一种评价核磁共振测井仪探测特性的方法

核磁共振测井仪敏感区域的形状、探测深度以及信号强度是评价其探测特性的主要指标,而这几个主要指标完全由探头磁场分布所决定.为了在核磁共振测井仪探头设计的前期,实现对探头探测特性的客观评价,该文从核磁共振的基本条件出发,利用有限元数值模拟方法分析了MRIL-P型核磁共振测井仪探头的磁场分布,并对其磁场结构进行了优化匹配.根据核磁共振信号原理,并基于数值模拟得到的磁场优化匹配结果,进一步模拟得到MRIL-P型核磁共振测井仪敏感区分布,并验证了核磁信号强度与工作频率之间的变化关系.结果显示:在梯度磁场中,核磁信号强度主要受磁场强度的影响,并随工作频率的增大而增大,数值模拟的结果与预测结果相一致;该方法可以用来在核磁共振测井仪探头前期的设计阶段评价其探测特性,指导总体方案的设计.

电缆核磁共振测井仪探测特性研究

磁场形状和分布对核磁共振测井仪探测特性有决定性的作用.该文利用电磁场有限元方法,模拟分析了国际主流核磁共振测井仪MRIL-P、CMR、MREx、以及MR Scanner等4种仪器的磁场分布,考察了探头结构参数对磁场分布的影响,并进一步分析了仪器探测特性及其影响因素,同时对探头磁场形状进行了优化匹配,确定了探头的结构设计,并对比分析了4种探头之间的优缺点.结果表明,梯度磁场方案优于均匀磁场方案;居中型探头结构相对简单,信号量大,但其测量信号受钻井液影响;贴井壁型探头结构相对复杂,信号量较小,但其设计灵活,测量信号不受钻井液影响.

核磁共振测井仪静磁场分布的数值模拟

为了优化磁体设计,加速核磁共振测井仪的研制,本文建立核磁共振测井仪静磁场分布的数学模型,利用有限元方法求取MRIL、CMR及MREx三种核磁共振测井仪的二维静磁场分布,结果表明有限元方法可以方便的求取任意形状磁体的磁场分布,且结果精度较高.

梯度场核磁共振测井仪电子线路设计

介绍梯度场核磁共振测井仪控制和采集电路、功率放大电路、Q-转换电路、隔离电路和接收电路等。解决核磁共振测井仪大功率发射和微弱信号检测的技术难题。射频脉冲发射完后,能尽快泄放天线中储存的能量;脉冲发射和能量泄放时可对接收电路进行高压隔离保护。介绍各关键电路的设计原理,并利用所设计的电子线路和自制核磁共振测井仪探头,在实验室条件下对硫酸铜水溶液进行测量,得到满意结果。该电子线路已成功应用于自制梯度场核磁共振测井仪样机,对随钻核磁共振测井仪和井下核磁共振流体分析同样具有重要的参考价值。

核磁共振测井仪低噪声模拟接收电路设计

设计了一种用于核磁共振测井仪的低噪声模拟接收电路。第1级放大为自主构建的仪器用放大器,其增益为52dB,选用最佳源电阻与天线谐振阻抗相近的超低噪声宽带运放LMH6626保证电路的低噪声性能。对第1级放大器的噪声性能进行了理论分析,其噪声系数为1.45。实验测试结果表明,电路最大增益为112dB,频率范围为400kHz～1MHz,可对核磁共振信号进行低噪声放大,并已成功应用于核磁共振测井仪实验室样机中。

基于FPGA的核磁共振测井仪控制逻辑设计

核磁共振(NMR)测井仪以CPMG脉冲序列为测量基础,按照CPMG脉冲序列的时序要求完成大功率射频脉冲的发射和微弱回波信号的接收,在脉冲发射完成后快速泄放天线中储存的能量.该文介绍一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的NMR测井仪控制逻辑和典型脉冲序列,详细说明在CPMG脉冲序列下FPGA的工作时序和流程;讨论NMR测井仪发射电路、Q-转换电路和隔离电路的控制原理和时序要求,给出各电路的控制逻辑仿真结果;最后,利用所设计的控制逻辑和自制NMR测井仪探头,在实验室条件下对水溶液进行了测量,得到满意的结果.

核磁共振测井仪脉冲功率放大电路设计与实现

提出一种实用可靠的适用于核磁共振测井系统脉冲功率放大电路的设计方案。通过理论计算,讨论了全桥开关放大电路能满足核磁共振测井系统对输出功率的要求;给出高速功率MOSFET驱动电路的特性分析及设计方案,并详细阐述了驱动电路各模块的功能。实验证明该电路在1MHz频率下是一种高效、稳定的脉冲激励放大能量转换电路,已投入实际应用中。

MRIL-P型核磁共振测井仪探头磁场数值模拟

核磁共振测井仪的静磁场和射频磁场分布决定了仪器的测量频率、探测区域和探测深度、磁场梯度、信号强度等参数。推导出了核磁共振测井仪器磁场的数学物理模型。以居中型核磁共振测井仪MRIL-P探头为例,建立核磁共振测井仪探头结构模型,利用有限元法模拟探头静磁场和射频磁场的分布。认为在探测区域内其静磁场为梯度磁场。研究静磁场和射频磁场的分布特性和匹配关系,通过优化天线结构使射频磁场和静磁场匹配。利用三维磁场扫描对静磁场数值模拟结果进行验证,验证结果表明数值模拟与测量结果具有良好的一致性。认为利用有限元方法在进行核磁共振测井仪探头磁场的数值模拟可提高计算速度和精度。

