三维核磁共振测井仪探头、测井仪及天线激励方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及核磁共振测井技术领域，尤其设及一种=维核磁共振测井仪探头、测 井仪及天线激励方法。
【背景技术】
[000引核磁共振（NuclearMa即eticResonance,NMR)现象在1946年被发现，之后很快 应用在物理、化学、材料科学、生命科学和医学等领域。20世纪50年代，核磁共振开始在 石油天然气工业中应用，最初应用于油藏岩石物理领域。核磁共振测井仪可W利用核磁共 振原理对井眼周围的地层信息的进行探测，具有独特的储层流体的定性识别和定量评价能 力。
[0003] 探头是核磁共振测井仪的重要部件之一，探头的结构决定了仪器的测量方式、核 磁共振区域和核磁共振信号强度等关键性能。核磁共振测井仪探头主要包括磁体和天线， 磁体能形成用于极化自旋氨质子的静磁场，天线能发射用于扳转自旋氨质子的射频场，撤 去射频场后，自旋氨质子开始沿着静磁场发生进动，从而产生核磁共振感应信号，通过探测 核磁共振感应信号，可W对地层情况进行分析。
[0004] 现有的核磁共振测井仪探头多采用柱状体磁体，磁体的圆面两边分别为N极和S 极，磁场分布由N极指向S极的闭合磁力线形成，天线环绕在磁体周围，能向井眼四周360° 激发极化的地层区域，使得在井眼周围没有探测盲区，可W进行多频多切片测量，但测量得 到的信号只能是360°地层中信号的平均信号。因此，现有技术中的核磁共振测井仪探头只 能进行径向深度维、轴向深度维的信号检测，不具有周向多方位敏感区域的信号检测能力。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种=维核磁共振测井仪探头、测井仪及天线激励方法，用W解决现 有技术中核磁共振测井仪探头只能进行径向深度维和轴向深度维的信号检测、不具有周向 多方位敏感区域的信号检测能力的技术问题。
[0006] 本发明提供一种=维核磁共振测井仪探头，包括：探头骨架、磁体、W及天线；
[0007] 所述探头骨架周向上均匀分布有四个所述磁体，所述磁体沿所述探头骨架的径向 充磁，其中，相对设置的两个磁体的充磁方向为由外向内，另外两个相对设置的磁体的充磁 方向为由内向外；
[0008] 在所述探头骨架中、对应每个所述磁体分别设置有独立馈电的天线；
[0009] 所述磁体对应的天线包括设置在所述磁体的一侧的左侧天线W及设置在所述磁 体另一侧的右侧天线；
[0010] 每个磁体对应的所述左侧天线和所述右侧天线电连接。
[0011] 进一步地，相邻的两个磁体中，前一个磁体的充磁方向与后一个磁体的充磁方向 垂直；
[0012] 前一个磁体对应的两个天线中、与后一个磁体距离最近的一个天线，和所述后一 个磁体对应的两个天线中、与所述前一个磁体距离最近的一个天线之间通过开关相连接。
[0013] 进一步地，所述天线为去氧铜皮制作的条带型天线；
[0014] 每个所述磁体对应的两个天线中，所述左侧天线到所述磁体的距离与所述右侧天 线到所述磁体的距离相等；
[0015] 四个所述磁体对应的八个天线中，每个磁体对应的左侧天线与右侧天线之间的距 离均等于预设距离值。
[0016] 进一步地，所述探头骨架中设置有四个与所述磁体相匹配的容置腔，所述磁体固 定设置在所述容置腔中；
[0017] 所述探头骨架上开设有八个凹槽，所述凹槽中设置有所述天线，并填充有高导磁 材料。
[0018] 进一步地，所述=维核磁共振测井仪探头，还包括：用于为天线馈电的天线激励装 置；
[0019] 每个所述磁体对应的两个天线中，所述左侧天线的一端和所述右侧天线的一端相 连接，所述左侧天线的另一端和所述右侧天线的另一端分别与所述天线激励装置相连接。
[0020] 进一步地，所述探头骨架中设置有通孔，所述通孔的中屯、轴线与所述探头骨架的 中屯、轴线重合；
[0021] 所述通孔中穿设有支撑架，所述支撑架与探头壳体固定连接，或者，所述通孔中穿 设有供钻井液流通的导流管，所述导流管通过金属件与所述探头骨架固定连接。
