ICS 75-010 CCS E 11
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 57772022 代替SY/T5777—1995
原油及岩石中油水核磁共振分析方法
Analysis method of oil and water in rock and crude oil
by nuclear magnetic resonance
2022—11-04发布
2023—05—04实施
国家能源局 发布 SY/T 5777—2022
目 次
前言· 范围
1
1
2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 仪器设备 5 试剂与材料样品采集与制备测试步骤 7.1 仪器调试 7.2 实验测试条件 7.3 氢谱和碳谱测定 7.4 核磁共振氢谱化学位移计算原油平均结构参数岩石油水T谱测定
2
6
X
1
3
8
8.1 仪器设备调试 8.2 岩心饱和油状态T，谱检测 8.3 束缚水状态T.谱检测 8.4 岩心离心气驱油后T谱检测 8.5岩心可动油饱和度计算岩石混合润湿性核磁共振T，谱测定
门
行
9
9.1岩心饱和水核磁共振T，谱检测 9.2 岩心饱和油束缚水核磁共振T谱检测 9.3 岩心润湿性计算 10 质量要求 10.1 相对偏差计算 10.2 原油分析质量要求 10.3 可动油分析质量要求 10.4 混合润湿性分析质量要求
8
8
1 SY/T 5777—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替SY/T5777—1995《岩石可溶有机物和原油的核磁共振氢谱与碳谱分析方法》，与SY/T 5777一1995相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a）文件的名称更改为《原油及岩石中油水核磁共振分析方法》； b）更改了“范围”（见第1章，1995年版的第1章）； c）增加了“规范性引用文件”（见第2章）： d）更改了“术语和定义”，增加了“可动油”“可动油饱和度”“亲水指数”“亲油指数”“混合润
湿指数”和“T，谱”六条术语，删除了“芳碳率”定义（见第3章，1995年版的第2章）： e）删除了“原理”（见1995年版的第3章）； f）更改了“仪器设备”，增加了“岩心核磁共振分析仪”“高速离心机”等仪器设备（见第4章。
1995年版的第5章）； g）更改了“试剂与材料”，增加了“氙化水”等材料（见第5章，1995年版的第4章）； h）将“样品处理及要求”更改为“样品采集与制备”，增加了岩样钻取、岩样洗油、氢谱分析和
碳谱分析等样品制备过程（见第6章，1995年版的第6章）； i）将“样品测定条件及数据处理”更改为“测试步骤”增加了“氢谱和碳谱测定”等（见第7
章，1995年版的第7章）： j）增加了“岩石油水T，谱测定”（见第8章）； k）增加了“岩石混合润湿性核磁共振T谱测定”（见第9章）： 1）更改了“质量要求”，增加了“相对偏差计算”，更改了“原油分析质量要求”，增加了“可动
油分析质量要求”和“混合润湿性分析质量要求”（见第10章，1995年版的第8章）； m）删除了“附录A、附录B和附录C”（见1995年版的附录）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由石油工业标准化技术委员会石油地质勘探专业标准化委员会提出并归口。 本文件起草单位：中国石油勘探开发研究院提高采收率研究中心、中国石油勘探开发研究院石油
地质实验研究中心、长庆油田分公司勘探开发研究院、塔里木油田分公司实验检测研究院、辽河油田分公司勘探开发研究院、中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司中海油实验中心、中国石化西北油田分公司、四川省科源工程技术测试中心页岩气评价与开采四川省重点实验室、山东石油化工学院、重庆科技学院、苏州纽迈分析仪器股份有限公司。
本文件主要起草人：李海波、骆雨田、杨正明、田华、张铜耀、赵瑞明、张亚蒲、郭和坤、王学武、肖前华、刘卫东、刘飞、姜晨光、刘虎、高杨文、陈蒲礼、张宏、彭菲。
本文件及其代替文件的历次版本发布情况为： —1995年首次发布为SY/T5777—1995；本次为第一次修订。
II SY/T 5777—2022
原油及岩石中油水核磁共振分析方法
1范围
本文件规定了原油及岩石中油水核磁共振分析方法、实验步骤和质量要求。 本文件适用于原油核磁共振氢谱和碳谱测定、岩石中油水核磁共振T，谱测定及岩石可动油饱和
度和混合润湿性计算。
2规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T28912—2012 2岩石中两相流体相对渗透率测定方法 GB/T29171—2012 2岩石毛管压力曲线的测定 GB/T29172—2012岩心分析方法 SY/T5119—2016岩石中可溶有机物及原油族组分分析 SY/T64902014岩样核磁共振参数实验室测量规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
可动油movableoil 在一定离心力或驱替压力条件下，岩石中可以自由流动的油。
3.2
可动油饱和度 t movable oil saturation 可动油体积占岩心总孔隙体积的百分比。 亲水指数hydrophilicindex 岩石孔壁上亲水孔隙体积与束缚流体体积比值。 亲油指数lipophilic index 岩石孔壁上亲油孔隙体积与束缚流体体积比值。 混合润湿指数 mixed wettability index 亲水指数与亲油指数的差值。
3. 3
3.4
3.5
1 SY/T 5777—2022
3.6
化学位移chemical shifts 样品核磁共振信号与参比物四甲基硅烷信号的相对距离。
3.7
芳氢率ratio of aromatics/hydrogen 核磁共振氢谱中芳氢信号强度与总信号强度之比。
