核磁共振在泥页岩水化损伤中的应用

井壁失稳问题是石油钻井过程中普遍存在并一直困扰石油工业界的一个复杂问题。石油钻井过程中所遇到的井壁失稳大致可分为破碎体失稳、塑性体失稳和泥页岩失稳，其中泥页岩失稳就占90%以 上，因此，有些研究者认为井壁稳定问题就是泥页岩稳定问题.
泥页岩孔隙、颗粒等细观结构遇水后发生了改变，促使裂纹的萌生、扩展直至最终破裂的整个变化过程，对泥页岩的力学特性以及工程特性产生了重要的影响.为了观察和研究岩石内部结构的损伤演化直至完全破裂的过程，国内外学者通过各种岩 石细观力学试验进行了研究.
核磁共振技术(NMR)作为研究岩石细观结构的新型检测方式，具有无损、反复和快速等优点。NMR 通过对核磁共振弛豫时间的分析来获取岩石 孔隙度及孔隙结构特征、流体含量等信息，核磁共振成像可直观地观测岩石内部孔隙损伤的发展情况.目前核磁共振技术在石油工程领域，主要通过对岩石孔隙结构、储层岩石孔隙流体特性等方面的研究，来进行储层评价及录井测井方面的应用.
下面简单介绍利用核磁共振技术对不同浸泡时间的试样进行了横向弛豫时间和核磁成像的测试，通过分析试样质量变化、横向弛豫时间T2 谱分布、T2 谱面积的变化及核磁成像，对泥页岩水化后内部裂纹损伤演化过程进行了分析和讨论。

横向弛豫时间T2分布

由上图可知，随着浸 泡时间的延长，部分T2 谱为3 个峰图，右侧对应的大尺寸微裂隙的第2 个峰，继续向右侧移动，说明微裂缝在水化作用下不断的扩展、分叉，形成了更多的微裂缝，表明岩石已出现较严重的水化损伤。

经过1 d 的浸泡后，在以后几天时间内，T2 分布图上的第1 个峰对应的小尺寸微孔隙，峰的变化幅度进一步增大，说明新的微孔隙还在不断地产生和扩展

核磁共振成像分析

图像中黑色为底色，发白的区域为水分子所在区域，代表的是孔隙范围，图像的亮度反映了岩石中含水率的多少，白色亮斑越多，意味着岩石孔 隙越大，反之，则孔隙越小

参考文献：“基于核磁共振的脆硬性泥页岩水化损伤演化研究”《岩土力学》2015 年3 月第36 卷第3 期