A Review on nuclear magnetic resonance logging: fundamental theory and measurements

요약: 석유탐사에서 자기공명검층은 저류층 내 유체의 양과 특성을 측정 및 평가 할 수 있는 물리검층 방법 중 하나로 평가되고 있다. 자기공명검층은 수소 원자의 자기모멘트와 외부 자기장을 이용하여 이 둘의 반응 즉, 분극과 이완을측정, 분석하는 물리검층 방법이다. 측정된 자료는 저류층 내 유체의 수소밀도에 대한 정보와 감쇠 속도에 대한 정보를포함 하고 있으며, 이를 바탕으로 적절한 자료 처리 과정을 거치면, 유체의 특성 및 유체의 양과 같은 저류층의 생산성과 관련된 중요한 정보를 취득할 수 있다. 뿐만 아니라 자기공명검층 결과를 이용한 투수성, 습윤성와 같은 생산공학적측면의 해석방법에 대한 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 이 논문에서는 자기공명반응의 기본적인 이론과 자기공명검층의 역사 그리고 자기공명검층 장비를 통한 자료의 측정 원리에 대해 순서대로 알 아보도록 하겠다. 또한 랜덤워크를이용한 자기공명반응의 시뮬레이션에 대해서도 간략하게 소개하고자 한다.주요어: 자기공명검층, 분극, 이완, 자기공명검층 장비Abstract: Nuclear magnetic resonance (NMR) logging has been considered one of the most complicated nevertheless,one of the most powerful logging methods for the characterization on of both rocks and natural fluids in formation. NMRmeasures magnetized signals (polarization and relaxation) between the properties of hydrogen nucleus called magneticmoment and applied magnetic fields. The measured data set contains two important petrophysical properties such asdensity of hydrogen in the fluids inside the pore space and the distinct decay rate for fluid type. Therefore, after theproper data processing, key petrophysical information, not only the quantities and properties of fluids but also suppliesof rock characterization in a porous medium, could be archived. Thus, based on this information, several ongoingresearches are being developed in estimating aspects of reservoir productivity information, permeability and wettabilitysince it is the key to having correct interpretation. This study goes through the basic theory of NMR at first, and thenreviews NMR logging tools as well as their technical characteristics. This paper also briefly discusses the basic knowledgeof NMR simulation algorithm by using Random walk.Keywords: Magnetic resonance logging, Polarization, Relaxation, Magnetic resonance logging tool