按照本发明专利技术的一个方面，提供一种核磁共振测量装置，该装置与一个样品之间可能有相对运动，该装置包括：至少一个磁铁；至少一个线圈；以及与所述的至少一个线圈相耦合并适合于采用所述至少一个磁铁和至少一个线圈的电路，以便：使存在在样品的不同区域中的自旋饱和；完成这些区域的特性的核磁共振测量；以及指示这些测量特性。按照本发明专利技术的又一方面提供一种可用于核磁共振测量装置的方法，包括：利用至少一个运动装置指示该核磁共振测量装置运动的特性，完成对大地岩层区的若干核磁共振测量，这些测量包括若干自旋回声；检测这些自旋回声；利用该运动特征校正该测量结果。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总的涉及内外同步(inside-out)核磁共振(NMR)测量，特别是涉及检测包围井孔的岩层性质、例如岩层之氢含量的NMR测量中井下测井仪的运动效应。
技术介绍
核磁共振(NMR)测量可以用于测定一种样品例如人体组织(为了医学成象目的)或一种岩层结构(为测井目的)的性质。例如对于岩层结构，NMR测量可以用于测定该岩层的空穴率、结构类型、渗透性和含油量，并对上述各种性质进行勘测。参看附图说明图1，作为一个例子，NMR可以用在随钻测井(LWD)操作上，以便对岩层10的性质进行勘测。按照这种方式，一个轴对称的NMR井下测井仪6可以是钻具组5的一部分，该钻具组5用于在岩层10中钻出井孔3。作为井下测井仪6的例子可以是在下述专利文件中描述的井下测井仪中的一种，这些专利文件是1998年1月6日授权于Sezginer等人的名称为“Pulsed NuclearMagnetism Tool For Formation Evaluation While Drilling Including aShortened or Truncated CPMG Sequence”的US5705927号专利、1994年1月18日授权于Miller的名称为“System For Logging a Well During the DrillingThereof”的US5280243号专利，1998年5月26日授权于Taicher等人的名称为“Nuclear Magnetic Resonance Well Logging Apparatus and Method Adaptedfor Measurement-While-Drilling”的US5757186号专利，1982年9月21日授权于Jackson等人的名称为“Magnetic Resonance Apparatus”的US4350955号专利或1998年11月5日递交的名称方“Apparatus and Method for Obtaininga Nuclear Magnetic Resonance Measurement While Drilling”的流水号09/186950号US专利申请。NMR测量过程与大多数其它井下岩层测量相比有两个明显的区别特征。第一，来自该岩层的NMR信号是从一个小的共振体积，例如基本上薄的共振壳体或体积20a(见图2)中产生的，共振体积20a可以有一个正比于振荡磁场振幅和反比于静磁场梯度的径向厚度。随着共振区的形状不同，该共振体积可以扩展，作为一个例子，可以从在一个方向上小到1mm且在另一方向上长到几英寸。第二，该NMR的测量可以不是瞬时的，这两点结合在一起便使该NMR测量易于随井下测井仪产生一些运动，例如产生归于如下所述的NMR井下测井仪6在井孔3周边运动的那种运动。为了进行NMR测量，NMR井下测井仪6可以包括用于建立称为B0的静磁场的一个或多个永久磁铁；一个用于发射垂直于磁场B0的随时间变化之磁场B1的射频(RF)线圈即天线；和用于接收响应于NMR测量的来自岩层的自旋回波的RF线圈，即天线，这些将在下面描述。可以将这两个线圈组合成一个单个的发射/接收天线。作为一个例子，NMR井下测井仪6可以通过发射NMR检测序列(NMRdetection sequences)以便使核产生自旋回波来测量岩层10中的氢核的自旋—自旋的弛豫时间T2。接着可以对这些自旋回波进行分析，从而获得T2时间分布，从该分布中可以获得岩层的性质。例如在图4中示出的Carr-PurcellMeiboom-Gill(CPMG)序列15就是一种这样的NMR检测序列。