J编辑核磁共振测量的设备和方法技术

一种用于获得核磁共振测量值的方法，所述方法包括：在地层液体样品中感生静态磁场；按照准备脉冲序列向液体样品施加振荡磁场，该准备脉冲序列包括用以产生Ｊ调制的Ｊ编辑脉冲序列；以及利用检测序列采集核磁共振测量值，其中检测序列包括至少一个１８０度脉冲。该方法还可以包括多次采集核磁共振测量值，每次以Ｊ编辑脉冲序列中可变延时的不同数值完成，并作为可变延迟的函数分析多次核磁共振测量值，以便提供Ｊ耦合信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及利用核磁共振(NMR)仪器的测井。更具体地说，本专利技术涉及用于基于碳-氢核J耦合的核磁共振测井的设备和方法。
技术介绍
油气勘探和生产是一种成本非常高的操作。在钻井中有助于减少资源不必要浪费的有关地层的知识是非常宝贵的。因此，油气工业研制了各种能够确定和预测地层地层特性的工具。在不同类型的工具中间，核磁共振(NMR)仪器已经被证实是非常有用的。NMR仪器可以用来确定诸如孔隙的比例容积和流动液体填充孔隙的比例容积等地层特性。美国专利No.6,140,817描述了NMR测井的一般背景。核磁共振是一种出现在选定一组具有核磁矩，亦即非零自旋量子数的原子核中的现象。当这些原子核放置在磁场中(Bo，”Zeeman场”)时，它们各自以特定的频率，Larmor频率(ω0)围绕Bo场的轴进动，Larmor频率是每一类原子核的特性(旋磁比，γ)，并取决于在所述原子核位置上有效的磁场强度(B0)，亦即ω0＝γB0。氢核是NMR测井应用中研究的主要原子核，因为它有良好的NMR灵敏度，和它大量存在于水和烃中。另外，由于井下条件限制的缘故，当前的测井工具只测量T1和T2张弛时间和扩散效应。在NMR应用的其他领域，诸如化学、生物学和石油流体分析、氢核和碳化学移动，而J耦合光谱技术常规地用以确定分子结构。化学移动是用以描述原子核所经受的电子对磁场的屏蔽效应的一个术语。不同的化学基团，诸如CH2和CH3具有不同量值的屏蔽效应，并因此在氢核的化学移动谱中呈现为单独的峰。不同峰的频率间隔与静态磁场强度成正比，亦即取决于磁场。J耦合(也称为自旋间或标量耦合)起源于原子核之间通过成键电子的自旋互作用。见E.L.Hahn，和D.E.Maxwell的文章”Spin echo measurements of nuclearspin coupling in molecules”，(Physical Review 88，1070-1084(1952))。J耦合试验本身很少单独进行。反之，总是通过一维和多维光谱技术与化学移动一起测量J耦合。如上所述，化学移动取决于磁场。要进行化学移动光谱测定，静态磁场均匀性必须在百万分之几范围之内。利用现有技术，这种均匀性水平在井内中难以实现。反之，J耦合常数取决于静态磁场强度和温度。这使没有化学移动谱的J耦合试验能够在不均匀的静态和射频(RF)磁场中完成。颁发给Edwards的美国专利No.6,111,409公开了在井内完成化学移动谱的方法。因为在地层中难以达到静态磁场的均匀性，所以Edwards的方法涉及在进行NMR测量之前取出地层测验器中的液体。即使在地层测验器中，传统化学移动谱测量所要求的强度均匀性也不是件容易完成的任务。永久磁铁和垫片线圈用来产生静态磁场。首先，可以装入磁铁和垫片线圈的工具中的空间在形状和尺寸上非常受限制。要在整个合理的容积中达到1ppm的均匀性，磁铁设计和制造就是一个使人气馁的任务。若均匀的容积非常小，则小样品可能对被研究的液体没有良好的代表性。其次，温度变化影响磁场强度和均匀性。颁发给Kleinberg的美国专利No.6,346,813公开了用于获得从地下地层中取出的液体样品的的特性的各种NMR测量。所述专利技术转让给本专利技术的同一受让人，并附此作参考。在所提出的技术中有氢核和碳的NMR测量。2002年6月24日提交的序号为No.10/64,529的美国专利申请公开了利用自旋回波差技术进行J谱试验的方法。所述申请转让给本专利技术同一受让人，并附此作参考。所述方法提供传统的方法，在井内获得J耦合。尽管所述方法对磁场均匀性较不敏感，但是它仍旧在某种程度上受到磁场均匀性影响。不均匀的场B0(静态)使有效的B1(射频)场不均匀。结果，π脉冲可能无法在整个被调查的区域内保持正确。不正确的π脉冲可能使J调制信号变小。因此，希望有一种较少受磁场不均匀性影响的测定J耦合的NMR方法和设备。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术的实施例涉及进行具有J调制信息的核磁共振测量的方法。