CN100409024C - 利用梯度场nmr手段进行nmr频谱分析 - Google Patents

利用梯度场nmr手段进行nmr频谱分析 Download PDF

Info

Publication number
CN100409024C
CN100409024C CN 03149035 CN03149035A CN100409024C CN 100409024 C CN100409024 C CN 100409024C CN 03149035 CN03149035 CN 03149035 CN 03149035 A CN03149035 A CN 03149035A CN 100409024 C CN100409024 C CN 100409024C
Authority
CN
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
magnetic field
gradient
method according
region
signal
Prior art date
Application number
CN 03149035
Other languages
English (en)
Other versions
CN1472543A (zh )
Inventor
K·加尼桑
Original Assignee
施卢默格海外有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/32Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with electron or nuclear magnetic resonance

Abstract

本发明涉及核磁共振测量方法;所述方法包括的步骤为:施加一个第一静态磁场,对试样进行极化;向试样上发射一个射频的脉冲。随后,施加一个第二磁场,以便当与第一静态磁场共同作用时,产生一个第三静态磁场。最后,在第二静态磁场作用期间或撤除之后,测量由试样发出的NMR信号。最后,这些方法可以用于矿井中的核磁共振测量。

Description

利用梯度场丽R手段进行刚R频谱分析技术领城总体而言,本发明涉及用于核磁共振(NMR)频谱分析的方法和装置。 背景技水用于测量物质特性或识别其成分的基于电磁的装置是众所周知的。 核磁共振(NMR)技术已被用于形成生物组织的图象或确定诸如土壤构成的成分。在该技术领域中,核磁共振测量装置是众所周知的。通常,核磁共 振测量装置包括形成一个静态磁场的磁体和用于发射和接收射频磁场的 天线。天线通常是位于靠近所分析区域位置的螺线管线團。hckson等人 的美国专利4, 350, 955和Taicher等人的美国专利4, 717, 877中公 开了核磁共振的例子。核磁共振现象是由质子和中子总数为奇数的原子核表现出来的。当 被放置在一个外部施加的静态磁场B。中时,原子核趋于和所施加的磁场 对齐,产生一个沿所加磁场方向的净磁化强度M。原子核以一个特征刚R 频率co (称为拉莫频率)围绕所加磁场的进动,该频率由下式给出: w = A ( 1 )其中Y为旋磁比。具有与特定的原子核拉莫频率相等的频率分量并沿着垂直于静态磁 场B。的方向施加的时间相关(RF)磁场将使原子核吸收能量并章动而偏 离静态磁场B。的轴线。如果章动角达到90°时恰好关掉RF脉沖,则磁 化强度落入垂直于B。方向的平面(x-y平面)中,净磁化强度在该垂直 平面内以拉莫频率围绕静态磁场B。进动。这样的一个脉沖称为90。脉沖。 180°脉沖是使磁化强度180。章动的脉冲,即使其反转的脉沖。这两种 类型的RF脉冲形成了 NMR频谦分析的基本手段。图2a和2b显示了通常用于NMR频谱分析的脉沖序列。图2a的上部 图象显示的是上述的90。脉冲,以及下部图象显示的是检测的信号。图 2b显示的是自旋回波脉沖序列。 一个90°脉沖首先施加到原子核系统。 该90°脉沖将相应的磁化强度旋转到x-y平面中。该横向磁化强度幵始相移。在该90°脉冲之后的某一时刻,施加一个180°脉冲。该脉沖使 磁化强度围绕x轴旋转180° 。该180。脉沖使磁化强度的至少部分地相 移形成一个称为回波的信号。因此,该180°脉冲被称为是重新聚焦脉沖。 图2b中的下部图形显示的是检测的信号。不仅可采用90°脉冲。也可采用重复几个小自旋翻转角(<90° )的 RF脉沖,以产生较高的信噪比(S/N)。使用几个小的自旋翻转角的RF 脉沖的优势是在RF脉冲之后,仍有沿z轴方向的剩余磁化强度。该剩余 磁化强度可用于观测下一个刚R信号。因此,可以重复施加另一个小翻 转角的RF脉沖,而无需等待沿z轴返回磁化强度。