CN115452874A - 基于核磁共振对火山岩进行测量的方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供了一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法，属于油气勘探技术领域。所述方法包括：通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线，根据所述多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，基于所述磁场梯度分布曲线，对反演函数进行校正，所述反演函数用于将T2衰减曲线转化为T2谱；基于校正后的所述反演函数和所述第二T2衰减曲线确定所述火山岩的物性参数，本公开通过该方法，可以提高核磁共振测量结果的准确性。
Description
技术领域
本公开属于油气勘探技术领域，特别涉及一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法、设备及存储介质。
背景技术
火山岩是指火山中的岩浆物质在火山爆发时喷溢在地表而形成的岩石。由于火山岩是经过特殊的喷发成岩机制形成，所以火山岩具有物性差、孔隙结构复杂、非均质性强等特点。
相关技术中，一般借助核磁共振技术来确定火山岩的物性参数(包括孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等)。具体过程如下：首先通过核磁共振技术对火山岩进行测量，得到T2衰减曲线，然后利用反演函数对T2衰减曲线进行反演，得到对应的T2谱，再通过T2谱得到相应的物性参数。
然而，火山岩内部含有大量顺磁性矿物和铁磁性矿物(如磁铁矿、赤铁矿、铁白云石等)，使得火山岩内部的磁场梯度较高，通过核磁共振技术确定火山岩的物性参数时，会受到火山岩内部磁场梯度的影响，导致确定出的物性参数不准确。
发明内容
本公开实施例提供了一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法，可以对核磁共振的T2衰减曲线反演的函数进行校正，以便提高T2谱的可靠性。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法，所述方法包括：
通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线，所述多个第一T2衰减曲线是在不同回波间隔下测量得到的；
根据所述多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，所述磁场梯度分布曲线用于表示所述火山岩内部的磁场梯度和所述多个第一T2衰减曲线的初始幅度之间的关系；
基于所述磁场梯度分布曲线，对T2谱反演函数进行校正，所述反演函数用于将T2衰减曲线转化为T2谱；
基于校正后的所述反演函数和所述第二T2衰减曲线确定所述火山岩的物性参数，所述第二T2衰减曲线为通过所述核磁共振在测井时所获得的T2衰减曲线。
在本公开的又一种实现方式中，所述根据所述多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，包括：确定所述磁场梯度分布曲线对应的磁场梯度的范围；
在所述范围内进行布点，得到多个磁场梯度布点；确定所述多个第一T2衰减曲线中每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔和所述初始幅度；基于每个所述第一T2衰减曲线对应的所述回波间隔、所述初始幅度以及所述多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到所述多个磁场梯度布点的幅度；对所述多个磁场梯度布点的幅度进行归一化处理，得到多个归一化数据；对所述多个磁场梯度布点和所述多个归一化数据进行拟合，得到所述磁场梯度分布曲线。
在本公开的又一种实现方式中，所述基于每个所述第一T2衰减曲线对应的所述回波间隔、所述初始幅度以及所述多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到所述多个磁场梯度布点的幅度，包括：
通过以下核函数反演计算得到所述多个磁场梯度布点的幅度：
其中，A为磁场梯度布点幅度，G为磁场梯度布点，τ为半个回波间隔对应的时间，γ为旋磁比，D为流体扩散系数。
在本公开的又一种实现方式中，所述基于所述磁场梯度分布曲线，对T2谱反演函数进行校正，包括：
基于所述磁场梯度分布曲线，确定所述火山岩内部的平均磁场梯度；
