一种用于核磁共振测井仪的信号处理装置

66科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON2008N O .01SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N工程技术20世纪90年代采用脉冲核磁共振测井仪器,为石油工业提供了分析储层流体、岩石和流体以及岩石相互影响方面唯一的、革命性的新方法。

这项技术投入使用正好适时,与70年代以后产量迅速递减而钻进突然增加,迫切需要新仪器的形势适应,以便评价勘探开发更复杂的油气藏。

脉冲核磁共振仪器具有广泛、新颖和独特的地层评价用途,并且这项技术自从其创始以来已迅速发展。

目前世界知名提供测井服务的公司都提供核磁共振测井服务,例如贝克休斯公司、哈里伯顿公司和斯伦贝谢公司。

斯仑贝谢公司已经开发出的新一代电缆核磁共振(NM R)测井仪——磁共振专家(M RX),贝克休斯公司新近开发的NM R 仪器——M R E x p l o r e r (M REX)。

1现代常用核磁共振测井仪器介绍1.1M RE x 仪器M RE x 是贝克休斯公司推出的一种偏心测量核磁共振测井仪。

M RE x 仪器在磁铁、天线及脉冲序列的设计、测井数据采集、信噪比控制等方面有其显著的特点。

M REx 核磁共振测井仪截面如图1所示:M REx 具有独特的天线和磁铁设计。

仪器的磁铁由屏蔽磁铁和小磁铁两块组成,两磁铁的磁场极性一致,共同产生磁场;同时,仪器的天线也由两组平行的线圈组成,一个为扰流天线,另一个为发射、接收天线。

这种独特的磁铁和天线设计,共同限制和降低了井眼泥浆对测量结果的影响,从而保证了仪器的每个频率在横切面上对应的探测灵敏区为井壁附近120的扇形壳。

M RE x 有新颖的脉冲序列。

M REx 与其他仪器不同的是,发射的重聚脉冲的扳倒角不是传统的180,而是135,以获得最佳信噪比。

同时,为了补偿测量系统的振荡噪音和其他缺陷,采用交替相位对脉冲序列。

一种随钻方位电磁波测井信号的处理方法和装置与流程
一种随钻方位电磁波测井信号的处理方法和装置与流程如下：
1. 装置：包括方位电磁波发射装置和接收装置。

发射装置利用方位电磁波源发射电磁波信号，接收装置接收地下井壁反射回来的电磁波信号。

2. 流程：首先，发射装置向地下井壁发射方位电磁波信号。

接着，接收装置接收回波信号并将其转换为电信号。

3. 处理方法：对接收到的电信号进行处理和分析。

处理方法可以包括以下几个步骤：
a. 信号去噪：利用滤波器等方法去除电信号中的噪声，以提高信号的质量和准确性。

b. 信号解调：将接收到的电信号解调为原始的电磁波信号，以便后续分析处理。

c. 信号特征提取：提取电磁波信号中的特征参数，如振幅、相位和频率等，以获取地下井壁的相关信息。

d. 信号分析：通过对提取的特征参数进行分析，可以获得地层的电磁波相应特征，如电阻率、介电常数等，从而实现对地下井壁地层结构和性质的判别和评估。

e. 结果显示和记录：将处理后的结果显示出来，并记录在日
志中，以备后续分析和验证。

以上就是一种随钻方位电磁波测井信号的处理方法和装置与流程的简要介绍。

具体的实施过程和细节还需要根据具体的系统和设备设计进行调整和优化。

浅谈核磁共振技术在测井中的应用及故障处理作为目前世界上最先进的石油测井技术之一-核磁共振测井技术，其测井信号来自地层孔隙流体，包含十分丰富的地层信息，可用于定量确定自由流体、束缚水、渗透率以及孔径分布等重要参数。

在勘探阶段，核磁共振测井能为流体性质、储层性质以及可采储量等地层评价问题的解决提供有效信息；在开发阶段，能为油层剩余油、采收率以及增产措施效果等问题的评价和分析提供定量数据。

