Интерпретация данных ядерного магнитного каротажа (ЯМК) включает возможность оценки динамической вязкости нефти по данным спектра времен спин-спиновой релаксации. В настоящее время предложено несколько эмпирических и корреляционных формул для такой оценки, которые дают большой разброс расчетных значений вязкости нефти. Это обусловлено недостаточностью учета в предложенных формулах факторов, определяющих механизм формирования вязкости. В статье рассмотрен один из таких факторов. Для ряда образцов высоковязкой нефти измерена температурная зависимость вязкости и вычислены параметры уравнения Аррениуса, размерностный коэффициент h0 и энергия активации. Для этих же образцов измерены релаксационные спектры затухания, которые охарактеризованы спектром времен спин-спиновой релаксации T2. Для нахождения физически обоснованной корреляции между характеристиками спектра времен T2 и динамической вязкостью рассмотрены различные подходы: реологическая и широко применяемая энергетическая модели. Для реологической модели последовательного соединения вязкостных элементов показана связь вязкости и среднего времени спин-спиновой релаксации, вычисляемого как площадь под релаксационным спадом. Для энергетической модели формирования вязкости предложена интерпретация на основе усреднения энергетических барьеров. Предложено обобщение энергетической модели, приводящее к степенной зависимости между средним логарифмическим временем спин-спиновой релаксации и измеренной вязкостью. Проведен анализ корректности применения реологической, энергетической и расширенной моделей для оценки вязкости по характеристикам спектра времен спин-спиновой релаксации. Показано, что в оценку вязкости по среднему логарифмическому времени спин-спиновой релаксации необходимо включать поправку, учитывающую размерностный коэффициент h0. Включение такой поправки существенно уменьшает разброс корреляционных коэффициентов при оценке вязкости по спектру времен спин-спиновой релаксации.
Список литературы
1. Джафаров И.С., Сынгаевский П.Е., Хафизов С.Ф. Применение метода ядерного магнитного резонанса для характеристики состава и распределения пластовых флюидов: монография. – М. : Химия, 2002. – 437 с.
2. Zega J.A. Spin-Lattice Relaxation in Normal Alkanes at Elevated Pressures. –Houston, Texas, 1990. – 123 p.
3. Hydrocarbon saturation and viscosity estimation from NMR logging in the Belridge Diatomite / C.E. Morriss, R. Freedman, C. Straley [et al.] // SPWLA 35th Annual Logging Symposium 1994. – Tulsa, Oklahoma, US, 1994.
4. Hydrocarbon Saturation and Viscosity Estimation from NMR Logging in the Belridge Diatomite / C.E. Morriss, R. Freedman, C. Straley [et al.] // The Log Analyst. – 1997. – V. 38 (March-April). – P. 44-59.
5. Some exceptions to default NMR rock and fluid properties / Q. Zhang, S.-W. Lo, C.C. Huang [et al.] // SPWLA 39th Annual Logging Symposium, May 26-28, 1998. – Keystone, Colorado, US, 1998.
6. Абрагам А. Ядерный магнетизм : пер. с англ. / под ред. Г.В. Скроцкого – М. : Изд-во иностр. литературы, 1963. – 551 с.
7. Александров И.В. Теория магнитной релаксации. Релаксация в жидкостях и твердых неметаллических парамагнетиках. – М. : Наука, 1975. – 399 с.
8. Schkalikov N.V., Skirda V.D., Archipov R.V. Solid-like Component in the Spin-Spin NMR-Relaxation of Heavy Oils // Magnetic Resonance in Solids. – 2006. – V. 8. – № 1. – P. 38-42.
9. Relation and Correlation between NMR Relaxation Times, Diffusion Coefficients, and Viscosity of Heavy Crude Oils / J-P. Korb, N. Vorapalawut, B. Nicot, R.G. Bryant // Journal of Physical Chemistry C. – 2015. – V. 119 (43). – P. 24439-24446. - https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b07510
10. Bryan J., Kantzas A., Bellehumeur C. Using low field NMR to predict viscosities of crude oils and crude oil emulsions // SPE-77329-MS. – 2002. – https://doi.org/10.2118/77329-MS.
11. Bryan J., Mirotchnik K., Kantzas A. Viscosity Determination of Heavy Oil and Bitumen Using NMR Relaxometry // Journal of Canadian Petroleum Technology. – 2003. – V. 42. – № 7. – P. 29-34. - https://doi.org/10.2118/03-07-02
12. Hirasaki G.J., Lo S.W., Zhang Y. NMR Properties of Petroleum Reservoir Fluids // Magnetic Resonance Imaging. – 2003. – V. 21. – № 3-4 (April-May). – P. 269-277. –
https://doi.org/10.1016/S0730-725X(03)00135-8
13. Freedman R., Heaton N. Fluid Characterization using Nuclear Magnetic Resonance Logging // Petrophysics. – 2004. – V. 45. – № 3 (May-June). – P. 241-250.
14. Nuclear Magnetic Resonance Comes Out of Its Shell / R. Akkurt, N. Bachman, C.C. Minh [et al.] // Oilfield review, Schlumberger, 2008-2009. – V. 20. – № 4. – P. 4-68.
15. Маклаков А.И., Скирда В.Д., Фаткуллин Н.Ф. Самодиффузия в растворах и расплавах полимеров. – Казань : Изд-во Казанского университета, 1987. – 224 с.
