JP2517720B2 - 核磁気共鳴検知装置とその技術 - Google Patents

核磁気共鳴検知装置とその技術

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JP2517720B2 JP62054309A JP5430987A JP2517720B2 JP 2517720 B2 JP2517720 B2 JP 2517720B2 JP 62054309 A JP62054309 A JP 62054309A JP 5430987 A JP5430987 A JP 5430987A JP 2517720 B2 JP2517720 B2 JP 2517720B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は核磁気共鳴（NMR）の検知装置とその技術に
関するもので、特にさく井検層などの場合、プローブの
周囲の円筒形の部分についての検知に応用できるもので
ある。
〔従来の技術〕
本発明において、およびその背景については、さく井
検層と関連させて説明する。NMR検知装置がさく井検層
に応用できることは公知である。もっとも本発明はさく
井検層の分野に限定されるものではない。
多孔質媒質の流体流性質は石油業界で長い間関心をも
たれてきた事項である。「石油技術ジャーナル」1969年
６月号の775ページにチムール（A.Timur）氏の「砂岩の
多孔度、可動流体および透水度のパルス核磁気共鳴に関
する研究」中には、NMR法によって（岩石）累層の多孔
度、可動流体、透水度を迅速にしかも非破壊的に求め得
ることが実験的に証明されている。
よく知られているように、水素核などの磁気双極子モ
ーメントのアセンブリが静磁界に曝されるとこれらは磁
界の方向に並び、バルク磁化される。静磁界によるこの
バルク磁化において平衡に達するまでの速さは、スピン
格子緩和時間T1というパラメータで示される。
T1の値を定める機構は分子の運動による。液体の場合
の分子動力学は分子の大きさと分子間の交互作用との関
数である。従って水、各種の油それぞれのT1の値は異
る。
孔隙に液体を含んだ多孔質の固体のような不均一な媒
質の場合、固体表面近くの分子の運動は大きく、液体だ
けの場合の運動とは異る。従ってパラメータT1の値はさ
く井検層パラメータに関する貴重な資料となる。
T1パラメータを測定するのに、水素核の磁気双極子モ
ーメントなどのアセンブリを乱す数多くの技術がある。
例えばシュランベルガーの核磁気検層（NML）法などが
ある。
NML法については、1979年９月23〜26日にAIME（アメ
リカ採鉱・治金および石油技術者協会）の石油技術者協
会第54秋季年度技術会議・展示会に提出されたSPE8361
「改良核磁気検層装置とその累層調査」という論文中で
ヘリック氏（R.C.Herrick）ほかが記述しているし、ま
た米国特許3,213,357号「核磁気共鳴緩和速度を求める
ことによる累積、流体の調査」にも記載されている。
シュランベルガーの核磁気検層（NML）法というのは
陽子のスピンを地磁界にほぼ直角にするために周囲の岩
石層に比較的強い直流分極場を加えて地磁界中の陽子核
磁気双極子モーメントの自由歳差運動を測定する。十分
に分極させるためにはT1（スピン格子緩和時間）の約５
倍の時間（ほぼ２秒）分極場を加えなければならない。
（これについては上述のHerrick氏ほかの文献を参照の
こと）。陽子のスピンはこの急激な変化に追随できない
ので、地磁界に直角となったままであり、その土地の地
磁界に相当したラーモア周波数（土地により1300〜2600
ヘルツ）の角周波数でこの場の周りに歳差運動をする。
このスピン歳差運動によりピックアップ・コイルに、
累層中に存在する陽子の密度に比例した振幅の正弦波信
号を誘起する。この信号は、その土地の磁界が、検知し
ている部分の位置によって異るため、ある時定数T2（横
緩和時間）で減衰する。
固体中の水素陽子とか、表面にごく近い陽子は極めて
短い特性緩和時間T1をもっているが、孔隙空間にある流
体塊の緩和時間はこれよりはるかに長い。緩和時定数T2
での観測減衰がT1以下であることから考えると、シュラ