在RF脉冲之后磁化 强度返回到z轴的时间常数被称为是自旋-点阵驰豫时间(T,)。小的自 旋翻转角RF脉冲的应用可以无需等待磁化矢量到达其平衡值而重复后续 的RF脉沖。对于一个固定的时间,可以利用小翻转角和小重复时间替代 一个单一的90。 RF脉冲,来获得一系列的NMR信号。因此,利用一系列 小翻转角与利用一个单一的90。 RF脉冲相比,可得到更大的信噪比 (S/N)。最佳的小翻转角Ct和小翻转角脉冲间隔T与驰豫时间T,的关系如下 式表示:<formula>formula see original document page 5</formula>众所周知,观测的NMR信号强度取决于翻转角、重复时间和T,。 FID 信号的初始幅值由下式给出:<formula>formula see original document page 5</formula>々 其中<formula>formula see original document page 5</formula>,-自旋点阵驰豫时间 T-重复时间 P =翻转角图9显示的是归一化的FID幅度峰值的曲线,对于不同的T/T,值, 与自旋翻转角,的函数关系。例如,当重复时间为50%的1\时,采用50°的翻转角,信号幅值为 全幅值的50%。重复时间为5T,,自旋翻转角为90。时重复时间为5T,, FID的幅值最大。在一个5T,的时间内,50°的翻转角可以重复10次, 信噪比增加58%。实验中,利用一个轴线与静态磁场B。垂直的调谐RF线團来检测NMR 信号。同样的用于励磁的线圏也适于用来进行检测,或者采用一个独立 的与上迷线闺垂直的线围。振荡的NMR磁化强度在线围中感应一个电压。 可以检测这些刚R信号或对其进行傅立叶变换,以导出受激原子核的NMR 信号特性的频率分量。信号幅值随时间的衰减是由于自旋_自旋驰豫现象和每个原子核都 经受一个略有不同的磁场所引起的。在信号最大值处,所有原子核一致 进动。随着时间的消逝,原子核之间的相位差越来越大,必然会出现各 个原子核的磁化矢量的总体作用之和为零。原子核彼此之间经受不同的磁场强度值通常是由于静态磁场B。的不 均匀性、化学位移所导致的,或由于内部(试样感应的)磁场的不均匀 性导致的。静态磁场8。的不均匀可能是由于相应的>?兹场源的缺陷所导致。而且, 随着测量点远离静态磁场源,静态磁场Bn的强度经受一个跌落,如图3 所示。这称为磁场梯度。该梯度具有一个由磁场强度的改变量除以距磁 场源的距离所定义的斜率。磁场强度随着测量点远离磁场源而减小的梯 度畔皮规定为具有一个负斜率(dB/dx<0)。磁场强度随着测量点远离磁场 源而增加的磁场被^见定为具有正斜率(dB/dx〉0)。当一个原子被放置在一个磁场中时,会产生化学位移现象。原子的 电子围绕所施加的磁场的方向旋转,在原子核处产生一个磁场,将对作 用于原子核的磁场的总值产生影响。内部(试样感应)的磁场的不均匀的例子是具有不同磁化率的媒质 之间的交界面,如土壤构造中的颗粒孔隙流体界面。可测量的信号(自由感应衰减FID)仅和原子核进动持续一样长的时 间。信号衰减到零的时间长度被称为自由感应衰减时间。可以注意到,信号随时间按指数规律衰减,因此:M(/) = M/—'/r'.) ( 1 )其中M。为初始磁化矢量的模数,T/被称为衰减时间常数,为M。衰减 到M。/e所需的时间。T/的倒数(1/ TV)为M。的值在一个时间t内表减 的比率。如前所迷,信号幅值的衰减可能是由于施加到受激区域的净磁场的 不均匀性所导致的。这些不均匀性可能是静态磁场的梯度、化学位移和试样感应的不均匀所产生的。上迷每种现象均会产生各自的减少净磁化 矢量的比率。因此,1/7;* = 1/7;+1/7;'+风其中,例如,1/丁2是由自旋-自旋驰豫引起的,1/V是试样感应不 均匀的比例,,M。对应于静态磁场的不均匀的影响。公式l可重写为: M(/) = MOK'(,'r',',。)] (2)因此,90。 RF脉冲的(FID)衰减时间可能是由静态磁场B。的磁场 不均匀、自旋-自旋驰豫时间(T2)和试样感应不均匀时间(V )导致的, 如公式2所示。从位于RF信号辐照的试样中的区域将会发射NMR信号。该区域被称 为受激区域。图3显示的是厚度为Ax的受激区域(12)。众所周知,RF 信号越强,Ax的值越大。Ax的值越大,意味着在受激区域上静态磁场 强度值下降得越多,静态磁场(AB。)的不均匀性越大,由公式2可以看 出,信号的衰减越快。因此,随着RF场强度的增加,信号的持续时间将 显著减小。然而,例如较厚的(Ax较大)受激区域将导致较高的可检测信号, 如CPMG序列(Carl1-Purcell-Meiboom-Gill )回波信号。