一种新型核磁共振测井仪——MREx

MREx是一种偏心测量核磁共振测井仪。与同类其它型号仪器相比 ,该仪器具有磁铁和天线设计独特、脉冲序列对新颖、测量频率多、观测模式简单等特点。文章介绍了该仪器结构、性能指标。

核磁共振测井仪典型探头设计分析

详细介绍了目前国外具有代表意义的5种核磁共振测井仪的探头设计方案,包括Inside-out方案,MRIL方案、CMR方案、MRX方案和MREx方案。通过分析上述探头方案的设计结构、磁场分布、测量方式和信噪比等指标,提出新型核磁共振测井仪探头设计时应综合考虑以下几个因素:贴井壁测量可避免干扰;多频测量模式有利于复杂流体识别以及侵入剖面的描述;多梯度磁场的影响;采用预激化模式等。

核磁共振测井仪刻度系统机械结构设计

核磁共振测井仪刻度系统是把探头放在一个特殊的水套里进行测井,从而获得测量的输出数据与被测地层的固有物理参数的标准量值之间的转换关系。对核磁共振测井仪刻度系统的总体布局、刻度筒、刻度筒支架、岩心调节机构、循环系统等主要机械结构进行了优化设计,不仅可以完成仪器的刻度任务,而且可作为核磁共振测井技术的研究试验平台。

核磁共振测井仪多点刻度屏蔽装置研制

本文针对核磁共振测井仪器的特点,设计了一个多点刻度屏蔽装置,该装置内部为弧形无磁不锈钢骨架,外部罩一层屏蔽布,屏蔽空间内的刻度筒可以是玻璃钢筒或者不同孔隙度的岩石加工成的圆筒。刻度筒内的液体可以是油、水、油水混合物,该装置可以在不同的场所进行多点刻度,该屏蔽装置克服了以往刻度装置比较庞大、耗时耗力的缺点。

核磁共振测井仪CPMG脉冲射频场相位研究

核磁共振测井仪通过CPMG脉冲时序测量地层中质子弛豫时间得到地层孔隙度、孔隙结构、流体特性等信息。为提高核磁共振测井仪的信噪比,通过电磁场理论方法研究CPMG脉冲射频场初始相位与井下核磁共振自旋信号幅度关系,由理论计算和实验验证相得出CPMG时序第1个90°脉冲射频电场初始相位为π/2,后续180°镜像脉冲射频电场初始相位为π时核磁共振回波幅度最大,为提高信噪比提供了理论依据。

核磁共振测井仪储能电路设计与应用研究

核磁共振测井仪通过发射高能量射频脉冲来实现氢核磁矩的扳转和重聚,并以此获取地层信息。受测井电缆瞬时功率传输能力限制,脉冲发射时直流高压大幅下降,使得扳转角和重聚角不满足要求,无法有效激发氢核。根据核磁共振测井仪射频脉冲特点,在对其能量需求分析的基础上,利用负反馈原理设计一种储能电路,为射频脉冲提供足够功率及稳定的高压输出。在现场应用中,Phi_A及RATIO_B的实时曲线表明该电路能够为射频脉冲发射提供可靠保障。

MRIL-Prime核磁共振测井仪

MRIL -Prime是Halliburton公司推出的最新一代的核磁共振测井仪器。该仪器吸收了CMR和MRIL -C型仪器的优点 ,改进了其不足 ,采用 5个频带 9个不同的频率 ,一次下井可进行多种模式的测量 ,同时获得标准T2谱、移谱、差谱等信号 ,既提高了测井速度 ,又获得了更多的测井信息 ,同时数据精度也大大提高。文章介绍了该仪器的结构、主要技术指标、电子线路、电容和探头特征。

核磁共振测井仪MREC疑难故障解析

文章针对MRIL-P型核磁共振测井仪电子线路MREC在使用中出现的一些故障,介绍了电路基本原理和信号处理流程,系统地提出了对疑难故障的诊断过程及排除方法。

核磁共振测井仪前置放大电路设计

核磁共振回波信号微弱,设计一种低噪声前置放大电路是回波信号提取的关键。给出天线的等效模型,提出天线与前置放大电路接口设计原则,依据采集电路对输入信号信噪比的要求设计并实现一种低噪声前置放大电路。温度、增益、带宽、噪声性能实验结果表明电路各项指标与设计计算相符并达到仪器要求。

新一代多频带核磁共振测井仪

本文描述了新一代多频带核磁共振(NMR)测井仪的硬件和操作。在过去,NMR仪器要求测井工程师考虑可能遇到的储层流体的驰豫时间T_1。实际上或简单地假设,如果T_1时间长,那么测井速度就慢。本文所描述的这种新型仪器克服了这一缺点。其突出特点是9个敏感体平行地被极化,且被快速读出。通过采用新型的探针设计,极化过程被加速了2倍。每一敏感体对结果都有同等的贡献,对快速叠加和快速测井都支持同样的测量结果,并且每一敏感体都可以用来进行单独测量或同时测量。 实验室数据和现场测试结果证明了该仪器操作相对简单,测试的数据质量也有所改进。更独特的是在测井速度加快4倍的同时,一次测井可获得确定总孔隙度和流体类型的资料。

核磁共振测井仪采集信号去噪处理方法

核磁共振信号处理技术中,滤波器起到了重要的作用。采用积分梳状滤波器(CIC)和有限长单位冲激响应数字滤波器(FIR)进行多重处理,充分利用CIC滤波器仅有加法运算,减少了大量的乘法运算,提高了系统的运算速度,降低了系统的功耗。分析级联CIC和FIR数字滤波器的设计原理,用FPGA进行硬件设计,通过Matlab仿真对FIR数字滤波器窗函数进行选取,成功运用于核磁共振测井仪器。