[电缆价格]电缆核磁共振测井探头的发展状况分析

　　本文回顾了核磁共振测井探头的发展现状，重点对现有探头结构和参数进行了具体分析。文由四部分组成。先简要介绍了核磁共振测井（NMR）的发展历史，然后分析了现有核磁共振测井探测器的结构和性能指标，并根据技术特点对探头进行了分类。后我们得出结论，组合磁铁和网络天线相结合。可能成为核磁测井探针发展的下一个方向。于磁性核电缆测井探测器发展趋势的讨论远非完整和详尽。这一问题的深入研究还应考虑到市场对石油和天然气勘探的需求以及核磁共振无线电和磁性材料等技术的发展。探测，记录，探测，共振区介绍核磁共振记录作为分析油气藏的有效技术介质，引起了学术界和工业界的关注。家比国外。中国核磁测井技术发展趋势进行了大量分析[1-2]，但其中大部分与一般技术或全球仪器有关，而且很少有对探针的详细分析。头是核磁共振测井产品的核心部件，用于建立核磁共振环境并接收信号。头的技术特性极大地决定了仪器的整体性能。文结合产品手册和公共专利，讨论了几家大型国外公司核磁共振测井产品的探头结构和参数，进一步说明了这一技术。于篇幅限制，本文仅讨论了电缆的核心，而磁力钻孔则超出了本文的范围。磁共振电缆记录技术的历史在20世纪50年代，雪佛龙开始利用地磁场建立地下勘探的核磁共振环境。20世纪80年代，斯伦贝谢引入了基于地磁场的核核探测设备。而，由于地磁场所需的高功率，系统具有长的死区时间并且不可能观察到相关的流体信息。后，杰克逊使用永磁磁共振模型来克服先前应用的局限性，并且所有后续产品都基于永磁体的结构。20世纪90年代末，哈里伯顿和斯伦贝谢推出了新一代核磁电缆测井工具，第一个是MRIL-Prime，将观测频率提高到9，并设计了预极化磁铁，最新是CMR-Plus。添加预极化磁铁。2002年，Baker推出了MREx NMR日志工具，声称考虑了以前仪器的优缺点。伦贝谢于2003年推出了MR扫描仪，以促进具有高和低垂直分辨率的多参数测量。下是对现有核磁共振测井产品探头的分析和讨论。国探测器的结构和性能洛斯阿拉莫斯原型解决了雪佛龙地磁核磁共振设备的长期问题。斯阿拉莫斯实验室的杰克逊开发了第一个使用永磁体的核磁测井工具[3]。该方案中，静磁场由一对磁极，轴向对齐的磁铁（图1a）组成，矿用电缆它们在切向方向上建立一个圆形楔入区。形区域的场强由两个磁体的间距决定，图1b显示了两个磁体中心平面的场强变化[4]。阔的区域逐渐褪色，场地强度减弱。原型已建立足够的场强，可在约500 kHz下工作，从而可在实验室环境中观察理想的NMR信号。场的强度根据磁铁与径向距离之间的距离而变化。决方案没有立即付诸实践，主要是因为轴向尺寸限制了谐振区域的大小，这给出了信噪比不足以满足测量电缆速度的要求。外，除了环形楔入区之外，还在井眼的固定中形成磁共振环境，来自泥浆的信号使得解释工作复杂且难以理解。外，工作频率将随着井的温度增加而改变。MRIL-PrimeMRIL是NUMAR在20世纪80年代中期推出的第一款商用永磁磁力测井系统.NOMAR后来被Halliburton收购。MRIL-B于1992年推出，采用单频操作并使用梯度磁场。1994年，MRIL-C用于多频操作。用梯度磁场测量多个频率可提高数据采集的效率，从而提高所收集信息的质量。MRIL-Prime于1998年推出，具有9个探测深度[5]，仍然是市场上最常见的产品之一。MRIL-Prime中使用圆柱形磁体在径向方向上极化，线圈在纵向上缠绕以获得基本上圆柱形的传感区域（图2）。柱形磁体建立的静磁场强度通过增加径向距离而减弱。用磁场梯度的多频测量不仅可以提高信号质量，还可以通过多个深度的积累来提高信号质量。测，还可以识别泥浆入侵的影响。P型核磁仪器[6]中，磁场梯度约为14-21 Gs / cm，敏感区域约为1 mm厚。此，为了获得足够的信号，敏感区域必须沿纵向延伸以增加样品量。了实现更高的速度，MRIL-Prime增加了大型预极化磁铁。际速度高达24英尺/分钟。振区域的示意图然而，作为中心型周向检测装置，MRIL具有固有缺陷。先，由于仪器与井壁之间的总空间，敏感区域可能在大型钻井环境中落入井筒中。次，当探针周围的浆料的电阻率高时，线圈负载增加，导致RF功耗的显着增加。了解决这个问题，NUMAR推出了MRIL-XL工具。MRIL-XLMRIL-XL的诞生是为了解决定心仪器的问题：在偏心状态下，最大直径可以达到16英寸，而P型只能达到12.25英寸。MRIL-XL向公众提供的数据较少。据Prammer的专利[7]，假设磁铁与P型相同，但线圈分为四个部分，允许不同的发射组合。于小井或小负荷，四部分线圈同时打开并居中：当浆料的电阻率大时，井眼太大或不规则，只有两个相邻的线圈打开进行测量。心。

