CN110199087A - 具有对动生效应的主动补偿的井下核磁共振工具 - Google Patents

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CN110199087A CN201780084175.7A CN201780084175A CN110199087A CN 110199087 A CN110199087 A CN 110199087A CN 201780084175 A CN201780084175 A CN 201780084175A CN 110199087 A CN110199087 A CN 110199087A
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Abstract

提供了用于测量所关注区域中地球地层的核磁共振(NMR)特性的NMR工具、测井系统和方法。所述NMR工具包括天线组件、磁体组件、补偿组件和运动传感器。所述天线组件能够操作来生成射频磁场，而所述磁体组件能够操作来生成静磁场。所述运动传感器能够操作来生成所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动的读数。所述补偿组件包含至少一个电磁体并且能够操作来基于所述侧向运动的所述读数减小NMR测量期间由于所述侧向运动引起的所述所关注区域中的所述静磁场的变化。

Description

具有对动生效应的主动补偿的井下核磁共振工具
背景技术
本部分意图提供相关背景信息，以促进更好地理解所描述的实施方案的各个方面。因此，应理解，这些陈述应该以此角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。
井下核磁共振(NMR)传感器(例如，“由内到外(inside out)”传感器)具有相对小的灵敏区域的径向范围，从而使得NMR测井数据对工具的侧向(径向)运动敏感。在NMR随钻测井(LWD)和/或随钻测量(MWD)的情况下，侧向运动(振动)以及旋转可能造成NMR数据的严重失真，甚至无法获取表示横向NMR弛豫的自旋回波信号。虽然通过对传感器进行基本上径向地对称的设计可减小/消除旋转灵敏度，但由于工具运动(振动)引起的纵向和侧向位移对于NMR LWD和/或MWD仍然是未解决的问题。
附图说明
对于本发明的实施方案的详细描述，现在将参考附图，在附图中：
图1A至图1C描绘根据一个或多个实施方案的井系统中的核磁共振(NMR)测井操作和/或系统的不同实例的示意图；
图2A至图2C描绘根据一个或多个实施方案的NMR工具的示意图；
图2D描绘根据一个或多个实施方案的可在NMR工具中使用的补偿电磁体的示意图；
图3描绘根据一个或多个实施方案的可在NMR工具中使用的另一补偿电磁体的示意图；
图4A至图4C描绘根据一个或多个实施方案的另一NMR工具的示意图；
图5描绘根据一个或多个实施方案的可在NMR工具中使用的另一补偿电磁体的示意图；
图6描绘根据一个或多个实施方案的另一NMR工具的示意图；并且
图7描绘根据一个或多个实施方案的处于校准模式的补偿系统的示意性框图。
具体实施方式
在一个或多个实施方案中，提供了用于在井筒中使用的核磁共振(NMR)工具和用于获得井筒中的NMR数据的方法。NMR工具可以是油井测井设备，用于测量所关注地下区域中的地球地层的NMR特性。NMR工具包括天线组件、磁体组件、补偿组件和一个或多个运动传感器。补偿组件包括设置在磁体组件的上端磁体与天线组件之间的上部电磁体，以及设置在磁体组件的下端磁体与天线组件之间的下部电磁体。
NMR工具沿着井筒的轴线移动穿过地下区域。例如由于振动引起的工具的径向或侧向运动是由于NMR灵敏度区域中的静磁场变化而引入NMR数据的测量误差的不期望的效果。径向或侧向运动是相对于NMR工具的通常与井筒的轴线对齐或基本上对齐的轴线的。补偿组件通过减小由于天线和磁体组件的侧向运动而具有增大的场的静磁场并且增大由于天线组件和磁体组件的侧向运动而具有减小的场的静磁场来补偿工具的侧向运动。
图1A描绘根据一个或多个实施方案的部署在井系统100a中和周围的NMR测井操作的示意图。井系统100a包括NMR测井系统108和位于地面106下方的地下区域120。井系统100a还可包括图1A中未示出的另外的或不同特征。例如，井系统100a可包括另外的钻井系统部件、电缆测井系统部件或其他部件。
地下区域120包括一个或多个地下地层、地下区和/或其他地球地层中的全部或部分。图1A所示的地下区域120例如包括多个地下层122。地下层122可包括沉积层、岩石层、砂层或它们的任何组合以及其他类型的地下层。地下层中的一者或多者可包含流体，诸如盐水、油、气体或它们的组合。井筒104穿透地下层122。虽然图1A所示的井筒104是竖直井筒，但NMR测井系统108也可以其他井筒取向来实现。例如，NMR测井系统108可适于水平井筒、倾斜井筒、弯曲井筒、竖直井筒或它们的组合。
NMR测井系统108还包括测井工具102、地面装备112和计算子系统110。在图1A所示的实例中，测井工具102是在设置在井筒104中时进行操作的井下测井工具。图1A所示的地面装备112在地面106处或上方(例如，靠近井口105)操作，以控制测井工具102以及可能的其他井下装备或者井系统100a的其他部件。计算子系统110接收并分析来自测井工具102的测井数据。NMR测井系统可能包括另外的或不同的特征，并且NMR测井系统的特征可以如图1A中所呈现或按照另一方式布置和操作。
计算子系统110中的全部或部分可实现为地面装备112、测井工具102或两者的部件，或者可与地面装备112、测井工具102或两者的一个或多个部件整合。例如，计算子系统110可实现为与地面装备112和测井工具102分开但与它们通信的一个或多个计算结构。
计算子系统110可嵌入测井工具102中(未示出)，并且计算子系统110和测井工具102在设置在井筒104中时同时操作。例如，虽然计算子系统110在图1A中示出为处于地面106上方，但计算子系统110的全部或部分可驻留在地面106下方，例如，位于测井工具102的位置处或附近。
井系统100a包括实现计算子系统110、测井工具102和NMR测井系统108的其他部件之间的通信的通信或遥测装备。例如，NMR测井系统108的部件中的每一者可包括用于在各种部件之间进行有线或无线数据通信的一个或多个收发器或类似设备。NMR测井系统108可包括但不限于用于电缆遥测、有线杆遥测、泥浆脉冲遥测、声学遥测、电磁遥测或这些和其他类型的遥测的任何组合的一个或多个系统和设备。在一些实施方案中，测井工具102从计算子系统110或另一源接收命令、状态信号或其他类型的信息。计算子系统110还可从测井工具102或另一源接收测井数据、状态信号或其他类型的信息。
在井系统的使用寿命中的各个阶段结合各种类型的井下操作来执行NMR测井操作，因此地面装备112和测井工具102的结构属性和部件适于各种类型的NMR测井操作。例如，NMR测井可在钻井操作期间、电缆测井操作期间或在其他情境下执行。如此，地面装备112和测井工具102可包括钻井装备、电缆测井装备或用于其他类型操作的其他装备，或者可结合它们进行操作。