在复杂岩性特殊岩性储层、低孔低渗储层、低电阻率低饱和度储层、以及石油天然气和稠油等储层都具有明显的应用效果。

标签：核磁共振技术；测井；故障；应用核磁共振测井仪EMRT仪器主要测量地层孔隙流体中氢核响应。

仪器用静磁場和脉冲射频磁场（RF）来进行井下自旋回波核磁响应的测量。

测量的重要信息均包括在回波串中。

回波串的初始幅度和地层中的流体信息有关，反映的是地层孔隙度。

回波幅度的衰减率反映孔径尺寸的信息和流体中流体类型。

1 核磁共振测井技术的地质应用核磁共振测井方法可直接测量地层孔隙中可动流体的信息，可定量确定自由流体、束缚水、渗透率及孔径分布，其孔隙测量不受岩石骨架矿物成分的影响，在复杂岩性、特殊岩性储层、低孔低渗储层、低电阻率、低饱和度储层、以及天然气和稠油等储层具有明显的应用效果。

2 核磁共振仪器应用特点与常规测井的区别2.1 核磁共振仪器应用特点根据核磁的测井数据，能够计算出地质的相关参数：总空隙度，有效空隙度，粘土束缚水体积，毛管束缚水体积，可动水体积，烃（油气）体积，残余烃含量，渗透率，原油粘度，含烃类型。

2.2 与常规测井的应用特点根据常规的测井数据，只能够判断储层物性，确定产量，判定纯油气产层，估算地质储量，可采储量及油气采收率。

2.3 两者的区别区别于常规仪器计算的渗透率，从另外一个角度提供了储层渗透率信息，能够结合中子密度或者电阻率测井，运用标准谱、拼接谱、差谱、移谱等方法，进行储层流体类型分析，并且为测压取样仪作业点的选取提供指导。

核磁共振测井仪前置放大电路设计核磁共振测井仪是一种非常重要的工具，用于勘探地下油气、矿产等资源。

在核磁共振测井过程中，前置放大器是必不可少的一部分。

它的作用是对来自接收线圈的小信号进行放大，以便后续处理。

前置放大器的设计需要考虑许多因素。

这里我们主要讨论的是在核磁共振测井中应用的前置放大电路设计。

一、要求与考虑因素核磁共振测井中，前置放大器需要满足下列要求：1. 高放大倍数：需放大信号的幅度，提高S/N比。

2. 低噪声：由于接收线圈接收到的回波信号比较微弱，因此前置放大器应尽可能地减小噪声干扰。

3. 幅频特性要求平稳：不同频率的信号经过前置放大器放大后，应该具备均衡的放大程度。

4. 可调性：为适应不同地质环境下的勘探要求，前置放大器必须具备一定的可调性。

二、设计思路1. 前置放大电路应当采用低噪音的双极性晶体管，以保证最小的噪声毛刺。

2. 在前置放大电路中，应当加入一个低通滤波器，以过滤掉高频噪声，同时保留下最低的信号频率。

3. 前置放大电路需要采用宽带放大器，以保持放大倍数的恒定，同时具有噪声抑制功能。

4. 可以采用多级放大电路的设计，以获得更高的放大倍数。

5. 为了防止引起负载，应当增加一个阻抗匹配的静态放大器。

三、实际设计在实现核磁共振测井前置放大电路设计中，我们可以采用以下电路：图中L1是接收线圈，L2是匹配变压器，C1是低通滤波器，Q1和Q2是晶体管放大电路，C2、C3和R1是偏置电路，IC1和IC2是运算放大器，R2和C4是输出放大器。

这个电路中，运放IC1可以实现低频放大，提高放大倍数。

运放IC2可以实现DC补偿和抑制噪声。

R2是输出级放大器，可完成最后的信号放大。

总之，核磁共振测井前置放大电路设计需要注意噪声退化、滤波、放大倍数的保持等关键因素。

只有设计出合理、稳定、可靠的前置放大器，才能保证核磁共振测井仪的准确性和灵敏度。

引言核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体（油、气、水）渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性。