基于所述平均磁场梯度对所述反演函数进行校正。
在本公开的又一种实现方式中，所述基于所述磁场梯度分布曲线，确定所述火山岩内部的平均磁场梯度，包括：
通过以下公式计算所述平均磁场梯度：
其中，Ggm为平均磁场梯度；exp为以自然常数e为底的指数函数；ln为以自然常数e为底的对数函数；Gi为第i个磁场梯度布点；bi为第i个磁场梯度布点对应的归一化数据。
在本公开的又一种实现方式中，所述基于所述平均磁场梯度对所述反演函数进行校正，包括：
基于所述平均磁场梯度，通过以下公式得到校正后的反演函数：
其中，exp为以自然常数e为底的指数函数；i表示第i个回波信号；bi为第i个回波信号所对应的初始幅度；ti为第i个回波信号到达的时间；T2j为T2谱中的第j个T2谱布点；fj是T2j对应的孔隙体积百分比；γ是质子的旋磁比；G为平均磁场梯度；TE为回波间隔；D是孔隙流体的自由扩散系数；εi是是第i个回波信号对应的信噪比。
在本公开的又一种实现方式中，还提供一种基于核磁共振对火山岩进行测量的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一T2衰减曲线获得模块，用于通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线，所述多个第一T2衰减曲线是在不同回波间隔下测量得到的；
磁场梯度分布曲线确定模块，用于根据所述多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，所述磁场梯度分布曲线用于表示所述火山岩内部的磁场梯度和所述多个第一T2衰减曲线的初始幅度之间的关系；
校正模块，用于基于所述磁场梯度分布曲线，对反演函数进行校正；
物性参数获得模块，用于基于校正后的所述反演函数和所述第二T2衰减曲线确定所述火山岩的物性参数，所述第二T2衰减曲线为通过所述核磁共振测井时所获得的T2衰减曲线。
在本公开的又一种实现方式中，确定所述磁场梯度分布曲线中对应的所述磁场梯度的范围；在所述范围内进行布点，得到多个磁场梯度布点；确定所述多个第一T2衰减曲线中每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔和所述初始幅度；
基于每个所述第一T2衰减曲线对应的所述回波间隔、所述初始幅度以及所述多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到所述多个磁场梯度布点的幅度；
对所述多个磁场梯度布点的幅度进行归一化处理，得到多个归一化数据；
对所述多个磁场梯度布点和所述多个归一化数据进行拟合，得到所述磁场梯度分布曲线。
在本公开的又一种实现方式中，本公开实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和被配置为存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器被配置为执行以上所述的基于核磁共振对火山岩进行测量的方法。
在本公开的又一种实现方式中，本公开实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机指令被处理器执行时实现以上所述的基于核磁共振对火山岩进行测量的方法。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
由于本公开实施例提供的方法，是通过确定火山岩内部的磁场梯度分布曲线，来对反演函数进行校正，这样便可使得T2衰减曲线进行反演时，消除内部磁场梯度对测量结果的影响，进而提高物性参数的检测准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的核磁共振IR-CPMG脉冲序列示意图；
图2是本公开实施例提供的第一个火山岩岩心的二维T1-T2图谱；
图3是本公开实施例提供的第二个火山岩岩心的二维T1-T2图谱；
图4是本公开实施例提供的第三个火山岩岩心的二维T1-T2图谱；
图5是本公开实施例提供的第四个火山岩岩心的二维T1-T2图谱；
图6是本公开实施例提供的第五个火山岩岩心的二维T1-T2图谱；
图7是本公开实施例提供的常规砂岩岩样的二维T1-T2图谱；
图8是本公开实施例提供的一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法的流程图；
图9是本公开实施例提供的另一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法的流程图；
图10是本公开实施例提供的核磁共振CPMG脉冲序列示意图；