图1B描绘根据一个或多个实施方案的部署在井系统100b中和周围的电缆NMR测井操作的示意图。井系统100b包括位于地球地层中的地下区域120内的电缆测井环境中的NMR测井工具102。地面装备112包括但不限于设置在地面106上方的平台101，所述平台101配备有支撑延伸到井筒104中的电缆缆线134的井架132。例如，在将钻柱从井筒104移除之后，执行电缆测井操作，以允许电缆测井工具102通过电缆或测井缆线下降到井筒104中。
图1C描绘根据一个或多个实施方案的井系统100c的示意图，所述井系统100c包括位于地球地层中的地下区域120内的随钻测井(LWD)环境中的NMR测井工具102。在钻井作业期间执行NMR测井操作。使用连接在一起以形成钻柱140的一连串钻杆来执行钻井，所述钻柱140通过转盘而下降到井筒104中。钻柱140包括一个或多个钻头103。当操作钻柱140来钻探穿透地下区域120的井筒时，位于地面106处的钻机142支撑钻柱140。钻柱140可包括例如但不限于方钻杆、钻杆、井底钻具组件以及其他部件。钻柱140上的井底钻具组件可包括但不限于钻铤、钻头103、测井工具102和其他部件中的一者或多者。示例性测井工具可以是或者可包括但不限于随钻测量(MWD)工具和LWD工具。
测井工具102包括用于从地下区域120获得NMR测量值的NMR工具。如图所示，例如，在图1B中，测井工具102通过将工具连接到地面控制单元或者地面装备112的其他部件的一个或多个输送件、装置或结构悬挂在井筒104中。所述输送件、装置或结构可以是或者可包括但不限于一个或多个连续油管、滑线、电缆缆线、钻柱、钻杆、管件、牵引器，或它们的任何组合。
将测井工具102下降到所关注区域的底部并且随后(例如，以基本上恒定的速度)向上拉动通过所关注区域。如图所示，例如，在图1C中，测井工具102在井筒104中部署在连接钻杆、硬接线钻杆或其他部署硬件上。在其他示例性实现方式中，测井工具102在钻井操作期间向下移动通过所关注区域时收集数据。测井工具102也可在钻柱140移动时(例如，在测井工具102被装入井筒104中或从其取出时)收集数据。
测井工具102也可在井筒104中的离散测井点处收集数据。例如，测井工具102在井筒104中以递增的方式向上或向下移动到一系列深度处的每个测井点。在每个测井点处，测井工具102中的仪器对地下区域120执行测量。测井工具102还在测井工具102移动(例如，升高或降低)时获得测量值。测量数据被传送到计算子系统110以供存储、处理和分析。可在钻井操作(例如，LWD操作)期间、在电缆测井操作、其他输送操作期间或在其他类型的活动期间采集并分析此类数据。
计算子系统110接收并分析来自测井工具102的测量数据以检测各种地下层122的特性。例如，计算子系统110可基于由井筒104中的测井工具102获取的NMR测量值来识别密度、物质含量或地下层122的其他特性。
测井工具102通过使核自旋在地层120中极化并用射频(RF)磁场脉冲化原子核来获得NMR信号。使用各种脉冲序列(即，一系列射频脉冲、延迟和其他操作)来获得NMR信号，所述各种脉冲序列包括自旋回波(CPMG)序列(其中首先使用尖脉冲之后使用一系列重聚焦脉冲来使自旋倾斜)、重聚焦脉冲小于180°的优化的重聚焦脉冲序列(ORPS)、饱和恢复脉冲序列以及其他脉冲序列。
图2A至图2C描绘根据一个或多个实施方案的不同使用间隔下的NMR工具200的示意图。NMR工具200包括但不限于一个或多个天线组件220、一个或多个磁体组件248和一个或多个补偿组件288。在一个或多个实施方案中，NMR工具200可以是或者可包括图1A至图1C所描绘的NMR测井工具102，并且可在井筒104中与井系统100a、100b和/或100c中的任何或所有部件一起使用，如上文所论述和描述。例如，位于井系统100a、100b或100c中的任一者中或周围的测井系统或者其他测井系统可包括操作性地联接到钻柱或电缆(未示出)和/或其他部件并且在井筒104中使用的NMR工具200。图2A描绘没有侧向移动的NMR工具200，其中天线组件220和磁体组件248被激活且生成磁场，并且补偿组件288未被激活且未生成磁场。
天线组件220包括至少部分地或完全地周向地缠绕、设置或定位在软磁芯230周围的一个或多个天线绕组240(例如，在图2A至图2C中描绘三个天线绕组240)。软磁芯230可包含一个、两个或更多个定位在其中的永磁体(未示出)。软磁芯230包括与轴向下端234相反的轴向上端232。轴向上端232和轴向下端234绕NMR工具200的公共轴线201轴向地对齐。
磁体组件248包括至少两个端部磁体，诸如上端磁体250a和下端磁体250b。上端磁体250a与软磁芯230的轴向上端232间隔开，并且绕公共轴线201轴向地对齐。下端磁体250b与软磁芯230的轴向下端234间隔开，并且绕公共轴线201轴向地对齐。端部磁体250a、250b的北极面向天线组件220，如图2A至图2C所描绘。天线组件220和磁体组件248在地下区域中的体积202(例如，勘测体积)内产生或生成静磁场(由箭头212、222表示)和射频磁场(由箭头228表示)。
补偿组件288包括上部补偿电磁体290a和下部补偿电磁体290b。上部电磁体290a位于上端磁体250a与软磁芯230的轴向上端232之间，并且绕公共轴线201轴向地对齐。下部电磁体290b位于下端磁体250b与软磁芯230的轴向下端234之间，并且绕公共轴线201轴向地对齐。
上部电磁体290a和下部电磁体290b中的每一者包括一个或多个磁芯292以及一个、两个或更多个绕组294。磁芯292可以是或者可包含软磁芯。绕组294至少部分地或完全地缠绕、设置或定位在磁芯292周围。例如，绕组294缠绕在磁芯292的上表面、下表面和侧表面周围。绕组294中的每一个可以是或者可包括单绕组(如图2A至图2D所描绘)、两部段绕组(如图3所描绘)、两个正交的两部段绕组(图4A至图4C和图5)，或者具有其他绕组构型，其中一些构型将在下文进一步论述。例如，补偿电磁体290(也称为补偿时变偶极子)包括至少部分地或完全地缠绕在磁芯292周围的多个绕组294(如图2D所描绘)，可在NMR工具200以及本文所论述和描述的其他NMR工具中使用。
在图3所描绘的另一实施方案中，补偿电磁体300包括至少部分地或完全地缠绕在磁芯292周围的多个绕组294(如图2D所描绘)，可在NMR工具200以及本文所论述和描述的其他NMR工具中使用。
上端磁体250a被定位成使上端磁体250a的北极面向上部电磁体290a和软磁芯230的轴向上端232。下端磁体250b被定位成使下端磁体250b的北极面向下部电磁体290b和软磁芯230的轴向下端234。上端磁体250a被定位成使上端磁体250a的南极背对上部电磁体290a和软磁芯230的轴向上端232。下端磁体250b被定位成使下端磁体250b的南极背对下部电磁体290b和软磁芯230的轴向下端234。
图2B描绘具有侧向移动的NMR工具200，其中天线组件220和磁体组件248被激活且生成磁场并且补偿组件288未被激活且未生成磁场。NMR工具200在图2B中被描绘为从左向右侧向地移动，如203处的侧向位移矢量所指示。