按照本专利技术一个实施例的获取核磁共振测量结果的方法包括在地层液体样品中感生静态磁场；按照准备脉冲序列向液体样品施加振荡磁场，所述准备脉冲序列包括用以产生J调制的J编辑脉冲序列；以及利用检测序列采集核磁共振测量值，其中检测序列包括至少一个180度脉冲。所述方法还包括多次采集核磁共振测量值，每次以J编辑脉冲序列中可变延时的不同数值进行；并作为可变延时的函数，分析多次核磁共振测量值的振幅，以便提供J耦合的信息。本专利技术的另一个方面涉及用于表示地层液体的特征的方法。按照本专利技术一个实施例表示地层液体的特征的方法包括在井内装设核磁共振仪；在感兴趣的区域内感生静态磁场；按照包括用于产生J调制的J编辑脉冲序列的预备脉冲序列，对感兴趣的区域施加振荡磁场；以及利用检测序列采集核磁共振测量值，其中检测序列至少包括一个180度脉冲。本专利技术的另一个方面涉及用于测井的核磁共振仪。按照本专利技术的一个实施例，核磁共振仪包括外壳，它适合于在井内运动；磁体，它设置在所述外壳内，适合于在感兴趣的区域内感生静态磁场；天线组件，它设置在所述外壳内，该天线组件适合于在感兴趣的区域内感生振荡磁场并接收核磁共振信号；和电子组件，它包括存储执行J编辑脉冲序列的指令的存储器。附图说明从以下的描述、附图和权利要求书，将使本专利技术的其他方面显而易见。图1是适合于实践本专利技术方法的井孔中NMR测井工具的简要示意图；图2是表示按照本专利技术一个实施例的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图3是按照本专利技术一个实施例的J调制的作为延迟时间函数的信号振幅的曲线图；图4是表示按照本专利技术一个实施例的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图5是表示按照本专利技术一个实施例的包括门控退耦的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图6是表示按照本专利技术一个实施例的包括门控退耦的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图7是表示按照本专利技术一个实施例的带有氢核检测的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图8是表示按照本专利技术一个实施例的带有信号增强脉冲序列的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图9是表示按照本专利技术一个实施例的带有信号增强脉冲序列和门控退耦的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图10是表示按照本专利技术一个实施例的带有从氢核到碳的磁化转移的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图11是表示按照本专利技术一个实施例的带有从碳到氢核的磁化转移的J编辑的脉冲序列的简要示意图； 图12是表示按照本专利技术一个实施例的带有从氢核到碳、然后回到从碳到氢核的磁化转移的J编辑的脉冲序列的简要示意图；图13是表示按照本专利技术一个实施例的用于产生J耦合以及用于烃分类的方法的流程图；以及图14是表示按照本专利技术一个实施例的用于计算油水比率和液体分类的方法的流程图。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及用于基于J耦合(例如，1H-13C)的NMR测井的设备和方法。本专利技术的实施例是以J耦合(例如，1H-13C)对自旋回波振幅作用的测量为根据的。按照本专利技术的方法对磁场均匀性较不敏感。J耦合对自旋回波振幅的作用的调制在本说明书中亦称”J编辑”。J编辑可以用来确定油样品的详细成分，例如，不同碳基团的丰度。这些碳基团可以包括四价C、芳香族CH、脂肪族CH，CH2，CH3和CH4。本专利技术的方法可以用类似于先有技术已知的NM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于获得核磁共振测量值的方法，所述方法包括：在液体样品中感生静态磁场；按照准备脉冲序列向液体样品施加振荡磁场，所述准备脉冲序列包括用以产生Ｊ调制的Ｊ编辑脉冲序列；和利用检测序列采集所述核磁共振测量值，其中 ，所述检测序列包括至少一个１８０度脉冲。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K加内桑，YQ宋，L安，
申请(专利权)人：施卢默格海外有限公司，
类型：发明
国别省市：PA[巴拿马]