DE1423379C3 - Kernmagnetisches Verfahren der angewandten Geophysik zur Untersuchung der an ein Bohrloch angrenzenden geologischen Bodenformationen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein kernmagnetisches Verfahren der angewandten Geophysik zur Untersuchung der an ein Bohrloch angrenzenden geologischen Bodenformationen auf etwa vorhandene wasserstoffhaltige Stoffe und deren Zusammensetzung auf Grund des Verhaltens ihrer Kernspins durch Anlegen von mindestens einem veränderlichen Magnetfeld, das winklig zu dem im wesentlichen konstant wirkenden erdmagnetischen Feld steht und für eine Zeitspanne, die zur Parallelausrichtung eines wesentlichen Teiles der Kernspins der untersuchten Bodenformation auf das resultierende Feld ausreicht, mit konstanter Feldstärke angelegt und dann abgeschaltet wird, wobei der zeitliche Verlauf der abklingenden Amplitude des magnetischen Wechselfeldes gemessen wird, das auf Grund der Wiederausrichtung der Kernspins der Stoffe in dem erdmagnetischen Feld innerhalb der Bodenformation auftritt.

Kernmagnetische Untersuchungsverfahren sind vor allem durch die Arbeiten von F. B 1 ο c h bekanntgeworden, z. B. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kernresonanz-Absorption-Spektralanalyse mit Hilfe eines konstanten Magnetfeldes und eines frequenzveränderbaren HF-Feldes (siehe USA.-Patentschrift 2 561489). Weiter ist eine Meßmethode zur Bestimmung schwacher Magnetfelder, insbesondere des Erdfeldes, bekannt, die mit Hilfe einer charakteristischen Larmorfrequenz eines als bekannt vorgegebenen Elementes arbeitet (siehe USA.-Patentschrift 2 561490). Weiter ist ein Verfahren bekannt, um entweder eine Hochfrequenz bei konstant gehaltenem Magnetfeld oder ein stationäres Magnetfeld mit einem Regel-HF-Feld mit Hilfe der Larmorfrequenz zu stabilisieren (siehe USA.-Patentschrift 2 589 494).

Zu dem bekannten Verfahren, eine Kernresonanz-Absorption-Spektralanalyse mit Hilfe eines konstanten Magnetfeldes und eines hierauf überlagerten frequenzveränderbaren HF-Feldes auszuführen, ist auch eine Bohrlochsonde bekannt, die die Anwendung dieses Verfahrens in Bohrlöchern gestattet (deutsche Auslegeschrift 1030 940).

Es ist ferner bekannt, den Absolutwert des Erdfeldes durch Messung der Präzessionsfrequenz zu messen, wobei ein polarisierendes Feld dem Erdfeld überlagert und freie Kerninduktionssignale im Erdfeld beobachtet werden (siehe Phys. Rev., 93, S. 941, 1954). Weiter ist die Ermittlung der Abklingkurve der Relaxationszeit T₂ bekannt, die unmittelbar aus dem zeitlichen Verlauf eines Signals bei homogenem Erdfeld bestimmt werden kann; dabei wird ein polarisierendes Feld von etwa 100 Gauß zunächst auf ein Restfeld von etwa 2 Gauß verringert und dann vollständig abgeschaltet (siehe Phys. Rev., 93, S. 941, 1954),'·

Aus der deutschen Patentschrift 1 015 954 ist zur Bestimmung der Relaxationszeit gyromagnetischer Körper eines Stoffes ein Verfahren bekannt, bei welchem die Relaxationszeit gemessen wird, die das Abklingen eines Signals anzeigt, das durch die Präzessionsbewegung der Körper erzeugt wird, die nach Beseitigung oder Aufhebung eines polarisierenden Magnetfeldes im magnetischen Erdfeld auftritt. Dabei können auch Mischungsverhältnisse zweier Stoffe mit verschiedenen Relaxationszeiten dadurch ermittelt werden, daß die Abklingkurve des Stoffgemisches mit genormten oder bekannten Abklingkurven für jeden Stoff alleine verglichen wird.

