核磁共振测井仪器的最新进展与未来发展方向

讨论了电缆NMR测井仪、随钻NMR测井仪以及井下NMR流体分析仪的测量原理与主要功能。从理论和实用两个角度分析了NMR为什么迄今未能成为核心测井方法,以及能否成为核心方法和NMR测井的未来发展方向。认为NMR测井成为核心方法的途径是开发价格较低、测速较快、专门针对地层孔隙度和渗透率的NMR测井仪,使之在测速、精度、纵向分辨率以及价格等方面达到可以与常规测井相当的程度,从而结合到常规测井系列中去,或取代常规测井的孔隙度测量功能;开发识别地层流体和准确测量饱和度的NMR测井仪,作为特殊方法使用,不要求它有常规测井的速度,但要求有更大的探测深度和更高的流体分辨能力。同时,充分发挥其定位观测的特点,提供地层径向方位的多个饱和度测量,从而得到冲洗带、侵入带和原状地层的流体饱和度剖面;综合应用NMR测井观测到的T1、T2、HI以及D信息,发展更加普遍适用的NMR孔隙度、渗透率以及流体饱和度的测井模式和解释处理方法。

175℃功率MOSFET场效应管在核磁共振功放电路中的应用

发射效率和温度性能是核磁共振功放电路的重要指标,核磁共振发射器电路结构为D类全桥功率放大电路,引起D类功放效率下降的主要因素表现为场效应管的耗散功率。耗散功率既降低了发射效率,又会引起电路系统温度的上升。理论计算出175℃环境下,在一定条件的发射功率下,通过良好散热,功率MOSFET场效应管需要承受的最大结温约为200℃。芯片专用检测平台可以检测出功率场效应管的漏源击穿电压、漏极电流、栅源阈值电压、导通电阻等各参数随温度变化趋势。从大量芯片高温检测结果来看,功率MOSFET场效应管APT14M100B在200℃时的失效率约8%,经过筛选后的芯片用在电子线路上再次进行高温测试,测试结果表明,该场效应管能满足核磁共振发射器在井下175℃环境下有效稳定地工作。

一种具有偏置电流温度补偿的弱信号放大电路

对于工作在宽温度范围为25~175℃的核磁共振测井仪器微弱信号放大电路,随温度变化的偏置电流作用在不对称的差分信号源内阻上会对放大电路产生不同程度的干扰。基于低热阻封装的ADA4898-2低噪声运算放大器,设计一种带偏置电流温度补偿的微弱电压信号放大电路,其增益设计值85.8dB。理论分析和实验室测试均表明,在输入信号电压幅度最小为百nV、频率范围为400kHz^1MHz时,偏置电流温度补偿电路有效地降低了偏置电流引入的干扰,且不引入新的噪声源,在宽温度范围为25~175℃下有良好的线性度和频率响应。