NO334071B1 - Instrument som utnytter kjernemagnetisk resonans, samt fremgangsmåte for å bestemme egenskaper ved et formasjonsfluid ved bruk av instrument som utnytter kjernemagnetisk resonans i en borebrønn - Google Patents

Description

Oppfinnelsens bakgrunn

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen gjelder generelt det område som gjelder brønnlogging. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen teknikker for brønnlogging ved bruk av verktøy-er som utnytter kjernemagnetisk resonans samt utprøving av formasjonsfluid ved bruk av formasjonsutprøvingsverktøyer.

Bakgrunnsteknikk

Leting etter og produksjon av olje og gass er meget kostnadskrevende arb-eidsoperasjoner. Enhver kunnskap om formasjoner som kan bidra til å redusere unødvendig tap av ressurser ved brønnboring vil være av uvurderlig betydning. Innenfor olje- og gassindustrien er det derfor blitt utviklet forskjellige redskaper som er i stand til å bestemme og forutsi jordformasjoners egenskaper. Blant disse forskjellige verktøytyper har instrumenter som utnytter kjernemagnetisk resonans (NMR) vist seg å være av uvurderlig nytte. NMR-instrumenter kan anvendes for å bestemme formasjoners egenskaper, slik som volumandelen av porerom og den volumandel av mobile fluider som fyller dette porerom. NMR-instrumenter kan anvendes i brønnloggingsverktøyer eller redskaper for punktprøving av formasjonsfluid. Den generelle bakgrunn for NMR-brønnlogginger er beskrevet i US-patentskrift nr. 6,140,817, og eksempler på NMR-instrumenter som brukes i verk-tøyer for punktprøving av formasjonsfluider er omtalt i US-patentskrift nr. 6,111,409 som er gitt til Edwards et al. samt US-patentskrift nr. 6,346,813 B1 som er gitt til Kleinberg. Disse patenter tas inn her som referanse.

Kjernemagnetisk resonans er et fenomen som opptrer i en valgt gruppe av atomkjerner som har magnetiske kjernemomenter, hvilket vil si spinnkvantetall som ikke er lik null. Vanlige kjerner med magnetiske momenter ("atomkjerne-spinn") omfatter 1H (proton),<1>3C(karbon-13), 19F (fluor-19) og 31P (fosfor-31). Her-etter vil uttrykket "nukleære spinn" bli anvendt for å henvise til atomkjerners magnetiske momenter. Når disse kjerner er plassert i et magnetisk felt (B0, "Zeeman-felt"), kan de presessere rundt aksen av B0-feltet med en spesifikk frekvens, nemlig Larmor-frekvensen (co0), som da er en særegen egenskap ved atomkjernetyper (gyromagnetisk forhold, y) og avhenger av magnetfeltets styrke (B0) på det sted hvor vedkommende atomkjerne befinner seg, hvilket vil si, co0= y B0.

Et typisk NMR-verktøy omfatter en innretning som kan beveges i et bore-hull. Denne innretning omfatter en permanentmagnet, som da anvendes for å frembringe et statisk magnetfelt som retter inn atomkjernene av interesse langs magnetfeltets akse (som hensiktsmessig betegnes som Z-aksen), samt en antenne som brukes til å frembringe radiofrekvenspulser (RF)-pulser og som gjør som en mottaker for de resulterende resonanssignaler. De RF-pulser som sendes ut fra antennen frembringer et magnetisk felt (magnetfeltet som innretter kjernene på nytt i en annen orientering. Det magnetiske RF-felt påføres hensiktsmessig i retning av X- eller -X-aksen. Dette fører til at kjernenes resulterende magnetisering (kjernespinnet) pendler mot henholdsvis -Y- eller Y-aksen. Disse X- og Y-akser gjelder de akser i det roterende koordinatsystem som er vanlig innenfor fagområdet. I et vanlig spektrometer er mottakeren utført for å måle magnetiseringens komponenter langs Y-aksen og/eller X-aksen etter hvert som denne presesserer rundt Z-aksen.

I en typisk anvendelse blir RF-pulsstyrken regulert slik at kjernespinnene blir rettet inn på nytt inn på et plan som løper vinkelrett på retningen av det magnetfelt som genereres av permanentmagneten. En slik RF-puls kalles da en 90-graders puls fordi den svinger kjernespinnene med 90 grader (fra Z-asken til Y-aksen). På lignende måte blir en puls som svinger kjernespinnene fra Z-aksen til

-Z-asken betegnet som en 180-graders puls. Når de først befinner seg i dette per-pendikulærplan vil vekselvirkningene mellom det statiske magnetfelt og kjernene bringe disse kjerner til å presessere rundt det statiske magnetfelts akse med en viss karakteristisk frekvens som kalles Larmor-frekvensen. Presesseringen av disse atomkjerner frembringer signaler som detekteres av antennen. I fravær av ytterligere påført perturbasjon vil disse kjerner gradvis vende tilbake til sine stabile til-stander, hvor deres faktiske spinnmomenter er rettet inn med det statiske magnetfelt. Den prosess som innebærer denne tilbakevending til stabil tilstand vil da betegnes som spinn-gitterets (longitudinale) relaksasjon og defineres ved en levetid som kalles T1. En separat prosess, nemlig spinn/spinn (transversal) relaksasjon, er også tilgjengelig, hvor da kjernespinnene taper sine detekterbare størrelser. Denne spinn/spinn-relaksasjon er da definert ved en levetid T2, som da er typisk kortere eller lik T1. T2-relaksasjon blir typisk undersøkt ved hjelp av pulssekvenser som tillater opptak av NMR-data som er mer egnet for T2-relaksasjonsanalyse, f.eks. en Carr/Purcell/(Meiboom/Gill (CPMG)-sekvens. De signalstørrelser som

måles av en CPMG-sekvens avtar eksponensielt ved spinn/spinn-relaksasjons-mekanismen. Verdiene av T1 og T2 tilkjennegir de observerte atomkjerners kjemiske og fysiske egenskaper. De kan derfor ikke gi informasjon om kjernenes egenskaper og omgivelser.