ンベルガーのNML法では、減衰開始から20〜30ミリ秒経
つまでは〕信号の観測が遅れるためにマトリックスや束
縛陽子を検知できない。次に起る持続時間の異る分極パ
ルスの自由歳差運動を比較することによってT1を測定す
ることができる。ただ大きな分極場を瞬時になくすこと
はできないので大部分の信号振幅は失われてしまう。
この影響を補償するのに現在のところ次の二とおりの
方法がある。
1.米国特許3,483,465号の「振動分極場を利用した角磁
気検層装置」では、数サイクルに対して地磁界に相当す
るラーモア角周波数で振動させられる分極場を用いてい
る。
2.米国特許3,667,035号の「核磁気検層」には、地磁界
に直角な交番磁界と、地磁界に相当するラーモア歳差周
波数に対応する角周波数を用いることが記述されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これまでの25年間にシュランベルガーの核磁気検層
（NML）法は大きく進歩はしているものの、次に掲げる
諸欠陥は未だに解決されないままである。
1.この方法では、分極直流パルスの後、長い間装置にむ
だ時間があるため（20〜30sec未満の）短い緩和時間を
もった核種を検出することができない。
2.この方法では、（プローブのすぐ付近にある）孔隙中
の流体から来る極めて望ましくない信号による抑止があ
り、この流体を常磁性物質でドープする必要がある。こ
れは高価であり、時間のかかる作業である。
3.この方法では、個々のT1測定に長い時間を要するの
で、商業的な検層速度でT1（スピン格子緩和時間）の測
定はできない。
岩層の多孔度、可動流体、透水度を非破壊的に求める
いま一つの方法にロス・アラモス法がある。これについ
ては次の諸文献などに記述されている。磁気共鳴ジャー
ナル（J.Magn.Reson.）41,400（1980）クーパー氏ほか
「遠隔（内側−外）NMR.I.均質磁界域の遠隔発生」。
磁気共鳴ジャーナル41,406（1980）バーネット氏ほか
「遠隔（内側−外）NMR II.外部サンプルに対するNMR検
出の精度」。
磁気共鳴ジャーナル41,411（1980）ジャクソン氏ほか
「遠隔（内側−外）NMR III.遠隔生成均質磁界域中での
核磁気共鳴の検出」。
ジャクソ氏他の米国特許4,350,955号「磁気共鳴装
置」。
このロス・アラモスNMR法というのは新しいタイプの
マグネットとRFコイルとの組合せの開発に基づいたもの
である。これによって孔の軸から一定の距離にある岩石
層を取巻く環状ドーナツ形域からのほとんどのNMR信号
が得られる。
ロス・アラモス法はT1測定だけに基づくものであり、
この測定は標準パルスNMR法によるのでシュランベルガ
ー法のように長いむだ時間を生ずるという問題を伴わな
い。だが、孔隙流体信号の問題はいぜんとして残るし、
SN比（信号振幅と雑音振幅との比）が小さいため所要時
間が長くかかるという問題を解決することもできない。
ジャクソン（Jackson）氏は静磁界強度を大きく増す提
案をしているが、現在の磁石の技術段階では実際的でな
い。ジャクソン氏のロス・アラモス法への対策の基本的
難点は、極めて均質性の高いドーナツ状の域が定められ
ているが、この場所と磁界強度とは、その土地の磁界、
気温、磁界発生装置の機械的パラメータの変化などによ
り長い間に変化する。一定の周波数に同調させたアンテ
ナを用いても変化する場に共鳴的に整合するという融通
性がない。
イギリスの特許公開明細書第2,141,236Aに記載されて
いる方法にも上記と似た難点がある。
比較的小さく、均質度の高い域を対象とした方法はど
んな方法でも、減衰プロセスそれぞれの測定に、関連の
緩和時間ぐらいの長さの時間が必要になるというもう一
つの基本的問題点が伴う。この時間中、測定個所に装置
を入れておかなければならないので検層作業がおくれ、
非経済的となる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は従来のものより大きく改良され、しかも従来
の装置、方法では望み得ない作業上の可能性をもった性
能の核磁気共鳴（NMR）装置を提供する。本発明によっ
て得られる改良点はスプリアス信号が減じ、SN比が大き