图11是本公开实施例提供的第一个火山岩岩心的变TE的T2谱图；
图12是本公开实施例提供的第二个火山岩岩心的变TE的T2谱图；
图13是本公开实施例提供的第三个火山岩岩心的变TE的T2谱图；
图14是本公开实施例提供的不同火山岩岩心的核磁-含水孔隙度对比图一；
图15是本公开实施例提供的不同火山岩岩心的核磁-含水孔隙度对比图二；
图16是本公开实施例提供的不同火山岩岩心的核磁-含水孔隙度对比图三；
图17是本公开实施例提供的不同火山岩岩心的核磁-含水孔隙度对比图四；
图18是本公开实施例提供的第一个火山岩岩心的内部磁场梯度分布图；
图19是本公开实施例提供的第二个火山岩岩心的内部磁场梯度分布图；
图20是本公开实施例提供的第三个火山岩岩心的内部磁场梯度分布图；
图21是本公开实施例提供的基于核磁共振对火山岩进行测量的装置；
图22是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
为了便于理解本公开实施例，下面先对核磁共振的测井原理进行说明。
核磁共振测井是在井底条件下实现核磁共振测量。核磁共振测井原理的核心之一是对地层施加外加磁场，使氢原子核磁化。由于氢核是一种磁性核，具有核磁矩，磁体放到井下，将在井周围地层产生磁场，使氢核的磁矩沿磁场方向取向，这个过程叫磁化或极化，极化的时间常数用Tl表示，称作纵向弛豫时间。
核磁共振测井原理的核心之二是利用一个天线系统，向地层发射特定能量、特定频率和特定时间间隔的电磁波脉冲，产生自旋回波信号，并接收和采集这种自旋回波信号。多个自旋回波信号形成了自旋回波串。而观测到的自旋回波串为按指数规律衰减的自旋回波信号，其衰减的时间常数用T2表示，叫做横向弛豫时间。每个自旋回波信号的初始幅度随着T2的变化而改变，这样对应得到核磁共振的T2衰减曲线。将T2衰减曲线进行反演便可得到对应的一维T2谱(也就是T2谱)。
接下来，通过核磁共振测量火山岩岩心的T1-T2二维图谱，来说明火山岩内部的磁场梯度对核磁共振的测量结果的影响。
本实施例中，获得火山岩岩心的T1-T2图谱时，采用IR-CPMG(Inversion RecoveryCarr-Purcell-Meiboom-Gill，反转恢复-CPMG)脉冲序列。
如图1所示，IR-CPMG脉冲序列是首先在三维坐标系中的x轴上施加180°脉冲(即图上最左侧的脉冲180°x)，使得纵向磁化矢量Mz反转到-z轴(三维坐标系中的z轴)上，在施加180°脉冲后的这一瞬间(t＝0)，纵向磁化矢量Mz＝-Mz0，由于纵向磁化矢量Mz将从-Mz0通过零回到它的平衡位置+Mz，这样便对应得到T1谱。
然后，在等待时间Tw时间后施加一个90°脉冲(即图上中间的脉冲90°x)，即Mz0将绕x轴再旋转90°倒在Y轴上并进入x-y平面，然后按照相同时间间隔在y轴上重复施加180°脉冲(即图上右侧的脉冲180°y)，从而得到多个回波信号，这样便对应得到T2谱。
再对得到的T1谱及T2谱进行联合反演得到二维T1-T2图谱。
IR-CPMG脉冲序列的磁化矢量衰减满足以下公式：
其中，M(TW，nTE)为磁化矢量，Tw为等待时间；TE为回波间隔；M0为初始的磁化矢量；T1为纵向弛豫时间；T2为横向弛豫时间；t为检测时间；exp为以自然常数e为底的指数函数。
本实施例中，分别对五个火山岩岩心和一个常规砂岩岩样进行检测，得到对应的二维T1-T2图谱，结合图2-7。其中，图2-6分别为火山岩岩心1、2、3、4、5对应的二维T1-T2图谱，图7是常规砂岩岩样对应的二维T1-T2图谱。以上图中，每幅图中的横坐标T2为横向弛豫时间，纵坐标T1为纵向弛豫时间，每幅图中的斜线表示T1和T2的比值，按照从左往右的顺序，每幅图中三条斜线对应的Tl/T2分别为100、10、1，且每幅图中的上方为对应的T2谱，每幅图中的右侧为对应的T1谱，每幅图中的圈定的A区域代表检测信号最强，也就是T1、T2的最大幅度，对应主峰位置。
结合图2-6可以看出，火山岩岩心1、2、3、4、5对应的二维T1-T2图谱中的主峰大致分布在T1/T2＝10到T1/T2＝100之间(图2-6中每幅图左侧的两个虚线之间)，而常规饱和水砂岩岩样在无内部磁场梯度影响的情况下主峰在T1/T2＝1附近(图7中的最右侧的虚线)。由此可见，内部磁场梯度引起的扩散导致横向弛豫速率增加会使主峰向T1/T2值更大的方向偏移。
以上5个火山岩岩心的T1-T2二维图谱中，因为T1不受内部磁场梯度引起的额外扩散弛豫的影响，而T2在内部磁场梯度存在的情况下会进行额外的扩散。因此，在内部磁场梯度的影响下，火山岩的T2会有额外衰减导致T2变小，使得检测的T1/T2值远大于1(图中2-6主峰均位于虚线T1/T2＝1的上侧)，这样就会使得通过T2谱得到的物性参数及其不准确。