De fleste NMR-verktøyer som brukes ved jordformasjonsanalyser måler spinn/gitter-relaksasjonstidene (T1) eller spinn/spinn-relaksasjonstidene (T2) for å utlede jordformasjoners egenskaper. T2-relaksasjon blir ofte målt ut i fra et signal-tog av spinnekkoer som genereres ut i fra en rekke pulser, slik som Carr/Purcell/Meiboom/Gill (CPMG)-pulssekvensen eller en viss variant av denne. Denne CPMG-pulssekvens er velkjent innenfor fagområdet. Se Meiboom, S.,

Gill, D., 1958, " Modified Spin Echo Method for Measuring Nuclear Relaxation Times", Review of Scientific Instruments, 29, 688-91.

En CPMG-sekvens omfatter typisk en 90-graders (eksiterings)-puls fulgt av en rekke 180-graders pulser (refokuseringspulser eller inversjonspulser) med en fastlagt forsinkelsestid mellom disse. Forsinkelsestider mellom 180-graders pulsen er grovt sett dobbelt så lange som mellomrommene mellom 90-graders pulsen og de første 180-graders pulser. Den innledende 90-graders puls retter inn kjernespinnene i planet vinkelrett på retningen av det magnetfelt som påtrykkes av permanentmagneten. De påfølgende 180-graders pulser bibeholder grovt sett kjernespinnene i dette plan under målingens varighet. Kjernespinnene i tverrplanet avtar hovedsakelig over spinn/spinn-relaksasjonsbanen (T2). Man kan således utlede T2-relaksasjonstiden ved å analysere den eksponensiale reduksjon av spinnekko-enes størrelse.

NMR-loggingen detekterer vanligvis<1>H (proton)-signalene på grunn av at protonet er blant de mest hyppige og lett detekterbare kjerner. Disse målinger inneholder ingen informasjon angående koplinger (skalarkoplinger eller J-koplinger) mellom de observerte protoner og andre hetero-kjerner på grunn av at en typisk CPMG-sekvens ikke tillater opptak av slik hetero-koplingsinformasjon. Skalare koplinger eller J-koplinger fremkommer gjennom gjensidige bindingspåvirkninger, hvori to kjerner som er sammenkoplet ved hjelp av kovalente bindinger påvirker hverandre. Hvis det antas at en kjerne A under undersøkelse har en nabokjerne B som befinner seg én til tre kovalente bindinger bort (f.eks. CH3- og CH-protoner i asetaldehyd, CH3-CH=0), vil kjernen A ha sin nabokjerne B i lavspinntilstanden halvparten av tiden samt i høyspinntilstanden den andre halvdel av tiden. Som en følge av dette, vil NMR-signalet fra kjerne A synes å ha dublett-frekvenser, som er innbyrdes atskilt av en koplingskonstant J Hz. Størrelsen av J-koplingskonstanten avhenger av de kjernetyper det gjelder samt atskillelsen (hvor mange kovalente bindinger) som befinner seg mellom kjernene. Hvis koplingen foreligger mellom to forskjellige kjernetyper (f.eks.<1>H og<13>C) vil den bli betegnet som en heteronukleær kopling. Hvis den foreligger mellom kjerner av samme type (f.eks.<1>H og<1>H), så vil koplingen være en homonukleær kopling. De fleste J-koplinger kan detekteres hvis de koplede kjerner er innbyrdes atskilt av tre eller færre kovalente bindinger. Jo nærmere de koplede kjerner er hverandre jo sterkere vil J-koplingene være.

De skalare (J)-koplinger kan på grunn av at de er avhengig av de kjernetyper som inngår og separeringen mellom de koplede kjerner (og i blant vedkommende molekylers geometri), gi informasjon angående strukturene av de molekyler som undersøkes. For eksempel, J-koplinger av heterotype mellom C og H er omkring 125-130 Hz for alfatiske forbindelser samt omkring 150 Hz ved aromatiske forbindelser. Denne molekylærinformasjon kan være uvurderlig når det gjelder å karakterisere formasjonsfluider. Det er derfor ønskelig å ha tilgang til appara-ter og fremgangsmåter for formasjonsfluidanalyse av en slik art at den kan gi ska-lar koplingsinformasjon.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Oppfinnelsen tilveiebringer i et første aspekt et instrument som utnytter kjernemagnetisk resonans og er kjennetegnet ved at det omfatter: et hylster innrettet for å beveges i en borebrønn utboret gjennom jordformasjoner,

en magnet anordnet i hylsteret og innrettet for å opprette et statisk magnetfelt ved en valgt magnetisk feltstyrke i en sone av interesse,

en antennesammenstilling anordnet i hylsteret, hvor denne antennesammenstilling er innrettet for å danne resonans ved en første frekvens og en andre frekvens, idet denne første frekvens tilsvarer en resonansfrekvens for en første atomkjerne ved den valgte magnetiske feltstyrke, den andre frekvens tilsvarer en resonansfrekvens for en andre magnetkjerne ved den valgte magnetiske feltstyrke, og den første atomkjerne er forskjellig fra den andre atomkjerne,

utstyr for å opprette et radiofrekvent magnetisk felt i henhold til en første og en andre hovedsakelig samtidige pulssekvenser tilknyttet de første og andre atomkjerner i sonen av interesse, hvor dette utstyr for å frembringe det radiofre-kvente magnetfelt er driftsmessig koplet til antennesammenstillingen; og

utstyr for å detektere kjernemagnetiske resonanssignaler ved den første frekvens, idet dette deteksjonsutstyr er driftsmessig koplet til antennesammenstillingen.

Foretrukkede utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene 2-9.