　　8]（图3）。
　　此，MRIL-XL可应用于7至7/8至16英寸的井，并且更通用。外，MRIL-XL和MRIL-P提供二维（T1 / T2）测量功能，用于石油和天然气的识别和定量分析。CMR-PlusCMR（可组合磁共振）由Schlumberger于1995年出版，晚于MRIL-B。CMR-Plus基于CMR-200（1999），它增加了预极化磁铁和改进的序列，因此速度可以乘以3或5.与其他核磁测井产品相比，CMR-Plus具有独特的优势，因为它体积小，重量轻。
　　CMR [9]中，两个平板磁铁平行放置，具有相同的偏振方向。两个磁体之间向外延伸的区域中形成楔入区。三小磁铁放置在两个磁铁之间，以朝向感测方向延伸变化方向。圈位于两个主磁体之间，非常靠近仪器的外壁，形成一个半圆形结构，其开口侧面向敏感区域（图4）。此构造的敏感区域是单侧的，主信号来自15厘米长和2.5厘米厚的圆柱形区域。提供了高空间分辨率和信噪比。于RMC采用单边措施，它可以应用于大型钻孔。而，由于洞只有2.5厘米深，即使少量泥浆进入地层也会对测量结果产生重大影响。外，由于选择了均匀场，因此只需要一个频率操作，并且必须解决由温度变化引起的频率漂移问题。管CMR使用均匀场，但它仍然可以使用甜点附近的梯度磁场来测量扩散系数。而，甜点附近的梯度变化很大，并且梯度测量需要针对梯度进行校正。MR Scanner Schlumberger的最新核磁共振工具MR Scanner于2003年在市场上推出[10]，最初名为MRX，因为它太靠近MREX而被重新命名来自贝克。MR扫描器使用梯度磁场通过切换频率来测量不同深度的船体。MR Scanner探头只包含很少的技术信息。据专利[11]（图5），假设线圈缠绕在圆弧磁芯上并且磁铁是径向极化的。伦贝谢产品手册显示MR扫描仪有一个主天线和两个高分辨率天线，最大垂直分辨率为6英寸。外，MR Scanner可以根据实际需要改变传感器的运行状态，灵活调整测量速度和测量精度，同时提供良好的市场适应性。MR Explorer（MREX）MREX由Baker于2002年推出。用梯度磁场，使用单侧测量。测深度为6.1至11.2厘米，略深于MR扫描仪。MREX探头是主磁铁和小辅助磁铁的组合（图6a）。助磁铁有两个功能：增加探头外部磁场的强度和信号，然后降低探头内部磁场的强度，避免核饱和。要目标是提高天线传输和接收的效率。6b示出了辅助磁铁对信号检测区域的场强的影响。着图6a的虚线绘制场强。

　　以看出，辅助磁铁增强了敏感区域中的磁场并削弱了磁芯中的磁场。
　　术特性的分类根据表1中的磁场类型，根据磁场的类型可分为分级磁场和梯度。7示出了各种类型磁场的场强的演变，虚线表示谐振区域。7a示出了典型的梯度磁场曲线，表明谐振区域较窄;图7b是洛斯阿拉莫斯楔形区域的图示，其中楔入发生在最强大的磁场中;由于使用了调节磁铁，楔形区域显着增加。前面的讨论中，只有LosAlamos原型和CMR使用了均匀的磁场。准的优点是谐振区很大，信噪比很好，测量的T2受扩散影响较小，但校准面临温度变化引起的频率漂移问题。一方面，梯度磁场可用于测量多个检测深度，从而导致更高的速度测量和丰富的采集信息。温度引起磁场变化时，没有必要担心深度的微小变化。Los Alamos匀场CMR匀场根据谐振区域的形状，它可以大致分为环形（360°）和单侧。MRIL-Prime外的所有探头均支持单侧测量。形谐振区域的优点在于谐振区域大，信噪比良好，并且受地层不一致性的影响较小。而，与单侧谐振区域相比，环形区域需要更高的RF功率并且受到井筒环境的强烈影响。反，单边类型具有更大的环境适应性。MRIL-XL可根据此要求生产，可应用于16英寸钻孔。外，取决于谐振区域的长度，可以以高分辨率和共同分辨率划分。种斯伦贝谢磁力绳产品的静态垂直分辨率小于20厘米，具有区分薄膜的独特优势;其磁共振扫描仪产品同时具有两个分辨率天线，提供更丰富的培训。息工作频率对工作频率的分类仅与磁场强度有关。处，限制为1 MHz，只有斯伦贝谢CMR超过此限制，工作频率为2.2 MHz。他产品介于500和1000 kHz之间。则上，工作频率越高，信噪比越好。是高频意味着更高的场强，可能以检测深度为代价。（续第174页）4结论自雪佛龙使用地磁场以来，核磁共振技术已被用于测井60多年。20世纪80年代使用永久磁铁使该技术大规模商业化，并在未来20年内，公司推出了大量的核磁共振测井产品。而，在过去十年中，很少见到新产品。
　　部分工作都是基于改进和升级原始产品。以看出，这项技术的发展已经成熟。先前的产品分析和分类比较的基础上，考虑了NMR电缆探针的两种可能的发展方向。）组合磁铁。伦贝谢的CMR和Baker的MREx使用更复杂的磁铁组合，可灵活控制磁场强度和梯度。理的磁场梯度更适合收集散射系数，这简化了多参数测量的数据处理和解释。外，参考CMR产品的磁场趋势，可以同时使用变化区和梯度磁场以获得更丰富的信息收集。）网络天线。自Halliburton的MRIL-XL和来自斯伦贝谢的MR Scanner使用了几套卷轴。个线圈的组合对于提高空间分辨率和速度测量非常有用，而这两点正是当今勘探市场的核心。
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