可在井下实现以获取NMR弛豫参数的一种类型的NMR实验是CPMG实验，所述CPMG实验包含用一系列射频脉冲来激发原子核，所述一些列射频脉冲以激发脉冲开始，之后是多个重聚焦脉冲。NMR信号是响应于射频脉冲序列以在重聚焦脉冲之间发生的多个自旋回波的形式生成的。由于在CPMG实验期间的侧向运动，敏感区域的右侧(图2B)的激发的原子核所经历的静磁场从222处所示的静磁场增大到224处所示的静磁场。在敏感区域的相反侧处的磁场从212处所示的静磁场减小到214处所示的静磁场。补偿组件288基于侧向运动的读数减小NMR测量期间由于侧向运动引起的所关注区域中静磁场的变化。
NMR工具200包括补偿系统205，所述补偿系统205包含但不限于一个或多个运动传感器、一个或多个传感器数据处理单元、数模转换器(DAC)、功率放大器、包含一个或多个磁场传感器的校准系统，或它们的任何组合。一个或多个运动传感器(未示出)设置在NMR工具200上和/或内。运动传感器可以是或者可包括但不限于一个或多个加速度计、一个或多个陀螺仪、一个或多个磁力计，或它们的任何组合。运动传感器生成或以其他方式产生天线组件220、磁体组件248和/或NMR工具200的侧向运动的读数。
使用传感器数据处理单元和包含一个或多个磁场传感器的校准系统来校准补偿组件，以便确定系数α1和α2。传感器数据处理单元(未示出)和校准系统(未示出)及其部分可设置在井下和/或井筒外部的地面上。例如，传感器数据处理单元和校准系统在井下时可在NMR工具200上和/或内，和/或邻近NMR工具200设置。在其他实例中，传感器数据处理单元和/或校准系统的一个或多个部分或部件可与NMR工具200一起位于井下并且与设置在井筒外部(诸如在地面或地平面上)的传感器数据处理单元和/或校准系统的一个或多个部分或部件有效地通信。传感器数据处理单元生成与天线组件220、磁体组件248和/或NMR工具200的侧向运动成比例的时变值。例如，使用运动传感器和传感器数据处理单元来至少确定包括天线组件220和磁体组件248的NMR工具200的侧向位移矢量203。
图2C描绘具有或经历侧向移动的NMR工具200，其中天线组件220和磁体组件248被激活且生成磁场并且补偿组件288也被激活且生成磁场。补偿组件288使用上部电磁体290a和下部电磁体290b来提供侧向运动效应补偿。例如，上部电磁体290a和下部电磁体290b产生磁场来补偿NMR工具200的侧向运动。补偿组件288被激活并减小由于(诸如当NMR工具200移动时)天线组件220和磁体组件248的侧向运动而具有增大的磁场的静磁场222。补偿组件288被激活并增大由于天线组件220和磁体组件248的侧向运动而具有减小的磁场的静磁场222。上部电磁体290a和下部电磁体290b的有效偶极矩侧向位移成比例，由以下公式表示：例如，上部电磁体290a和下部电磁体290b可被激活以产生磁场226a、226b，所述磁场226a、226b减小由于天线220和磁体组件248的侧向运动而增大的总静磁场并且增大)由于天线组件220和磁体组件248的侧向运动而减小的静磁场(附加磁场216a、216b)。因此，原子核自旋所经历的磁场保持不变或基本上不变，如同NMR工具200未经历侧向运动一样。
驱动上部电磁体290a和下部电磁体290b的电流与运动传感器读数成比例：其中系数α可在校准补偿组件288的磁场期间确定。
在一个或多个实施方案中，天线组件220生成射频磁场，而磁体组件248生成静磁场。在一个或多个实施方案中，补偿系统205中的运动传感器生成天线组件220和磁体组件248的侧向运动的读数，并且补偿组件288包括由电流源驱动的至少一个、两个或更多个电磁体290。在一些实例中，至少一个电磁体290可以是或者可包括上部电磁体290a和下部电磁体290b。电流可与来自用于侧向运动的运动传感器的读数相关或成比例地生成。补偿组件288减小或消除所关注区域中由于磁体组件248的侧向运动引起的静磁场变化。
图3描绘根据一个或多个实施方案的在NMR工具200或其他NMR工具中使用的补偿电磁体300的示意图。补偿电磁体300包括至少部分地缠绕、设置或定位在磁芯312(诸如软磁芯)周围的多个绕组314a、314b(两部段绕组)。绕组314a、314b的部段进行连接以生成基本上在相同方向上的磁通量(由箭头316a、316b示出)-这使得补偿电磁体300基本上为Y偶极子，如所示的坐标系所描绘。在勘测体积处(围绕磁体/天线组件)的补偿电磁体的磁场在箭头320a、320b、320c和320d处示出。
期望由补偿组件288的上部电磁体290a和下部电磁体290b产生的磁场强度ΔB的范围可由体积202(例如，勘测体积)处的静磁场梯度G和最大预期侧向位移Δs经由等式ΔB＝G×Δs来确定。例如，如果G为约0.05T/m并且Δs为约5×10-3m，则ΔB高达约2.5×10-4T。在一个或多个实施方案中，补偿组件288的上部电磁体290a和下部电磁体290b从约5W至约15W的范围内的功率生成磁场强度，所述功率远小于用于生成CPMG射频脉冲序列的典型的功率量。
图4A至图4C描绘根据一个或多个实施方案的不同使用间隔下的NMR工具400的示意图。NMR工具400可以是或者可包括LWD NMR传感器组件。NMR工具400包括但不限于一个或多个天线组件420、一个或多个磁体组件448和一个或多个补偿组件498。在一个或多个实施方案中，NMR工具400是或者包括图1A至图1C所描绘的NMR测井工具102，并且可在井筒104中与井系统100a、100b和/或100c中的任何或所有部件一起使用，如上文所论述和描述。例如，位于井系统100a、100b或100c中的任一者中或周围的测井系统或者其他测井系统可包括操作性地联接到钻柱或电缆(未示出)和/或其他部件并且在井筒104中使用的NMR工具400。图4A描绘没有侧向移动的NMR工具400，其中天线组件420和磁体组件448被激活且生成磁场并且补偿组件498未被激活且未生成磁场。
天线组件420包括至少部分地或完全地周向地缠绕、设置或定位在软磁芯430周围的一个或多个天线绕组440。软磁芯430可包含一个、两个或更多个定位在其中的永磁体(未示出)。软磁芯430包括与轴向下端434相反的轴向上端432。轴向上端432和轴向下端434绕NMR工具400的公共轴线401轴向地对齐。
磁体组件448包括至少两个端部磁体，诸如上端磁体450a和下端磁体450b。上端磁体450a与软磁芯430的轴向上端432间隔开，并且绕公共轴线401轴向地对齐。下端磁体450b与软磁芯430的轴向下端434间隔开，并且绕公共轴线401轴向地对齐。端部磁体450a的北极面向端部磁体450b的南极，并且天线组件420在它们之间设置在软铁芯430上，如图4A至图4C所描绘。可替代地，未示出，端部磁体450a的南极可面向端部磁体450b的北极，并且天线组件420可设置在它们之间。天线组件420和磁体组件448在地下区域中的体积404(例如，勘测体积)内产生或生成静磁场(由箭头412、422表示)和射频磁场(由箭头428表示)。
