三维核磁共振测井仪探头、测井仪及天线激励方法_2

文档序号:9393595阅读:来源:国知局
一致,能够保证在探头移动测量时磁体的相对位置不会发 生变化,保证静磁场的稳定。
[0055] 本实施例中的四个磁体,W探头骨架10的中屯、为基准,按照罗盘方位,可W分布 在东南西北四个方向,为了便于描述,W下将四个磁体分别称为东部磁体11、南部磁体12、 西部磁体13和北部磁体14。南部磁体12和北部磁体14相对设置,东部磁体11和西部磁 体13相对设置。
[0056] 磁体沿探头骨架10的径向方向充磁,即磁体的充磁方向为由内向外或由内向外。 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,本实施例中,南部磁体12和北部磁体14的充磁方向可W为由内向外,东部磁 体11和西部磁体13的充磁方向可W为由外向内。四个磁体充磁后的磁性如图1所示,其 中字母"S"和"N"表示每个磁体的S极和N极。
[0057] 对于每个磁体来说,产生的磁力线均从N极出发,从S极返回,本实施例中,由于东 部磁体11和西部磁体13的N极在内、S极在外,南部磁体12和北部磁体14的N极在外、S 极在内,因此,产生的磁力线会从一个磁体的N极出发,进入另一个磁体的S极。
[0058]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。如图2所示,磁力线由一个磁体的N极出发,经过地层后从与该磁体相 邻的磁体的S极返回。四个磁体产生的静磁场,在相同径向深度下不同方位的磁场强度均 相同。
[0059] 在探头骨架10中,每个磁体的两侧分别对应设置有天线,具体地,在探头骨架10 上可W开设有八个凹槽6,凹槽6中设置有天线,并填充有高导磁材料,高导磁材料能够提 高天线效率,保证敏感区域的深度。天线可W为去氧铜皮制作的条带型天线,或者其它类型 的天线,本实施例对此不作限制。
[0060] 在探头中屯、位置看每个磁体,位于磁体左侧的天线称为左侧天线,位于磁体右侧 的天线称为右侧天线。探头骨架10中的八个天线是各自独立馈电的,对其中一个天线发送 激励信号不会影响其他的天线。
[0061] 每个磁体对应的两个天线中,左侧天线到磁体的距离与右侧天线到磁体的距离相 等;四个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。
[0062]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。图3示出的是八个天线均被激励时产生的射频磁场的磁力线分布, 如图3所示,八个天线产生的射频磁场是中屯、对称的。
[0063] 每个磁体对应的左侧天线和右侧天线电连接,在工作时,可W同时激励一个磁体 的左侧天线和右侧天线,W产生45°的敏感区域范围,实现井下单方位45°角的探测;也 可W激励相邻两个磁体对应的四个天线,W产生90°的敏感区域范围,实现井下单方位 90°角的探测;也可W激励全部天线,W产生360°的敏感区域范围,实现井下全方位探 巧。。表1示出了本实施例中13种不同的天线激励方式。
[0064]表1
[0065]
[0066]
[0067] 表1中,天线21和22分别为东部磁体11对应的左侧天线和右侧天线,天线23和 24分别为南部磁体12对应的左侧天线和右侧天线,天线25和26分别为西部磁体13对应 的左侧天线和右侧天线,天线27和28分别为北部磁体14对应的左侧天线和右侧天线。由 表1可W看出,通过激励不同的天线,可W实现不同方位角的地层信息的探测,使核磁共振 测井仪探头具有周向分辨能力。
[0068] 核磁共振的基本条件之一为,天线的发射频率要与地层中极化氨质子的拉摩尔频 率相等,拉摩尔频率公式为:
[0069]
《1 )
[0070] 其中,f。为拉摩尔频率,B。为静磁场强度,丫为旋磁比,
[0071] 在不同的径向深度上,静磁场强度皆不相同,即不同径向深度上的氨质子具有不 同的拉摩尔频率,通过发送给天线具有与拉摩尔频率相对应的一定带宽的射频脉冲,可W 在径向上形成不同深度的多个敏感区域切片,使探头探测到径向维信号;根据本实施例中 磁体和天线的排布方式,在探头周围可W形成多个方位上的敏感区域切片,每个切片均呈 一定弧度的瓦壳形。径向和周向结合,可W形成多个数量的敏感区域切片,例如,若天线有 5个工作频率,则可W形成9X5 = 45个敏感区域切片。