本文主要讲解了核磁共振测井的发展历史、基本原理、基本应用、若干问题及展望。

发展历史核磁共振作为一种物理现象，最初是由Bloch和Purcell于1946年发现的，从而揭开了核磁共振研究和应用的序幕。

1952 年，Varian 发明了测量地磁场强度的核磁共振磁力计，随后他利用磁力计技术进行油井测量。

1956 年，Brown 和Fatt研究发现，当流体处于岩石孔隙中时，其核磁共振弛豫时间比自由状态相比显著减小。

1960年，Brown 和Gamson研制出利用地磁场的核磁共振测井仪器样机并开始油田服务。

但是，地磁场核磁测井方案受到三个限制，即：井眼中钻井液信号无法消除，致使地层信号被淹没；“死时间”太长，使小孔隙信号无法观测；无法使用脉冲核磁共振技术。

因此，这种类型的核磁共振测井仪器难以推广。

1978 年，Jasper Jackson 突破地磁场，提出一种新的方案，即“Inside-out”设计，把一个永久磁体放到井眼中(Inside)，在井眼之外的地层中(Outside)建立一个远高于地磁场、且在一定区域内均匀的静磁场，从而实现对地层信号的观测。

这个方案后来成为核磁共振测井大规模商业化应用的基础。

但是由于均匀静磁场确定的观测区域太小，观测信号信噪比很低，该方案很难作为商业测井仪而被接受。

1985 年，ZviTaicher和Schmuel提出一种新的磁体天线结构，使核磁共振测井的信噪比问题得到根本性突破。

1988 年，一种综合了“Inside-out”概念和MRI 技术，以人工梯度磁场和自旋回波方法为基础的全新的核磁共振成像测井(MRIL)问世，使核磁共振测井达到实用化要求。

此后，核磁共振测井仪器不断改进，目前，投入商业应用的核磁共振测井仪器的世界知名测井服务公司分别为：斯仑贝谢、哈利伯顿和贝克休斯。

MREx核磁共振测井数据处理解释系统研发及应用张宫;何宗斌;樊鹤;唐子涵【摘要】研发了能够完整处理MREx核磁共振测井数据的处理解释系统,并集成在CIFLog一体化网络测井平台上.从原始数据解析出发,分别编写了XTF数据格式解析模块、环境校正及回波生成模块、时深转换及回波组合模块、快速高分辨率T2谱反演模块、储层参数计算模块等5大模块.该系统处理程序步骤简洁,操作方便,便于用户掌握.处理效果完全达到了国外与之配套的eXpress处理软件水平.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2015(039)005【总页数】5页(P648-651,664)【关键词】核磁共振测井;测井数据;MREx;CIFLog【作者】张宫;何宗斌;樊鹤;唐子涵【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京100083;北京大学地球与空间科学学院,北京100871;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100;中海油田服务股份有限公司,河北三河065201;新疆塔里木油田勘探开发研究院,新疆库尔勒841000【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言MREx核磁共振测井仪器根据测量目的不同有多种测量模式,每种测量模式都有采集多组回波串数据。

以该仪器的PP OIL测量模式为例,1次下井可以采集13组回波串,通过组合和反演能够得到2种等待时间、3种回波间隔共5组T2谱数据[1]。

该仪器采集得到的信息不仅可以用来计算得到地层的孔隙度信息、渗透率信息,还可以同时得到储层中流体性质信息。

仪器在中国一些复杂储层的流体识别、低电阻率油层识别中发挥了重要作用[2]。

MREx经过测量模式的优选和解释处理方法的改进,使该仪器能够很好地识别气层、轻质油层、低电阻率低渗透率油气层等[3]。

MREx提交的测井数据格式为XTF格式,现场提供的数据中仅包含原始回波信息和现场快速处理的各组T2谱信息,通常只能作为参考而不能被最终的测井解释使用。

国外核磁共振测井仪器的研制进展核磁共振测井技术被称为21世纪测井技术，是近年来发展较快的技术之一。

核磁共振测井仪器的成功应用，在核磁测井领域具有极其重大的意义。

由于传统的测井技术测试对象是岩石的岩性和骨架矿物成分，间接计算地层的孔隙度，有时无法测到某些储集层特性，如：渗透率、束缚水饱和度和残余油饱和度等重要参数，会造成部分生产层被忽视。