为此，本公开实施例提供一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法。
图8是本公开实施例提供的一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法的流程图，结合图8，该方法包括：
S801：通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线，多个第一T2衰减曲线是在不同回波间隔下测量得到的。
S802：根据多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，磁场梯度分布曲线用于表示火山岩内部的磁场梯度和多个第一T2衰减曲线的初始幅度之间的关系。
S803：基于磁场梯度分布曲线，对T2谱反演函数进行校正。
其中，T2谱反演函数用于将T2衰减曲线转化为T2谱。
S804：基于校正后的T2谱反演函数和第二T2衰减曲线确定火山岩的物性参数，第二T2衰减曲线为通过核磁共振测井时所获得的T2衰减曲线。
由于本公开实施例提供的方法，是通过确定火山岩内部的磁场梯度分布曲线，来对反演函数进行校正，这样便可使得T2衰减曲线进行反演时，消除内部磁场梯度对测量结果的影响，进而提高物性参数的检测准确度。
图9是本公开实施例提供的另一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法的流程图，结合图9，该方法包括：
S901：获取火山岩岩心。
可选地，在S901之前，该方法还包括：
(1)对火山岩岩心进行洗盐、洗油。这样能够洗去火山岩内部的顺磁性离子与残余油，避免后续在进行一维核磁共振(仅可以观察一个变量，比如T1或者T2等)、二维核磁共振(可以同时观察两个变量，比如T1和T2等)测量时，出现残余油峰而影响测量结果。
(2)对火山岩岩心进行抽真空，并注入饱和地层矿化度盐水。
S902：通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线。
多个第一T2衰减曲线是在不同回波间隔(echo time，TE)下测量得到的。
本实施例中，采用CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)脉冲序列，测量火山岩岩心在不同TE时的T2衰减曲线。
CPMG脉冲序列是在自旋回波脉冲序列基础上，多次连续施加间隔相同的180°脉冲，从而得到回波串。所以，回波间隔可以通过调整施加相邻两次180°的脉冲的间隔来进行调整。
变TE测量时的参数选择时应注意，为了明显看出磁场内部梯度对检测结果的影响，选取的最小回波间隔需要能够最大程度的压制内部磁场梯度对核磁共振测量的影响，这样T2衰减较慢，需取足够长的等待时间以及回波信号个数，确保T2能够衰减至0，对应的检测结果相对准确。当选取的回波间隔比较大时，由于内部磁场梯度的影响，此时T2衰减较快，信噪比较低，所以应增加施加脉冲次数，提高信噪比。整个测量过程中除TE之外其他参数应取相同值。
图10是本公开实施例提供的核磁共振CPMG脉冲序列示意图，结合图10，CPMG脉冲序列是T2测量采用的脉冲序列。首先在X轴上施加90°脉冲(即图上最左侧的脉冲90°x)，将宏观磁化矢量扳转至横向平面，然后再经过时间τ的散相之后，再Y轴上施加180°脉冲(即图上第二个脉冲180°y)，将散相的磁化矢量进行重聚，在t＝2τ时刻重聚完成得到第一个回波(图中虚线左侧形成的波形)，之后又开始散相运动，在t＝3τ时，再在Y轴上施加第二个180°脉冲，(图中未显示出来)，同样会在t＝4τ时，横向磁化矢量又会汇聚而形成第二个回波(图上并未显示出来)，如此重复，可产生多个回波信号。
上述横向磁化矢量M随着时间t的演化过程满足以下公式：
其中，M为横向磁化矢量；M0为初始的磁化矢量；T2为横向弛豫时间；t为T2衰减曲线中对应的衰减时间，exp为以自然常数e为底的指数函数。
本实施例中，所用回波间隔分别为100μs、300μs、500μs、700μs，对应得到4个第一T2衰减曲线，对应这4个第一T2衰减曲线，进行反演得到对应的4个T2谱。
本实施例中，对三个不同的火山岩岩心进行变TE测量对应得到不同的T2谱图，参见图11-13，其中，图11-13中的每幅图的横坐标为时间，纵坐标为T2谱对应的幅度。由上述三个图可以看到，3个火山岩岩心对应的T2谱，当TE＝100μs时，对应的T2谱主峰(每幅图中每个波形的最高波峰)均处于最高位置，且位于图中最右侧，谱峰面积(每幅图中每个波形与横坐标之间的面积)。随着TE逐渐增大，T2谱主峰向下移动，同时首先向左偏移，谱峰面积也在逐渐减小。当TE继续增大时，对应的T2谱主峰逐渐右移且峰面积继续减小。当TE＝700μs时，每幅图中对应的T2谱主峰处于最低位置，并且位于中部，对应的谱峰面积也较之前的变小了。