Pis zuletzt erwähnte Verfahren führt unter den geologischen Umweltbedingungen im Bohrloch nicht immer zu einwandfreien und eindeutigen Ergebnissen. Wie mit der Erfindung festgestellt worden ist, liegt das im wesentlichen daran, daß bislang Messungen für die bekannten Verfahren unter Laboratoriumsbedingungen an den wasscrstoffhaltigen Stoffen als solchen ausgeführt worden sind und dabei keine Abhängigkeit von der Feldstärke des verwendeten veränderlichen Magnetfeldes gezeigt haben. Dagegen zeigt, wie erfindungsgemäß festgestellt worden ist, unter den in Bohrlöchern oder unter ähnlichen Bedingungen anzutreffenden praktischen Verhältnissen der zeitliche Verlauf der abklingenden Amplitude des magnetischen Wechselfeldes, daß nach Abschalten des veränderlichen Magnetfeldes auf Grund der Wiederausrichtung der Kernspins von wasser.woffhaltigen Stoffen in dem im wesentlichen konstanten magnetischen Erdfeld innerhalb der Bodenformation auftritt, häufig eine Abhängigkeit von der Feldstärke des veränderlichen polarisierenden Magnetfeldes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in

Tiefbohrungen einfach zu handhabendes Verfahren zu schaffen, das unter Auswertung von Präzessionssignalen einwandfreie Kenntnisse über die durchteuften Schichten liefert. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung einer Abhängigkeit des gemessenen abklingenden Amplitudenverlaufes des Wechselfeldes von der Feldstärke des veränderlichen Magnetfeldes der abklingende Amplitudenverlauf für unterschiedliche Feldstärken des veränderlichen Magnetfeldes bestimmt und die auf diese Weise ermittelte Feldstärkeabhängigkeit mit dem bekannten Einfluß geologischer Stoffe entlang dem Bohrloch verglichen wird. Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, daß das veränderliche Magnetfeld nach zumindest teilweiser Parallelausrichtung der Kernspins auf das resultierende Feld sprunghaft auf eine Restfeldstärke abgeschwächt wird, das abgeschwächte Feld für eine bestimmte Zeitspanne aufrechterhalten und dann abgeschaltet wird und daß dann der zeitliche Verlauf der abklingenden Amplitude des magnetischen Wechselfeldes auf Grund der Wiederausrichtung der Kernspins der Stoffe innerhalb der Bodenformation ermittelt wird.

Im Gegensatz zu der bekannten Τ.,-Messung sieht die Erfindung vor, die Feldstärkeabhängigkeit von 7"., zu messen. Die Erfindung ermöglicht, zwischen Öl und Wasser zu unterscheiden und festzustellen, ob innerhalb einer Bodenformation frei bewegbare wasserstoffhaltige Flüssigkeiten vorhanden sind. Im Anschluß an bereits ausgeführte Messungen gestattet die Erfindung Rückschlüsse auf weitere interessierende Eigenschaften. So sind Aussagen über die Viskosität eines Öles, das sich noch in der ölhaltigen.·Formation befindet, möglich. Weitere Möglichkeiten sind zum Beispiel der Nachweis eines dünnen Öles, das in einer Formation in Form von Wasser umgebenen sowie in Form von das Gestein berührenden Tröpfchen auftritt, oder die Feststellung der relativen und gesamten Mengen öl und Wasser in einer von einem Bohrloch durchteuften Formation, die Ermittlung der Verteilung der Porengrößen oder des gesamten Porenvolumens einer Formation, die Ermittlung der Durchlässigkeit und der Benetzbarkeit, des Anteils der Tonmineralien, der Beeinträchtigung der Durchlässigkeit durch während des Bohrens in die Formationen eingetretene fremde Flüssigkeiten oder Gase, die Feststellung der Menge des magnetischen Materials in flüssigkeits- oder gashaltigen Formationen, usw.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2a, 2b Signale, wie sie bei der Auslösung von Relaxationserscheinungen bei hoher Feldstärke auftreten,

