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多频核磁共振测井方法及若干问题研究

作　者: 吴磊
导　师: 孔力
学　校: 华中科技大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 核磁共振测井 Inside-out测量方式 CPMG脉冲序列初始脉冲间隔受激回波效应
分类号: P631.813
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

核磁共振测井有着其它传统测井方法无法比拟的优势。由于发达国家对此项技术的封锁,我国在核磁共振测井领域一直处于空白。本文在阐述核磁共振理论与其测井技术的基础上,对我国第一代多频核磁共振测井仪器构成及其研制过程中的若干技术关键问题,分别进行深入分析与讨论。论文主要研究内容有如下几个方面。(1)基于核磁共振测井中采用‘’Inside-out"方式和“梯度磁场+射频脉冲”探头结构,结合核磁共振信号与地层属性关系的讨论,建立核磁共振测井数学物理模型,并阐述仪器信噪比与磁体、天线、电子线路和脉冲序列之间的关系,为仪器的研制提供基本依据。(2)利用Bloch方程论述CPMG脉冲序列测量流体横向弛豫时间的物理机理,系统的分析“有限脉宽效应”对回波信号的作用规律,从理论上证明90。-180。初始脉冲时段内存在最佳激发极值点。从而得到将初始脉冲间隔缩短2/t90的处置结论。实验表明,将CPMG序列的初始脉冲间隔缩短2t9。后获得回波曲线的信噪比较常规CPMG序列提高了0.75dB。(3)研讨受激回波导致CPMG回波串中初级若干个回波与期望值存在差异的物理机理,提出“受激回波效应”并通过功率标定的方式,建立回波幅度与射频场强的数学关系,校正受激回波对CPMG序列测量结果的影响。实验数据表明,忽视受激回波的影响,测量结果明显偏离正常值；若采用舍去头几个回波的校正方式,对信噪比较低测井数据的校正误差达24.58%之多；采用功率标定的校正算法,对实验室和测井数据都取得了良好的效果,误差仅有4.9%。(4)系统测试与评价研制的核磁共振测井仪的总体性能。在实验室的长达8小时的烤机实验中,孔隙度偏差不超过0.96%,标准差为0.93；T2值的最大偏差为1.8%,标准差为4.6ms；而且信噪比始终维持在39.8dB左右。通过在现场生产实验油井的实验结果显示,核磁共振测井仪器工作稳定、重复性好,孔隙度曲线标准偏差仅为1.4个孔隙度；准确性约达到国外目前最先进仪器的90%；测井精度在5个孔隙度以下,接近3个孔隙度的国际先进水平。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 核磁共振测井研究综述  10-14
  1.3 课题研究背景与论文主要内容  14-17
2 核磁共振测井物理基础与信噪比模型  17-34
  2.1 核磁共振物理描述  17-26
  2.2 核磁共振测井基本原理  26-29
  2.3 核磁共振测井信噪比模型  29-33
  2.4 本章小结  33-34
3 核磁共振测井仪系统设计  34-58
  3.1 核磁共振测井仪探头结构与测量方式  34-38
  3.2. 核磁共振测井仪磁场数值模拟  38-44
  3.3 核磁共振测井系统若干技术关键  44-57
  3.4 本章小结  57-58
4 CPMG脉冲序列与初始脉冲间隔优化  58-71
  4.1 CPMG脉冲时序数学模型  58-64
  4.2 初始脉冲间隔优化  64-68
  4.3 初始脉冲间隔优化性能实验与分析  68-70
  4.4 本章小结  70-71
5 核磁共振测井受激回波效应校正算法研究  71-87
  5.1 受激回波物理机理  71-76
  5.2 受激回波校正方法探讨  76-80
  5.3 受激回波校正实验  80-86
  5.4 本章小结  86-87
6 核磁共振测井仪系统测试与性能分析  87-97
  6.1 刻度箱中CuSO_4溶液横向弛豫时间测量  87-91
  6.2 油田现场实验与仪器整体性能分析  91-96
  6.3 本章小结  96-97
7 总结与展望  97-99
致谢  99-100
参考文献  100-111
攻读学位期间主要研究成果  111-112
公开发表的学术论文与博士学位论文的关系  112

多频核磁共振测井方法及若干问题研究

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