Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне державне бюджетне освітня установа
вищої професійної освіти
«НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЙ
Томському політехнічному УНІВЕРСИТЕТ »
Інститут природних ресурсів
Напрямок ГІС
Кафедра геофі
Курсова робота
Ядерно-магнітний каротаж
з дисципліни геофізичних досліджень свердловин
Виконала студентка гр.2211 ____________ Власова А.В.
Звіт прийнятий:
старший викладач ____________ Нікольський А.А.
Томськ 2014
Зміст
Введення
Фізичні основи
Апаратура й методика вимірювань Ямм
Криві Ямм
Області застосування і розв'язувані геологічні завдання
Висновок
Список літератури
Введення
Протягом майже 75 років нафтовидобувна промисловість покладається на методи геофізичних досліджень в свердловинах при вивченні властивостей геологічного розрізу. Арсенал методів каротажу на кабелі виріс до масштабів, які дозволяють вивчати будову покладів вуглеводнів з безпрецедентною точністю. Однак, все ж ще залишаються невирішеними і багато проблем. Так, наприклад, як і раніше труднодостижимо отримання безперервних по розрізу даних про проникності, нерідкі випадки пропусків продуктивних інтервалів, а коефіцієнт нефтеізвлеченія залишається невисоким. Надійні вимірювання ядерно-магнітного резонансу (ЯМР) можуть змінити картину в кращу сторону. У курсовій роботі викладені фізичні основи методу ядерно-магнітного каротажу (ЯМК), інтерпретація одержуваних даних і розглянуті практичні приклади їх успішного застосування.
Фізичні основи
Ядерно-магнітний метод (Ямм) заснований на вивченні величин штучного електромагнітного поля, що утворюється в результаті взаємодії магнітного і механічного моментів ядер хімічних елементів гірських порід з імпульсним зовнішнім магнітним полем [1].
Всі елементарні частинки і ядра хімічних елементів, крім маси і порядкового номера (заряду), характеризуються величинами власного механічного моменту (спина) S і магнітного моменту ?, а також гіромагнітного відношення? , Що є відношенням магнітного моменту ядра до його спину (?=?/S).
У постійному зовнішньому магнітному полі на ядро, що володіє магнітним моментом, діє пара сил, яка прагне розташувати момент паралельно цьому полю. У той же час внаслідок наявності механічного моменту ядро, подібно вовчка, буде прецессировать навколо напрямку цього поля з частотою w0, пропорційної напруженості поля Н0 і званої ларморовой частотою:
о =? Н0.
Якщо на ядра елементів подіяти сильним магнітним полем (полем поляризації) напруженістю Нцол з магнітним моментом Мпол, перпендикулярним до полю Землі Н3, то ядра в силу наявності спина S і ядерного магнітного моменту ? будуть орієнтуватися в напрямку сумарного поля поляризації Нсум, створюючи вектор ядерної намагніченості (магнітний момент Мсум (рис. 1).
У разі швидкого виключення поля поляризації під дією магнітного поля Землі ядра елементів повертаються у вихідне положення (рис. 1), прецессіруя навколо напрямку зовнішнього магнітного поля, подібно вовчка, в полі сили тяжіння з характеристичною ларморовой частотою близько 2 кГц, обумовленої напруженістю магнітного поля Землі (Нз ~ 40 А/м) і гіромагнітного відношення ядер. При цьому ядрами тих елементів, для яких ларморовой частота при заданій напруженості постійного магнітного поля збігається з частотою змінного поля, максимально поглинається енергія поля. Це явище називається ядерним магнітним резонансом (ЯМР).
Рис. 1. Поведінка вектора намагніченості ядер М до поляризації (а), під час поляризації (б), на початку вільної прецесії (в) (за С. М. Аскельрода). М3 - магнітний момент Землі
При своїй прецесії ядра під дією обертової поперечної складової вектора ядерної намагніченості М створюють змінне (загасаюче у часі) електромагнітне поле, напруженість якого вимірюється за допомогою приймальні котушки свердловинного приладу. У котушці виникає електричний синусоїдальний сигнал (сигнал вільної прецессіі- ССП), затухаючий по експоненті з постійною часу Т2, званої часом поперечної релаксації
=Eosinwo? exp (-T1/T2),
де?-час, що минув після виключення...
