Исследование пористости образцов осадочных пород методами ядерного магнитного резонанса и лазерно-ультразвуковой структуроскопии

Исследовались образцы осадочных пород одного из месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Проведен петрографический анализ образцов на сканирующем электронном микроскопе, работающем в режиме оптического изображения, определены геометрические параметры пор, видимых на поверхности образца. Установлено, что минеральный состав представлен вторичным доломитом и вторичным доломитом известковистым. На поверхности образцов наблюдались поры с размерами от 1,5 до 35 мкм и кавернами от 43 до 1750 мкм. Методом гидростатического взвешивания определена открытая пористость образцов, значения которой лежали в диапазоне от 9,5 до 13,40%. Полная пористость определялась методами ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и лазерной ультразвуковой структуроскопии. Для ЯМР использовался релаксометр GeoSpec+ 2/75, измерялось время поперечной релаксации, по которому определялась полная пористость. В лазерной ультразвуковой структуроскопии рассчитывалось среднее значение скорости продольной волны в беспоровой среде при заданном минеральном составе, а затем по измеренным скоростям также рассчитывалась полная пористость. Получено, что найденное значение полной пористости обоими методами в среднем на 1% выше, чем открытой. Разница в значениях полной пористости, измеренных двумя методами, составляла не более 0,2–0,4%.

Черепецкая Е. Б., Залевский Я. О. Исследование пористости образцов осадочных пород методами ядерного магнитного резонанса и лазерно-ультразвуковой структуроскопии // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 8. – С. 63–71. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_8_0_63.

Черепецкая Елена Борисовна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: echerepetskaya@mail.ru,
Залевский Ярослав Олегович¹ — cтудент, e-mail: yzalevskii@gmail.com,
¹ ГИ НИТУ «МИСиС».

Залевский Я.О., e-mail: yzalevskii@gmail.com.

1. Coates G. R., Xiao L., Prammer M. G. NMR logging: principles and applications // Houston: Haliburton Energy Services, 1999, 234 p.

2. Dunn K. J., Bergman D. J., LaTorraca G. A. Nuclear magnetic resonance: Petrophysical and logging applications. Elsevier, 2002, 293 p.

3. Kenyon W. E. Petrophysical principles of applications of NMR logging // The Log Analyst, 1997, vol. 38, no. 02.

4. Колбикова Е. С., Мачукаев Д. Ш., Бучинский С. В. Петрофизическая типизация карбонатного разреза путем интегрированного анализа геолого-геофизических данных с целью уточнения фильтрационных свойств коллектора // Proнефть. Профессионально о нефти. — 2023. — Т. 8. — № 1. — С. 39—47. DOI: 10.51890/2587-7399-2023-8-1-39-47.

5. Беляков Е. О. Особенности вероятностной петрофизической оценки пластов с использованием подходов концепции связанности порового пространства // Proнефть. Профессионально о нефти. — 2021. — Т. 6. — № 3. — С. 12—22. DOI: 10.51890/2587-73992021-6-3-12-22.

6. Ellis D. V., Singer J. M. Well logging for earth scientists. Springer, 2007, 692 p.

7. Mitchell J. Industrial applications of magnetic resonance diffusion and relaxation time measurements / Diffusion NMR of confined systems: fluid transport in porous solids and heterogeneous materials (New Developments in NMR, vol. 9), chapter 11, 2016, pp. 353—389. DOI: 10.1039/9781782623779-00353. :

8. Song Y. Q., Kausik R. NMR application in unconventional shale reservoirs. A new porous media research frontier // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 2019, vol. 112–113, pp. 17—33. DOI: 10.1016/j.pnmrs.2019.03.002.

9. Kleinberg R. L., Kenyon W. E., Mitra P. P. Mechanism of NMR relaxation of fluids in rock // Journal of Magnetic Resonance Series A. 1994, vol. 108, no. 2, pp. 206—214. DOI: 10.1006/ jmra.1994.1112.

10. Mai A., Kantzas A. Porosity distributions in carbonate reservoirs using low-field NMR // Journal of Canadian Petroleum Technology. 2007, vol. 46, no. 7. DOI: 10.2118/07-07-02.

11. Toumelin E., Torres-Verdin C., Chen S., Fischer D. M. Analysis of NMR diffusion coupling effects in two-phase carbonate rocks: comparison of measurements with Monte Carlo simulations / SPWLA 43rd Annual logging symposium. 2002, Paper Number: SPWLA-2002-JJJ.

12. Herlinger R., Dos Santos B. C. C. The impact of pore type on NMR T2 and MICP in bioclastic carbonate reservoirs / SPWLA 59th annual logging symposium. 2018, Paper Number: SPWLA-2018-GGG.

13. Al-Yaseri A. Z., Lebedev M., Vogt S. J., Johns M. L., Barifcani A., Iglauer S. Pore-scale analysis of formation damage in Bentheimer sandstone with in-situ NMR and micro-computed tomography experiments // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2015, vol. 129, pp. 48—57. DOI: 10.1016/j.petrol.2015.01.018.

14. Elsayed M., Isah A., Hiba M., Hassan A., Al-Garadi K., Mahmoud A., El-Husseiny A., Radwan A. E. A review on the applications of nuclear magnetic resonance (NMR) in the oil and gas industry: laboratory and field-scale measurements // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2022, vol. 12, pp. 2747—2784. DOI: 10.1007/s13202-022-01476-3.

15. Lawal L. O., Adebayo A. R., Mahmoud M., Dia B. M., Sultan A. S. A novel NMR surface relaxivity measurements on rock cuttings for conventional and unconventional reservoirs // International Journal of Coal Geology. 2020, vol. 231, article 103605. DOI: 10.1016/j. coal.2020.103605.

16. Valori A., Nicot B. A review of 60 years of NMR wettability // Petrophysics. 2019, vol. 60, no. 02, pp. 255—263. DOI: 10.30632/PJV60N2-2019a3.

17. Shibaev I. A., Morozov D. V., Dudchenko O. L., Pavlov I. A. Estimation of local elastic moduli of carbon-containing materials by laser ultrasound // Key Engineering Materials. 2018, vol. 769, pp. 96—101. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.769.96.

18. Иванов П. Н., Безруков В. И. Экспериментальное исследование упругих свойств углей различной степени тектонической нарушенности методом лазерно-ультразвуковой спектроскопии // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 4-1. — С. 26—40. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_41_0_26.

19. Галунин А. А., Гапеев А. А., Поспичал В. Оценка зависимости динамических модулей упругости от пористости образцов известняка методом импульсной диагностики // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 4-1. — С. 98—107. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_41_0_98.

20. Иванов П. Н., Блохин Д. И., Закоршменный И. М. Экспериментальное исследование изменения физико-механических свойств антрацита при температурном воздействии // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 4-1. — С. 41—51. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_41_0_41.

21. Kravcov A., Cherepetskaya E., Svoboda P., Blokhin D., Ivanov P., Shibaev I. Thermal infrared radiation and laser ultrasound for deformation and water saturation effects testing in limestone // Remote Sensing. 2020, vol. 12, article 4036. DOI: 10.3390/rs12244036.