这是因为随着回波间隔TE的增加，内部磁场梯度对测量结果的影响逐渐变大，而火山岩岩心内部磁场梯度引起的扩散会导致弛豫速率增加，使得T2谱向左偏移。随着回波间隔继续增加，大部分短弛豫信号无法测量，导致短弛豫信号丢失，T2谱向右偏移，谱峰面积继续减小。
本实施例中，为了分析火山岩内部磁场梯度对T2谱的测量结果的影响大小，通过对比含水孔隙度与核磁孔隙度进行说明。
其中，含水孔隙度按照以下公式计算：
其中，φW为含水孔隙度；M0为未注入饱和地层矿化度盐水的火山岩岩心的质量，M1为注入饱和地层矿化度盐水后火山岩岩心的质量；Vt为未注入饱和地层矿化度盐水的火山岩岩心的体积。
核磁孔隙度为通过第一T2衰减曲线直接反演得到对应的第一T2谱，再根据第一T2谱检测得到的孔隙度。
本实施例中，根据以下计算公式得到火山岩岩心的核磁孔隙度：
其中，φNMR为核磁孔隙度，Vw为标样的体积(或质量)，Aw为标样对应的T2衰减曲线的初始幅度(或T2谱累加值)，Vr为注入饱和地层矿化度盐水的火山岩岩心的体积(或质量)，Ar为注入饱和地层矿化度盐水的火山岩岩心测量时对应的T2衰减曲线的初始幅度(或T2谱累加值)。其中标样为装满饱和地层矿化度盐水的容器。
当回波间隔TE＝100us时，对应的第一T2谱所得到的核磁孔隙度与含水孔隙度结果接近，说明此时内部磁场梯度磁场对测量结果影响较小。随着回波间隔逐渐变大，内部磁场梯度对测量结果的影响逐渐变大，火山岩岩心的内部磁场梯度引起的扩散会导致弛豫速率增加，这样就会使得T2谱向短弛豫方向(向左)偏移，谱面积明显减小，核磁信号出现丢失。随着回波间隔继续增加，大部分短弛豫信号无法测量，短弛豫信号迅速丢失，导致T2谱向长弛豫方向(向右)偏移，谱面积继续减小。
本实施例中，对5个不同的火山岩岩心的核磁孔隙度与含水孔隙度进行对比，参见图14-17。其中，图14-17分别为在不同的回波间隔下5个不同火山岩岩心对应的核磁孔隙度与含水孔隙度的对比图，其中每幅图的横坐标为含水孔隙度，纵坐标为核磁孔隙度，每幅图中的斜线表示核磁孔隙度与含水孔隙度的比值为1的情况，且每幅图中的每个点分别表示不同火山岩岩心对应的核磁孔隙度与含水孔隙度。
根据图14可以明显观察到，当回波间隔为100μs时，图中5个点处于图中斜线附近，这说明图中5个火山岩岩心中各个火山岩岩心的核磁孔隙度与含水孔隙度均非常接近，火山岩岩心的核磁孔隙度与含水孔隙度有较好的一致性。
而根据图15-17，可以看到，每幅图中的5个点均位于图中斜线的下方，说明每幅图中的5个火山岩岩心中各个火山岩岩心的核磁孔隙度小于对应的含水孔隙度，即当回波间隔逐渐加大时，检测得到的核磁孔隙度明显减小。
S903：根据多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，磁场梯度分布曲线用于表示火山岩内部的磁场梯度和多个第一T2衰减曲线的初始幅度之间的关系。
示例性地，步骤S903通过以下步骤实现：
(1)确定磁场梯度分布曲线对应的磁场梯度的范围。
为了能够合理的显示出磁场梯度分布曲线，需要预先对磁场梯度的范围进行确定，以避免范围过大，对应的磁场梯度分布曲线在坐标系中太小而不方便查看。
(2)在该范围内进行布点，得到多个磁场梯度布点。
(3)确定每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔和初始幅度。
每一个第一T2衰减曲线都会对应一组包括回波间隔(2τ)和初始幅度的数据。
(4)基于每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔、初始幅度以及多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到多个磁场梯度布点的幅度。
通过以下核函数按照BRD(Buler-Reeds-Daw son method)反演算法得到多个磁场梯度布点的幅度：
其中，A为磁场梯度布点的幅度，G为磁场梯度布点，τ为半个回波间隔对应的时间，γ为旋磁比，D为流体扩散系数(这里为饱和地层矿化度盐水的扩散系数)；
(5)对多个磁场梯度布点的幅度进行归一化处理，得到多个归一化数据。
本实施例中，对多个磁场梯度布点的幅度进行归一化处理时，是将多个磁场梯度布点的幅度均除以最大的磁场梯度布点的幅度，得到多个归一化数据。