CPMG序列在 每个回波产生之间包括一个90。脉冲,随后有一个180。脉沖。因此,在副R检测时,希望能够进行修正或均匀消除一个特定的对 FID衰减时间的影响,诸如静态磁场B。的磁场的不均匀性。而且,还希望修正施加到受激区域的净静态磁场的梯度,以便一旦 恢复所加的静态磁场B。的初始梯度,便可感应回波信号。发明内容本发明的一个特征是提供一种用于核磁共振测量的方法。该方法包 括施加一个静态磁场对有待分析区域中的原子核进行极化的步骤。该静 态磁场具有一个梯度。而且,向该区域施加一个射频的磁场,将其中的 原子核重新定向,还向所关注的区域施加一个梯度磁场。该梯度磁场具 有一个和静态磁场的梯度大小相等、符号基本相反的第二梯度。最后, 检测该区域的核磁共振信号。本发明的另一个特征是提供一种用于核磁共振测量的方法。该方法 包括施加一个静态磁场对有待分析区域中的原子核进行极化的步骤。该静态磁场具有一个第一梯度。而且,向该区域施加一个射频的磁场,使 其中的原子核重新取向,还向所关注的区域施加一个梯度磁场。该梯度 磁场具有一个和静态磁场的梯度符号相反的第二梯度,其幅度选择为使 静态磁场的梯度反号。最后,撤掉该梯度磁场,并检测该区域的核磁共振信号。另外,本发明的其它方面是提供在其中进行核磁共振测量的方法。 本发明的其它方面和优点从下面的说明中可明显看出。本发明的第一方面涉及一种核磁共振测量方法,包括;施加一个静 态磁场,以对有待分析区域的原子核进行极化,该静态磁场具有一个第 一梯度;向该区域施加一个射频磁场脉冲,使其中的原子核重新取向; 向所关注的区域施加一个梯度磁场,该梯度磁场具有一个第二梯度,与 第一梯度符号相反,大小相等;和检测该区域的核磁共振信号。对上迷方法的一个改进在于:所迷射频磁场脉沖的频率是处于该区 域中原子核的拉莫频率。对上迷方法的另 一个改进在于:所述射频磁场脉沖具有一个选定的 持续时间和幅值,使原子核在约90度内重新取向。对上述方法的又一个改进在于:所述射频磁场脉冲具有一个选定的 持续时间和幅值,使该区域中的原子核在小于90度内重新取向。对上迷方法的再一个改进在于:所述射频磁场脉冲至少重复一次,对上述方法的另 一个改进在于:所述射频磁场脉沖之间的时间间隔 被选择使得可以获得较高的信噪比。对上述方法的另一个改进在于:其中所迷梯度磁场由至少一个水平 方位线圈产生。对上述方法的另一个改进在于:其中该水平方位线闺在至少一个选 定区域中进行辐照。对上述方法的另一个改进在于:进一步包括对核磁共振信号进行频谱分析。对上述方法的另一个改进在于:进一步包括将一个核磁共振测井装 置下放到井中。对上述方法的另一个改进在于:其中将核磁共振测并装置下放到电缆上。对上迷方法的另一个改进在于:其中在钻井时进行核磁共振测量。本发明的第二方面涉及一种核磁共振测量方法,包4套;施加一个静 态磁场,以对有待分析区域中的原子核进行极化,该静态磁场具有一个 第一梯度;向该区域施加一个射频磁场,以使其中的原子核重新取向; 向该所关注区域施加一个梯度磁场,该梯度磁场具有一个第二梯度,该 第二梯度与第一静态磁场的梯度的符号相反,选定其幅值以使静态磁场 的梯度变换符号;撤去该梯度磁场,和检测该区域的核磁共振信号。对本发明笫二方面的方法的改进在于:所迷射频磁场的脉沖的频率 是处于该区域中原子核的拉莫频率。对本发明第二方面的方法的另一个改进在于:其中所迷射频磁场的 脉沖具有一个选定的持续时间和幅值,使原子核在约90度内重新取向。对本发明第二方面的方法的再一个改进在于:所述射频磁场的脉冲 具有一个选定的持续时间和幅值,使该区域内的原子核在约小于90度内 重新取向。对本发明第二方面的方法的又一个改进在于:所述射频磁场的脉沖 至少重复一次。对本发明第二方面的方法的另一个改进在于:其中所迷射频磁场的 脉沖之间的时间间隔被选择使得可以获得较高的信噪比。对本发明第二方面的方法的再一个改进在于:其中由至少一个水平 方位线團产生梯度磁场。对本发明第二方面的方法的又一个改进在于:该水平方位线闺在至 少一个选定区城中进行辐照。对本发明第二方面的方法的再一个改进在于:该方法进一步包括对 核磁共振信号进行频语分析。对本发明第二方面的方法的另一个改进在于:施加梯度磁场;撤掉 该梯度磁场并检测该区域的核磁共振信号,重复这两个步骤直至核磁共 振的幅值降到零为止。对本发明第二方面的方法的又一个改进在于:该方法进一步包括将 一个核磁共振测井装置下放到井中。对本发明笫二方面的方法的再一个改进在于:其中核磁共振测井装 置被下放到电缆上。对本发明第二方面的方法的另一个改进在于:在钻井时进行核磁 共振测量。附图说明图1说明的是一个核磁共振装置。图2说明的是施加和测得的信号。 