く増す。この外に、岩石層中の流体の二次元結像と拡散
係数の測定という可能性が含まれている。
本発明の望ましい実施例によれば、分析しようとする
物質を含んだ個所から遠隔の域に静磁界を発生させるの
に役立つ１もしくは２以上の磁石であって、長軸を規定
し、長軸に通常直角に延びている磁化方向に磁化される
１もしくは２以上の磁石と、分析しようとする物質の核
を励振させるために上述の遠隔域に無線周波数磁界を発
生させ、コイル巻が磁化方向と長軸とを含む平面に実質
的に平行な面内にある少なくとも一つのコイルと、励振
核からの核磁気共鳴信号を受信し、分析しようとする物
質の性質を出力として示す装置を含む核磁気共鳴検知装
置が提供される。
本発明の具体化対象の一つとして孔隙の物理探査のた
めの検層装置があり、これは分析しようとする物質を含
んだ遠隔域に静磁界を発生させる装置を含み、この装置
は遠隔域の長軸に本質的に直角な静磁界を発生するため
の長軸を規定する少なくとも１個の永久磁石より成り、
さらに分析しようとする物質の核を励振するため上述の
遠隔域に無線周波数（RF）磁界を発生し、無線周波数磁
界の方向が長軸にも、静磁界方向にも本質的に直角とな
るようにする装置を含み、さらに、励振核からの核磁気
共鳴信号を受信し、分析しようとする物質の性質を出力
として示すような装置を含む。
また本発明の具体例として、さく井孔隙付近に静磁界
を発生させる装置を含む静磁界発生装置がある。
この外に本発明の具体例として、長軸に直角な軸に沿
うて延びている磁化方向に本質的に均一な磁場をもつ少
なくとも１個の永久磁石より成る１もしくは２以上の永
久磁石をも含む。
本発明の他の具体例として、少なくとも１個の永久磁
石の代りにこれと同等な１個または複数の電磁石を用い
たものもある。
さらに本発明の具体例として、静磁界発生装置には、
長軸に本質的に半径方向に延びる磁界振幅勾配をもち、
この勾配が長軸に関して方位的に対称であるような静磁
界発生装置をも含む。
さらに本発明の具体例として、作業間の走査機能をな
すために一定の範囲内でRF周波数を変化させるための手
段を含む。
従って一定範囲内でRF周波数を変化させることによっ
て孔隙の軸に直角な方向に空間的な解像が可能となる。
その上、一定の周波数において、分析しようとする物質
の実質的にすべてが、同一静磁界振幅勾配を受けるの
で、流体中での拡散係数を直接測定することができる。
このことについては1980年にシュプリンガー社から刊行
されたスリヒター（Slichter）氏「磁気共鳴の原理」の
付録Ｇ中に記載されている。
さらに本発明の具体例として、分析しようとする物質
を含んだ遠隔域に静磁界を発生させるのに役立つ１もし
くは複数のフェライト永久磁石と、一般的に円筒形状を
なし、遠隔域の半径方向距離より全長の大きな長軸を規
定する１もしくは複数の永久磁石と、長軸に直角な磁化
軸に沿うて延びる方向に本質的に均一な磁場をもつ１も
しくは複数の永久磁石と、コイル巻きが磁化軸と長軸を
含んだ面に本質的に平行な１もしくは複数のコイルが１
もしくは複数のフェライト永久磁石の周りに巻かれた静
磁界発生装置と、分析しようとする物質からの核磁気共
鳴信号を１もしくは複数のコイルを介して受信し、分析
しようとする物質の性質を出力として示す受信装置とを
含む核磁気共鳴検知装置が提供される。
さらに本発明の具体例として、長軸を規定し、本質的
に均一な磁場をもち、長軸に直角な軸に沿う磁化方向を
もつ１もしくは複数の磁石を使用し、この磁石により、
分析しようとする物質を含んだ遠隔域中に一般に均一な
振幅の静磁界を発生せしめ、この静磁界の方向は遠隔域
の長軸に直角とし、分析しようとする物質の核を励振さ
すのに遠隔域中に無線周波数磁界を発生せしめ、無線周
波数磁界の方向は本質的に長軸にも静磁界の方向にも直
角とし、励振核からの核磁気共鳴信号を受信し、この受
信信号に応じて分析しようとする物質の性質を出力とし
て示す各段階から成る核磁気検知方法が提供される。
さらに本発明の具体例として、核磁気共鳴を用い、分
析しようとする物質をも含めた孔隙周囲の域に孔隙軸と
本質的に直角な静磁界を発生し、分析しようとする物質
の核を励振さすために、域内に孔隙軸にも静磁界軸にも