Fig. 3a, 3b Signale, wie sie bei der Auslösung von Relaxationserscheinungen bei niedriger Feldstärke auftreten,

Fig. 4 den Verlauf eines mittels der Vorrichtung nach Fig. 1 auf einer Kathodenstrahlröhre erhaltenen typischen Präzessionssignals und

Fig. 5 bis 8 thermische Relaxationskurven für verschiedene Flüssigkeits-Feststoff-Systeme.

Bei der Anordnung nach F i g. 1 sind sämtliche Schalter 5, 7, 9, 11,13, 22, 25, 37 und 41 Relaiskontakte. Die zur Betätigung dieser Kontakte benutzte Zeitsteuerung und weitere, vorliegend unwesentliche Einzelheiten sind der Einfachheit halber weggelassen. Mittels der in Fig. 1 gezeigten Spule 33 können die verschiedenen Magnetfelder erzeugt werden, die zusätzlich zu einem konstanten Magnetfeld, vorzugsweise dem Erdmagnetfeld, für die Durchführung des Verfahrens erforderlich sind. Durch geeignete Umschaltung wird die Spule 33 zugleich als Signalaufnahmespule benutzt, in der ein elektrisches Signal

ίο induziert wird, das auf der präzessierenden kernmagnetischen Polarisation der Probe beruht.

Die Form der Spule 33 hängt von dem jeweiligen Anwendungszweck ab. Trotz einer etwas niedrigeren Leistung erwies es sich als zweckmäßig, eine Spule mit langgestreckten Windungen zu verwenden, die im wesentlichen die veranschaulichte Form hat. Mit Spulen dieser Art können die Signalamplituden und Relaxationskurven bei der Prüfung einer von einem Bohrloch durchstoßenen Bodenformation gemessen

ao werden.

Entsprechend Fig. 1 sind im wesentlichen zwei getrennte Stromkreise vorgesehen. Links vom Punkt 29 befindet sich der Stromkreis, der das zur Polarisation benutzte Feld steuert. Rechts vom Punkt 29 befindet sich der Signalaufnahmekreis.

In den F i g. 2 und 3 sind zwei qualitativ unterschiedliche Möglichkeiten dargestellt, das Polarisationsfeld in Abhängigkeit von der Zeit zu steuern. Die Ordinaten H_n und H_L stellen magnetische FeIdstärken, die Abszissen T₁, und T_L Zeitspannen dar. Die Zeit r = O ist die Zeit, bei der die Messung von Präzessionssienalen beginnt. τ-Werte größer als O stellen die Zeitspanne dar, die während der Ermittlung und Beobachtung einzelner Signale infolge vorhergegangener Polarisierungs- und Relaxationsvorgänge verstrichen ist.

Bei der Durchführung der Messung nach Fig. 2 sind zunächst sämtliche Relaiskontakte mit Ausnahme des Kontakts 5 offen. Der in Reihe mit dem Relaiskontakt 5 liegende Widerstand 4 wird so eingestellt, daß der durch die Spule 33 fließende Strom der gewählten Feldstärke H_n entspricht. Im vorliegenden Falle stellt dieses Feld zugleich das Relaxationsfeld H_r dar, in dem der Verlauf der Relaxation ermittelt werden soll. Der Relaiskontakt 9 wird zu Beginn des Zeitintervalls T_n geschlossen und am Ende dieses Intervalls geöffnet. In Fig. 2a ist die Zeit T_n daher auch die bei der Konstruktion einer Relaxationskurve, aus welcher das Maß der Relaxation bestimmt werden kann, verwendete Zeit t, d. h. die Zeit, während deren die Protonen einem bestimmten Magnetfeld ausgesetzt sind.