3.8
支化度branchingdegree 核磁共振氢谱中氢信号强度与（αβ）氢信号强度之比。
3.9
T,谱T, spectrum 描述核磁化强度横向分量恢复过程的时间常数，反映非平衡态磁化矢量水平分量衰减到零的过程
4仪器设备
4.1 高分辨脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪。 4.2 岩心核磁共振分析仪。 4.3 高速离心机：最大离心力宜不低于3MPa。 4.4 驱替实验系统。 4.5 电子天平：精度不低于0.0001g。 4.6 岩心抽真空加压饱和装置，最大压力不低于30MIPa。
5试剂与材料
5.1 氮气：纯度不低于99.99%。 5.2拿 氨气：纯度不低于99.99%。 5.3蒸馏水。 5.4 氛化水：纯度不低于99.90%。 5.5 航空煤油。 5.6 氯化钠：分析纯。 5.7 碳酸氢钠：分析纯。 5.8 氯化钾：分析纯。 5.9 氯化镁：分析纯。 5.10 氯化钙：分析纯。 5.11 氯化锰：分析纯。 5.12 氛代试剂：氛含量大于99.5%，水（HDO）小于0.2%。 5.13 3四氯化碳：优级纯。 5.14 乙酰丙酮铬（CHCOCHCOCH）Cr：含量大于98%。 5.15[ 四甲基硅烷（CH）Si：核磁参比试剂。 5.16米 岩心核磁实验专用试管：内径25mm±1mm。 5.17 原油核磁样品管：直径5mm或直径10mm。
2 SY/T 5777—2022
6样品采集与制备
6.1钻取岩心样品为直径25mm土1mm的柱塞岩样，柱塞岩样应切平、取齐。岩样钻取按GB/T 29172—2012中4.5的要求执行。 6.2柱塞岩样应洗油、烘干，具体方法按GB/T29172一2012中4.6和4.7的要求执行。 6.3原油样品应去杂质，具体方法按SY/T5119—2016中3.4的要求执行。 6.4氢谱分析取10mg～20mg原油装人5mm核磁样品管内，然后加人0.5mL氛代氯仿或加入体积比为1：3～1：4氛代氯仿和四氯化碳混合溶剂，然后震荡、加热使原油样品溶解。 6.5碳谱分析取20mg～50mg原油装入5mm核磁样品管内，加人氛代氯仿，原油与氛代氯仿体积比小于2：1，然后震荡、加热使原油样品溶解。
7测试步骤 7.1仪器调试
仪器开机后用氛代氯仿进行锁场、匀场，使其信号旋转边带应小于5%，氢谱测定峰半高宽应小于2Hz，碳谱测定峰半高宽应小于3Hz，则仪器调试正常。 7.23 实验测试条件 7.2.1 氢谱测试条件
氢谱测试条件包括： a）谱宽：12ppm～15ppm； b）脉冲宽度：45°～60°； c）脉冲重复时间：12s； d）核磁参考试剂：四甲基硅烷（体积分数小于1%）。
7.2.2碳谱测试条件
碳谱测试条件包括： a）谱宽：200ppm～240ppm# b）脉冲宽度：45°～60°； c）脉冲重复时间：4s d）反门控去耦方式： e）核磁参考试剂：四甲基硅烷（体积分数小于1%）： f）弛豫试剂：乙酰丙酮铬，浓度为0.04mol/L～0.06mol/L。
7.3氢谱和碳谱测定 7.3.1将样品管放人探头中，样品加热到探头设置温度。 7.3.2按7.2设定的测试条件开始自动测试样品。 7.3.3获得样品氢谱和碳谱，示例如图1和图2所示。 7.4．核磁共振氢谱化学位移计算原油平均结构参数 7.4.1 根据氢谱化学位移确定氢原子结构类型见表1。
3 SY/T5777—2022
23000000 22000000 21000000 20000000 19000000 18000000 17000000 16000000 15000000 14000000 13000000 12000000 11000000 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 100000 200000
O
1615141312 10 注1：P峰（0.87ppm）为甲基氢（—CHs)。 注2：P2峰（1.26ppm）为长链亚甲基氢（—CH2—）。
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fl, ppm
图1 原油核磁共振氢谱谱图
19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
-
fl, ppm
图2 原油核磁共振碳谱谱图
4 SY/T 5777—2022
表1氢谱化学位移计算
化学位移 ppm 7.05~9.00 6.00~ 7.05 1.95~ 4.00 1.05~ 1.95 0.50~ 1.05
符号 (积分值) HD HM 单环芳氢 H. 在芳环α位上取代基团中的氢 H 次甲基、甲川及环烷环上的氢，芳环β位或以远处次甲基氢；环的β位甲基氢 H, 甲基或芳环位以上的甲基氢
氢原子结构类型
双环或多环芳氢
7.4.2 原油平均结构参数按公式（1）～公式（3）计算。
HRHM
H
H。 Hg H, HHM x100%
(1)
Ha Hg H
N=
(2)
Ha H. H.Hp
B.
(3)
式中： JH——芳氢率; N取代烷基的平均碳数； B,——支化度； HD一双环或多环芳氢的积分值； HM———单环芳氢的积分值； H。——在芳环 cα位上取代基团中的氢的积分值；
H. 次甲基、甲川及环烷环上的氢，芳环β位或以远处次甲基氢的化学位移；环的β位甲基
氢的积分值；
H 甲基或芳环位以上的甲基氢的积分值。 8 岩石油水T谱测定 8.1 仪器设备调试
岩心核磁共振分析仪调试按SY/T6490一2014中6.2的要求执行。 8.2岩心饱和油状态T，谱检测 8.2.1将岩心放人真空加压饱和装置，抽真空后加压饱和煤油。
8.2.2利用湿重与干重差计算岩心孔隙体积，再利用岩心总体积计算孔隙度。 8.2.3在饱和煤油状态下测定，获得T，谱，示例图如图3所示。
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