本質的に直角な方向に無線周波数（RF）磁界を発生し、
励振核からの核磁気共鳴信号を受信するさく井検層用の
装置が提供される。
〔実施例〕
第１図には孔隙の部分に配置された本発明の１具体例
のさく井検層装置が示される。この装置中の第１の部分
６は、孔隙７から離れてこれを取巻く通常円筒形の域９
中の孔隙７付近にある物質の性質を調べるために長軸８
をもつ孔隙７中に下げられる。
第１の部分６は、望ましくは通常円筒形の永久磁石10
をもち、望ましくは円形の断面をもち、永久磁石の長軸
11沿いに配置され、この長軸は望ましくは孔隙の長軸８
と同軸である。本発明の一つの代替具体例として永久磁
石10を２個以上としてもよい。本明細書においては１ま
たは複数の永久磁石10を永久磁石10として示し、これら
の共通の長軸を長軸11とする。
永久磁石10はその長軸に沿うての全長が永久磁石の長
軸に直角方向の寸法よ大きいことが肝要である。さら
に、永久磁石の全長は域９の直径より大きい。
永久磁石10は孔隙の長軸11に直角な永久磁石の磁化軸
12に実質的に沿うて均一に磁化していることが望まし
い。この永久磁石はアーノックス（Arnox）とかパーマ
デュア（Permadure）などのフェライト永久材料で構成
されたものである。永久磁石の材質が不導性であること
が肝要である。
部分６は１または複数のコイル巻線16をもち、これは
望ましくは永久磁石面上に各コイル巻きが永久磁石の磁
化軸12と長軸11とを含む面に実質的に平行となるように
配置されている。コイル巻線16の軸13は孔隙の長軸11に
も永久磁石の磁化軸12にも実質的に直角である。
コイル巻線16の長軸11に平行な全長はコイル巻線16の
磁化軸12に平行な寸法よりも大きいことが肝要である。
さらにコイル巻線16の長軸11に平行な全長は永久磁石の
長軸沿いの全長にほぼ等しい。従ってコイル巻線16の長
軸11に平行な全長は域９の直径より大きい。
永久磁石10とコイル巻線とは望ましくは、不導性で、
非強磁性保護ハウジング18に収容される。このハウジン
グとその内容物とをプローブ19と称する。
コイル巻線16と送・受信機（T/R）整合回路20とによ
って送・受信機（T/R）回路が定まるT/R整合回路20は通
常、共振コンデンサ、T/Rスイッチ、送・受信機それぞ
れの整合回路で構成され、RF電力増幅器24と受信機前置
増幅器26のそれぞれと結合されている。
破線の枠30で示したハウジング中には検層装置用の制
御回路があり、これはコンピューター32を含み、これが
可変周波数RF源36からRF入力を受けるパルス・プログラ
マ34に制御出力を提供する。パルス・プログラマ34は可
変周波数RF源36ならびにRF励振器38の作動を制御し、RF
励振器は可変周波数RF源36から入力を受けRF電力増幅器
24に出力を伝える。
RF受信機前置増幅器26の出力はRF受信機40に送られRF
受信機40は位相器44から入力を受ける。位相器44は可変
周波数RF源36から入力を受ける。受信機40の出力はバッ
ファ46付きのアナログ・ディジタル（A/D）変換器を介
してコンピュータ32に送られ、その後の使用、分析のた
めの所望のさく井検層出力データを提供する。
上述したエレメントはすべて原則としてハウジング28
と30とのいずれかまたは両方に収納されているが、これ
らは地上に置くか、または孔隙を通してもよい。
〔方法と測定技術〕
本発明の望まし具体例においてプローブ19の長軸11に
平行方向の長さは長軸１に直角な面内での寸法より大き
い。プローブ19の断面形状は、プローブの両端において
は別として長軸11沿いのすべての位置において全く同じ
である。
従って検層効率を最大とし、最高速とするためには、
最大容積の物質が同時に検知され、その結果SN比が最大
となるようにプローブの長軸11沿いの実質長を最大とす
ることが望ましい。
次に第２図を参照すれば、分析しようとする物質を含
んだ域９（第１図）内の静磁界の方向（矢印50）とRF磁
界の方向（矢印52）が示されている。
本発明をさく井検層に応用するに当っては静磁界の振
幅、振幅勾配とも長軸11で規定された方位に関して均一
であることが望ましい。静磁界振幅勾配は長軸11に向っ
て内側半径方向に向っている。従って端効果を無視する