补偿组件498包括上部电磁体500a和下部电磁体500b。上部电磁体500a位于上端磁体450a与软磁芯430的轴向上端432之间。上部电磁体500a绕公共轴线401轴向地对齐。下部电磁体500b位于下端磁体450b与软磁芯430的轴向下端434之间。下部电磁体500b绕公共轴线401轴向地对齐。
上部电磁体500a和下部电磁体500b中的每一者包括一个或多个磁芯512以及一个、两个或更多个绕组510、520。磁芯512可以是或者可包含软磁芯。绕组510、520至少部分地或完全地缠绕、设置或定位在磁芯512周围。绕组510、520中的每一者可以是或者可包括单绕组(如图2A至图2D所描绘)、两部段绕组(如图3所描绘)、两个正交的两部段绕组(如图4A至图4C和图5所描绘)，或者包含其他绕组构型。例如，补偿电磁体500(如图5所描绘)和补偿电磁体500a、500b(如图4A至图4C所描绘)包括至少部分地或完全地缠绕、设置或定位在磁芯512周围的两个正交绕组510、520。补偿电磁体500、500a、500b可在NMR工具400以及本文所论述和描述的其他NMR工具中使用。
上端磁体450a被定位成使上端磁体450a的北极面向上部电磁体500a和软磁芯430的轴向上端432。下端磁体450b被定位成使下端磁体450b的北极面向下部电磁体500b和软磁芯430的轴向下端434。上端磁体450a被定位成使上端磁体450a的南极背对上部电磁体500a和软磁芯430的轴向上端432。下端磁体450b被定位成使下端磁体450b的南极背对下部电磁体450b和软磁芯430的轴向下端434。
图4B描绘具有侧向移动的NMR工具400，其中天线组件420和磁体组件448被激活且生成磁场并且补偿组件488未被激活且未生成磁场。NMR工具400在图4B中被描绘为从左向右侧向地移动，如403处的侧向位移矢量所指示。
NMR工具400包括补偿系统405，所述补偿系统405包含但不限于一个或多个运动传感器、一个或多个传感器数据处理单元、数模转换器(DAC)、功率放大器、包含一个或多个磁场传感器的校准系统，或它们的任何组合。一个或多个运动传感器(未示出)设置在NMR工具400上和/或内。运动传感器可以是或者可包括但不限于一个或多个加速度计、一个或多个陀螺仪、一个或多个磁力计，或它们的任何组合。运动传感器生成或以其他方式产生天线组件420、磁体组件448和/或NMR工具400的侧向运动的读数。传感器数据处理单元(未示出)生成与天线组件420、磁体组件448和/或NMR工具400的侧向运动成比例的时变值。例如，使用运动传感器和传感器数据处理单元来至少确定包括天线组件420和磁体组件448的NMR工具400的侧向位移矢量403。
可通常在井下实现以获取NMR弛豫参数的一种类型的NMR实验是CPMG实验，所述CPMG实验包含用一系列射频脉冲来激发原子核，所述一些列射频脉冲以激发脉冲开始，之后是多个重聚焦脉冲。NMR信号是响应于射频脉冲序列以在重聚焦脉冲之间发生的多个自旋回波的形式生成的。由于在CPMG实验期间的侧向运动，敏感区域的右侧(图4B)的激发的原子核所经历的静磁场从422处所示的静磁场增大到424处所示的静磁场。在敏感区域的相反侧处的磁场从412处所示的静磁场减小到414处所示的静磁场。补偿组件488基于侧向运动的读数减小NMR测量期间由于侧向运动引起的所关注区域中静磁场的变化。
图4C描绘具有侧向移动的NMR工具400，其中天线组件420和磁体组件448被激活且生成磁场并且补偿组件498也被激活且生成磁场。补偿组件498使用补偿电磁体500a、500b来提供侧向运动效应补偿。例如，上部电磁体500a和下部补偿电磁体500b生成或产生磁场来补偿天线组件420和磁体组件448的侧向运动。补偿组件498减小由于(诸如当NMR工具400移动时)天线组件420和磁体组件448的侧向运动而具有增大的磁场的静磁场422。补偿组件498增大由于天线组件420和磁体组件448的侧向运动而具有减小的磁场的静磁场422。补偿电磁体500a、500b的有效偶极矩与侧向位移成比例，由以下公式表示：
例如，上部补偿电磁体500a和下部补偿电磁体500b可被激活以产生磁场426a、426b，所述磁场426a、426b减小由于天线420和磁体组件448的侧向运动而增大的总静磁场并且增大)由于天线组件420和磁体组件448的侧向运动而减小的静磁场(附加磁场416a、416b)。因此，原子核自旋所经历的磁场保持不变或基本上不变，如同NMR工具400未经历侧向运动一样。
驱动上部补偿电磁体500a和下部补偿电磁体500b的电流与运动传感器读数成比例：其中系数α可在校准补偿组件498的磁场期间确定。
应注意，磁芯的存在可修改磁体组件的静磁场。磁化的磁芯在芯的端部附近产生一些微小的磁极。因此，磁体的磁极的强度可通过磁芯略微减小，并使总磁极(“电荷”)略小。由于磁场相对于芯轴线的方向，与图4C所描绘的传感器或NMR工具400相比，对于图2C所描绘的传感器或NMR工具200，这种影响更小。补偿系统的校准消除了由于磁芯的存在而引起的磁极减小的影响。
图5描绘根据一个或多个实施方案的可在NMR工具400以及其他NMR工具中使用的电磁体500(例如，上部电磁体500a、下部电磁体500b或其他电磁体)的示意图。补偿电磁体500包括至少部分地或完全地缠绕、设置或定位在磁芯512(诸如软磁芯)周围的绕组510、520。绕组510、520可以是两个正交绕组，使得绕组510、512彼此正交地设置。在一个或多个实施方案中，绕组510是包含绕组部段514a、514b的第一两部段绕组，并且绕组520是包含绕组部段524a、524b的第二两部段绕组，如图5所描绘。
使用绕组510、520来补偿由于在X-Y平面的任何方向上的运动引起的磁场变化。绕组510、520中的电流由以下公式确定：
对于绕组510为i1(t)＝α1×·sx(t)，并且
对于绕组520为i2(t)＝α2×·sy(t)，
其中sx(t)和sy(t)是侧向位移的相应X分量和Y分量；并且α1和α2是可在NMR工具的校准中确定的系数。
图6描绘根据一个或多个实施方案的NMR工具600的示意图。一般来说，NMR工具600包括具有三个磁体的磁体组件、实现射频磁场的圆极化和双线圈检测的天线组件。更具体地，NMR工具600可包括但不限于一个或多个天线组件620、包含中央磁体660的一个或多个磁体组件648，以及一个或多个补偿组件498。NMR工具600可以是或者可包括LWD NMR传感器。在一个或多个实施方案中，NMR工具600是或者包括图1A至图1C所描绘的NMR测井工具102，并且可在井筒104中与井系统100a、100b和/或100c中的任何或所有部件一起使用，如上文所论述和描述。例如，位于井系统100a、100b或100c中的任一者中或周围的测井系统或者其他测井系统可包括操作性地联接到钻柱或电缆(未示出)和/或其他部件并且在井筒104中使用的NMR工具600。
如图6所描绘的NMR工具600没有侧向移动，天线组件620和磁体组件648被激活且生成磁场，并且补偿组件698未被激活且未生成磁场。天线组件620包括至少部分地设置在软磁芯630周围的天线绕组640、642。软磁芯630可包含一个、两个或更多个定位在其中的永磁体(未示出)。软磁芯630包括与轴向下端634相反的轴向上端632。轴向上端632和轴向下端634绕NMR工具600的公共轴线601轴向地对齐。
