Random Walk Method to simulate T2 of NMR

Die Kernspinresonanz (NMR) hat sich in der Erdölindustrie als äußerst wertvolles Werkzeug erwiesen. Diese zerstörungsfreie Prüfmethode spart erhebliche Kosten für teure Gesteinsproben und kann mehrfach angewendet werden, wenn zusätzliche Experimente erforderlich sind.

In der Erdölexploration wird NMR üblicherweise eingesetzt, um die T₂-Relaxationszeitverteilung von Flüssigkeiten in Bohrkernproben zu bestimmen. Diese Verteilungen liefern wertvolle Informationen über die Porengrößenverteilung, Porosität und Permeabilität des Gesteins.

Durch den Einsatz von mikrotomografischen Bildern, die ein präzises 3D-Modell der Gesteinsprobe bereitstellen, können diese Experimente nun digital reproduziert werden. Ein zentrales Ziel des wissenschaftlichen Rechnens besteht darin, reale Labor- oder In-situ-Experimente mithilfe numerischer Modelle nachzubilden.
Digitale NMR-Experimente bieten nicht nur höhere Effizienz und geringere Kosten, sondern ermöglichen auch ein tieferes Verständnis der physikalischen Prozesse, die realen NMR-Messungen zugrunde liegen.

In diesem Tutorial lernen Sie die theoretischen Grundlagen der NMR kennen und erfahren, wie diese in GeoDict implementiert sind. Sie sehen, wie Sie eine NMR-Simulation Schritt für Schritt aufbauen, diese anhand einer sphärischen Pore validieren und anschließend die T₂-Relaxationskurven für digitale Gesteinsproben berechnen.

Als Beispiele dienen zwei Gesteine – Bentheimer Sandstein und Obernkirchner Sandstein. Die Bentheimer-Sandsteinprobe besitzt eine Größe von 1500³ Voxeln, eine Voxelauflösung von 1,75 μm und eine Porosität von 21,1 %.