图3是施加的静态磁场值的图表。图4是依照本发明的一个实施方案施加的磁场和测得的信号的图表。图5是依照本发明的一个实施方案施加的磁场和测得的信号的图表。图6是依照本发明的一个实施方案施加的磁场和测得的信号的图表。图7是依照本发明的一个实施方案的测井工具的概要图。图8是依照本发明的一个实施方案的测井工具的概要图。图9显示的是不同T/T,值时归一化FID幅度峰值随自旋翻转角(P )变化的函数关系。具体实施方式可以通过诸如图1所示的刚R装置来实施本发明。 图1显示了一个在有待研究的材料(3)附近进行核磁共振(刚R) (1 )测量的装置。NMR装置(1 )可以包含一对配置在一个纵轴(z)上 的磁体(6 )。磁体(6 )的磁化矢量与纵轴z平行。螺线管线图(8 )在 该区域中位于磁体(6)之间。磁体(6)产生一个静态磁场B»,其感应 磁力线从中心向外。此外,梯度线團(9)适于产生梯度磁场B,。采用一 个时变电流对螺线管线圈(8)进行充电,以产生一个射频UF)磁场。 例如,可以由该螺线管线團对包含材料(3)的原子核所产生的感应信号 进行测量。记录之后,感应信号数据即被转换为一个NMR频镨。该刚R 频谱提供有关材料(3)的成分的有价值信息。所参考的Poitzsch等人 的美国专利6,246,236中介绍了如上所述的进行核磁共振测量的装置。依照本发明的一个实施方案,梯度线團(9)可以是一个水平方位梯 度线圈,这样可以利用梯度磁场仅辐射选定的区域,以便获得一个水平 方位成像。例如,仅在线闺的前部检测相应的信号,可以抑制其余区域 的信号。本发明的某些实施方案包括将一个梯度磁场施加到承受静态磁场B。 的试样上,以便消除或修正该静态磁场导致的试样响应。在这些情况下, 如图4所示,FID信号(13)不是由静态磁场B,的梯度导致的。因此,在梯度磁场作用期间,由于其它磁场源的不均匀性,如在具有不同磁导 率的不同媒质的分界面(颗粒孔隙流体界面)处产生的化学位移、试样 感应的不均匀,使原子核发生相移。如前所述,该现象的衰减时间(L和V)很长,因此FID信号将持续较长时间。FID信号检测具有许多应用,其中例如具有较低翻转角(<90° ) RF 脉冲和小重复时间的RF脉冲可用于获得相当高的信噪比(S/N)。而且 还可检测具有相当短的衰减时间(T2)的FID信号。通过抑制其它区域的 NMR信号,使用水平梯度线圈能够对选定的区域进行分析。利用低翻转角 和水平梯度线團获得高S/N的水平方位刚R成像。图4是依照本发明的一个实施方案的在NMR信号中施加的磁场和测 得的梯度的图表。第一行和第二行显示的是所施加的磁场。第三行是感 应的NMR信号。列I和III显示的是依照本发明的一个实施方案的该方 法的不同阶段。图4中图示的方法包括:首先向承受静态磁场(14) B。 的试样施加一个90。持续时间为t。的RF磁场脉沖(11)(参见图4中 的第1行第1列)。随后,向该试样施加一个梯度磁场(16) B,。该梯度 磁场(16 )B,的值为:当与静态磁场(14 )B。合并时,所施加的净磁场(18 ) B^具有一个在整个受激区域中恒定的幅值(参见图4中第2行第2列)。 由此,B。"的梯度实际上为零。因此,原子核进动的相移仅由化学位移和 /或内部(试样感应的)磁场不均匀所产生。图4的第3行第3列显示了 发出的FID信号(图4中13)。在存在梯度磁场Be时,原子核将以一个 新的频率Y (B。-B》进动。在没有梯度磁场Be时,原子核将以频率yB,进动。 因此,为了在梯度脉沖期间检测NMR信号,必须将线圈(图1中9 )调谐 到该新的频率Y (B。-B》。图4中的第3行第3列显示了撤掉梯度磁场, 因此施加于受激区域的净磁场再次仅对应于静态磁场B。时的NMR信号。 如图4中第2行第4列所示。利用FID信号进行频谱分析具有许多应用,其中,例如包括散装液 体。散装液体是不产生内部试样感应的不均匀性的液体。可以通过将获取的衰减与利用CPMG信号产生的衰减相比较来得到更 多的信息。CPMG的特征是自旋-自旋驰豫时间(T2),而FID衰减的特征 是除了 H还有T2,(试样感应的不均匀)。因此,将FID衰减和CPMG表 减相比较,可以获得试样感应的不均匀信息。图5是一个依照本发明的一个实施方案所加的磁场和测量的信号的示意图。类似于图4,第一行和第二行显示的是所施加的磁场。第三行显 示的是感应的画R信号。第一列和第三列显示的依照本发明的该实施方 案的方法的不同阶段。图5中图示的该方法包括首先向承受静态磁场(20)B。的试样施加一个90。的持续时间为t。的RF磁场脉沖(11)(参见图5 中的第1行-2行,第1列)。随后,向该试样施加一个梯度磁场(24 ) Be,。该梯度磁场(24) BJ的值为:当与静态磁场(20) B。