如图6所描绘，天线绕组640、642可以是或者可包括两个正交绕组，使得天线绕组640和天线绕组642彼此正交地设置。天线组件620生成或产生两个正交RF磁场628a、628b。RF磁场628a由绕组640生成或产生，而RF磁场628b由绕组642生成或产生。两个RF磁场628a、628b具有约90°的相移，因此生成圆极化RF磁场来激发NMR。相对于仅具有单个天线绕组的类似天线组件，天线组件620更高效地生成RF磁场。使用绕组640、642来接收NMR信号。然后处理在正交绕组640、642中感应的NMR信号，以便增大所获取NMR数据的信噪比(SNR)。
磁体组件648包括上端磁体450a和下端磁体450b以及中央磁体660。上端磁体450a与软磁芯630的轴向上端632间隔开，并且绕公共轴线601轴向地对齐。下端磁体450b与软磁芯630的轴向下端634间隔开，并且绕公共轴线601轴向地对齐。中央磁体660也与公共轴线601轴向地对齐。
中央磁体660被布置成使得中央磁体660的相同磁极面向相应的相邻端部磁体450a、450b的磁极。端部磁体450a的北极面向中央磁体660的北极，而端部磁体450b的南极面向中央磁体660的南极，如图6所描绘。可替代地，未示出，端部磁体450a的南极可面向中央磁体660的南极，而端部磁体450b的北极可面向中央磁体660的北极。由两个端部磁体450a、450b以及中央磁体660产生的静磁场由箭头622表示。可使用中央磁体660来在勘测体积中使静磁场622成形和/或增强。
补偿组件698包括上部电磁体500a和下部电磁体500b。中央磁体660位于上部补偿电磁体500a与下部补偿电磁体500b之间。此外，上部电磁体500a位于上端磁体450a与软磁芯630的轴向上端632之间。上部电磁体500a绕公共轴线601轴向地对齐。下部电磁体500b位于下端磁体450b与软磁芯630的轴向下端634之间。下部电磁体500b绕公共轴线601轴向地对齐。
上端磁体450a被定位成使上端磁体450a的北极面向上部电磁体500a和软磁芯630的轴向上端632。下端磁体450b被定位成使下端磁体450b的北极面向下部电磁体500b和软磁芯630的轴向下端634。上端磁体450a被定位成使上端磁体450a的南极背对上部电磁体500a和软磁芯630的轴向上端632。下端磁体450b被定位成使下端磁体450b的南极背对下部电磁体500b和软磁芯630的轴向下端634。
NMR工具600包括补偿系统605，所述补偿系统605包含但不限于一个或多个运动传感器、一个或多个传感器数据处理单元、数模转换器(DAC)、功率放大器、包含一个或多个磁场传感器的校准系统，或它们的任何组合。一个或多个运动传感器(未示出)设置在NMR工具600上和/或内。运动传感器可以是或者可包括但不限于一个或多个加速度计、一个或多个陀螺仪、一个或多个磁力计，或它们的任何组合。运动传感器生成或以其他方式产生天线组件620、磁体组件648和/或NMR工具600的侧向运动的读数。传感器数据处理单元(未示出)生成与天线组件620、磁体组件648和/或NMR工具600的侧向运动成比例的时变值。例如，使用运动传感器和传感器数据处理单元来至少确定包括天线组件620和磁体组件648的NMR工具600的侧向位移矢量补偿组件698基于侧向运动的读数减小NMR测量期间由于侧向运动引起的所关注区域中静磁场的变化。
如本文所论述和描述的包括但不限于软磁芯230、430和630的软磁芯由磁导率为5或更大的软磁材料制成。软磁材料区分硬磁材料或磁体组件中使用的永磁体。硬磁材料的磁导率通常小于5。
图7描绘根据一个或多个实施方案的处于校准模式的补偿系统700的示意性框图。补偿系统700可与包含磁体/天线组件702和补偿组件704的NMR工具710一起使用。补偿系统700可以是或者可包括补偿系统205、405、605中的任一者。NMR工具200、400、600中的每一者可包括补偿系统700。NMR工具710是或者包括本文所论述和描述的任何NMR工具或其部件，以及其他NMR工具。NMR工具710可以是或者可包括但不限于NMR工具200、400、600中的任一者，以及其他NMR工具。磁体/天线组件702可以是或者可包括但不限于天线组件220和磁体组件248、天线组件420和磁体组件448，或天线组件620和磁体组件648。补偿组件704可以是或者可包括但不限于补偿组件288或498。
补偿系统700还包括一个或多个运动传感器705、一个或多个传感器数据处理单元715、数模转换器(DAC)720、功率放大器725、包含一个或多个磁场传感器735的校准系统730，或它们的任何组合。
一个或多个运动传感器705设置在NMR工具710上和/或内。运动传感器705可以是或者可包括但不限于一个或多个加速度计、一个或多个陀螺仪、一个或多个磁力计，或它们的任何组合。传感器数据处理单元715生成与包括磁体/天线组件702和补偿组件704的NMR工具710的侧向运动成比例的时变值。例如，使用运动传感器705和传感器数据处理单元715来至少确定包括磁体/天线组件702和补偿组件704的NMR工具710的侧向位移矢量
使用DAC 720和功率放大器725来驱动或以其他方式给上部电磁体中的上部绕组和补偿组件704内的下部电磁体中的下部绕组供电。使用传感器数据处理单元715和包含一个或多个磁场传感器735的校准系统730来校准补偿组件704，以便确定系数α1和α2，如上文所论述和描述。
通过相对于磁场传感器735移动包括磁体/天线组件702和补偿组件704的NMR工具710，观察磁场传感器735的读数的变化并且系数α(如上所描述和论述)可基于磁场传感器735的读数和所处理的运动传感器读数来计算。在确定并相应地设定(在传感器数据处理单元715中以数字方式和/或通过改变功率放大器中的增益以模拟方式)系数α之后，磁场传感器735的位置处的磁场并不响应于磁体/天线组件702的侧向运动而改变。一旦校准了具有补偿电磁体的系统，磁场变化就会在围绕磁体组件的所有空间中得到实质的补偿。在运动传感器是加速度计的情况下，处理可实现为加速度计读数的二重积分。
用于获得井筒中的NMR数据的方法包括将NMR工具200、400或600和/或一个或多个其他NMR工具引入所关注地下区域，所述所关注地下区域诸如井筒104具有井系统100a、100b和/或100c的任何或所有部件，如上文所论述和描述。NMR工具200、400或600测量、确定和/或处理地下区域或井的其他部分内的测井数据。NMR工具200、400或600在测量测井数据时沿着井筒104的轴线在整个地下区域中移动。NMR工具200、400或600可沿着井筒104的轴线在任何方向上移动，包括垂直地、水平地，或者它们的组合。当天线组件和磁体组件位于地下区域内时，由天线组件生成或以其他方式产生射频磁场，并且由磁体组件生成或以其他方式产生静磁场。
在天线组件和磁体组件的侧向运动的方向上生成或以其他方式产生静磁场的增大的场，并且在与侧向运动相反的方向上生成或以其他方式产生静磁场的减小的场。通过应用、操作或以其他方式使用补偿组件来减小侧向运动对NMR数据的影响。通过补偿组件，静磁场的增大的场的至少一部分得以减小，并且静磁场的减小的场的至少一部分得以增大。