通过利用序列15可以获得T2时间分布，这种分布可以用于测定岩层10的性质并对其进行勘测。使用CPMG序列15测量T2时间的技术可以包括下述步骤在第一步骤中，NMR井下测井仪6发射B1磁场脉冲持续一段适当的时间间隔，以便提供一个90°的激发脉冲14a，使那些原来沿着磁场B0的方向取向的氢核自旋转动。虽然在图中没有详细示出，但每个脉冲实际上是一个射频(RF)载波信号的包络或脉冲串。当这些自旋偏离磁场B0方向绕B1转动时，这些自旋就立刻开始围绕B0进动。当这些自旋转动90°到垂直于磁场B0的平面中时，脉冲停止。这些自旋继续在这个平面内先是同步进动，接着逐渐失去同步。在第二步骤中，在跟随激发脉冲14a的固定时间Tcp内，NMR井下测井仪6发射B0磁场脉冲并持续一段时间(比激发脉冲14a长)，以便提供NMR再聚焦脉冲14b，使那些正在进动的自旋转过180°的角度，相对载波相移±90°。NMR脉冲14b使这些自旋再同步、并且发射一个辅助自旋回波信号16(见图5)，该回波信号在使NMR脉冲14b 180°再聚焦后在称为Tcp的时间达到峰值。步骤2可以在2Tcp间隔内重复“K”次(此处K被称为回波数，作为例子可以假设为从几到几千的范围内的值)。在步骤3中，在完成上述自旋回波序列后，需要一段等待时间(通常称为等待时间)，以便在开始下一个CPMG序列15以收集另一组自旋回波信号之前使这些自旋返回到沿磁场B0的平衡状态。观察每组自旋回波的衰减，并用于产生T2分布。T2时间表征在施加90°激发脉冲14a后使这些自旋不可逆地损失它们同步进动的时间。照此下去，在90°激发脉冲14a结束时，所有这些自旋都指向在垂直于静磁场B0的一个共同方向，而这些自旋以一个被称为拉摩频率的共振频率相对一个完全均匀的磁场B0进动。拉摩频率ωL可以用方程ωL＝γB0表示，式中γ是在研究中的那些核的回磁比。可是磁场B0实际上是不均匀的，并且，这些脉冲激发的自旋大约在频率范围|Δω|＜γB1内，其中Δω＝γB0-ωrf是失谐频率，ωrf是RF脉冲的载波频率。这样一来，在激发后，由于静态磁场B0不均匀使这些自旋产生相移T2*，这种衰减是可逆的，并且可以通过产生正弦回波信号的再聚焦脉冲14b使其反向。另外，发生不可逆的相移(自旋-自旋弛豫)，该不可逆的相移用T2时间常数描述。这种效应引起回波振幅随T2时间常数连续衰减。于是通常只测量T2＞＞T2*的自旋。如上所述，T2时间分布可以用于测定岩层的性质。例如参看图6，岩层可以包括含有结合中流体的若干小空穴和含有自由的可开采流体的若干大空穴。T2分界时间(在图6中称为T分离(Tseparation))可以用于将T2分布区分成两部分一部分包括一些比该T分离短的时间，该部分表征结合中的流体，另一部分包括一些比该T分离长的时间，此部分表征自由的可开采的流体。通常通过观察自旋回波信号16幅度的衰减来计算每个T2时间，该自旋回波信号16由一个特定的CPMG序列15产生。遗憾的是，钻具组5(见图1)可能运动得过于迅速，从而使NMR井下测井仪6不能精确地观察上述衰减。可是T2时间与称为自旋点阵弛豫时间T1的另一时间常数相关。时间T1表征使这些自旋返回到平衡取向所需的时间。考虑到时间T1和T2两者，可以认为每个自旋在T1衰减期间如同以很密螺距的螺旋线向平衡位置回动。幸好T1与T2时间近似成正比。结果，可以用以T1为基础的测量代替以T2为基础的测量。事实上关于建立结合中流体分界值的早期工作是利用T1进行的，这些结果用T2表示出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种核磁共振测量装置，该装置与一个样品之间可能有相对运动，该装置包括：至少一个磁铁； 至少一个线圈；以及与所述的至少一个线圈相耦合并适合于采用所述至少一个磁铁和至少一个线圈的电路，以便：使存在在样品的不同区域 中的自旋饱和，完成这些区域的特性的核磁共振测量，以及指示这些测量特性。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：P斯派尔，ME波伊茨施，SF克拉里，
申请(专利权)人：施卢默格控股有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。