[0022] 进一步地，每个所述磁体包括多个磁片；
[0023] 所述多个磁片粘接固定，形成所述磁体。
[0024] 进一步地，所述磁体为衫钻永磁体。
[00巧]本发明还提供一种测井仪，包括上述任一项所述的=维核磁共振测井仪探头。
[0026] 本发明还提供一种基于上述任一项所述的=维核磁共振测井仪探头的天线激励 方法，包括：
[0027] 激励一个磁体对应的两个天线，产生45°角的敏感区域范围，实现井下单方位 45°角的探测；
[0028] 激励相邻两个磁体对应的四个天线，产生90°角的敏感区域范围，实现井下单方 位90°角的探测；
[0029] 激励全部天线，产生360°角的敏感区域范围，实现井下全方位探测。
[0030] 本发明提供的=维核磁共振测井仪探头、测井仪及天线激励方法，在探头骨架的 周向上均匀分布有四个磁体，每个磁体两侧对应设有两个各自独立馈电的天线，通过激励 不同的天线，可W实现不同方位角的地层信息探测，提高了核磁共振测井仪探头的周向分 辨能力，实现了径向、轴向、周向S维尺度下的地层探测。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明实施例一提供的=维核磁共振测井仪探头的结构示意图；
[0032] 图2为本发明实施例一提供的=维核磁共振测井仪探头中磁体产生的静磁场的 磁力线分布示意图；
[0033] 图3为本发明实施例一提供的=维核磁共振测井仪探头中天线产生的射频磁场 的磁力线分布示意图；
[0034] 图4为本发明实施例二提供的=维核磁共振测井仪探头形成的四种90°敏感区 域切片的示意图；
[0035] 图5为本发明实施例二提供的=维核磁共振测井仪探头形成的八种45°敏感区 域切片W及360°敏感区域切片的示意图；
[0036] 图6为本发明实施例二提供的=维核磁共振测井仪探头的=维尺度下的探测示 意图；
[0037] 图7为本发明实施例二提供的=维核磁共振测井仪探头中磁体的结构示意图。
[0038] 附图标记：
[0039] 10-探头骨架 11-东部磁体 12-南部磁体
[0040] 13-西部磁体 14-北部磁体 21-东部磁体左侧天线
[0041] 22-东部磁体右侧天线23-南部磁体左侧天线24-南部磁体右侧天线
[0042] 25-西部磁体左侧天线26-西部磁体右侧天线27-北部磁体左侧天线
[0043] 28-北部磁体右侧天线31-上提方向 32-下降方向
[0044] 4-敏感区域切片 5-磁片 6-凹槽
[004引 7-通孔 9-垂直井
【具体实施方式】
[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047] 实施例一
[0048] 本发明实施例一提供一种=维核磁共振测井仪探头。图1为本发明实施例一提供 的=维核磁共振测井仪探头的结构示意图。如图1所示，本实施例中的=维核磁共振测井 仪探头，可W包括：探头骨架10、磁体、W及天线；
[0049] 探头骨架10周向上均匀分布有四个磁体，磁体沿探头骨架10的径向充磁，其中， 相对设置的两个磁体的充磁方向为由外向内，另外两个相对设置的磁体的充磁方向为由内 向外；
[0050] 在探头骨架10中、对应每个磁体分别设置有独立馈电的天线；
[0051] 磁体对应的天线包括设置在磁体的一侧的左侧天线W及设置在磁体另一侧的右 侧天线；
[0052] 每个磁体对应的左侧天线和右侧天线电连接。
[0053] 具体地，探头骨架10可W由非高导磁、且机械硬度较强的材料如铁合金等制作而 成，能够保证整个探头的抗压和抗扭能力。探头骨架10可W为圆柱形结构，其周向上均匀 分布有四个磁体，也就是说，四个磁体到探头骨架10的中屯、轴线的距离均相等，且任意两 个磁体之间的距离也相等。
[0054] 探头骨架10中可W设置有四个与磁体相匹配的容置腔，磁体固定设置在容置腔 中，容置腔的形状和大小与磁体