[发明专利]井下随钻核磁共振仪器磁体、探头以及随钻核磁共振仪器

说明书

本发明提供一种井下随钻核磁共振仪器磁体、探头以及随钻核磁共振仪器，本发明的井下随钻核磁共振仪器磁体静磁场分布在径向的磁场梯度减小，使得静磁场更加均匀，可使产生核磁共振的敏感区域在径向的延伸长度得到显著增加，从而增加敏感区域体积并提高信噪比，进而提高测量精度。

技术领域

本发明涉及核磁共振测井技术领域，尤其涉及一种井下随钻核磁共振仪器磁体、探头以及随钻核磁共振仪器。

背景技术

核磁共振测井仪是利用核磁共振原理测量油井周围的地层情况，从而探测地层中与油气特征相关的信息，其主要通过探头形成磁场并采集共振信号，进而根据共振信号对赋存在地层岩石孔隙中的流体进行分析，以直接测量储层流体中氢核的密度，并可将利用核磁共振信号获得的核磁数据直接转换为视含水孔隙度，还可以确定储层中不同流体的存在、含量及流体的相关特性。

其中，探头是油气井下激发核磁共振现象和接收核磁共振信号的关键部件，探头的结构设计决定了测井仪的测量方式、产生核磁共振的共振区域及核磁共振信号强度等关键性能。探头主要包括磁体和天线，磁体用于在井眼周围的地层中产生静磁场，以对地层中的液态油气水中的氢原子进行激发；天线用于向地层发射射频脉冲以形成射频磁场，通过该射频磁场激发地层中已经被所述静磁场极化的氢原子产生核磁共振现象，同时还用于接收和采集地层的氢原子产生的核磁共振信号。

现有技术中的随钻核磁共振测井仪探头静磁场径向分布示意图如图1所示，现有技术的随钻核磁共振测井仪探头磁体产生的静磁场径向磁场梯度较大，因而，当仪器振动程度较剧烈时，核磁共振产生的径向敏感探测区域厚度就会很薄，使得敏感区域体积变小，从而使测量得到的信号强度减小，即信噪比降低，影响测量精度。

发明内容

本发明提供一种井下随钻核磁共振仪器磁体、探头以及随钻核磁共振仪器，以达到降低可产生随钻核磁共振测井仪探头磁体的静磁场的径向磁场梯度，提高核磁共振产生的径向敏感探测区域厚度，提高敏感区域体积，从而提高信号强度，提高信噪比，进而提高测量精度。

本发明的一个方面是提供一种井下随钻核磁共振仪器磁体，包括：第一主磁体、第二主磁体和至少一对聚焦磁体；

所述第一主磁体、所述第二主磁体和所述聚焦磁体设置于柱状探头骨架的容置腔内，所述第一主磁体、所述第二主磁体和所述聚焦磁体的中心均设置有通孔，分别用于套设在所述柱状探头骨架中心轴处穿设的供钻井液流通的泥浆管上，且所述聚焦磁体设置于所述第一主磁体和所述第二主磁体之间，所述第一主磁体、所述第二主磁体和所述聚焦磁体与所述柱状探头骨架相对固定设置；

所述第一主磁体和所述第二主磁体的充磁方向均为径向充磁，且充磁方向相反；所述聚焦磁体充磁方向为轴向充磁。

进一步的，所述第一主磁体的充磁方向沿径向由泥浆管中心向外充磁；

所述第二主磁体的充磁方向沿径向由外向泥浆管中心充磁。

进一步的，所述第一主磁体、所述第二主磁体和所述聚焦磁体为多边形柱状磁体，所述第一主磁体和所述第二主磁体尺寸相同。

进一步的，所述第一主磁体由至少一个环状磁体沿轴向组合而成；和/或

所述第二主磁体由至少一个环状磁体沿轴向组合而成；和/或

所述聚焦磁体由至少一个环状磁体沿轴向组合而成。

进一步的，所述第一主磁体由至少六个环状磁体沿轴向组合而成；和/或

所述第二主磁体由至少六个环状磁体沿轴向组合而成；和/或

所述聚焦磁体由至少两个环状磁体沿轴向组合而成。

进一步的，所述环状磁体由多个水平截面为正方形的分磁体沿环形阵列拼接而成。