In Fig. 2a stellt die ausgezogene Linie das Polarisationsfeld H_p und den Strom als Funktion der Zeit / dar. Die gestrichelte Kurve zeigt den Verlauf des Aufbaus der Polarisation P. Die punktierte Kurve läßt erkennen, wie die Polarisation weiter fortschreiten würde, wenn das Polarisationsfeld eingeschaltet bliebe, d. h. wenn die Zeit T_n wesentlich länger wäre.

In Fig. 2b zeigt die ausgezogene Kurve die Signalamplitude V (T₁₁) als Funktion der Zeit. Die gepunktete Kurve stellt die extrapolierte Signalspannung dar, die bei τ = O vorhanden wäre, falls nach Beginn der Präzession keine Verzögerung eintreten würde, bevor das Signal beobachtet werden kann.

Zur Durchführung der Messung gemäß Fig. 3 wird der Widerstand 4 wiederum so eingestellt, daß er der gewählten Feldstärke H_n entspricht. Der Wider-

stand 15 wird auf die gewählte Feldstärke H₁ eingestellt. Mit Ausnahme des Relaiskontaktes 5 werden zunächst sämtliche Relaiskontakte geöffnet. Zu Beginn der Zeitspanne T_n wird der Kontakt 9 und danach, jedoch vor dem Ende von T_n auch der Kontakt 11 geschlossen. Am Ende der Zeitspanne T_n wird der Kontakt 9 und am Ende einer weiteren Zeitspanne T_L der Kontakt 11 geöffnet. Hierbei kann entweder das Feld H₁, oder das Feld H_L als das Ma-

Zeitspanne abzutrennen, die einige Millisekunden nach T = O endet, um zu verhindern, daß durch Änderungen in den von der Spule 33 während der Polarisation erzeugten Felder Übergangsströme induziert 5 werden, die andere Felder erzeugen, welche den erforderlichen sprunghaften Abbau der Polarisationsfelder stören wurden. Zur Auftrennung der Parallelschaltung von Abstimmkondensator 43 und Spule 33 dient der Relaiskontakt 37. Während der Abstimm-

gnetfeld betrachtet werden, innerhalb dessen die io kondensator 43 abgetrennt ist, wird die Spule 33 über Relaxation gemessen wird. Die entsprechende Zeit T_n den Kontakt 37 an einen Dämpfungswiderstand 39 oder Tι kann als die Zeit t betrachtet werden, wäh- angeschlossen, der einen großen Teil der zur Zeit rend deren die Protonen einem bestimmten Magnet- τ = 0 in der Spule 33 verbliebenen Energie absorfeld ausgesetzt sind. Diese Zeit / wird für wiederholte biert. Vom ersten Anlegen eines Polarisationsfeldes Beobachtungen des Signal geändert, um verschiedene 15 bis einige Millisekunden nach τ = 0 werden die RePunkte auf der Relaxationskurve für die wasserstoff- laiskontakte 37 und 41 in der von der Darstellung haltigen Medien in der unter Beobachtung stehenden der F i g. 1 abweichenden Schaltstellung gehalten, porösen Bodenformation zu ermitteln. Die gemessenen Präzessionssignale haben die in

In Fig. 3a stellt die ausgezogene Kurve die PoIa- Fig. 4 gezeigte Form. Bis zur Zeit T = T₁/ wird kein

risationsfelder H₁, und H_L sowie den entsprechenden 20 Signal beobachtet. Das Signal muß dann in dem von

Strom als Funktion der Zeit t dar. Die gestrichelte der Spule 33 und dem Abstimmkondensator 43 gebil-

Kurve zeigt den Aufbau und das Abklingen der PoIa- deten Resonanzkreis aufgebaut werden, bevor die

risation P als Funktion der Zeit. Die gepunktete volle Signalspannung beobachtet werden kann. Weil

Kurve zeigt, wie die Polarisation weiter abklingen jeder Polarisations- und Relaxationsvorgang nur eine

würde, falls das schwache Feld H_L für eine lange Zeit 35 einzige Signalmessung gestattet, muß, um für die

