《核磁共振测井全》ppt课件

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1、核磁共振测井一核磁共振现象二核磁共振测井三岩石驰豫机理四核磁共振测井资料处理五核磁共振测井解释资料解释六核磁共振测井资料实际应用七小结目录核——原子核磁——磁场核磁共振（NMR）——原子核在磁场中的响应为什么原子核在磁场中会发生响应呢？（核有磁性）一核磁共振现象（一）核有磁性核由质子和中子组成；质子带正电，中子不带电；所以，原子核带正电的。另外，有些核具有内秉角动量（自旋）。奇数核子奇数原子序数，偶数核子因而核有磁性。磁矩描述磁场强度与方向的矢量自旋角动量；旋磁比，每个核都有一特定的值。有正有负，核磁矩的方向与

2、其有关。（二）没有外磁场作用单个磁矩随机取向；系统宏观上没有磁性。（三）静磁场作用单个自旋要受力矩作用，表现：（1）原子核吸收能量，磁矩取向变化（极化）；（2）磁矩绕静磁场Ｂ0静动(与陀螺在重力场中发生进动类似)。进动频率（Larmor频率)（四）静磁场作用整个自旋系统整个自旋系统被磁化产生宏观磁化量M0（M0的变化过程是核磁测井观测对象）（五）垂直方向上施加交变磁场在垂直Ｂ0方向上加交变磁场，频率ω=ω0=γB0发生核磁共振吸收现象。也就是M被扳倒。脉冲，M扳倒90度脉冲，M扳倒180度（六）交变磁场作用后—

3、弛豫磁化矢量朝Ｂ0方向恢复，使核自旋系统从非平衡分布恢复到平衡分布。纵向弛豫T1横向弛豫T21纵向弛豫/T1非平衡态磁化矢量的纵向分量恢复到初始磁化矢量M0的过程弛豫速率1/T1弛豫时间T1磁能级粒子数发生变化，自旋体系能量也要发生变化，自旋与晶格交换能量，又称自旋-晶格弛豫。Mz是以1/T1的速率按指数恢复到Z方向的初值。2横向弛豫/T2非平衡态磁化矢量的水平分量Mxy衰减至零的过程弛豫速率1/T2弛豫时间T2磁化矢量进动相位从有序分布趋向无规则分布，自旋体系内部相互作用，自旋与晶格不交换能量，又称自旋-自旋

4、弛豫。横向弛豫按指数衰减（一）核磁共振信号测量（二）核磁共振测井仪（三）核磁共振测井过程与特点二核磁共振测井1.自由感应衰减法2.自旋回波法3.反转恢复法（测T1）（一）核磁共振信号测量自由感应衰减的核心是利用某种方法使与静磁场B0平行的核磁化强度M0扳转90度以激发自由进动信号。（1）射频脉冲法（2）预极化法1.自由感应衰减法（1）射频脉冲法用一个90度射频脉冲使原来沿静磁场方向的磁化矢量扳转90度，然后进行观测，得到的信号即是自由感应衰减信号（或FID信号）（早期的斯仑贝谢核磁测井仪器采用此种方法）（2）预

5、极化法在稳定磁场B0的垂直方向上加一较强的预极化磁场Bp，由于极化磁场很强，最初沿稳定磁场建立起来的平衡态磁化强度M0会发生偏转而沿总场的方向取向。(Mp)如果极化时间足够长，Bp>>B0，所以Mp近似与M0方向垂直。这时突然撤去Bp，因时间很短，Mp绕B0进动（w0),由于驰豫，在进动的同时，纵向分量恢复到平衡态的M0，而横向分量将按有效横向驰豫时间T2*确定的速率衰减。这时在垂直于B0方向上探测，在接收线圈中可以观测到一个频率为W0变化的自由进动信号。（俄罗斯现代核磁测井仪器采用此种方法）自由感应衰减法所使

6、用的静磁场B0都是采用的大地地磁场，因而产生的信号很弱。2自旋回波法现代核磁信号的测量采用（CMR,MRIL,MREx）CPMG脉冲测量过程：极化-扳倒-失相-重聚-测量-再失相-再重聚-再测量．．．（二）核磁共振测井仪1俄罗斯RK-923测井仪2CMR测井仪3MRIL测井仪4MREx测井仪1俄罗斯RK-923测井仪观测方式：预极化—地球场自由进动法测量：U=U0exp(-t/T2)中的产U1,U2,U3三个值。成果：经温度，环境校正与处理得到自由流体指数参数N与纵向驰豫时间T1。缺点：1.信号太弱，有时不能用

7、。2.极化时间长，测速太慢。3.电流自感大，开关延迟，丢失前端有用信息。4.井眼环境影响大。5.磁场非均匀性影响大，衰减常数为T2*。2CMR测井仪CMR，CMR_PLUS，MRScanner仪器型号CMRCMR_PLUSMR_SCANNER测量原理局部均匀磁场-脉冲方法梯度磁场-脉冲方法测量方式自旋回波测量仪器位置偏心工作频率123+1天线数量112(高分辨率天线与主天线)频率范围2MHz2MHz1.1MHz与1-0.5MHz最小回波间隔0.28ms0.2ms0.45ms探测深度1in(井壁)1in(井壁)1

8、.25，1.5，2.3，2.7，4.0in纵向分辨率7.5in(点测)7.5in(点测)7.5in与18in适应最小井眼6.5in6.5in5.875in耐温175°C175°C150°C磁体长度6in30in(仪器长32.7m)最大测速183m/h250-1098m/h250-3600m/h(T2,1800m/h)测量成果T2分布(3ms-3s)T2分布(0.5ms-5s)T2分布(