と永久磁石10の外側にはただ一つの円筒状域があるだけ
で、これが与えられた静磁界振幅をもつ。
このような特徴によって、上記の円筒状域の外側にあ
る掘削土など種々の物質からの漂遊共鳴信号はNMR測定
に影響を及ぼさない。
望ましくない端効果は、静磁界の長手の両端における
物質を励振させるのに長軸11沿いに永久磁石10よりもい
く分短いコイルを用いて消すことができる。
半径方向に延び、方位的に均一な静磁界振幅勾配によ
る有用な特徴は、RF磁界の種々の周波数において、長軸
11からの半径方向距離の異る別の円筒状域９（第１図）
がNMR励振を受けるということである。この特徴によっ
て、長軸からの半径方向距離の異る域をRF磁界周波数を
変えて走査できることになる。プローブ19を長軸11沿い
に動かす従来からの一次元走査だけでなく二次元走査が
できる。
分析しようとする物質中のすべての核モーメントは永
久磁石10によって発生した静磁界の方向に並ぶ。本発明
の１具体例において、RF磁界の方向は域９のいずれの点
においても静磁界に実質的に直角である。このような配
列はNMR実験において一般的であり核バルク磁化の励振
に用いることができる。
この具体例において分析しようとする物質には磁界振
幅勾配を生ずる。T1の値を得るためにはスピン・エコー
・パルスNMR技術を用いる。これが本発明の主目的であ
る。パルスNMRを使用するとむだ時間が比較的に短くな
り、緩和時間の短い流体の測定に当っての装置の精度が
向上する。小さな孔隙では緩和時間が短い。むだ時間が
短いことは測定効率を増すことになる。
本発明はいま一つの大きな利点は、測定域９中の分析
すべき物質全体にわたっての静磁界振幅と振幅勾配が一
定であることである。この特徴を利用して分析すべき物
質中での流体の拡散係数を直接測定できる。このことに
ついてはシュプリンガー社の前述「磁気共鳴の原理」の
付属書Ｇ中に記載されている。スピン・エコー実験から
パラメータT2、すなわち横緩和時間をも導くことができ
る。
静磁界の勾配を用いて半径方向流を測定できる。この
場合、核を最初に与えられた周波数で励振し、種々の周
波数でのNMR信号を受信する。このことは核を半径方向
の１位置で励振し、そこからの信号を他の半径方向位置
で受信することに相当する。
次に第3A図，第3B図に移る。この二つの図は永久磁石
10の構成についての１具体例を示す。この永久磁石は同
一磁化、同一材料の二つの同心円柱で構成され、内側円
柱は60と外側円柱は62で示す。これらは通常同一断面積
のものとする。こうした構成のものを用い、二つの円柱
の相対的回転配向を変えると、この二つの円柱の組合せ
によって生ずる全静磁界の強度は０から最大までの間で
変化させることができる。
第3A図は円柱60と円柱62の磁化方向が同一で、これら
を取巻く付近に最大強度の磁界を生ずる配向を示し、第
3B図は第3A図の円柱60を180゜回転させた場合の配向を
示し、円柱60の磁化方向は円柱62と逆になっている。一
般に二つの円柱の断面積は等しいので、この場合、周囲
の磁界強度はゼロとなる。
第3A図，第3B図の構成は永久磁石を輸送するのに特に
有用である。
二つの円柱の相対的回転配向を変え、コイル16の方位
配向を調整することによって静磁界強度が変えられると
いうものも本発明の特徴の一つで、これによって、同一
RF周波数を用いて異る域の分析が可能となる。このよう
な技術を用いて、孔隙沿いの与えられた位置から種々の
半径方向距離の写像ができる。
最後に第４図であるが、この図は本発明を実用的に簡
素化しその効率を確めるために採用した実験のための組
立てを示したものである。
通常円筒形をしたフェライト永久磁石10は別々の複数
の磁石エレメントの集合として構成され、直径127mm、
長さ1440mmのものとなされた。図に示すように厚さ約3m
mの鉛製の単一巻きコイル16を開口度70゜で磁石10に取
付けて、磁石10の磁化方向とその長軸を含む面内に横わ
るようにした。
このコイル16にT/R整合回路20を結合する。この回路
には、図に値を示したダイオード、コンデンサー、イン
ダクタンスが含まれている。T/R整合回路20はRF電力増
幅器24から入力を受信する。の増幅器はマテック社（Ma