T₁ angeschaltet bliebe. Fig. 3b ähnelt insofern Konstruktion einer Relaxationskurve ausreichende

Fi g. 2b, als die ausgezogene Kurve die Signalampli- Daten zu erhalten, eine Anzahl von Signalen für ver-

tude V (T₁) und die gepunktete Kurve eine Extrapola- schiedene Werte der Zeit t beobachtet werden, für

tion dieses Signals zurück bis τ = O darstellt. die die Bodenformation dem Relaxationsfeld H_r aus-

Es versteht sich, daß durch geeignete Wahl und 30 gesetzt wird. Bei jeder Beobachtung des Signals wird Kombination der bei der Anordnung nach Fig. 1 die Signalamplitude zu einer Zeit t_s nach der Zeit verwendeten Stromquellen und Widerstände durch τ = O gemessen. Es ist wichtig, daß die Zeiten r_d und die Spule 33 jeder gewünschte Strom hindurchge- t_s konstant gehalten werden. Die Zeit t bestimmt das schickt werden kann, so daß verschiedene Werte für Ausmaß der Polarisation. Werden r_d und t_s konstant die Feldstärken H₁, und H_L erhalten werden können. 35 gehalten, stellt die gemessene Signalamplitude das Die Stromquelle 3 muß so beschaffen sein, daß sie Ausmaß der Polarisation dar, die durch Aufrechteine plötzliche Änderung des Magnetfelds erlaubt, erhaltung des Relaxationsfeldes für die Zeit t erhalwenn das Polarisationsfeld (d. h. das von der Spule ten wird.

33 erzeugte Feld) nahezu gleich Null ist. Die Strom- Im allgemeinen werden die Messungen vorgenomquelle 1 muß in Stufen von nahezu Null bis auf unge- 40 men, indem das Signal, daß die in Fig.4 veranschaufähr die Spannung der Stromquelle 3 einstellbar sein. lichte Form hat, auf dem Schirm einer Kathoden-Um einen möglichst raschen Aufbau des Polarisa- strahlröhre 48 wiedergegeben und die Spur mit einer tionsfeldes zu erreichen, ist es zweckmäßig, eine mög- Kamera 50 fotografiert wird. Die Fotografien werden liehst hohe Spannung zu verwenden und den über die sodann sorgfältig ausgemessen. Es bestehen zahl-Stromquelle 1 oder 3 fließenden Strom mittels der 45 reiche andere Möglichkeiten, um ohne Verwendung Widerstände 4 und 19 auf den gewünschten Wert zu der Kathodenstrahlröhre 48 die gewünschten Daten begrenzen. Die Kontakte 5, 7, 9, 11, 13 und 22 sind aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 47 zu gewinvorzugsweise vakuumisolierte Kontakte. Der Wider- nen. Zum Beispiel kann das gleichgerichtete Signal stand 23 ist ein nichtlinearer Widerstand, z.B. ein über eine Zeitspanne von t_s bis t_s + z)t integriert Thyrit, der die an der Spule 33 anliegende Spannung 50 werden. Das Ausgangssignal der Integrationsschalbegrenzt, wenn Relaiskontakte geöffnet werden. Er tung kann dann an einem Meßinstrument abgelesen stört die sprunghafte Herabsetzung des Polarisations- werden oder wird vorzugsweise mittels eines schreistroms nicht. Geeignete Werte für die verschiedenen benden digitalen Voltmeters unmittelbar aufgezeich-Schaltungselemente der Anordnung nach F i g. 1 sind: net. Es ist außerdem durch Verwendung von ReStromquelle 1: 0 bis 500 V Gleichspannung einstell- 55 chenschaltungen möglich, von der gemessenen Signalbar; Stromquelle 3: 500 V Gleichspannung; Strom- spannung die Signalspannung entsprechend t = oc quelle 24: 1 V; Widerstand 21: 5 Ohm; Thyritwider- abzuziehen und die sich ergebende Spannung durch stand 23: 600 V bei 55 A; Polarisationsspule 33: die mittels Extrapolation erhaltene Signalspannung 1 Ohm und 99 Millihenry, umschaltbar als Auf- für / = 0 abzüglich der Signalspannung für t = 00 zu nahmespule auf 12 Ohm und 0,13 Henry; Widerstand 60 teilen, um eine Relaxationsfunktion zu erhalten. Das 39: 6,8 Kiloohm; Widerstand 45: 100 Ohm. Der Ausgangssignal der Rechenschaltungen kann zur Kondensator 43 ist nach Bedarf einstellbar, um die Wiedergabe als Logarithmus der Relaxationsfunktion Spule 33 auf die Kernpräzessionsfrequenz abstimmen umgewandelt und als Funktion der Zeit / aufgetragen zu können. Der Verstärker 47 hat einen niedrigen werden, während der das Relaxationsfeld H_r angelegt Rauschfaktor, eine hohe Eingangsimpedanz und eine 65 wird. Oft ist es zweckmäßig, die Relaxationskurven Verstärkung von etwa 10⁴. auf einfach logarithmischem Papier darzustellen oder Bei der Anordnung nach Fi g. 1 ist es zweckmäßig, den Logarithmus der Relaxationsfunktion über t aufdcn Abstimmkodcnsator 43 von der Spule 33 für eine zutragen.