除了上述实施方案之外，本公开的实施方案还涉及以下段落中的一者或多者：
1.一种用于测量所关注区域中的地球地层的NMR特性的核磁共振(NMR)工具，其包括：天线组件，所述天线组件能够操作来生成射频磁场；磁体组件，所述磁体组件能够操作来生成静磁场；运动传感器，所述运动传感器能够操作来生成所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动的读数；补偿组件，所述补偿组件包括至少一个电磁体；并且其中所述补偿组件能够操作来基于所述侧向运动的所述读数减小NMR测量期间由于所述侧向运动引起的所述所关注区域中的所述静磁场的变化。
2.一种在井筒中使用的NMR工具，其包括：天线组件，所述天线组件包括至少部分地设置在软磁芯周围的天线绕组，所述软磁芯包括与轴向下端相反的轴向上端；磁体组件，所述磁体组件包括与所述软磁芯的所述轴向上端间隔开的上端磁体和与所述软磁芯的所述轴向下端间隔开的下端磁体；补偿组件，所述补偿组件包括设置在所述上端磁体与所述软磁芯之间的上部电磁体和设置在所述下端磁体与所述软磁芯之间的下部电磁体；其中所述天线组件和所述磁体组件产生静磁场；并且其中所述补偿组件减小由于所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动而具有增大的场的所述静磁场，并且增大由于所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动而具有减小的场的所述静磁场。
3.一种测井系统，其包括：输送件；以及NMR工具，所述NMR工具在井筒中使用并且联接到所述输送件，所述NMR工具包括：天线组件，所述天线组件包括至少部分地设置在软磁芯周围的天线绕组，所述软磁芯包括与轴向下端相反的轴向上端，所述轴向上端和所述轴向下端通过公共轴线轴向地对齐；磁体组件，所述磁体组件包括与所述软磁芯的所述轴向上端间隔开且与所述公共轴线轴向地对齐的上端磁体和与所述软磁芯的所述轴向下端间隔开且与所述公共轴线轴向地对齐的下端磁体；以及补偿组件，所述补偿组件包括设置在所述上端磁体与所述软磁芯的所述轴向上端之间的上部电磁体和设置在所述下端磁体与所述软磁芯是所述轴向下端之间的下部电磁体，所述上部电磁体和所述下部电磁体与所述公共轴线轴向地对齐；其中所述天线组件和所述磁体组件在地下区域内的体积中产生静磁场；并且其中所述补偿组件减小或增大由于所述天线组件和所述磁体组件而具有变化的场的所述静磁场。
4.一种用于通过使用如段落1-3中任一段所述的NMR工具或测井系统获得井筒中的NMR数据的方法。
5.一种用于获得井筒中的NMR数据的方法，其包括：将NMR工具引入所述井筒，其中所述NMR工具包括：天线组件，所述天线组件能够操作来生成射频磁场；磁体组件，所述磁体组件能够操作来生成静磁场；以及补偿组件，所述补偿组件包括至少一个电磁体；使用所述磁体组件产生静磁场；通过所述NMR工具测量测井数据；将所述NMR工具移动通过所述井筒；以及通过操作所述补偿组件来减小所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动对NMR数据的影响。
6.如段落1-5中任一段所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述磁体组件包括与软磁芯的轴向上端间隔开的上端磁体和与所述软磁芯的轴向下端间隔开的下端磁体。
7.如段落6所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括绕组，所述绕组中的每一个包括两部段绕组。
8.如段落1-7中任一段所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述运动传感器包括加速计、陀螺仪、磁力计，或它们的任何组合。
9.如段落8所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括绕组。
10.如段落9所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述绕组中的每一个包括两部段绕组。
11.如段落9所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述绕组中的每一个设置在磁芯周围。
12.如段落8所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括设置在磁芯周围的两个绕组。
13.如段落8所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括彼此正交地设置的第一两部段绕组和第二两部段绕组。
14.如段落8所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体生成高达约2.5×10-4T的磁场强度。
15.如段落14所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体从约5W至约15W的范围内的功率生成所述磁场强度。
16.如段落8所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上端磁体被定位成使所述上端磁体的北极面向所述上部电磁体和所述软磁芯的所述轴向上端，并且其中所述下端磁体被定位成使所述下端磁体的北极面向所述下部电磁体和所述软磁芯的所述轴向下端。
17.如段落8所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其还包括运动传感器、传感器数据处理单元、数模转换器、功率放大器、磁场传感器，或它们的任何组合。
18.如段落17所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述NMR工具包括所述运动传感器，并且其中所述运动传感器包括加速计、陀螺仪、磁力计，或它们的任何组合。
19.如段落17所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述NMR工具包括所述传感器数据处理单元，并且其中所述传感器数据处理单元生成与所述天线组件和所述磁体组件的所述侧向运动成比例的时变值。
20.如段落17所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述NMR工具包括所述数模转换器和所述功率放大器，并且其中所述数模转换器和所述功率放大器给所述上部电磁体中的上部绕组和所述下部电磁体中的下部绕组供电。
21.如段落8所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述软磁芯的所述轴向上端和所述轴向下端通过公共轴线轴向地对齐。
22.如段落21所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上端磁体和所述下端磁体中的每一者独立地与所述公共轴线轴向地对齐。