tec Instrument）が製作・販売しているモデル350で代
表されるものである。
RF励振器38はこの具体例ではマテック社モデル410の
パルス・プログラマであるが、これが単一パルス発生器
70から入力を受け、可変周波数RF源36からも入力を受け
る。発生器はウェーブテック社（Wavetek,San Diego）
で製作・販売しているモデル275で、RF源36はマテック
社モデル110である。
RF励振器38はマテック社モデル605を用いた受信機40
に参照出力を供給し、この受信機はマテック社モデル25
3の受信機前置増幅器26から信号入力を受ける。この受
信機前置増幅器は図に示すようにT/R整合回路20と結合
される。この実験的具体例においては受信機40はグール
ド社（Gould）モデル4035といった記憶用オシロスコー
プ72に出力する。
RF励振器はまた記憶用オシロスコープ72にトリガー出
力を、RF電力増幅器24にパルス出力を供給する。
上述の装置を用いて分析しようとする域中の塩分の異
る水サンプル、砂と水との種々の組合せのものについて
スピン・エコーNMRテストの実験をしたところ、NMRエコ
ーに対するSN比が、材料について別途に分析した値とよ
く照合していることが確められた。
当業者は、本発明がここに特に例示し説明した以外の
ことにも利用できることが納得できるであろう。本発明
の適用範囲は特許請求の範囲によって限定される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例のさく井検層装置を示す
図、第２図は、第１図のII−II線で示した孔線軸に直角
な断面を示し、静磁界、無線周波数磁界の様相を示す
図、第３図Ａ、第３図Ｂは、それぞれ第２図に示した装
置の作動サイクルにおける「オン」および「オフ」の磁
界の様相を示す図、第４図は、本発明の一実施例のさく
井検相装置を、一部をブロック線図、一部を略図、一部
を図式で表した図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭44−3201（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭38−8801（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3617867（ＵＳ，Ａ) 米国特許3667035（ＵＳ，Ａ) 米国特許4350955（ＵＳ，Ａ)

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】核磁気共鳴検知装置にして、次の諸エレメ
    ントで構成されるもの： 分析しようとする物質を含んだ域から遠隔の域に静磁界
    を発生させるための少なくとも一つの磁石であって、こ
    の磁石が長軸を規定し通常この長軸に直角に延びる磁化
    方向に磁化される磁石、 分析しようとする物質の核を励振さすために上述の遠隔
    域に無線周波数磁界を発生させる手段であって、少なく
    とも１個のコイル巻きを含み、これが上述の磁化方向と
    上述の長軸とを含む面に実質上平行な面に横たわるよう
    にした発生手段、 励振核からの核磁気共鳴信号を受信し、分析しようとす
    る物質の性質を出力として示すような受信装置。
  2. 【請求項２】前記発生手段がさく井孔隙中に静磁界を発
    生させる手段を含む特許請求の範囲第１項記載の核磁気
    共鳴検知装置。
  3. 【請求項３】前記静磁界発生手段を変位さすための手段
    と、無線周波数磁界を発生させる手段と、孔隙沿いの受
    信手段とを含み、これによって２以上の核磁気共鳴測定
    を可能とする特許請求の範囲第２項記載の核磁気共鳴検
    知装置。
  4. 【請求項４】前記無線周波数磁界の周波数を選択的に変
    更できる手段を含む特許請求の範囲第１項記載の核磁気
    共鳴検知装置。
  5. 【請求項５】前記の少なくとも１個の磁石が少なくとも
    １個の永久磁石にして、この磁石が通常長軸に直角な軸
    に沿うて延びている磁化方向に実質的に均一に磁化して