Sowohl öl als auch Wasser können in einer Bodenformation zusammen vorkommen. Wegen des Oberflächeneffektes auf die benetzende Phase und der Unterschiede in den Massenflüssigkeits-Relaxationsgeschwindigkeiten können sie dabei unterschiedliche Relaxationszeiten besitzen, was zu einer thermischen Relaxationskurve führt, die bei Aufzeichnung in der oben beschriebenen Weise keine gerade Linie darstellt. Durch Aufzeichnung des Kernmagnetismus ist es aber möglich, zwischen öl und Wasser zu unterscheiden. So zeigen die F i g. 5 bis 8 typische thermische Relaxationskurven für verschiedene Flüssigkeiten. Die Ordinate in diesen Figuren zeigt die Größe (T_L), entsprechend der Größe T_L in Fig. 3a. Diese Größe ist wie folgt ableitbar:

-P (oo) ₌ V(T₁)- V(QQ) _{= χ {Tl)}

_{χ {Tl)}
P(O)-P(Oo) V(Q)-V(Oo)

F i g. 5 zeigt die Relaxationskurve von in großer Menge vorliegendem sauerstofffreiem Wasser bei 36,6° C. Es ist zu erkennen, daß Wasser unter diesen Bedingungen nur eine einzige Relaxationszeit hat. F i g. 6 zeigt eine Relaxationskurve für in großer Menge vorhandenes Rohöl, bei dem es sich um eine 30 °/o Wasser enthaltende Emulsion handelt. Die Öl- und Wasserkomponenten lassen sich deutlich unterscheiden, und ihre relativen Prozentsätze können abgeschätzt werden. Ähnliche Daten wurden für Öl und Wasser bei Beobachtungen am Boden eines Bohrloches erzielt. F i g. 7 veranschaulicht die kurze Relaxationszeit, die für Wasser am Boden eines Bohrloches in einem wasserhaltigen, schlammigen Sand erhalten wurde. Die starke Verkürzung der Relaxationszeit gegenüber derjenigen des in großer Menge vorhandenen Wassers ist auf den Einfluß der Oberflächeneffekte zurückzuführen. F i g. 8 ist eine bei einer kernmagnetischen Aufnehmerreihe erhaltene Relaxationskurve und ermöglicht eine klare Unterscheidung zwischen öl und Wasser in einem ölhaltigen Sand. Die Kurve wird dabei von zwei Komponenten gebildet, und zwar einer öl- und einer Wasserkomponente, wie dies durch die gestrichelten und strichpunktierten Linien dargestellt ist.
Die thermische Relaxationsgeschwindigkeit ist häufig von der Stärke des Magnetfeldes abhängig. Diese Feldstärkeabhängigkeit kann bei der Bohrlochprüfung selbst dann vorkommen, wenn sie für die Flüssigkeiten selbst nicht vorhanden wäre. Zum Beispiel