合并时,所施 加的净磁场(22) B^具有一个符号与静态磁场(20)的B。相反,而绝对 值比B。大的梯度(参见图5中第2行第2列)。由此,当仅施加静态磁 场(20) B。时,原子核进动的相移与仅施加静态磁场(20) B。时的方向相 反。最后,撤掉梯度磁场B,,(参见图5中第二行第二列),迫使原子核 相位后移。因此,形成一个梯度回波信号。图5中第三列第三行显示了发出的梯度回波信号(19)。在没有施 加梯度磁场Be,时,检测该梯度回波信号(19)。因此,在测量该该梯度 回波信号(19)期间,原子核将按频率yB。进动。因此必须将线圏(9) 调谐到等于YB。的频率。可以利用下面的公式来计算形成梯度回波信号(19 )的时间(U )(参 见图5中第三行第三列):/—(G0-G》l/木l (3)其中G。和Gg分别是静态磁场B。的梯度和梯度磁场B,的梯度。t,是梯 度磁场B,的施加时间。例如,当梯度磁场Bg的梯度为磁场B。的梯度的两 倍时,形成梯度回波信号(19)的时间t。等于梯度磁场B^的作用时间"。梯度回波信号(19)的衰减仅由于自旋-自旋驰豫时间(T2)和试 样产生的内部磁场不均匀(T2,)产生的。梯度回波信号检测具有多种应用,其中,例如可以利用具有较低翻 转角(<90° ) RF脉沖来获得相当高的信噪比(S/N)。而且,也可以检 测具有相当短的衰减时间(H和T2,)的FID信号。使用水平方位梯度线 圈能够通过抑制其它区域中的刚R信号,对选定的区域进行分析。利用 低翻转角和水平方位梯度线闺获得高S/N的水平方位刚R成像。对于FID 检测,梯度回波信号提供了一个较高的信噪比S/N。在梯度磁场Bg作用期间,受激区域的自旋相移正比于(G。-Gg) te,由此可获得公式3。梯度磁场Bg作用之后的相移正比于G。t。。这两个相 移值应当相互抵消,以使佶号重新聚焦(回波)。即:(Go-G《)〜+G。/尸0 (4)图6中显示了本发明的另一个实施方案。在该实施方案中,重复上 迷的梯度回波信号若干次,直至梯度回波信号(23, 27,…)消逝。最 初,当静态磁场B。 (28)对分析区域中的原子核进行极化时,施加一个 90。的RF磁场脉冲(26)(参见图6中的第一行第一列)。随后,向该 区域施加一个梯度磁场(30) Bg,。该梯度磁场(30) Bg,的幅值使得:当 与静态磁场(28 )B。合并时,所施加的净磁场(32 )Bne,,将与静态磁场(28 ) B。的梯度方向相反(参见图6中第2行第2列)。因此,原子核进动的 相移方向将与施加静态磁场B。时相反。重复进行几次该步骤(参见图6 中第二行第N—N + l列)。如图中所见,发出的梯度回波信号(23, 27) 的幅度将减小,直至降为零。可以利用发出的梯度回波信号(23, 27)进行NMR频语分析。刚好 在施加相应的梯度磁场(32) B,,之前对梯度回波信号进行检测。对检测 的梯度回波信号(23, 27,…)进行傅立叶变换可以得到NMR频语。利用梯度回波信号检测进行NMR频讲分析具有多种应用,例如对散 装液体进行频i脊分析。而且如前所述,可以通过将获取的衰减与利用CPMG 信号和在MDT模块中进行的NMR频傳分析产生的衰减相比较来得到更多 的信息。对于FID刚R频语分析检测,利用梯度回波信号检测进行刚R 频谦分析可以得到更高的信噪比。例如,应用置于被所分析的试样包围之中的NMR仪器适于本发明的 实施。测井技术就是这种应用。图7显示的依照本发明的一个实施方案的测井工具(29),安置在 井(31)中的一个测井电缆(33)上。在测井工具中,如图1中所示磁 体是纵向放置的。电子电路(41 )为螺线管(38和39 )提供相应的电流, 分别产生一个梯度磁场和以特定频率发出所需的RF磁场。而且,电子电 路(")设计用来调谐螺线管线图(39),以便接收形成土壤结构的原 子核所发出的刚R信号。电源系统(43)提供时变电流,来激励线闺U9) 和检测NMR信号。图7中的工具适于在一个测井电缆上传送。图8显示了一个依照本发明的另一个实施方案的置于矿井(47)中 的钻井工具。如图1中所示磁体是纵向放置的。电子电路(57)为螺线管线圏(56和55)提供相应的电流,分别产生一个梯度磁场和以特定频 率发出所需的RF磁场。而且,电子电路(57)设计用来调谐螺线管(55), 以便接收形成土壤结构的原子核所发出的NMR信号。电源系统(59)提 供时变电流,来激励线團(55)和检测刚R信号。本领域的熟练人员将 会意识到,图8所示的实施方案是随钻测量(磨D)的装置。参照有限数量的实施方案对本发明进行了描迷,但本领域的熟练 人员将会意识到,在不超出所述的本发明的范围的前提下,可利用这 里所公开的内容设计出其它的实施方案。