Oppfinnelsen tilveiebringer i et andre aspekt en fremgangsmåte for å bestemme egenskaper ved et formasjonsfluid ved bruk av et instrument som utnytter kjernemagnetisk resonans i en borebrønn, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter: opprettelse av et statisk magnetisk felt med en valgt magnetisk feltstyrke i en formasjonsfluidprøve; utførelse av kjernemagnetiske resonansmålinger som gir J-koplingsinformasjon ved bruk av instrumentet som utnytter kjernemagnetisk resonans, der utførel-sen av nevnte resonansmålinger omfatter: - opprettelse av et radiofrekvent magnetisk felt i henhold til en førs-te og en andre hovedsakelig samtidige pulssekvenser tilknyttet en første og en andre atomkjerne i sonen av interesse, og der den

første atomkjerne er forskjellig fra den andre atomkjerne; og utledning av J-koplingsinformasjonen fra de kjernemagnetiske resonansmålinger.

Foretrukkede utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene 11-21.

Det beskrives videre NMR-instrumenter for brønnlogging eller punktprøving og analyse av formasjonsfluid. Disse NMR-instrumenter er da i stand til å måle

NMR-data som omfatter heteronukleære eller homonukleære koplingsmodulasjo-ner. Et nukleært magnetisk resonansinstrument i henhold til en utførelse omfatter et hylster innrettet for å kunne beveges en borebrønn, en magnet anordnet i hylsteret og innrettet for å frembringe et statisk magnetfelt ved en valgt magnetisk feltstyrke innenfor en sone av interesse, en antennesammenstilling anordnet i hylsteret, hvor denne antennesammenstilling er innrettet for å danne resonans ved den første frekvens og den andre frekvens, hvor da den første frekvens tilsvarer en resonansfrekvens for en første atomkjerne ved den valgte magnetfeltstyrke, mens den andre frekvens tilsvarer en resonansfrekvens for en andre atomkjerne ved den valgte magnetiske feltstyrke, hvor da den første atomkjerne er forskjellig fra den andre atomkjerne, mens midler er anordnet for å opprette et høyfrekvent magnetfelt i samsvar med en valgt pulssekvens i vedkommende sone av interesse, idet utstyret for å frembringe høyfrekvente magnetfelt er i drift koplet til antennesammenstillingen, og utstyret anordnet for å detektere nukleære magnetiske resonanssignaler ved den første frekvens, idet disse deteksjonsmidler er operativt koplet til antennesammenstillingen.

Det beskrives også fremgangsmåter for å bestemme en formasjonsegen-skap ved hjelp av et instrument basert på kjernemagnetisk resonans i en bore-brønn ved bruk av J-spektroskopi. En fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen omfatter påføring av et statisk magnetfelt med en valgt magnetfeltstyrke på en jordformasjonsprøve, utførelse av kjernemagnetiske resonansmålinger som inneholder J-koplingsinformasjon ved bruk av instrumentet basert på kjernemagnetisk resonans, og utledning av vedkommende J-koplingsinformasjon fra de kjernemagnetiske resonansmålinger. Opptaket av NMR-målinger kan finne sted med en pulssekvens som omfatter en CPMG-pulsrekkefølge.

Andre aspekter og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse og de etterfølgende patentkrav.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er en skisse av et NMR-loggeverktøy i henhold til tidligere kjent teknikk.

Fig. 2 viser skjematisk en typisk CPMG-pulssekvens.

Fig. 3 viser en skisse av et fluid-punktprøvingsverktøy som anvendes for å trekke ut formasjonsfluid og som er utført i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 4 viser skjematisk en enkelt pulssekvens for homonukleær J-spektroskopi. Fig. 5 viser skjematisk en enkelt pulssekvens for heteronukleær J-spektroskopi. Fig. 6 viser skjematisk en pulssekvens for opptak av spinnekko-målinger som omfatter J-moduleringer. Fig. 7A og 7B viser vektordiagrammer som anskueliggjør spinnatferd i samsvar med pulssekvenser med og uten en inversjonspuls i den tilkoplede nukleære kanal. Fig. 8 er en grafisk opptegning som anskueliggjør en differansespektroskopi. Fig. 9 viser en sondekonfigurasjon i henhold til en viss utførelse av oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse

Ved formasjonsanalyse kan det anvendes forskjellige typer verktøyer. Visse verktøyer (nemlig loggeverktøyer) undersøker jordformasjoner uten å ta ut prøver fra sine naturlige omgivelser, mens andre (f.eks. verktøy for punktprøving av formasjonsfluid) tar ut prøver fra formasjonen for å utføre analyse av disse utenfor deres naturlige omgivelser. NMR-instrumenter er blitt brukt i begge disse verktøy-typer. Ved brønnloggingsoperasjoner kan NMR-instrumenter anvendes i et led-ningskabelverktøy eller et verktøy for logging-under-utboring (LWR eller MWD) eller et verktøy for måling-under-utboring (MWD). US-patent nr. 4,717,878 som er gitt til Taicher et al. og US-patent nr. 5,055,787 som er gitt til Kleinberg et al., angir et NMR-ledningskabelverktøy, og US-patent nr. 5,280,243 som er gitt til Melvin Miller og US-patent nr. 5,757,186 som er gitt til Taicher et al, angir MWD- og NMR-verktøyer. For dynamisk formasjonsutprøving er NMR-instrumenter blitt lagt inn i verktøyer for å punktprøving av formasjonsfluid for det formål å analysere hydrokarbonegenskaper. US-patent nr. 6,111,409 som er gitt til Edwards et al. og US-patent nr. 6,346,813 B1 som er til Kleinberg angir f.eks. verktøyer for utprøving av formasjonsfluid og som omfatter NMR-moduler for analyse av fossile fluider tatt ut fra formasjonene.

