Гірських порід методом ямк (за с.М. Аксельродом)

Після виключення поляризуючого струму (поступово, через час t_ост) в середовищі діє тільки магнітне поле Землі і вектор ядерної намагніченості прецесує навкруги вектора Н_з з круговою частотою ω, поступово повертаючись до своєї первинної величини. Вектор ядерної намагніченості М по відношенню до Н_з може бути розкладений на дві складові: подовжню Н і поперечну М, перпендикулярну до Н_з. Під дією вектора М в котушці наводиться електричний синусоїдальний сигнал Е_свп (Рис. 2.26,в) (сигнал вільної прецесії, затухаючий по експоненціальному закону з постійною часу поперечної релаксації Т₂:

(2.39)

де t – час з початку прецесії; Т₂ – час поперечної релаксації, що характеризує швидкість загасання сигналу (за величину Т₂ приймають звичайно час, протягом якого начальна амплітуда Е₀ зменшується в 2,7 рази); Е₀ – величина, пропорційна вектору ядерної намагніченості.

Для вивчення розрізу свердловин найбільший інтерес представляє величина U₀, яка пропорційна числу ядер водню, що входять до складу рухомого (вільного) флюїду: нафти або води.

Апаратура ЯМК одночасно реєструє три криві зміни з глибиною амплітуд сигналу вільної прецесії при фіксованих часах t₁, t₂, і t₃ (Рис. 2.26,г). За цими даними оцінюється величина U₀, приведена до моменту виключення поляризуючого струму. Початкову амплітуду розраховують за наступною формулою:

, (2.40)

або

. (2.41)

На значення сигналу вільної прецесії (СВП) впливають тільки ті ядра водню, які входять до складу молекул, здатних переміщатися в порах гірської породи. Зв’язана вода і тверді вуглеводи на діаграмах СВП не відмічаються.

Величина U₀ калібрується в одиницях, які називаються індексом вільного флюїду (ІВФ) і характеризують об'єм пор у відсотках зайнятих рідиною. Індекс вільного флюїд умовно вважають коефіцієнтом ефективної пористості

(2.42)

Апаратура ядерно-магнітного каротажу

Дана апаратура складається із свердловинного приладу та наземної панелі. Свердловинний прилад складається із двох частин. У нижній частині у циліндричному кожусі з поліхлорвінілової труби, яка заповнена маслом, розміщені два датчики – основний та допоміжний, у верхній частині в дюралевому кожусі змонтована електрична схема.

Основний датчик використовується для створення магнітного поля поляризації в пласті та спостереження сигналу вільної прецесії. Він представляє собою соленоїд із сердечником прямокутного січення, довша сторона якого паралельна головній осі приладу. Сила струму поляризації – 3 А.

Допоміжний датчик має тороїдальну форму та служить для контролю роботи апаратури.

Апаратура ЯМК еталонується в одиницях ІВФ (%/см). Індекс вільного флюїду визначається як відношення початкової амплітуди СВП, зареєстрованої на зразку породи, до початкової амплітуди СВП, заміряної на дистильованій воді, що займає такий же об’єм, як і зразок породи.

Інтерпретація діаграм ЯМК полягає у визначенні величини сигналу вільної прецесії і часу подовжньої релаксації Т₁ (час поперечної релаксації Т₂ не використовується).

На діаграмах ЯМК однорідні великої потужності пласти, що вміщують водень відмічаються симетричними максимумами. Визначення тонких пластів ускладнено. За часом повздовжньої релаксації Т₁ визначають характер насичення порід, які були охарактеризовані по кривій ІВФ як колектори з достатньою ефективною пористістю.

Час подовжньої релаксації Т₁ за звичай для води менше ніж для нафти: Т_1води=300мс; Т_1нафти=600 мс. Проте, чіткого розділення немає, оскільки впливають на ці свідчення багато чинників: гідрофільність, питома поверхня, тип пористості, глинистість, в’язкість флюїду та ін..