Claims (25)

1. 一种核磁共振测量方法,包括; 施加一个静态磁场,以对有待分析区域的原子核进行极化,该静态磁场具有一个第一梯度; 向该区域施加一个射频磁场脉冲,使其中的原子核重新取向; 向所关注的区域施加一个梯度磁场,该梯度磁场具有一个第二梯度,与第一梯度符号相反,大小相等;和 检测该区域的核磁共振信号。
2. 依照权利要求1的方法,其中所述射频磁场脉冲的频率是处于 该区域中原子核的拉莫频率。
3. 依照权利要求l的方法,其中所迷射频磁场脉冲具有一个选定 的持续时间和幅值,使原子核在约90度内重新取向。
4. 依照权利要求l的方法,其中所述射频磁场脉冲具有一个选定 的持续时间和幅值,使该区域中的原子核在小于90度内重新取向。
5. 依照权利要求4的方法,其中所迷射频磁场脉冲至少重复一次。
6. 依照权利要求5的方法,其中所述射频》兹场脉冲之间的时间间 隔被选择使得可以获得较高的信噪比。
7. 依照权利要求1的方法,其中所迷梯度磁场由至少一个水平方 位线圈产生。
8. 依照权利要求7的方法,其中该水平方位线團在至少一个选定 区域中进行辐照。
9. 依照权利要求1的方法,进一步包括对核磁共振信号进行频镨分析。
10. 依照权利要求1的方法,进一步包括将一个核磁共振测井装置 下放到井中。
11. 依照权利要求10的方法,其中将核磁共振测井装置下放到电缆上。
12. 依照权利要求10的方法,其中在钻井时进行核磁共振测量。
13. —种核磁共振测量方法,包括;施加一个静态磁场,以对有待分析区域中的原子核进行极化,该静 态磁场具有一个第一梯度;向该区域施加一个射频磁场,以使其中的原子核重新取向;向该所关注区城施加一个梯度磁场,该梯度磁场具有 一个第二梯度, 该第二梯度与第一静态磁场的梯度的符号相反,选定其幅值以使静态磁场的梯度变换符号; 撤去该梯度磁场,和 检测该区域的核磁共振信号。
14. 依照权利要求13的方法,其中所述射频磁场的脉沖的频率是 处于该区域中原子核的拉莫频率。
15. 依照权利要求13的方法,其中所迷射频磁场的脉冲具有一个 选定的持续时间和幅值,使原子核在约90度内重新取向。
16. 依照权利要求13的方法,其中所述射频磁场的脉沖具有一个 选定的持续时间和幅值,使该区域内的原子核在约小于90度内重新取向。
17. 依照权利要求16的方法,其中所述射频磁场的脉沖至少重复 一次。
18. 依照权利要求17的方法,其中所迷射频磁场的脉沖之间的时 间间隔被选择使得可以获得较高的信噪比。
19. 依照权利要求13的方法,其中由至少一个水平方位线圈产生 梯度磁场。
20. 依照权利要求19的方法,其中该水平方位线團在至少一个选 定区域中进行辐照。
21. 依照权利要求13的方法,进一步包括对核磁共振信号进行频谱分析。
22. 依照权利要求13的方法,其中施加梯度磁场;撤掉该梯度磁 场并检测该区域的核磁共振信号,重复这两个步骤直至核磁共振的幅值 降到零为止。
23. 依照权利要求13的方法,进一步包括将一个核磁共振测井装 置下放到井中。
24. 依照权利要求23的方法,其中核磁共振测井装置被下放到电缆上。
25. 依照权利要求23的方法,其中在钻井时进行核磁共振测量。
CN 03149035 2002-06-19 2003-06-19 利用梯度场nmr手段进行nmr频谱分析 CN100409024C (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10175287 US6937013B2 (en) 2002-06-19 2002-06-19 NMR tool for making formation evaluation measurements using gradient echoes
US10/175287 2002-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1472543A true CN1472543A (zh) 2004-02-04
CN100409024C true CN100409024C (zh) 2008-08-06