    いる特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴検知装置。
  6. 【請求項６】前記静磁界発生手段に、静磁界を発生し、
    その磁界振幅勾配が長軸に対して実質的に半径方向に延
    び、この勾配が実質的に長軸に関して方位的に対称であ
    るような手段を含む特許請求の範囲第１項記載の核磁気
    共鳴検知装置。
  7. 【請求項７】無線周波数磁界の周波数を選択的に変更す
    る手段を含み、受信装置が、励振核からの核磁気共鳴信
    号を核が励振された位置とは異なる位置で受信できこれ
    によって流れ測定ができるようにした特許請求の範囲第
    ６項記載の核磁気共鳴検知装置。
  8. 【請求項８】前記の少なくとも１個の磁石が中空円柱形
    の磁石の中にもう一つの円柱形磁石が置かれている特許
    請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴検知装置。
  9. 【請求項９】静磁界を変化させて、与えられた点で半径
    方向距離の異る点でのNMR測定ができる手段を含み、さ
    らにこれら二つの同心磁石の相対的回転配向を所望のも
    のとできるようにした特許請求の範囲第８項記載の核磁
    気共鳴検知装置。
  10. 【請求項１０】孔隙の物理探査をするためのさく井検層
    装置にして次に掲げる諸エレメントで構成されるもの： 孔隙付近に静磁界を発生する手段で少なくとも１個の永
    久磁石を有し、その磁化軸が孔隙軸に実質的に直角でこ
    れによって分析しようとする物質を含んだ域である孔隙
    を取巻く域に実質的に孔隙に直角方向に静磁界を発生さ
    せる発生手段、 上記の域に孔隙軸にも静磁界にも実質的に直角な方向に
    無線周波数磁界を発生させ、分析しようとする物質の核
    を励振させる手段、 励振核からの核磁気共鳴信号を受信し、分析しようとす
    る物質の性質を出力として示す受信装置。
  11. 【請求項１１】静磁界発生手段として実質的に長軸に関
    して半径方向に延びる磁界振幅勾配をもち、その勾配が
    長軸に関して実質的に方位的対称な静磁界発生装置を含
    む特許請求の範囲第10項記載のさく井検層装置。
  12. 【請求項１２】与えられた孔隙位置で半径方向距離の異
    る点のNMR測定ができるように無線周波数磁界の周波数
    を変更できる手段を含む特許請求の範囲第10項記載のさ
    く井検層装置。
  13. 【請求項１３】前記少なくとも１個の磁石が相対的に回
    転しうる同心部分を規定し、この相対回転を所望のよう
    に調整できるようにした特許請求の範囲第12項記載のさ
    く井検層装置。
  14. 【請求項１４】核磁気共鳴検知装置にして、次の諸エレ
    メントで構成されるもの： 分析しようとする物質を含む域から遠隔の域に静磁界を
    発生できる少なくとも１個のフェライト永久磁石であっ
    て、通常円柱形状で長軸を規定し、この長軸に沿うての
    フェライト永久磁石の全長が、長軸に直角な寸法より大
    きくさらに上述の遠隔域と長軸との半径方向距離の２倍
    よりも大きいものであり、この少なくとも１個のフェラ
    イト永久磁石は上記長軸に直角な磁化軸に沿う方向に実
    質的に均一な磁化をしている前記磁石、 分析しようとする物質の核を励振するため上述の遠隔域
    に無線周波数磁界を発生させる手段で、これが上述の磁
    化軸と長軸とを含む面に実質的に平行な面内にコイル巻
    きが横たわるような少なくとも１個のコイル巻線がフェ
    ライト永久磁石の表面に取付けられた前記発生手段、 上述の少なくとも１個のコイルを介して、分析しようと
    する物質からの核磁気共鳴信号を受信し、分析しようと
    する物質そ性質を出力として示す受信装置。
  15. 【請求項１５】前記少なくとも１個のフェライト永久磁
    石の概略形状が円柱形である特許請求の範囲第14項記載
    の核磁気共鳴検知装置。
  16. 【請求項１６】前記少なくとも１個のコイルが、少なく
