Механизмы релаксации ЯМР поровых флюидов горных пород
Три разных механизма релаксации, свободный отдых, поверхностная релаксация и диффузионная релаксация, существуют в ЯМР-релаксации поровых жидкостей горных пород, и, как правило, три вида релаксационного поведения сосуществуют.
1. Бесплатный отдых
Свободная релаксация – это уникальное явление объемной релаксации жидкости., и время его релаксации определяется физическими свойствами жидкости (вязкость, химический состав, и т. д.) и среда, в которой находится жидкость (температура, давление, и т. д.).
В процессе ЯМР-исследований в нефтяной промышленности, потому что поверхность камня твердая, поверхностная релаксация жидкости в порах породы обычно сильнее объемной релаксации. Однако, когда нефть и газ в порах гидрофильной породы относятся к несмачивающей фазе, трещины в породе приводят к меньшему контакту между жидкостью и твердой поверхностью, и вязкость жидкости, такой как тяжелая нефть, относительно высока, явлением свободной релаксации между жидкостью и порами породы нельзя пренебречь, в это время, эффекты свободной релаксации и поверхностной релаксации необходимо учитывать одновременно..
2. Релаксация поверхности
Механизмом релаксации поверхности пор породы является поверхностная релаксация, что конкретно выражается как явление релаксации между поровой жидкостью и твердой поверхностью камня..
3. Диффузионная релаксация
Молекулы будут совершать самодиффузионное движение в процессе броуновского движения., а диффузионная релаксация - это релаксация, характерная для протонов в градиентном магнитном поле за счет молекулярной диффузии..
Тип поровой жидкости в породе, размер пор, структура развития пор, петрофизические свойства поверхности пор, и смачиваемость поверхности частиц породы определяют, играют ли три механизма релаксации роль в поровой жидкости..
В целом, для гидрофильных пород, время релаксации Т2 воды в порах определяется главным образом поверхностной релаксацией; для тяжелой нефти, время его релаксации Т2 в основном определяется свободной релаксацией; в то время как для легкой нефти, время релаксации Т2 определяется совместно свободной релаксацией и диффузионной релаксацией и связано с вязкостью нефти. Благодаря диффузионным характеристикам молекул газа, время релаксации Т2 природного газа в основном контролируется диффузионной релаксацией.