ίο zeigt Wasser, das in Kontakt mit einem reinen Carbonatgestein steht, bei Vergrößerung der Feldstärke eine Zunahme von T_L. Wasser auf mäßig reinem Sand zeigt eine sehr geringe Feldstärkeabhängigkeit, während Öl in Kontakt mit ölbenetzbaren Sandflächen eine Feldstärkeabhängigkeit des Oberflächenbeitrages zur Relaxationsgeschwindigkeit des Öls zeigt. Eine derartige Feldstärkeabhängigkeit macht es oft möglich, die Benetzbarkeitseigenschaften einer Kombination von Bodenformation und Flüssigkeiten aus dem Beitrag der Oberflächen zur thermischen Relaxationsgeschwindigkeit abzuleiten.

Unter »Relaxationsbedingungen« sollen vorliegend auch Änderungen der Umgebung verstanden werden, in der die kernmagnetische Präzession auftritt. Der

Ausdruck umfaßt Änderungen des Magnetfeldes ebenso wie Änderungen der Temperaturbedingungen für das aus porösen Medien und Flüssigkeiten bestehende System.

Unter dem Ausdruck »Relaxationskurve« sollen Kurven der Istwerte der kernmagnetischen Relaxationsgeschwindigkeiten als Funktion der Zeit bei praktischen Messungen verstanden werden, wobei die Relaxation'ihrerseits eine Funktion der Magnetfeldoder Temperaturbedingungen der untersuchten porö-

sen Medien und Flüssigkeiten ist. Der Ausdruck »Kurve« schließt die kleinstmögliche Anzahl von Einzelmessungen ein, die zur Bestimmung der Kurve notwendig sind, und zwar unabhängig von der genauen Zahl solcher Messungen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

409 643/3

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kernmagnetisches Verfahren der angewandten Geophysik zur Untersuchung der an ein Bohrloch angrenzenden geologischen Bodenformationen auf etwa vorhandene wasserstoffhaltige Stoffe und deren Zusammensetzung auf Grund des Verhaltens ihrer Kernspins durch Anlegen von mindestens einem veränderlichen Magnetfeld, das winklig zu dem im wesentlichen konstant wirkenden erdmagnetischen Feld steht und für eine Zeitspanne, die zur Parallelausrichtung eines wesentlichen Teiles der Kernspins der untersuchten Bodenformation auf das resultierende Feld ausreicht, mit konstanter Feldstärke angelegt und dann abgeschaltet wird, wobei der zeitliche Verlauf der abklingenden Amplitude des magnetischen Wechselfeldes gemessen wird, das auf Grund der Wiederausrichtung der Kernspins der Stoffe in dem erdmagnetischen Feld innerhalb der Bodenformation auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung einer Abhängigkeit des gemessenen abklingenden Amplitudenverlaufes des Wechselfeldes von der Feldstärke des veränderlichen Magnetfeldes der abklingende »5 Amplitudenverlauf für unterschiedliche Feldstärken des veränderlichen Magnetfeldes bestimmt und die auf diese Weise ermittelte Feldstärkeabhängigkeit mit dem bekannten Einfluß· geologischer Stoffe entlang dem Bohrloch verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch "1, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche Magnetfeld nach zumindest teilweiser Paralldausrichtung der Kernspins auf das resultierende Feld sprunghaft auf eine Restfeldstärke abgeschwächt wird, das abgeschwächte Feld für eine bestimmte Zeitspanne aufrechterhalten und dann abgeschaltet wird und daß dann der zeitliche Verlauf der abklingenden Amplitude des magnetischen Wechselfeldes auf Grund der Wiederausrichtung der Kernspins der Stoffe innerhalb der Bodenformation ermittelt wird.