23.如段落1-22中任一段所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述输送件包括连续油管、滑线、电缆缆线、钻柱、钻杆、管件、牵引器，或它们的任何组合。
24.如段落1-23中任一段所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中操作所述补偿组件包括减小所述静磁场的增大的场的至少一部分以及增大所述静磁场的减小的场的至少一部分。
25.如段落24所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述静磁场的所述增大的场是在所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动的方向上，并且所述静磁场的所述减小的场是在与所述侧向运动相反的方向上。
26.如段落1-25中任一段所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述NMR工具还包括运动传感器，所述运动传感器能够操作来由于所述天线组件和所述磁体组件的所述侧向运动而生成读数。
27.如段落26所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述补偿组件减小由于所述天线组件和所述磁体组件的所述侧向运动引起的所关注区域中的所述静磁场的变化。
28.如段落1-27中任一段所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中：所述天线组件包括至少部分地设置在软磁芯周围的天线绕组，所述软磁芯具有与轴向下端相反的轴向上端；所述磁体组件包括与所述软磁芯的所述轴向上端间隔开的上端磁体和与所述软磁芯的所述轴向下端间隔开的下端磁体；所述至少一个电磁体包括上部电磁体和下部电磁体；并且所述补偿组件包括定位在所述上端磁体与所述软磁芯的所述轴向上端之间的所述上部电磁体和定位在所述下端磁体与所述软磁芯的所述轴向下端之间的所述下部电磁体。
29.如段落28所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括定位在磁芯周围的两部段绕组。
27.如段落28所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括彼此正交地设置且定位在磁芯周围的第一两部段绕组和第二两部段绕组。
28.如段落28所述的NMR工具、测井系统和/或方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者从约5W至约15W的范围内的功率生成高达约2.5×10-4T的磁场强度。
已经描述了本公开的一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能不在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应理解，在任何此类实际实现方式的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须做出许多特定于实现方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守与系统相关的和与业务相关的约束，这可能因实现方式不同而不同。此外，应理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制造和生产的常规任务。
在以下论述和权利要求中，冠词“一个”、“一种”和“所述”意图意指存在一个或多个要素。术语“包括”、“包含”和“具有”及其变型以开放式方式使用，因此应被解释为意指“包括但不限于......”。而且，对术语“连接”、“接合”、“联接”、“附接”、“配合”、“安装”或描述元件之间任何其他相互作用的术语的任何形式的任何使用意图意指所描述元件之间的间接或直接相互作用。此外，如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”通常意指沿着或平行于中央轴线(例如，主体或端口的中央轴线)，而术语“径向”和“径向地”通常意指垂直于中央轴线。对“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”及这些术语的变型的使用是为了方便而为，而不要求部件的任何特定取向。
某些术语贯穿描述和权利要求用于指代特定特征或部件。如本领域技术人员应理解，不同人可能用不同名称来指代相同的特征或部件。本文献并不意图区分名称不同但功能相同的部件或特征。
贯穿本说明书对“一个实施方案”、“实施方案”、“某些实施方案”、“一些实施方案”或类似语言的引用意指结合所述实施方案描述的特定特征、结构或特性可被包括在本公开的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书的这些短语或类似语言可指代但不一定全部指代相同实施方案。
已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和特征。应理解，除非另外指明，否则涵盖包括任意两个值的组合的范围，所述组合例如，任何下限值与任何上限值的组合、任何两个下限值的组合和/或任何两个上限值的组合。某些下限、上限和范围出现在下文一项或多项权利要求中。所有数值均为“约”或“近似”指示值，并考虑到本领域普通技术人员所预期的实验误差和变化。
不应将所公开的实施方案解释为或以其他方式用于限制包括权利要求的本公开的范围。应充分认识到，可单独地或以任何合适的组合采用所论述的实施方案的不同教导以产生期望的结果。此外，本领域技术人员应理解，描述具有广泛的应用，并且对任何实施方案的论述仅意在作为该实施方案的示例，而并不意图暗示包括权利要求的本公开的范围限于该实施方案。

Claims (30)

1.一种用于测量所关注区域中地球地层的核磁共振(NMR)特性的NMR工具，其包括：
天线组件，所述天线组件能够操作来生成射频磁场；
磁体组件，所述磁体组件能够操作来生成静磁场；
运动传感器，所述运动传感器能够操作来生成所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动的读数；
补偿组件，所述补偿组件包括至少一个电磁体；并且
其中所述补偿组件能够操作来基于所述侧向运动的所述读数减小NMR测量期间由于所述侧向运动引起的所述所关注区域中的所述静磁场的变化。
2.如权利要求1所述的NMR工具，其中所述磁体组件包括与软磁芯的轴向上端间隔开的上端磁体和与所述软磁芯的轴向下端间隔开的下端磁体。
3.如权利要求2所述的NMR工具，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括绕组，所述绕组中的每一个包括两部段绕组。
4.如权利要求1所述的NMR工具，其中所述运动传感器包括加速计、陀螺仪、磁力计，或它们的任何组合。
5.一种用于在井筒中使用的核磁共振(NMR)工具，其包括：