Fig. 1 viser skjematisk et NMR-brønnloggingsverktøy 30 plassert i en bore-brønn 32 som gjennomtrenger en formasjon 31. Dette NMR-loggeverktøy 30 er hengt opp i en borebrønn 32 på en armert kabel 33, hvis lengde hovedsakelig be-stemmer den relative dybdebeliggenhet av verktøyet 30. Kabellengden reguleres ved hjelp av egnede midler på jordoverflaten, slik som en trommel og vinsj 8. Overflateutstyr 7 kan omfatte en prosessor som kommuniserer med nedhullsutsty-ret. Skjønt et ledningskabelverktøy er vist i fig. 1, kan visse varianter av NMR-loggeverktøyer omfatte MWD-verktøyer. Verktøyet 30 kan omfatte én eller flere permanente magneter, som da er angitt som en blokk 34, samt én eller flere antenner, angitt som en blokk 35, og som kan indusere høyfrekvente magnetfelter samt fungere som mottakere.

Fig. 2 viser en typisk CPMG-pulssekvens, som da omfatter en 90-graders eksiteringspuls (T90) fulgt av et mellomrom (TE/2) og en rekke 180-graders pulser (T180) som er innbyrdes atskilt av tidsintervaller (TE). T180-pulsene betegnes

også som refokuseringspulser. Før påtrykkingen av CPMG-frekvensen, er de nukleære spinn som skal undersøkes rettet inn i retning av det statiske magnetfelt, og denne retning betegnes da på vanlig måte som Z-akseretningen. Når T90-eksiteringspulsen påtrykkes spinn-systemet, blir de nukleære spinn svingt ut inn i tverrplanet (XY-planet). Etterpå vil de nukleære spinn begynne å vende tilbake til likevekt i stabil tilstand. Det finnes to hovedprosesser hvorved kjernespinnene kan utbalansere tilbake til stabil tilstand, nemlig ved spinn/gitter-relaksasjon (T1) og spinn/spinn-relaksasjon (T2). Disse relaksasjonsprosesser er førsteordens prosesser som da frembringer eksponensielt avtagende styrke for de detekterbare signaler.

Hver av de to relaksasjonsprosesser kan undersøkes ved å bruke spesielle pulssekvenser. For T1-målinger omfatter vanlig brukte pulssekvenser inversjonsgjenvinning og metningsgjenvinning. Ved inversjonsgjenvinning blir spinnmagneti-seringene invertert ved hjelp av en 180-graders puls og signaler tas opp etter forskjellige forsinkelsestider som muliggjør overvåking av den gradvise tilbakevending av magnetiseringen tilbake til den stabile tilstand. Ved metnings-tilbakevendingen blir et sterkt høyfrekvent magnetisk felt påtrykket for å frembringe fullstendig samordning av spinntilstands-populasjonene, og disse signaler overvåkes som en funksjon av tiden etter at metningspulsen er slått av og spinntilstan-dene tillates å vende tilbake til den stabile tilstand. For T2-målingene, omfatter vanlig brukte impulssekvenser, slike som hovedsakelig undertrykker avfasing på grunn av inhomogeniteter. Disse pulssekvenser kan omfatte Han-spinnekko pulssekvens, Carr/Purcell-pulssekvens (nemlig uten Meiboom/Gill-modifisering), CPMG-pulssekvens og fasesyklisk CPMG-pulssekvens.

Ved en CPMG-pulssekvens har rekken av 180-graders pulser (T180 i fig. 2) som funksjon å undertrykke avfasing på grunn av inhomogeniteter, mens TE-for-sinkelsestidene mellom T180-pulsene tillater overvåkning av spinnekkoene. Stør-relsen av vedkommende rekke av spinnekkoer avtar eksponentielt under spinn/spinn-relaksasjonsprosessen. T2-informasjon kan således utledes fra den eksponensielle svekking av spinnekkostyrken som en funksjon av tiden.

Skjønt de tidligere kjente pulssekvenser som har vært brukt ved brønnlog-ging eller utprøving av formasjonsfluid gir målinger av T1- og T2-relaksasjonstider, vil imidlertid ingen informasjon angående skallære koplinger (homo- eller hetero-koplinger) av følgende grunner: (1) disse målinger er homonukleære (en-kanals) forsøk, og de kan da ikke detektere noen heteronukleær koplingsinformasjon, og (2)<1>H-<1>H koplingene er små (typisk 0-18 Hz) og er vanskeligere å detektere. Log-geverktøyer har typisk magnetiske feltgradienter. For å undertrykke ytterligere sig-nalsvekking på grunn av diffusjon, blir spinnekkodata utledet ved hjelp av raske pulser, hvor f.eks. mellomekko-forsinkelsen TE typisk er av størrelsesorden millisekunder eller mindre. Hvis TE < 1/Arø, hvor Ato er Larmor-frekvensforskjellen mellom de koplede kjerner, så vil den homonukleære J-modulering kunne undertryk-kes. Informasjon om J-moduleringen kan ikke utledes fra data som er tatt opp ved standardlogging. De fleste signaler som måles ved hjelp av et loggings- eller for-masjonsprøvingsverktøy avtar videre ved kort T2. Disse signaler kan således svekkes før<1>H-<1>H J-modulasjonen har fått tid til å utvikles. Dette problem er mer utpreget ved brønnlogging på grunn av at forskjellige nukleære arter i formasjonene har kortere T2 på grunn av overflate-relaksivitet.

En fremgangsmåte for å omgå det potensielle problem med hensyn til magnetfeltets inhomogenitet i jordformasjoner, er å ta ut prøver fra formasjonene og analysere disse utenfor deres opprinnelige omgivelser. Mange verktøyer som er kjent innenfor fagområdet er da i stand til å trekke ut materialprøver fra formasjonene for analyse. Disse verktøyer vil generelt bli betegnet som "prøvetakingsverk-tøyer for formasjonsfluid". For eksempel US-patenter nr. 4,860,581 og 4,936,139, som begge er gitt til Zimmermann et al., angir nedhullsverktøyer som er i stand til å ta ut prøver for å bestemme formasjonsegenskaper, slik som permeabilitets- og trykk-profiler. Disse patenter er blitt overdratt til samme innehaver som er eier av foreliggende oppfinnelse og tas herved inn som referanse. Disse verktøyer kan ha moduler som er i stand til å utføre forskjellige analyser. Eksempler på slike verk-tøyer omfatter verktøyer under betegnelsen "Modular Formation Dynamic Testers, og som selges under handelsnavnet MDT™ av Schlumberger Techonology Cor-poration (Houston, TX). Modulene i MDT™ kan omfatte et NMR-instrument. For eksempel US-patent nr. 6,346,813 B1 som er gitt til Kleinberg, beskriver et slikt MDT-verktøy. I tillegg angir US-patent nr. 6,111,409 som er gitt til Edwards et al., et NMR-verktøy som er i stand til å måle<13>C-NMR-spektra for prøver som er tatt ut fra formasjonene.

