)流體和不可動(dòng)流體。同時(shí)計(jì)算出了可動(dòng)流體飽和度和不可動(dòng)流體飽和度,不同煤樣的可動(dòng)流體飽和度和不可動(dòng)流體飽和度不同。我們對(duì)煤樣的可動(dòng)流體飽和度及不可動(dòng)流體飽和度與孔隙之間的關(guān)系進(jìn)行分析,可以得出一個(gè)普遍結(jié)論,當(dāng)煤樣中的可動(dòng)流體飽和度較大時(shí),則煤樣的T2核磁共振曲線后峰發(fā)育;當(dāng)煤樣中的不可動(dòng)流體飽和度較大時(shí),則煤樣T2核磁共振曲線的前峰或中峰發(fā)育,后峰不發(fā)育。即煤樣中可動(dòng)流體飽和度越大,其中的裂隙越發(fā)育,可動(dòng)流體含量越高,滲透性越好,有利于煤層氣的富集;反之,當(dāng)煤樣中不可動(dòng)流體飽和度越大,其中的不可動(dòng)流體含量越高,滲透性越差,不利于煤層氣的富集。
我們對(duì)趙各莊煤礦、唐山煤礦、望峰崗礦三個(gè)礦所采27個(gè)煤樣進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn),得到不同的核磁共振T2曲線,現(xiàn)以趙各莊煤礦、唐山煤礦、望峰崗礦有代表性的煤樣為例進(jìn)行說(shuō)明,見(jiàn)圖7、8、9。趙各莊礦煤樣T2核磁共振曲線后峰較發(fā)育,前峰或者中峰不發(fā)育,即煤樣以裂隙為主,裂隙較發(fā)育,其中也含有部分微小孔隙和中、大孔隙,但是都不發(fā)育,峰之間的連續(xù)性好,即孔隙和裂縫大小分布連續(xù),各類孔隙的連通性好,可動(dòng)流體飽和度較大,煤樣的滲透性較好,滲透率較大,有利于煤層氣富集;而唐山礦和望峰崗礦煤樣后峰對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅度較小,前峰或者中峰較發(fā)育,即煤樣的空隙中微小空隙和大、中孔隙占了很大一部分,裂隙只占了一部分,從而煤樣的滲透性變差,望峰崗煤礦裂隙較發(fā)育,但連通性較差,同樣不利于煤層氣富集,而唐山礦不但裂隙不發(fā)育,且峰之間的連續(xù)性不好,則空隙之間相差較大,煤樣的連通性不好,不利于流體的運(yùn)移,相應(yīng)的可動(dòng)流體飽和度較小,滲透率較小,不利于煤層氣富集。
通過(guò)比較可以得出結(jié)論:趙各莊礦更適合煤層氣富集,望峰崗礦次之,唐山礦較差。
圖7 趙各莊礦煤樣典型T2核磁共振曲線
圖8 唐山礦煤樣典型T2核磁共振曲線
圖9 望峰崗礦煤樣典型T2核磁共振曲線
1)孔徑大于100 nm的孔隙歸為滲流孔隙,將孔徑小于100nm的孔隙歸為吸附孔隙。根據(jù)T2譜圖各核磁信號(hào)峰值的分布特征可判斷煤樣的孔隙和裂隙結(jié)構(gòu)特征,峰值一般越靠近低T2處代表煤的孔隙孔徑越小,峰的面積反映了某類孔隙或裂隙的數(shù)量多少,峰的寬度反映了某類孔隙的分選情況,峰的個(gè)數(shù)則反映了孔隙大小的連續(xù)情況。
2)在煤的核磁共振馳豫時(shí)間(T2)譜中,T2為0.5~2.5ms,20~50 ms和>100 ms的3個(gè)峰值段分別對(duì)應(yīng)于煤的微小孔、中大孔和裂隙。
3)峰與峰之間連續(xù)性好,則反映了孔徑和裂縫(割理)相差較小,大小分布連續(xù),即孔隙間的連通性好;峰之間連續(xù)性差,則表明孔隙間的連通性差。
4)煤層T2弛豫譜以雙峰型為主,兩譜峰間連續(xù)性差,一般以弛豫時(shí)間10.0 ms左右為兩峰的分割點(diǎn)。前峰表征的流體處于束縛狀態(tài),主要反映煤層的微孔隙特征。后峰表征的流體處于可動(dòng)狀態(tài),主要反映煤層的裂縫(割理)特征。
5)結(jié)合煤層氣儲(chǔ)層特征,可以看出煤層氣儲(chǔ)層測(cè)試的可動(dòng)流體飽和度主要反映煤層的裂縫(割理)特征。核磁共振T2弛豫時(shí)間譜的右峰越大,其煤層裂縫(割理)越發(fā)育,儲(chǔ)集層物性越好。
[1] 賈翠竹.錄井技術(shù)在煤系地層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].錄井工程,2006,17(4):60-62.
[2] 姚艷斌,劉大錳,菜益棟等.基于NMR和X-CT的煤的孔裂隙精細(xì)定量表征[J].中國(guó)科學(xué),2010,11(40):1598-1607.
[3] 楊正明,鮮保安,姜漢橋等.煤層氣藏核磁共振技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)煤層氣,,2009,4(6):20-23.
[4] 胡愛(ài)軍.甲烷氣體在煤體中運(yùn)移的核磁共振實(shí)驗(yàn)研究[D].遼寧,遼寧工程技術(shù)大學(xué),2007.
[5] 石強(qiáng).煤體結(jié)構(gòu)及滲流特性的核磁共振成像實(shí)驗(yàn)研究[D].遼寧,遼寧工程技術(shù)大學(xué),2007.
[6] 唐巨鵬,煤層氣賦存運(yùn)移的核磁共振成像理論和實(shí)驗(yàn)研究[D].遼寧,遼寧工程技術(shù)大學(xué),2004.
[7] 姚彥斌.煤層氣儲(chǔ)層精細(xì)定量表征與綜合評(píng)價(jià)模型[D].北京,中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2008.
[8] 唐巨鵬,潘一山.核磁共振成像技術(shù)在煤層氣領(lǐng)域應(yīng)用研究[J].煤礦開(kāi)采,2003,2(8):1-2.
[9] 唐巨鵬,潘一山,張佐剛.煤層氣賦存和運(yùn)移規(guī)律的NMRI研究[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,5(24):674-676.
[10] 石強(qiáng),潘一山.基于非磁性滲透儀和核磁技術(shù)的煤體結(jié)構(gòu)分析[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2006,3(23):302-305.
[11] 張亞蒲,何應(yīng)付,楊正明等.核磁共振技術(shù)在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2010,2(32):277-279.