而核磁成像测井技术能够测定这些参数，原因是核磁测井仪器能够直接测试地层孔隙中的流体。

1．国外研制现状自上个世纪90年代以来，核磁测井进入商业实用阶段。

目前在俄罗斯，核磁测井早已是重要的常规测井手段，其研制生产的大地磁场型系列核磁测井仪яMK923在油田勘探及开发测井中正在发挥十分重要的作用。

美国的NUMAR公司在核磁测井领域做得最为成功，全球范围内已成功完成近千口井的核磁测井商业服务，Halliburton公司在完成对NUMAR 公司的收购后，强力进入核磁测井的商业服务领域，相继开发了MRIL、MRIL-Prime和MRIL-FA等核磁共振成像仪器。

同时，Schlumberger公司的CMR（Combinable Magnetic Resonance 组合核磁共振）测井仪,在完成电子线路的升级、更有效的数据采集以及增强前期信息的信号处理等技术后，先后推出了CMR、CMR-200以及CMR—Plus等多代NMR 测井仪，在核磁测井的商业服务领域取得了成功应用。

Baker hughes公司推出了一种偏心测量核磁共振测井仪MREx。

同时，三大公司正在开发的随钻NMR测井仪已经进行了多次现场试验。

在国内，环鼎公司成功地从Halliburton公司获得了仪器的制造技术，并取得了丰厚的回报。

下面将对俄罗斯和美国三大公司的核磁仪器的工作原理、性能进行简要阐述，并对三种核磁仪器的性能进行对比分析。

1）俄罗斯的大地磁场型核磁共振测井仪（яMK923）一般采用“预极化-地磁场自由进动”方法为基础。

一种应用于核磁共振测井仪中的发射链路设计【摘要】本文提出一种应用于核磁共振测井仪中的发射链路设计，通过该发射链路的设计，实现有效激发地层回波信号的作用。

本文首先对核磁共振发射序列进行简要的介绍，然后针对核磁共振测井仪的特点提出一种发射链路设计，该发射链路包括功率放大板、天线驱动板、高能量泄放板三个部分。

分别对三个电路部分进行简要分析说明，最后给出该发射链路的实际测试结果。

目前该发射链路已经成功应用于核磁共振测井仪器中，取得了很好的应用效果。

【关键词】核磁共振；核磁回波；功率放大；能量泄放0 引言核磁共振测井可直接测量地层孔隙中可动流体的信息，可定量确定自由流体、束缚水、渗透率及孔径分布，其孔隙测量不受岩石骨架矿物成分的影响。

在过去的近20年里，核磁共振测井仪器研制和资料应用一直是石油测井领域的热点和前沿领域，受到广泛关注[1]。

本文针对核磁共振测井地层流体的特点，提出了一种可适用于井下核磁共振测井仪的发射链路设计[2]。

首先对核磁共振发射序列进行简要的介绍，然后针对核磁共振测井仪的特点提出一种发射链路设计，该发射链路包括功率放大板、天线驱动板、高能量泄放板三个部分。

分别对三个电路部分进行简要分析说明，最后给出该发射链路的实际测试结果。

目前该发射链路已经成功应用于核磁共振测井仪器中，取得了很好的应用效果。

1 核磁共振发射序列介绍核磁共振测井主要采用图1方式发射激励信号并产生相应的回波信号。

如图1所示的这种典型的核磁共振工作方式称为CPMG序列。

首先需要D0的激化时间来完成地层的磁激化，使其探测深度范围内的地层中氢原子的核磁矩能够朝着静磁场方向激化，然后发射90度脉冲信号使其核磁矩扳倒90度，其后每隔D2时间发射180度脉冲使其在同一平面的两个速度不同的矢量重合产成回波信号，这种激励接受方式称为CPMG序列[3]。

核磁共振测井主要采用CPMG序列来进行工作，采集一系列回波信号，并计算回波的幅值与相位，以此来制作相应的指数衰减曲线从而进行T2谱反演标定底层的孔隙度、渗透率、束缚水等信息。

测井仪器系统的基本构成原理测井仪器系统是用于地质勘探和石油工程中的一种重要设备，其主要由传感器系统、数据采集系统、电源和通讯系统、仪器外壳和机械结构以及软件处理系统等构成。