最大的磁场梯度布点的幅度是指根据任一个第一T2衰减曲线，进行反演计算得到的多个磁场梯度布点的幅度中的最大值。
(6)对多个磁场梯度布点和多个归一化数据进行拟合，得到磁场梯度分布曲线。
示例性地，通过高斯函数对多个磁场梯度布点和多个归一化数据进行拟合，得到磁场梯度分布曲线。
S904：基于磁场梯度分布曲线，对T2谱反演函数进行校正。
(1)基于磁场梯度分布曲线，确定火山岩内部的平均磁场梯度。
本实施例中，通过以下公式计算平均磁场梯度：
公式(6)中，Ggm为平均磁场梯度；exp为以自然常数e为底的指数函数；ln为以自然常数e为底的对数函数；Gi为第i个磁场梯度布点；bi为第i个磁场梯度布点对应的归一化数据。
本实施例共对3个火山岩岩心进行了内部磁场梯度分布计算，对应得到3个火山岩岩心的内部磁场梯度分布图，参见图18-20。
其中，图18-20中每幅图的纵坐标均为归一化数据，横坐标为内部磁场梯度。根据图18-20中对应的3个曲线，分别计算平均磁场梯度，得到3个火山岩岩心的平均磁场梯度均为10T/m左右，3个火山岩岩心的平均磁场梯度均相对较大，这进一步证实了内部磁场梯度是造成短弛豫信号的丢失或者使得扩散弛豫速率增大而引起移T2谱发生移动的主要原因。
(2)基于平均磁场梯度对反演函数进行校正。
基于平均磁场梯度，通过以下公式得到校正后的反演函数：
其中，exp为以自然常数e为底的指数函数；i表示第i个回波信号；bi为第i个回波信号所对应的初始幅度；ti为第i个回波信号到达的时间；T2j为T2谱中的第j个T2谱布点；fj是T2j对应的孔隙体积百分比；γ是质子的旋磁比；G为平均磁场梯度；TE为回波间隔；D是孔隙流体的自由扩散系数；εi是第i个回波信号对应的信噪比。
本实施例中，对于完全均匀的磁场，无内部磁场梯度的影响时，通过CPMG脉冲序列得到的T2衰减曲线反演为T2谱时所应用的反演函数为：
其中，exp为以自然常数e为底的指数函数；i表示第i个回波信号；bi为第i个回波信号所对应的初始幅度；T2j为T2谱中的第j个布点；fj是T2j对应的孔隙体积百分比；ti为第i个回波信号到达的时间；εi是第i个回波信号对应的信噪比。
由于火山岩内部的磁场具有较高的内部磁场梯度，所以，内部磁场梯度会引起横向弛豫速率增强，所以，就不能仅用公式(8)对T2衰减曲线进行反演，而是利用公式(7)进行反演。
S905：基于校正后的反演函数和第二T2衰减曲线确定火山岩的物性参数，第二T2衰减曲线为通过核磁共振测井时所获得的T2衰减曲线。
通过校正后的反演函数对第二T2衰减曲线进行反演，得到对应的第二T2谱，根据第二T2谱便可得到相应的物性参数(核磁孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等等)。
本实施例中，根据第二T2谱，核磁孔隙度的计算可以对照公式(4)进行计算，而对于渗透率的计算一般是按照SDR模型(公式9)和coates模型(公式10)计算：
其中，C为设定系数，根据地区确定，为经验参数，对火山岩岩心分析得到，Knmr为核磁渗透率，φnmr为核磁孔隙度，T2g为T2谱中对应的幅度的几何平均值。
其中，Knmr为核磁渗透率，BVM为可动流体饱和度，BVI为不可动流体饱和度，c为设定系数，根据地区确定，为经验参数，对火山岩岩心分析得到，φnmr为核磁孔隙度。
至于其他物性参数，结合驱替试验对应得到，这里就不一一列举了。
本实施例中，还提供一种基于核磁共振对火山岩进行测量的装置，结合图21，装置包括：第一T2衰减曲线获得模块2101、磁场梯度分布曲线确定模块2102、校正模块2103和物性参数获得模块2104。
第一T2衰减曲线获得模块2101用于通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线，多个第一T2衰减曲线是在不同回波间隔下测量得到的。磁场梯度分布曲线确定模块2102用于根据多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，磁场梯度分布曲线用于表示火山岩内部的磁场梯度和多个第一T2衰减曲线的初始幅度之间的关系。校正模块2103用于基于磁场梯度分布曲线，对T2谱反演函数进行校正。物性参数获得模块2104用于基于校正后的反演函数和第二T2衰减曲线确定火山岩的物性参数，第二T2衰减曲线为通过核磁共振测井时所获得的T2衰减曲线。
以上校正装置具有图1所示的方法的所有有益效果，在此不作赘述。
可选地，磁场梯度分布曲线确定模块2102还包括：磁场梯度的范围获得模块21041、磁场梯度布点获得模块21022、T2衰减曲线的初始幅度获得模块21023、磁场梯度布点的幅度获得模块21024、归一化处理模块21025和磁场梯度分布曲线子模块21026。
