[发明专利]多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法

说明书

本发明公开了一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法，所述装置包括：钻铤骨架，钻铤骨架中心轴处穿设有供钻井液流通的泥浆管，设于钻铤骨架内的仪器探测器以及接口电路，仪器探测器包括在泥浆管上同轴套设、且上下相对设置用于产生静磁场的磁体以及多线圈结构，多线圈结构包括与泥浆管同轴心设置的主线圈以及设于主线圈周向的三个方位线圈，主线圈以及方位线圈均通过调谐电路与接口电路连接，且通过接口电路使得在主线圈发射射频脉冲后选择主线圈单独接收回波信号或选择主线圈与方位线圈共同接收回波信号，增加了核磁共振测井仪器探测到的地质信息的种类，提高了对地质信息了解的全面性，且具备方位分辨能力，能很好的满足探井要求。

技术领域

本发明实施例涉及核磁共振测井技术领域，尤其涉及一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法。

背景技术

随着勘探技术的发展，核磁共振测井技术由于其可以适用于各种岩性和储层条件下的测井需要，可以提供地层的总孔隙度、有效孔隙度等优势，且是唯一可以直接测量地层自由流体和束缚流体体积的测井装置，可以实时提供连续的地层渗透率剖面，能比较准确地反映地层的渗透特性，在勘探测井领域的应用越来越广泛。

现有技术中，勘探技术是基于核磁共振理论，且通过测量地层中的氢核(质子)的弛豫性质来直接探测地层孔隙特性和流体特性的。随着水平井技术的发展，随钻核磁共振测井成为解决复杂油气藏测井问题重要利器，测井数据保留原状地层特征，同时又可以降低作业成本。

然而，现有的随钻核磁共振测井仪器探测到的信息比较单一，测井数据仅反映地层平均信息，且不具备方位分辨能力，无法满足探井需求。

发明内容

本发明为了解决以上问题，本发明提供一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法，可适应非均匀地层测井的需求。

第一方面，本发明实施例提供一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置，包括：钻铤骨架，设于所述钻铤骨架内的仪器探测器以及接口电路，所述钻铤骨架中心轴处穿设有供钻井液流通的泥浆管，所述仪器探测器包括在所述泥浆管上同轴套设，且上下相对设置用于产生静磁场的磁体以及用于发射射频脉冲并接收回波信号的多线圈结构；

所述多线圈结构包括与所述泥浆管同轴心设置的主线圈以及设于所述主线圈周向的三个方位线圈，所述主线圈以及所述方位线圈均通过调谐电路与所述接口电路连接，且通过所述接口电路以使得在所述主线圈发射射频脉冲后选择所述主线圈单独接收回波信号或选择所述主线圈与所述方位线圈共同接收回波信号。

可选的，所述磁体包括均为轴向充磁的第一主磁体以及第二主磁体，所述第一主磁体和所述第二主磁体的N极相对设置，其中，所述第一主磁体和所述第二主磁体均由至少十个磁环粘结而成，且相邻的两磁环磁极相斥，所述磁环由至少六块扇形磁块粘接而成。

可选的，所述主线圈以及所述方位线圈设于线圈骨架上，其中，主线圈骨架包括两个半圆形筒体、且与所述泥浆管同轴心设置，所述主线圈内嵌在所述筒体的螺旋形线槽内；方位线圈骨架均布于所述主线圈骨架的周向，其包括中间骨架以及设于所述中间骨架两端用于固定在钻铤槽内的转角，所述方位线圈内嵌在所述中间骨架的螺旋形线槽内。

可选的，所述主线圈骨架的螺旋形线槽倾斜面法线方向与所述方位线圈的螺旋形线槽倾斜面法线方向垂直。

可选的，所述所述主线圈骨架以及所述方位线圈骨架的一端均留有出线孔，所述主线圈以及三个所述方位线圈通过出线孔连接至各自的调谐电路以构成谐振网络。

可选的，所述调谐电路为LC电路，谐振频率的表达式为：

其中，γ为旋磁比，f₀为产生核磁共振的共振频率，B₀为静磁场强度。