1. 传感器系统传感器系统是测井仪器系统的核心部分，主要作用是采集井下地质信息。

该系统包括多种传感器，如温度、压力、电阻率、声波速度、核磁共振等，根据实际需求选择合适的传感器。

在测井过程中，传感器将采集到的数据转化为电信号或数字信号，传输给数据采集系统。

2. 数据采集系统数据采集系统接收传感器传来的信号，通过多路复用器和放大器对信号进行预处理。

随后，系统将信号转换为数字信号，通过数据总线传送给主控计算机。

数据采集系统的精度和稳定性对测井结果具有重要影响，因此，系统一般采用高精度的数据采集卡和高效的算法进行数据处理。

3. 电源和通讯系统电源和通讯系统为测井仪器系统提供稳定、持续的电源，并确保数据传输的可靠性和稳定性。

一般来说，测井仪器系统采用电池组或车载电源，提供稳定、可靠的电源保障。

通讯系统则采用串口通讯、以太网通讯等多种通讯方式，实现数据的实时传输和处理。

4. 仪器外壳和机械结构仪器外壳和机械结构作为测井仪器系统的载体，对系统的稳定性和耐用性具有重要影响。

一般来说，外壳采用坚固、耐腐蚀、防水的材料，保证仪器在恶劣环境下能够正常工作。

机械结构则采用优化设计，确保仪器在高温、高压等恶劣条件下的稳定性和耐用性。

5. 软件处理系统软件处理系统是测井仪器系统的控制中心，负责数据处理、显示和存储。

该系统主要包括主控计算机、数据存储和处理软件等。

主控计算机通过接收数据采集系统的数据，对数据进行实时处理、分析和存储。

数据存储和处理软件则根据实际需求进行开发，实现数据的可视化、处理和导出等功能。

此外，软件处理系统还需具备强大的抗干扰能力和稳定性，以确保在恶劣的测井环境下能够可靠运行。

总之，测井仪器系统的基本构成原理是传感器系统采集数据，数据采集系统处理数据，电源和通讯系统提供稳定的电源和数据传输，仪器外壳和机械结构保证系统的稳定性和耐用性，而软件处理系统则实现数据的处理、显示和存储等功能。

核磁共振测井原理与应用一、核磁共振基本原理核磁共振（NMR）是物理学中的一种现象，其基本原理是原子核在磁场中的磁矩与射频脉冲之间的相互作用。

核磁共振在测井中的应用得益于其独特的物理性质，可以对地层岩石和流体进行无损检测。

二、核磁共振测井技术核磁共振测井技术利用了在地磁场中自由氢核（如H）的磁矩进动与射频脉冲的相互作用。

当射频脉冲停止后，氢核将恢复到原来的状态，这一过程中产生的信号可以被检测并用于分析地层性质。

核磁共振测井技术可以分为静态测量和动态测量两种。

三、岩石孔隙结构分析核磁共振测井可以提供关于岩石孔隙结构的详细信息。

通过测量地层中氢核的弛豫时间，可以推断出孔隙的大小、分布以及连通性，从而评估储层的渗透率和油气储量。

四、地层流体识别与分类核磁共振测井可以区分油、水、气等不同的流体，这是由于不同流体中氢核的弛豫时间不同。

此外，通过测量束缚流体和自由流体的比率，可以评估油藏的驱替效率和水淹程度。

五、地层参数反演通过核磁共振测井数据，可以反演地层的多种参数，如孔隙度、渗透率、含水饱和度等。

这一过程涉及到复杂的数学模型和算法，是核磁共振测井数据处理的关键环节。

六、测井数据处理与解释核磁共振测井数据处理包括原始数据的预处理、参数反演、解释和后处理等多个环节。

解释人员需要具备丰富的地质和测井知识，以便正确地解释测井数据，提供准确的储层评价结果。

七、核磁共振测井应用实例核磁共振测井在油气勘探和开发中得到了广泛应用。

例如，在评估油田的储层质量、监测注水作业效果、确定剩余油分布等方面发挥了重要作用。

具体实例包括评估某油田的储层孔隙结构和含油性、监测某气田的产气能力等。

这些实例证明了核磁共振测井在油气勘探和开发中的实用价值。

八、未来发展趋势与挑战随着技术的不断进步和应用需求的增加，核磁共振测井在未来将面临一些发展趋势和挑战。

例如，发展更高分辨率和灵敏度的核磁共振测井仪器、提高数据处理和解释的自动化程度、解决复杂地层和油藏条件下的应用问题等。