磁场梯度的范围获得模块21021用于确定磁场梯度分布曲线中对应的磁场梯度的范围。磁场梯度布点获得模块21022用于对磁场梯度进行布点，得到多个磁场梯度布点。T2衰减曲线的初始幅度获得模块21023用于确定每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔和初始幅度。磁场梯度布点的幅度获得模块21024用于基于每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔、初始幅度以及多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到多个磁场梯度布点的幅度。归一化处理模块21025用于对多个磁场梯度布点的幅度进行归一化处理，得到多个归一化数据。磁场梯度分布曲线子模块21026用于对多个磁场梯度布点和多个归一化数据进行拟合，得到磁场梯度分布曲线。
可选地，磁场梯度布点的幅度获得模块21024用于，通过以下公式(5)得到多个磁场梯度布点的幅度。
可选地，校正模块2103包括：平均磁场梯度模块21031和校正子模块21032，其中，平均磁场梯度模块21031用于基于磁场梯度分布曲线，确定火山岩内部的平均磁场梯度。校正子模块21032，用于基于平均磁场梯度对反演函数进行校正。
可选地，平均磁场梯度模块21031还用于计算磁场梯度分布曲线对应的几何平均值，得到平均磁场梯度。
可选地，校正子模块21032还用于基于平均磁场梯度，通过公式(7)得到校正后的反演函数。
图22是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，结合图22，计算机设备2200可以包括以下一个或多个组件：处理器2201、存储器2202、通信接口2203和总线2204。
处理器2201包括一个或者一个以上处理核心，处理器2201通过运行软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及信息处理。存储器2202和通信接口2203通过总线2204与处理器2201相连。存储器2202可用于存储至少一个指令，处理器2201用于执行该至少一个指令，以实现上述方法中的各个步骤。
此外，存储器2202可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，易失性或非易失性存储设备包括但不限于：磁盘或光盘，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，静态随时存取存储器(SRAM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，可编程只读存储器(PROM)。
本公开实施例还提供一种计算机存储介质，计算机指令被处理器执行时实现以上的基于核磁共振对火山岩进行测量的方法。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于核磁共振对火山岩进行测量的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线，所述多个第一T2衰减曲线是在不同回波间隔下测量得到的；
根据所述多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，所述磁场梯度分布曲线用于表示所述火山岩内部的磁场梯度和所述多个第一T2衰减曲线的初始幅度之间的关系；
基于所述磁场梯度分布曲线，对T2谱反演函数进行校正，所述反演函数用于将T2衰减曲线转化为T2谱；
基于校正后的所述反演函数和所述第二T2衰减曲线确定所述火山岩的物性参数，所述第二T2衰减曲线为通过所述核磁共振在测井时所获得的T2衰减曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，包括：
确定所述磁场梯度分布曲线对应的磁场梯度的范围；
在所述范围内进行布点，得到多个磁场梯度布点；
确定所述多个第一T2衰减曲线中每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔和所述初始幅度；
基于每个所述第一T2衰减曲线对应的所述回波间隔、所述初始幅度以及所述多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到所述多个磁场梯度布点的幅度；
对所述多个磁场梯度布点的幅度进行归一化处理，得到多个归一化数据；
