DPSD在低场核磁共振回波信号检测中的应用

核磁共振回波信号幅度微弱,容易受到来自电子器件和外部环境噪声的干扰,要求回波检测方法既能实时采集回波数据,又能较好的抑制噪声. 对比分析不同微弱信号检测方法的优缺点,归纳出DPSD(Digital Phase-Sensitivity Detection)方法在回波检测应用中的优越性. 通过仿真计算, 提出适用于回波信号检测的最佳滤波器窗函数. 在自制的核磁共振仪器上进行实验,结果表明,DPSD方法在满足回波信号实时测量的同时,有效压制了噪声,能准确的提取出低场核磁共振回波信号的幅度和相位信息.     

基于岩石重构图像的核磁共振响应模拟

能够反映孔隙介质内部真实复杂结构的CT图像经常被用于模拟研究中并能取得较好的结果. 但是,在很多情况下缺少三维CT图像或者其分辨率受限,此时,更易于获取的二维薄片图像被用于构建三维的孔隙结构图像. 假定孔隙介质各向同性,基于二维图像,使用多点统计方法可以构建岩石的三维孔隙结构. 基于数字图像,采用随机游走方法模拟得到核磁共振响应,然后由模拟得到的回波串反演得到T₂分布. 研究表明,岩石重构图像中的模拟结果与CT图像中的模拟结果有较好的一致性. 基于数字图像的核磁共振响应模拟为分析不同孔隙结构的核磁共振响应提供了便利,同时,模拟结果也为验证孔隙结构的重构效果提供了依据.     

核磁共振测井TDA识别油气的影响因素

TDA（时域分析）方法是核磁共振测井的主要方法之一,在判断储层流体类型、性质和孔隙度计算方面有很大的优势,但在应用中却存在一定的局限性. 针对TDA方法在流体识别中存在的一些问题,通过数值模拟不同条件的地层对其在油气识别中的影响因素及适用性进行分析. 研究结果表明：TDA主要用来识别轻烃,采用D9TW采集模式采集核磁自旋回波串,TDA能识别的轻质油粘度<9 mPa.s;长极化时间不变,短极化时间T_WS提高到2 s,TDA能识别的轻质油粘度<4 mPa.s. 双T_W回波串的差（差值信号,转换为孔隙度单位称为差分孔隙度）与地层孔隙度、含烃饱和度、含氢指数、极化函数等影响因素正相关. 对于低信噪比的核磁数据,综合各影响因素,发现烃的差分孔隙度要>1.5 p.u.,TDA方法才能有效识别油气和计算孔隙度.     

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.     

优化重聚脉冲提高梯度场核磁共振信号强度

缩短射频脉冲宽度, 有助于解决脉冲电力消耗大、样品吸收率高、信噪比低等极端条件核磁共振探测的关键问题. 本文首先分析射频脉冲角度对核磁共振自旋回波信号强度的影响机理, 基于Bloch方程推导了回波信号幅度与扳转角、重聚角的关系. 在特制核磁共振分析仪上采用变脉冲角度技术, 分别在均匀磁场和梯度磁场条件下实现对扳转角和重聚角与回波信号强度关系的数值模拟和实验测量. 结果表明, 梯度场中, 扳转角为90°、重聚角为140°的射频脉冲组合获得最大首波信号强度, 比180°脉冲对应的回波幅值提高13%, 能耗降低至78%. 选用该重聚角(140°) 优化设计饱和恢复脉冲序列探测流体的纵向弛豫时间T₁特性, 准确获得 T₁分布.该结果对于低电力供应、且对信噪比有较高要求的核磁共振测量, 如随钻核磁共振测井和在线核磁共振快速检测等, 具有重要意义. 关键词： 核磁共振 信号强度 重聚脉冲角度 Bloch方程     

水分子在微孔隙介质中的受限扩散模拟

在饱和多相流体孔隙介质中,利用核磁共振测得的扩散系数可以区分油气水,并用于饱和度等岩石物理参数的求取,但在微小孔隙(20μm)中,流体的表观扩散系数会偏离其自由扩散系数.通过有限差分和随机游走模拟方法对水分子在单孔隙及多孔隙介质中的扩散进行数值模拟,考察水分子扩散受限的程度.结合核磁共振在测井及实验室岩石物理应用的技术,进一步分析了受限扩散对求取油水饱和度等岩石物理参数造成的影响.同时,分析总结了两种模拟方法的使用条件及优缺点.     

随钻核磁共振测井仪探测特性研究

随钻核磁共振测井是继电缆核磁共振测井之后的重要进步,具有直接探测原状地层孔隙度、束缚水、渗透率和流体饱和度等特点,受到广泛关注. 随钻核磁共振测井需要在更加恶劣的环境下作业,对探头尤其是对磁体有更高的要求. 该文研究随钻核磁共振测井的探测特性. 基于测量环境和工作方式,分析了随钻核磁共振测井静磁场设计中的特殊问题;利用有限元方法,分别模拟了MRIL-WD（哈里伯顿）、proVISION（斯伦贝谢）和MagTrak（贝克休斯） 3种随钻核磁共振测井仪的静磁场分布;根据数值模拟结果,提出可以抑制仪器随钻具运动（轴向转动、纵向钻进和径向振动）对测量的影响的随钻核磁共振测井静磁场方案,为自主随钻核磁共振测井仪器的设计、实现和优化提供了思路和注意事项.     

分布式光纤Bragg光栅波长校准方法

提出了一种利用标准参考光谱进行波长校准的方法。实验中利用由宽带光源和光纤可调谐滤波器组成的可调谐光源分别扫描了参考光谱和传感光栅的光谱。在参考通道,ITU标准参考模块的输出是具有固定波长的梳状光谱。利用高斯拟合算法计算出由标准参考透射谱峰值输出的对应的驱动电压,通过样条插值函数获得了滤波器输出波长与驱动电压的关系。计算光栅反射谱峰值对应的驱动电压,利用上面获得的滤波器输出波长与驱动电压的关系式可以计算出传感光栅的Bragg波长。实验结果表明,在较大的波长范围内实现了对多个传感光栅的波长校准,减小了由滤波器非线性输出造成的测量误差,具有较高的重复性。     

岩石的核磁共振弛豫时间加权微成像

根据自旋回波成像脉冲序列中像点信号强度与重复时间TR及回波时间TE的关系，结合岩石孔隙流体核磁共振她豫的多指数特性，利用T1加权和T2加权微成像提取岩样扎隙结构的信息，以此区分大孔和微孔．1实验方法自旋回波单片核磁共振成像脉冲序列如图1所示问．图中，GX为X方向的梯度场，用于信号的频率编码，实现X方向的空间定位；GY为Y方向的梯度场，用于信号的相位编码，实现Y方向的空间定位；GZ为Z方向的梯度场，结合形状脉冲，用于确定选片的位置及片厚，实现Z方向的空间定位．RF是射频脉冲发射通道，由90°宽带脉冲和180℃窄带形状…     

一种降低井下核磁共振振铃的新方法

核磁共振（NMR）测井仪在测量过程中,振铃噪声幅度一般很高,会影响回波信号的检测. 常用的交叉相位对脉冲序列（PAPS）虽然能有效地降低振铃影响,但由于振铃与频率有关,使PAPS叠加只能在同频率之间展开,大大降低了NMR测井的纵向分辨率. 利用回波信号和振铃噪声的相位特征,设计了一种脉冲序列,采用PAPS和回波间叠加相结合的方式降低振铃噪声. 研究表明,相对于PAPS技术,提高了测量效率,同时提高了回波串的信噪比和NMR测井的纵向分辨率.