Moderne fluidprøvingsverktøyer er sammensatt av flere deler som gjør det mulig å trekke ut fluider fra gjennomtrengelige jordformasjoner. Fig. 3 viser et eksempel på et fluidprøvingsverktøy 10 med flere moduler som har forskjellige funksjoner. Modulen 11 for elektrisk effekt og modulen 12 for hydraulisk effekt effekt-forsyner verktøyet. Sondemodulen 13 er utplassert slik at den danner en hydraulisk avtetting i forhold til vedkommende formasjon. Denne tetning gjør det mulig å trekke ut fossile fluider som er fri for forurensninger fra boreslam. Verktøyet 10 har også en utpumpingsmodul 17, som senker trykket i strømningslinjen på regulert måte for derved å kunne trekke ut fluider fra formasjonene samtidig som trykket opprettholdes i nærheten av det opprinnelige formasjonstrykk. Punktprøver blir eventuelt overvåket av en optisk fluidanalysator (OFA) 14 og/eller andre overvåkningsinnretninger (ikke vist) som er i stand til å bestemme egenskapene (trykk, syrlighet, resistivitet, etc.) av de utrukne fluider. Disse overvåkingsinnretninger anvendes for å angi når de uttrukne fluider er fri for forurensninger fra boreslammet eller slamfiltratet, samt når fluidene er klare for transport til overflatelaboratorier i flerprøve-modulen 16.

Den modulære utførelse av slike verktøyer gjør det mulig å inkorporere andre analyse- og overvåkningsinnretninger i disse verktøyer. NMR-modulen 15 kan f.eks. inngå i fluidutprøvingsverktøyet 10. NMR-modulen, vil, liksom et vanlig NMR-brønnloggingsinstrument, omfatte minst én permanentmagnet (vist som N-og S-pol) for å påføre statiske magnetfelter i prøvekammeret, samt minst én antenne (ikke vist) for å generere høyfrekvente magnetfeltpulser samt for å motta NMR-signalamplituder. US-patent nr. 6,346,813 B1 som er gitt til Kleinberg omta-ler et slikt verktøy med en NMR-modul for hensiktsmessige NMR-målinger. Dette patent er overdratt til samme innehaver som foreliggende oppfinnelse og tas da inn her som referanse.

For NMR-analyse har verktøyer for å ta prøver av formasjonsfluid den fordel at de er i stand til å oppnå bedre homogenitet for magnetfelt sammenlignet med NMR-loggeverktøyer. Bedre magnetfelthomogenitet muliggjør visse målinger, f.eks. bestemmelse av kjemiske forskyvningsforskjeller. På den annen side har NMR-logge verktøy fordelen av å kunne detektere prøver i sine naturlige omgivel ser og tillate bedømming av slike formasjonsegenskaper som totale formasjons-porøsiteter, volumer av bundet fluidet og frie fluidvolumer. Utførelser i henhold til oppfinnelsen kan brukes sammen med typer av disse verktøyer.

Skjønt tidligere kjente NMR-verktøyer, enten de er loggeverktøyer eller verktøyer for å ta prøver av formasjonsfluid, typisk måler NMR-relaksasjonstider eller kjemiske forskyvninger, kan likevel fremgangsmåter i henhold til oppfinnelsen benyttes for å måle NMR-skallarkoplingsdata (også kalt J-koplingsdata). På grunn av at J-kopling vil være uavhengig av statisk felthomogenitet, kan disse fremgangsmåter også anvendes i nærvær av uperfekte magnetfelter, nemlig B0og B-i. Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan generelt betegnes som J-spektro-skopimetoder og de NMR-data som utledes kan betegnes som J-modulerte NMR-data.

J-spektroskopi eller spektroskopi som er basert på koplingsmodulasjon av NMR-signalene. Slik koplingsmodulasjon av NMR-signaler blir mulig å observere når en forsinkelsestid som er tilstrekkelig lang til at J-modulasjon kan utvikles blir ført inn mellom en deteksjons (eller eksitasjons)-puls (som typisk er en 90-graders puls) og starten av data-opptaket. En pulssekvens for J-spektroskopi kan i sin enk-leste form da omfatte en 90-graders puls fulgt av en forsinkelsesperiode (utvik-lingsperidoen TE) før dataopptak. I praksis blir en 180-graders puls vanligvis på-ført både de observerte og de koplede atomkjerner halvveis gjennom utviklingsperioden (TE) for å refokusere de kjemiske forskyvninger samtidig som J-modulasjonen opprettholdes. Den mest kjente J-spektroskopi eller todimensjonale NMR-forsøk hvori det inngår homonukleære koplinger (f.eks.<1>H-<1>H-kopling). Samme prinsipp kan imidlertid anvendes på heteronukleære situasjoner (f.eks.<1>H-<13>C-kopling). I et typisk todimensjonalt J-koplingseksperiment blir målingen gjentatt for forskjellige forsinkelsesverdier (utviklingstider) inntil et tilstrekkelig område av forsinkelsesverdier er dekket, slik at vedkommende datarekke kan analyseres for J-modulasjon. Dette er en annen utførelsesform for å observere modulasjon fra ekko til ekko etter én eneste eksitering, slik som i en CPMG-sekvens.