对所述多个磁场梯度布点和所述多个归一化数据进行拟合，得到所述磁场梯度分布曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述第一T2衰减曲线对应的所述回波间隔、所述初始幅度以及所述多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到所述多个磁场梯度布点的幅度，包括：
通过以下核函数反演计算得到所述多个磁场梯度布点的幅度：
其中，A为磁场梯度布点幅度，G为磁场梯度布点，τ为半个回波间隔对应的时间，γ为旋磁比，D为流体扩散系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述磁场梯度分布曲线，对T2谱反演函数进行校正，包括：
基于所述磁场梯度分布曲线，确定所述火山岩内部的平均磁场梯度；
基于所述平均磁场梯度对所述反演函数进行校正。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述磁场梯度分布曲线，确定所述火山岩内部的平均磁场梯度，包括：
通过以下公式计算所述平均磁场梯度：
其中，Ggm为平均磁场梯度；exp为以自然常数e为底的指数函数；ln为以自然常数e为底的对数函数；Gi为第i个磁场梯度布点；bi为第i个磁场梯度布点对应的归一化数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述平均磁场梯度对所述反演函数进行校正，包括：
基于所述平均磁场梯度，通过以下公式得到校正后的反演函数：
其中，exp为以自然常数e为底的指数函数；i表示第i个回波信号；bi为第i个回波信号所对应的初始幅度；ti为第i个回波信号到达的时间；T2j为T2谱中的第j个T2谱布点；fj是T2j对应的孔隙体积百分比；γ是质子的旋磁比；G为平均磁场梯度；TE为回波间隔；D是孔隙流体的自由扩散系数；εi是第i个回波信号对应的信噪比。
7.一种基于核磁共振对火山岩进行测量的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一T2衰减曲线获得模块，用于通过核磁共振对火山岩岩心进行测量，得到火山岩岩心的多个第一T2衰减曲线，所述多个第一T2衰减曲线是在不同回波间隔下测量得到的；
磁场梯度分布曲线确定模块，用于根据所述多个第一T2衰减曲线，确定磁场梯度分布曲线，所述磁场梯度分布曲线用于表示所述火山岩内部的磁场梯度和所述多个第一T2衰减曲线的初始幅度之间的关系；
校正模块，用于基于所述磁场梯度分布曲线，对反演函数进行校正；
物性参数获得模块，用于基于校正后的所述反演函数和所述第二T2衰减曲线确定所述火山岩的物性参数，所述第二T2衰减曲线为通过所述核磁共振测井时所获得的T2衰减曲线。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述磁场梯度分布曲线确定模块还用于：
确定所述磁场梯度分布曲线中对应的所述磁场梯度的范围；
在所述范围内进行布点，得到多个磁场梯度布点；
确定所述多个第一T2衰减曲线中每个第一T2衰减曲线对应的回波间隔和所述初始幅度；
基于每个所述第一T2衰减曲线对应的所述回波间隔、所述初始幅度以及所述多个磁场梯度布点，进行反演计算，得到所述多个磁场梯度布点的幅度；
对所述多个磁场梯度布点的幅度进行归一化处理，得到多个归一化数据；
对所述多个磁场梯度布点和所述多个归一化数据进行拟合，得到所述磁场梯度分布曲线。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和被配置为存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器被配置为执行权利要求1至6任一项所述的基于核磁共振对火山岩进行测量的方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的基于核磁共振对火山岩进行测量的方法。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117310581A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-12-29 | 无锡鸣石峻致医疗科技有限公司 | 一种核磁共振信号衰减拟合方法、系统、设备及存储介质 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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