Family

ID=27612960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 03149035 CN100409024C (zh) 2002-06-19 2003-06-19 利用梯度场nmr手段进行nmr频谱分析

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6937013B2 (zh)
CN (1) CN100409024C (zh)
CA (1) CA2425254C (zh)
RU (1) RU2251097C2 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1642156A4 (en) * 2003-05-02 2012-08-15 Halliburton Energy Serv Inc Systems and methods for nmr logging
US7298142B2 (en) * 2005-06-27 2007-11-20 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for reservoir fluid characterization in nuclear magnetic resonance logging
US7502692B2 (en) * 2006-04-13 2009-03-10 Baker Hughes Incorporated Method and computer program product for estimating true intrinsic relaxation time and internal gradient from multigradient NMR logging
US20120074934A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Derrick Green Nmr measurements and methods of analyzing nmr data
RU2660401C1 (ru) * 2013-12-02 2018-07-06 Конинклейке Филипс Н.В. Магниторезонансная томография с использованием последовательностей импульсов с нулевым временем эхо
US10031255B2 (en) * 2014-03-24 2018-07-24 Schlumberger Technology Corporation Multi-dimensional nuclear magnetic resonance methods for characterizing fluids

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345173A (en) 1991-08-02 1994-09-06 Hitachi, Ltd. Data processing method to reduce truncation artifacts in nuclear magnetic resonance apparatus
US5757188A (en) 1995-01-19 1998-05-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging apparatus with fat signal suppression
US5796252A (en) 1995-03-23 1998-08-18 Schlumberger Technology Corporation Nuclear magnetic resonance borehole logging apparatus and method for ascertaining a volume of hydrocarbons independent of a diffusion coefficient
CN1249436A (zh) 1998-07-30 2000-04-05 施卢默格控股有限公司 使用梯度线圈进行的具有角向分辨率的核磁共振测井
US6111408A (en) 1997-12-23 2000-08-29 Numar Corporation Nuclear magnetic resonance sensing apparatus and techniques for downhole measurements
US6166543A (en) 1997-09-25 2000-12-26 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring nuclear magnetic resonance

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350955A (en) 1980-10-10 1982-09-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Magnetic resonance apparatus
US4717877A (en) 1986-09-25 1988-01-05 Numar Corporation Nuclear magnetic resonance sensing apparatus and techniques
US5629623A (en) * 1992-07-30 1997-05-13 Schlumberger Technology Corporation Pulsed nuclear magnetism tool for formation evaluation while drilling
US5428291A (en) * 1993-07-01 1995-06-27 Exxon Research And Engineering Company Determination of fluid transport properties in porous media by nuclear magnetic resonance measurements of fluid flow
US5565775A (en) * 1995-06-23 1996-10-15 Exxon Research And Engineering Company Producible fluid volumes in porous media determined by pulsed field gradient nuclear magnetic resonance
US6255817B1 (en) * 1997-06-23 2001-07-03 Schlumberger Technology Corporation Nuclear magnetic resonance logging with azimuthal resolution
US6237404B1 (en) * 1998-02-27 2001-05-29 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for determining a drilling mode to optimize formation evaluation measurements
US6246236B1 (en) * 1998-03-03 2001-06-12 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for obtaining a nuclear magnetic resonance measurement while drilling
US6400149B1 (en) * 2001-05-24 2002-06-04 Schlumberger Technology Corporation Nuclear magnetic resonance apparatus and method for generating an axisymmetric magnetic field having straight contour lines in the resonance region
US6291995B1 (en) * 1998-03-03 2001-09-18 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for generating a pulse sequence
US7501817B1 (en) * 1998-03-03 2009-03-10 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for generating an axisymmetric magnetic field
US6232778B1 (en) * 1998-06-11 2001-05-15 Schlumberger Technology Corporation Method for obtaining NMR bound fluid volume using partial polarization
US6566874B1 (en) * 1998-07-30 2003-05-20 Schlumberger Technology Corporation Detecting tool motion effects on nuclear magnetic resonance measurements
US6297632B1 (en) * 1999-07-19 2001-10-02 Schlumberger Technology Corporation Detecting tool motion effects on spin echoes obtained with nuclear magnetic resonance measurements
US6326784B1 (en) * 1998-11-05 2001-12-04 Schlumberger Technology Corporation Nuclear magnetic resonance logging with azimuthal resolution using gradient coils
US6492809B1 (en) * 1998-12-04 2002-12-10 Schlumberger Technology Corporation Preconditioning spins near a nuclear magnetic resonance region
US6570381B1 (en) * 1999-03-25 2003-05-27 Schlumberger Technology Corporation Nuclear magnetic resonance well logging method and apparatus
US6522136B1 (en) * 1999-12-10 2003-02-18 Schlumberger Technology Corporation Well logging technique and apparatus for determining pore characteristics of earth formations using magnetic resonance
US6522137B1 (en) * 2000-06-28 2003-02-18 Schlumberger Technology Corporation Two-dimensional magnetic resonance imaging in a borehole
US6577125B2 (en) * 2000-12-18 2003-06-10 Halliburton Energy Services, Inc. Temperature compensated magnetic field apparatus for NMR measurements
US6528995B1 (en) * 2001-09-10 2003-03-04 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for measuring flow velocity in a wellbore using NMR and applications using same
US6518757B1 (en) * 2002-03-08 2003-02-11 Schlumberger Technology Corporation Use of CPMG sequences with phase cycled refocusing pulses in inside-out NMR for phase encoded imaging and to eliminate coherent ringing within one scan