Fig. 4 viser en pulssekvens for et enkelt homonukleært J-spektroskopieks-periment. En tilsvarende pulssekvens for heteronukleær J-spektroskopi er vist i fig. 5. Bemerk at i det heteronukleære tilfelle (f.eks.<1>H-<13>C-koplinger) kreves det en separat 180-graders puls ved den koplede nukleære frekvens, når den 180-graders defokuserings/inversjonspuls påtrykker de observerte kjerner. Uten om- vending av de koplede spinn ved hjelp av 180-graderspulsen ville J-modulasjonen gå tapt ved den 180-graders defokuserings/inversjons-puls på de observerte spinn. Disse 180-graders pulser påføres best samtidig. Det er imidlertid også mulig å oppnå J-modulerte målinger hvis 180-graderspulsene påtrykkes nær inntil hverandre i tid, hvilket vil si hovedsakelig samtidig eller tidsskillet mellom den 180-graders<1>H-puls og den tilsvarende 180-graders<13>C-puls er mindre enn det halve av forsinkelsestiden mellom ekkoene. Den samtidige inversjon (ved 180-graderspulsene) av både den observerte og den koplede kjerne oppnås ved hjelp av en enkelt 180-graders puls ved frekvensen for de observerte kjerner i det homonukleære tilfelle.

Grunnprinsippene for J-spektroskopi kan forklares ved å bruke produktoperator-formalisme, enten det gjelder en homonukleær eller en heteronukleær situasjon. I den følgende fremstilling vil det brukt homonukleær J-spektroskop som et eksempel. En fagkyndig på området vil imidlertid erkjenne at de samme prinsipper også gjelder heteronukleær spektroskopi. Hvis det antas at spinn-systemet befinner seg i termisk likevekt, så kan en innledende magnetisering i lengderetningen (atomkjernespinnene) like før 90-graderspulsen for et svakt koplet dobbeltspinn-system beskrives ved: lz+ Sz, hvor lzrepresenterer Z-komponenten av de nukleære spinn som undersøkes (I), mens Szangir Z-komponenten for det nukleære spinn (S) som er koplet til I. Denne generelle for-mulering kan anvendes på både homo- og hetero-nukleære koplingsforhold. En 90-graders puls langs X-akseretningen frembringer så tverrmagnetisering i både Y-akseretningen for både I og S (fordi I og S tilhører samme kjerneart i et homonukleært eksperiment og blir da påvirket av 90-graderspulsen på samme måte). Dette er da beskrevet ved hjelp av produktoperator-formalismen på følgende måte: lz+SZ>_iy _sY. Det bør bemerkes at i et heteronukleært eksperiment vil bare de observerte kjerner (lz) bli eksitert og omformet inn i transversal magnetisering (-ly), mens de koplede atomkjerner (Sz) forblir som ved magnetisering i lengderetningen. Dette vil fremdeles muliggjøre utvikling av J-modulering på de observerte magnetkjerner (-ly). I dette tilfelle vil koherens være begrenset av den lengre T1-relaksasjonstid, men ikke av T2-relaksasjonstid for de koplede atomkjerner (Sz).

Under den påfølgende utviklingsperiode vil det bare være nødvendig å ta i betraktning virkningen av spinnkoplingens Hamilton- uttrykk, da uttrykkene for kjemisk forskyvning refokuseres av 180-graderspulsen. Ved slutten av utviklingsperioden (t), vil da spinn-situasjonen være som følger: _IY_sY<2*>"'<zs*>> - lY cos n J t + 2lxSzsin%J t - SY cos n J t + 2XIZsin n J t

Det vil være åpenbart ut i fra ligningen ovenfor at de observerbare uttrykk for både I- og S-artene, nemlig lY og Sy, er modulert med en conuslignende funksjon i J under utviklingsperioden (t). Dette er vanligvis kjent som J-modulasjon i vanlige spinnekko-spektra. De blandede ledd (IxSzog Sxlz) på høyre side av ligningen utgjør formelt ikke de observerbare størrelser, men de vil utvikle seg inn på de observerbare i ly og Sy under tidsperioden for dataopptak, med en sinuslignende avhengighet av J under utviklingsperioden. Se S.W. Homans, " A dictionary ofConcepts in NMR", sidene 176-78, revidert utgave, Clarendon Press, Oxford, UK (1993).

Som vist ved ligningen ovenfor, er koplingsmodulasjonene på de observerte signaler sinusformede med periodisiteter som avhenger av produktet av koplingskonstanten (J) og utviklingsperioden (t). For det k.te ekkoet i en CPMG-måling vil utviklingsperioden (t) være lik k<*>TE, hvor TE er forsinkelsestiden mellom ekkoene. Hvis utviklingsperioden (t) er kjent, vil det være mulig å utlede koplingskonstanten (J) fra modulasjonsperiodisitetene. Koplingskonstanten kan i sin tur anvendes for å utlede egenskapene ved de molekyler som er under observasjon. For eksempel,1H-1<3>C-koplinger ligger typisk i følgende områder, metylgrupper (CH3)JCh« 125Hz, alfatiske hydrokarboner JCh« 125-145 Hz og for umettede hydrokarboner (dobbeltbindinger og trippelbindinger) samt aromatiske grupper er JCh« 150-200 Hz. Disse klart fastlagte koplingskonstanter inneholder informasjon om f.eks. innholdet av aromatiske grupper, innholdet av dobbeltbindinger, metylgruppe-innholdet og innholdet av spinnkjerner av annen type enn C og H, slik som N. Dette fingerav-trykk i form av J-kopling kan da eventuelt anvendes i sammenheng med annen informasjon, slik som NMR-relaksasjonstider, optiske og mekaniske egenskaper, for å evaluere råoljer. Selv om forskjellige J-koplingskomponenter ikke kan løses, f.eks. fordi J-modulasjonen ikke kan måles ut i fra et tilstrekkelig antall ekkoer på grunn av for korte relaksasjonstider, kan likevel volumandelen av olje bestemmes ut i fra den totale størrelse av J-koplingens modulasjonsspektrum for C-H sammenlignet med det totale omfang av NMR-målingene. Ved naturlig forekomst bør det f.eks. være 1,1% modulerte J-koplingsdeler for C-H innenfor det totale NMR-signalomfang i det tilfelle jordformasjonens fluid til 100% utgjøres av oljearter (hydrokarboner). En NMR-måling som bare har 0,55% moduleringsandeler som angir J-kopling i forbindelse med C-H vil da angi at vedkommende prøve omfatter 50% hydrokarboner og 50% vandig fase (f.eks. saltvann).

