【摘要】 这项工作对通过两种不同方法、短扩散时间核磁共振实验和数字岩石获得的表面弛豫率值进行了比较。

NMR 是一种强大的技术，应用于研究多孔介质中限制的流体，提供与这些材料的形态和性能相关的参数，例如表面弛豫率和弛豫时间。通过这些参数的关联，可以估计孔径分布。然而，为了估计表面弛豫率，弛豫时间必须与其他技术获得的孔径分布结合起来。由于从 NMR 现象的角度来看孔径不一定与其他技术观察到的孔径相同，因此估计值会受到所选实验方法的强烈影响。

 

结果表明，短扩散时间核磁共振探测到的表面弛豫率与数字岩石核磁共振模拟得到的表面弛豫率具有良好的一致性。结论是，这种行为可归因于两种使用核自旋的方法，它们在相同的扩散和表面弛豫效应下类似地经历孔隙空间。

 

这项工作对通过两种不同方法、短扩散时间核磁共振实验和数字岩石获得的表面弛豫率值进行了比较。短扩散时间 NMR 实验获得的数据基于受限扩散的第一近似进行分析，该近似仅适用于短扩散时间，而不使用更先进的序列，例如 D-T2 NMR 或其他技术（Hürlimann 和 Venkataramanan） ，2002）[1]。

 

另一方面，应用于 NMR 模拟的模型考虑了扩散和弛豫过程，表面弛豫率基于 NMR 和计算数据之间的相关性。为此，需要通过补充技术获取多孔数字媒体，并且必须很好地表示孔隙及其连接。 Lucas-Oliveira 等人[2] (2020) 使用的 3D X 射线显微断层扫描是提供此信息的技术之一。

 

对一组 14 个砂岩样品进行了比较。尽管两种方法获得的一些结果略有不同，但低和高表面弛豫率值的趋势相似。这是因为，对于这两种方法，孔隙的大小都是由核所经历的受限长度尺度来定义的，它们在完全松弛之前在其中扩散并与表面相互作用。

 

因此，在这种情况下，可以说这些方法是等效的这一贡献是相关的，因为对估计值有更大的信心对于证实基于岩石物理化学性质测量的表面弛豫率值至关重要，例如 Washburn 及其合作者进行的研究[3]（Washburn 等人，2017a）。

 

此外，我们还比较了使用快速扩散方程估计的表面弛豫率和 Brownstein 和 Tarr 提出的通解，考虑到球面几何形状。对于这组样品，其大孔半径在 10 至 50 μm 之间变化，最显着的是两种方法之间的差异约为 10%。

 

然而，核磁共振扩散机制取决于流体的孔径、表面弛豫率和体扩散系数之间的关系。因此，考虑到碳酸盐岩储层，例如，孔隙从数十微米到数百微米不等，可以预期这些方法之间会有更大的差异，因为缓慢的扩散机制取决于大孔隙和高表面弛豫率。

 

继续这项工作的视角之一是从 D-T2 图中估计表面相对论，寻求优化方法之间的相关性。最近，Luo[4] 等人提出了一种确定表面弛豫率的稳健方法，这是实施和应用于这组岩石的绝佳候选方法。

 

此外，必须对用于测量扩散系数的不同 NMR 技术进行分析，以分析它们对该参数测量的影响，特别是对于短扩散时间，其中梯度脉冲持续时间与扩散时间处于同一数量级。

 

[1]Hürlimann, M.D., Venkataramanan, L., 2002. Quantitative measurement of twodimensional distribution functions of diffusion and relaxation in grossly inhomogeneous fields. J. Magn. Reson. 157 (1), 31–42. https://doi.org/10.1006/ JMRE.2002.2567.

[2]Lucas-Oliveira, E., Araujo-Ferreira, A.G., Trevizan, W.A., Coutinho dos Santos, B.C., Bonagamba, T.J., 2020. Sandstone surface relaxivity determined by NMR T2 distribution and digital rock simulation for permeability evaluation. J. Petrol. Sci. Eng. 193 https://doi.org/10.1016/j.petrol.2020.107400.

[3]Washburn, K.E., Sandor, M., Cheng, Y., 2017a. Evaluation of sandstone surface relaxivity using laser-induced breakdown spectroscopy. J. Magn. Reson. https://doi.org/ 10.1016/j.jmr.2016.12.004

[4]Luo, Z.-X., Paulsen, J., Song, Y.-Q., 2015. Robust determination of surface relaxivity from nuclear magnetic resonance DT2 measurements. J. Magn. Reson. 259, 146–152. https://doi.org/10.1016/J.JMR.2015.08.002.

 

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