天线组件，所述天线组件包括至少部分地设置在软磁芯周围的天线绕组，所述软磁芯包括与轴向下端相反的轴向上端；
磁体组件，所述磁体组件包括与所述软磁芯的所述轴向上端间隔开的上端磁体和与所述软磁芯的所述轴向下端间隔开的下端磁体；
补偿组件，所述补偿组件包括设置在所述上端磁体与所述软磁芯之间的上部电磁体和设置在所述下端磁体与所述软磁芯之间的下部电磁体；
其中所述天线组件和所述磁体组件产生静磁场；并且
其中所述补偿组件减小由于所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动而具有增大的场的所述静磁场并且增大由于所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动而具有减小的场的所述静磁场。
6.如权利要求5所述的NMR工具，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括绕组。
7.如权利要求6所述的NMR工具，其中所述绕组中的每一个包括两部段绕组。
8.如权利要求6所述的NMR工具，其中所述绕组中的每一个设置在磁芯周围。
9.如权利要求5所述的NMR工具，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括设置在磁芯周围的两个绕组。
10.如权利要求5所述的NMR工具，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括彼此正交地设置的第一两部段绕组和第二两部段绕组。
11.如权利要求5所述的NMR工具，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体生成高达约2.5×10-4T的磁场强度。
12.如权利要求11所述的NMR工具，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体从约5W至约15W的范围内的功率生成所述磁场强度。
13.如权利要求5所述的NMR工具，其中所述上端磁体被定位成使所述上端磁体的北极面向所述上部电磁体和所述软磁芯的所述轴向上端，并且其中所述下端磁体被定位成使所述下端磁体的北极面向所述下部电磁体和所述软磁芯的所述轴向下端。
14.如权利要求5所述的NMR工具，其还包括运动传感器、传感器数据处理单元、数模转换器、功率放大器、磁场传感器，或它们的任何组合。
15.如权利要求14所述的NMR工具，其中所述NMR工具包括所述运动传感器，并且其中所述运动传感器包括加速计、陀螺仪、磁力计，或它们的任何组合。
16.如权利要求14所述的NMR工具，其中所述NMR工具包括所述传感器数据处理单元，并且其中所述传感器数据处理单元生成与所述天线组件和所述磁体组件的所述侧向运动成比例的时变值。
17.如权利要求14所述的NMR工具，其中所述NMR工具包括所述数模转换器和所述功率放大器，并且其中所述数模转换器和所述功率放大器给所述上部电磁体中的上部绕组和所述下部电磁体中的下部绕组供电。
18.如权利要求5所述的NMR工具，其中所述软磁芯的所述轴向上端和所述轴向下端通过公共轴线轴向地对齐。
19.如权利要求18所述的NMR工具，其中所述上端磁体和所述下端磁体中的每一者独立地与所述公共轴线轴向地对齐。
20.一种用于获得井筒中的核磁共振(NMR)数据的方法，其包括：
将NMR工具引入所述井筒中，其中所述NMR工具包括：
天线组件，所述天线组件能够操作来生成射频磁场；
磁体组件，所述磁体组件能够操作来生成静磁场；以及
补偿组件，所述补偿组件包括至少一个电磁体；
使用所述磁体组件来产生静磁场；
通过所述NMR工具测量测井数据；
将所述NMR工具移动通过所述井筒；以及
通过操作所述补偿组件来减小所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动对所述NMR数据的影响。
21.如权利要求20所述的方法，其中操作所述补偿组件包括减小所述静磁场的增大的场的至少一部分以及增大所述静磁场的减小的场的至少一部分。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述静磁场的所述增大的场是在所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动的方向上，并且所述静磁场的所述减小的场是在与所述侧向运动相反的方向上。
23.如权利要求20所述的方法，其中所述NMR工具还包括运动传感器，所述运动传感器能够操作来由于所述天线组件和所述磁体组件的所述侧向运动而生成读数。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述补偿组件减小由于所述天线组件和所述磁体组件的所述侧向运动引起的所关注区域中的所述静磁场的变化。
25.如权利要求20所述的方法，其中：
所述天线组件包括至少部分地设置在软磁芯周围的天线绕组，所述软磁芯具有与轴向下端相反的轴向上端；
所述磁体组件包括与所述软磁芯的所述轴向上端间隔开的上端磁体和与所述软磁芯的所述轴向下端间隔开的下端磁体；
所述至少一个电磁体包括上部电磁体和下部电磁体；并且
所述补偿组件包括定位在所述上端磁体与所述软磁芯的所述轴向上端之间的所述上部电磁体和定位在所述下端磁体与所述软磁芯的所述轴向下端之间的所述下部电磁体。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括定位在磁芯周围的两部段绕组。
27.如权利要求25所述的方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者包括彼此正交地设置且定位在磁芯周围的第一两部段绕组和第二两部段绕组。
28.如权利要求25所述的方法，其中所述上部电磁体和所述下部电磁体中的每一者从约5W至约15W的范围内的功率生成高达约2.5×10-4T的磁场强度。
29.一种测井系统，其包括：
输送件；以及
核磁共振(NMR)工具，所述NMR工具用于在井筒中使用并且联接到所述输送件，所述NMR工具包括：
天线组件，所述天线组件包括至少部分地设置在软磁芯周围的天线绕组，所述软磁芯包括与轴向下端相反的轴向上端，所述轴向上端和所述轴向下端通过公共轴线轴向地对齐；
磁体组件，所述磁体组件包括与所述软磁芯的所述轴向上端间隔开且与所述公共轴线轴向地对齐的上端磁体和与所述软磁芯的所述轴向下端间隔开且与所述公共轴线轴向地对齐的下端磁体；以及
补偿组件，所述补偿组件包括设置在所述上端磁体与所述软磁芯的所述轴向上端之间的上部电磁体和设置在所述下端磁体与所述软磁芯的所述轴向下端之间的下部电磁体，所述上部电磁体和所述下部电磁体与所述公共轴线轴向地对齐；
其中所述天线组件和所述磁体组件在地下区域内的体积中产生静磁场；并且
其中所述补偿组件减小或增大由于所述天线组件和所述磁体组件的侧向运动而具有变化的场的所述静磁场。
30.如权利要求29所述的测井系统，其中所述输送件包括连续油管、滑线、电缆缆线、钻柱、钻杆、管件、牵引器，或它们的任何组合。
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