Den ovenfor angitte anskueliggjørelse viser at i et J-spektroskopiforsøk vil de observerte signaler være modulert av skalare J-koplinger i samsvar med en sinuslignende eller kosinuslignende funksjon. Denne modulasjon kan detekteres direkte i et vanlig kjemisk forskyvningsspektrum, slik som ved todimensjonal (2D) J-spektroskopi. Utledning av J-koplingsinformasjon fra endimensjonale kjemiske forskyvningsspektra er imidlertid bare mulig hvis de koplede signaler kan løses fra hverandre. Denne løsning av koplede signaler (spesielt<1>H-homonukleære koplede signaler) krever et høyt homogent statisk magnetfelt (B0), som da er vanskelig å opprette i nedhullsomgivelser. Av denne grunn vil J-modulasjonen kunne mottas mer bekvemt fra spinnekkomålinger av CPMG-type. Den følgende omtale vil bruke et typisk CPMG-forsøk og et modifisert CPMG-forsøk for å anskueliggjøre denne fremgangsmåte.

Fig. 6 viser en pulssekvens som kombinerer J-spektroskopi med CPMG-målinger. Denne pulssekvens omfatter en CPMG-pulssekvens ved den observerte kjernefrekvens og et 180-graders pulstog ved den koplede kjernes frekvens. 180-graders-pulstoget ved den koplede kjernes frekvens sammenfaller hovedsakelig med det tilsvarende 180-graders pulstog i CPMG-pulssekvensen. I dette eksempel er den observert atomkjerne<1>H og den koplede kjerne er<13>C. Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse kan imidlertid også anvendes på andre nukleære koplingssituasjoner. I fig. 6 tas det første ekko opp med en enkel spinnekkosekvens, slik som vist i fig. 5 for en heteronukleær J-spektroskopi. Den enkle spinnekkosekvens etterfølges av en rekke 180-graders pulser for både den observerte og den koplede kjerne. Forsinkelsestiden (tiden mellom ekkoene, TE) ganger det totale antall ekkoer (NE) oppsamlet (total dataopptakstid i en CPMG-pulssekvens) bør da være slik at tilstrekkelig J-modulasjon kan finne sted. Denne fordring er oppfylt hvis TE x NE er av vesentlig størrelse i forhold til 1/J (eller større enn denne). Denne fordring foreligger for å sikre at tilstrekkelig data samles opp for hovedsakelig å kunne definere i det minste én periode av en sinusformet bølge som skriver seg fra J-modulasjonen. Den øvre grense for TE x NE kan være begrenset av (1) den detekterbare størrelse av vedkommende signaler, som er bestemt ved deres relaksasjonsforhold, og (2) fallende tendens på grunn av diffusjon i magnetiske feltgradienter (eller inhomogeniteter) for en gitt TE-verdi. De detekterbare signalstørrelser begrenser antallet spinnekkoer som kan detekteres innenfor en CPMG-pulssekvens.

Beskrivelsen ovenfor gjelder observasjonen av J-koplinger. Visse utførelser av oppfinnelsen går ut på å skjelne mellom forskjellige J-koplinger. Disse utførel-ser dreier seg med andre ord forskjeller i koplingskonstantene, nemlig |J-i - J2|, hvor Ji og J2er forskjellige konstanter. Man kan f.eks. være interessert i å skjelne alifatiske innhold (J « 125-140 Hz) fra aromatisk innhold (J w 150-200 Hz) i råoljer. For å kunne skjelne J1fra J2må NE x TE være av størrelsesorden 1/|Ji-J2|.

For heteronukleære koplinger mellom<1>H og<13>C vil de skalare koplinger typisk ligge i området fra omkring 125 Hz (CH3) til omkring 200 Hz (aromatiske eller umettede C-H). For å detektere disse heteronukleære koplinger må således noen få millisekunders eller mer dataomfang behøves å samles opp, hvilket vil si at TE x NE bør være større enn noen få millisekunder. Disse parametere ligger godt innenfor opptaksparameterne for typisk CPMG-måling, som da typisk har en TE-verdi i området 0,1 ms til noen få ms og NE ligger i området fra noen få hundredeler til et par tusendeler. Som angitt ovenfor bør videre TE være lengre enn 1/Arø. Her Ara Larmorfrekvensdifferansen mellom<1>H og<13>C, og betingelsen TE > 1/Ara kan da lett oppfylles. For homonukleære koplinger mellom<1>H og<1>H vil de skalare koplinger ligge i området fra større en null til omkring 18 Hz. Dette krever en dataopp-samlingstid (TE x NE) på i det minste flere titalls millisekunder. Denne fordring ligger fremdeles innenfor parameterne for en standard CPMG-måling. På grunn av at Ara er typisk liten for et<1>H-homonukleært eksperiment, må imidlertid, som en følge av dette, TE ikke være lenger enn 1/Ara. Den homonukleære skalare koplingsinformasjon for<1>H-<1>H er derfor ofte ikke målbar i et typisk CPMG-eksperiment.