    とも１個のフェライト永久磁石のまわりに取付けられた
    特許請求の範囲第14項記載の核磁気共鳴検知装置。
  17. 【請求項１７】静磁界発生手段を変位させる装置と、無
    線周波数磁界を発生し、孔隙沿いに受信装置を置き複数
    の核磁気共鳴測定ができるようにした装置を含む特許請
    求の範囲第14項記載の核磁気共鳴検知装置。
  18. 【請求項１８】無線周波数磁界の周波数を選択的に変更
    しうる手段を含む特許請求の範囲第14項記載の核磁気共
    鳴検知装置。
  19. 【請求項１９】長軸を規定し、実質的に均一に磁化さ
    れ、長軸に直角な軸に沿う磁化方向を有する少なくとも
    １個の磁石を準備し、 上記の少なくとも１個の磁石で、分析しようとする物質
    を含んだ域から遠隔の域に実質的に均一な振幅の上記の
    遠隔域内の長軸に直角な静磁界方向をもつ静磁界を発生
    させ、 分析しようとする物質の核を励振さすために上記の遠隔
    域に上記の長軸にも静磁界の方向にも実質的に直角な方
    向の無線周波数磁界を発生させ、 励振核からの核磁気共鳴信号を受信し、 受信した核磁気共鳴信号に応じて、分析しようとする物
    質の性質を示す出力を出す各手順から成る各磁気共鳴検
    知方法。
  20. 【請求項２０】上記静磁界発生の手順が、さく井孔隙の
    周りの域に静磁界を発生させる手順を含む特許請求の範
    囲第19項記載の核磁気共鳴検知方法。
  21. 【請求項２１】静磁界の発生、無線周波数磁界の発生な
    らびに孔隙沿いの複数の個所での核磁気共鳴信号の受信
    を含み、これにより孔隙沿いに複数の核磁気共鳴の測定
    を可能とする特許請求の範囲第19項記載の核磁気共鳴検
    知方法。
  22. 【請求項２２】上記無線周波数磁界の周波数を選択的に
    変更する手段を含む特許請求の範囲第19項記載の核磁気
    共鳴検知方法。
  23. 【請求項２３】分析しようとする物質を含んだ、孔隙周
    辺の域に孔隙の軸に実質的に直角な静磁界を発生させ、 分析しようとする物質の核を励振させるために孔隙軸に
    も静磁界にも実質的に直角な方向に域中に無線周波数磁
    界を発生させ、 励振核から核磁気共鳴信号を受信する各段階より成る核
    磁気共鳴を用いるさく井検層の方法。
  24. 【請求項２４】受信した核磁気共鳴信号を基にして分析
    しようとする物質の性質を出力として示す段階を含む特
    許請求の範囲第23項記載の方法。
  25. 【請求項２５】前記静磁界発生の段階に、孔隙軸に関し
    て実質的に半径方向に延びた磁界振幅勾配をもつ静磁界
    を発生させる段階を含む特許請求の範囲第23項記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】長軸を規定し、該長軸沿いの全長は長軸
    に直角な寸法より大きく、遠隔域と長軸との半径方向距
    離の２倍より大きく、該長軸に直角な磁化軸に沿うて延
    びた方向に実質的に均一な磁化を有する通常円柱形状の
    少なくとも一個の不導性永久磁石を使用し、 上記の少なくとも１個の磁石により通常振幅の均一な静
    磁界を発生せしめ、該振幅はほぼ長軸を中心とし分析し
    ようとする物質を含んだ域から遠隔地点にある通常円柱
    形状の域中で長軸に関し方位的に対称とし、上記静磁界
    は上記遠隔域中の長軸に直角方向に静磁界をもちその磁
    界振幅勾配は長軸に関して実質的に半径方向に延び、該
    勾配は長軸に関して実質的に方位的に対称とし、 分析しようとする物質の核を励振させるために、上述の
    遠隔域内に全般的に均一で、方位的に対称な振幅の無線
    周波数磁界を発生せしめ、該磁界の方向は実質的に長軸
    にも、静磁界にも直角とし、 分析しようとする物質からの核磁気共鳴信号を受信し、 受信した核磁気共鳴信号に応じて分析しようとする物質
    の性質を出力として示す、各段階から成る核磁気共鳴検
    知方法。
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