[0072] 在井下探测过程中,通过上提探头、下降探头,可W实现不同轴向深度的地层信息 的探测;通过改变天线的激励频率,可W实现不同径向深度的地层信息的探测;通过激励 不同的天线,可W实现不同方位角的地层信息的探测。因此,将轴向深度维信号、径向深度 维信号、周向方位角度信号结合,可W实现探头的=维尺度下的探测能力。本实施例中,轴 向是指井的中屯、轴线的延伸方向,径向是指井中屯、沿半径向外延伸的方向,周向是指环绕 井中屯、的延伸方向。
[0073] 本实施例提供的=维核磁共振测井仪探头中,在探头骨架10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。
[0074] 实施例二
[00巧]本发明实施例二提供一种=维核磁共振测井仪探头。本实施例中的=维核磁共振 测井仪探头,是在实施例一提供的=维核磁共振测井仪探头的基础上,进行了如下改进:
[0076] 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;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,和后一个磁体对应的两个 天线中、与前一个磁体距离最近的一个天线之间通过开关相连接。
[0077] 具体地,相邻的两个磁体指的就是充磁方向垂直的两个磁体,其中一个作为前一 个磁体,另一个作为后一个磁体。例如,相邻的东部磁体11和南部磁体12,将东部磁体11 作为前一个磁体,则南部磁体12作为后一个磁体,当然,也可W将东部磁体11作为后一个 磁体,则南部磁体12作为前一个磁体。东部磁体11对应天线21和22,天线21和22中距 离南部磁体12最近的一个是天线22,南部磁体12对应天线23和24,天线23和24中距离 东部磁体11最近的一个是天线23,因此,天线22与天线23之间通过开关相连接。
[0078] 在本实施例中,除了激励天线21和22产生45°的敏感区域W外,还可W将天线 22和23之间的开关开通,激励天线22和23产生45°的敏感区域。当不需要探测天线22 和23对应的敏感区域时,可W将天线22和23之间的天线关断。
[0079] 类似的,天线24和25之间通过开关相连接,天线26和27之间通过开关相连接, 天线28和21之间通过开关相连接。表2示出了各开关开通时天线的4种激励方式。当不 需要探测表2给出的四个区域时,可W关断相应的开关,按照实施例一中表1给出的9种激 励方式对天线进行激励即可。
[0080]表 2
[0081]
[0082]
[008引本实施例中,结合表1和表2,可W有多种探测方式。当需要进行四扇区探测时,可W按照模式5、6、7、8对天线进行激励;当需要进行八扇区探测时,可W按照模式1、2、3、4、 10、11、12、13对天线进行激励;当需要探测全方位的地层信息时,可W按照模式9对天线进 行激励。
[0084] 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。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。
[0085] 图4和图5中,图中的圆环代表S维核磁共振测井仪探头,圆环附近的弧线代表敏 感区域切片。如图4所示,左侧部分示出了敏感区域为西部90°的情况下探头与敏感区域 切片的位置关系,右侧部分示出了敏感区域为东部90°的情况下探头与敏感区域切片的位 置关系,上方部分示出了敏感区域为北部90°的情况下探头与敏感区域切片的位置关系, 下方部分示出了敏感区域为南部90°的情况下探头与敏感区域切片的位置关系。如图5所 示,第一行示出了敏感区域分别为西北45°、北部45°、东北45°的情况下探头与敏感区 域切片的位置关系,第=行示出了敏感区域分别为西南45°、南部45°、东南45°的情况 下探头与敏感区域切片的位置关系,第二行的中间示出了敏感区域为全方位时探头与敏感 区域切片的位置关系,第二行的左右两部分示出了敏感区域分别为西部45°和东部45° 的情况下探头与敏感区域切片
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1