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345173A (en) 1991-08-02 1994-09-06 Hitachi, Ltd. Data processing method to reduce truncation artifacts in nuclear magnetic resonance apparatus
US5757188A (en) 1995-01-19 1998-05-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging apparatus with fat signal suppression
US5796252A (en) 1995-03-23 1998-08-18 Schlumberger Technology Corporation Nuclear magnetic resonance borehole logging apparatus and method for ascertaining a volume of hydrocarbons independent of a diffusion coefficient
US6166543A (en) 1997-09-25 2000-12-26 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring nuclear magnetic resonance
US6111408A (en) 1997-12-23 2000-08-29 Numar Corporation Nuclear magnetic resonance sensing apparatus and techniques for downhole measurements
CN1249436A (zh) 1998-07-30 2000-04-05 施卢默格控股有限公司 使用梯度线圈进行的具有角向分辨率的核磁共振测井

Also Published As

Publication number Publication date Type
CN1472543A (zh) 2004-02-04 application
US20030234648A1 (en) 2003-12-25 application
US6937013B2 (en) 2005-08-30 grant
CA2425254A1 (en) 2003-12-19 application
CA2425254C (en) 2007-06-12 grant
RU2251097C2 (ru) 2005-04-27 grant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4717878A (en) Nuclear magnetic resonance sensing apparatus and techniques
US6163153A (en) Nuclear magnetic resonance pulse sequence for optimizing instrument electrical power usage
US6570381B1 (en) Nuclear magnetic resonance well logging method and apparatus
US6023163A (en) Well logging method and apparatus for determining gas and diffusion coefficient using NMR
US6331775B1 (en) Gas zone evaluation by combining dual wait time NMR data with density data
US6084408A (en) Methods for acquisition and processing of nuclear magnetic resonance signals for determining fluid properties in petroleum reservoirs having more than one fluid phase
US6166541A (en) Apparatus for and method of nuclear quadrupole resonance testing of a sample
US6255818B1 (en) Method and apparatus for performing magnetic resonance measurements
O’Dell et al. QCPMG using adiabatic pulses for faster acquisition of ultra-wideline NMR spectra
US4471306A (en) Method of NMR imaging which overcomes T2 * effects in an inhomogeneous static magnetic field
US4717877A (en) Nuclear magnetic resonance sensing apparatus and techniques
US6765380B2 (en) Determining wettability of an oil reservoir using borehole NMR measurements
US6577125B2 (en) Temperature compensated magnetic field apparatus for NMR measurements
US5365171A (en) Removing the effects of acoustic ringing and reducing temperature effects in the detection of explosives by NQR
US6856132B2 (en) Method and apparatus for subterranean formation flow imaging
US6674282B2 (en) Method and apparatus for high resolution ex-situ NMR spectroscopy
US6348792B1 (en) Side-looking NMR probe for oil well logging
US6246236B1 (en) Apparatus and method for obtaining a nuclear magnetic resonance measurement while drilling
US20080174309A1 (en) Magnetic resonance based apparatus and method to analyze and to measure the bi-directional flow regime in a transport or a production conduit of complex fluids, in real time and real flow-rate
US5796252A (en) Nuclear magnetic resonance borehole logging apparatus and method for ascertaining a volume of hydrocarbons independent of a diffusion coefficient
US6291995B1 (en) Apparatus and method for generating a pulse sequence
US5712566A (en) Nuclear magnetic resonance apparatus and method
US6462542B1 (en) Nuclear magnetic resonance measurements and methods of analyzing nuclear magnetic resonance data
US6133735A (en) Magnetic resonance logging method and apparatus
US4710713A (en) Nuclear magnetic resonance sensing apparatus and techniques

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
C10 Entry into substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
CF01