I fig. 6 tillater 180-graderspulsene ved de observerte kjerners frekvens (f.eks.<1>H) oppsamling av ekkoer som i et vanlig CPMG-eksperiment, mens 180-graderspulsene på de koplede kjerner (f.eks.<13>C) hindrer de J-modulerte signaler fra å bli refokusert. Toget av 180-graders<1>H-puIser opprettholder imidlertid<1>H- kjernespinnene hovedsakelig i transversalplanet. Rekken av 180-graderspulser re-fokuserer spinnene (reduserer tap av koherens på grunn av magnetfelt-inhomogeniteter) og gjør det da lettere å utlede spinn/spinn-relaksasjonstider (T2) ut i fra vedkommende spinnekkodata. De samtidige 180-graders pulser ved den koplede<13>C-frekvens inverterer<13>C-spinntilstandene. Dette hindrer de koplede<1>H-signaler fra å bli refokusert. Disse prosesser vil bli bedre forstått ved bruk av de viste vektordiagrammer i fig. 7A og 7B.

Fig. 7A angir spinnene etter en spinnekkosekvens uten en samtidig 180-graders inversjonspuls ved<13>C-frekvensen. I fig. 7A blir det observerte kjernesig-nal (f.eks.<1>H) rettet inn med Y-aksen etter en 90-graders puls i retning av -X-aksen (tilstand IA). De koplede komponenter i signalet vil skille seg fra hverandre under den første halvdel av utviklingsperioden (TE/2) fordi hver koplet komponent faktisk har resonans ved litt forskjellige frekvenser, ved én ved wo+ n J og den andre ved ©o - n J, hvor ©0 er den midlere Larmor-frekvens for det observerte signal (eller Larmor-frekvensen i fravær av spinnkopling). Hvis det antas at A- komponenten har en frekvens høyere enn, og B-komponenten en frekvens lavere enn den midlere Larmor-frekvens (wo), vil etter den første TE/2-forsinkelen, yA-komponenten ligge foran ved (jtJx TE/2) radianer for et hypotetisk midlere signal som har resonans ved Larmor-frekvensen (coo), som da er vist rettet inn ved Y-aksen i et roterende vektordiagram. Samtidig vil B-komponenten ligge etter det midlere signal med (rc J x TE/2) radianer (tilstand MA). Hvis nå en 180-graders puls påtrykkes langs Y-aksen, så vil komponentene A og B bli dreiet 180 grader rundt Y-aksen (tilstand IMA). Den resulterende virkning er at komponentene A og B vil bytte posisjon i forhold til det hypotetiske midlere signal. Komponenten A vil nå med andre ord ligge (rcJ x TE/2) radianer bak det midlere signal, mens B-komponenten nå vil ligge (rc J x TE/2) radianer foran det midlere signal (tilstand MIA). Etter den andre TE/2-forsinkelse vil A-komponenten (den raskere komponent) ta igjen dette og B-komponenten (den langsommere komponent) vil da ligge etter

ved (nJx TE/2) radianer. Som en følge av dette vil så vel A-komponenten som B-komponenten falle sammen med det hypotetiske midlere signal (tilstand IVA). Den resulterende virkning er at spinntilstanden IVA er den samme som spinntilstanden

IA, som om det ikke fantes noen J-modulasjon. J-modulasjon vil med andre ord gå tapt etter en enkelt spinnekko-frekvens uten en samtidig inversjonspuls ved frekvensen for den koplede kjerne (13C).

Det skal nå henvises til fig. 7B hvor det er vist at samme spinnsystem etter den første 90-graders puls og den første TE/2 forsinkelsesperiode har samme

spinntilstander (tilstandene IB og HB) som de som er angitt i fig. 7A (tilstandene IA og MA). Hvis 180-graders inversjonspulser samtidig påtrykkes både de observerte (f.eks.<1>H) og de koplede pulser (f.eks.<13>C,<15>N eller andre atomkjerner), så vil den resulterende spinntilstand være som vist i fig. UIB. 180-graderspulsen i<1>H-kanalen dreier da A- og B-komponentene 180 grader rundt Y-aksen. 180-graders pulsen i<13>C-kanalen forandrer imidlertid<13>C-spinnene fra en høy spinntilstand til en lav spinntilstand, og vice versa. Som en følge av dette vil A-komponentens<13>C-part-ner nå gjøre ^-komponentens spinn langsommere enn det midlere signal, mens S-komponentens<13>C-partner gjør S-komponentens spinn raskere enn spinnet for det midlere signal. Som en følge av denne dobbelte omkopling vil spinntilstanden UIB i fig. 7 være forskjellig fra spinntilstand IMA i fig. 7A. Etter denne andre TE/2-forsinkelsesperiode vil således komponentene A og B, i stedet for å refokuseres bli ytterligere atskilt. Størrelsen av en slik separering (tiJTE radianer) vil ha en funksjon av koplingskonstanten (J) og forsinkelsestiden TE. De spinnekkodata som er tatt opp etter den viste pulssekvens i fig. 7B omfatter da J-modulasjonsinformasjon, hvilket vil si at ekkotog-omhylningen for det observerte<1>H-signal vil være modulert av J-koplingen. Denne J-modulasjon blir fordoblet ved det andre spinnekko, gjort tre ganger større ved det tredje spinnekko og så videre, på grunn av de kumulative TE-forsinkelser.

Skjønt de pulser som er beskrevet her (90-graderspulsen og 180-graderspulsene) kan være enkle pulser, kan det i tilfelle vesentlig magnetfelt-inhomogeniteter være ønskelig å bruke adiabatiske eller sammensatte pulser for 90-graderspulser (eksiteringspulsen) og/eller 180-graderspulsen (refokuserings- eller inversjonspulser) eller å bruke en fasesyklisk CPMG (PCCPMG)-sekvens slik som XY16, som da er en spesifikk pulssekvens hvor påfølgende refokuseringspulser i samme ekkotog følger et spesifikt fasesyklingsopplegg. En fagkyndig på området vil erkjenne at forskjellige sammensatte pulser er tilgjengelig for å erstatte de enkle 90-graders og 180-graders pulser. Se M. H. Levitt og R. Freeman, J. Mag. Reson.

(33), 473 (1979). En sammensatt firepuls-sekvens P = ^^ ^^^ ^^.blir vanligvis brukt som erstatning for en 90-graders puls i X-akseretningen, (n/2)x.. Se M. H. Levitt og J. Mag. Reson. (48), 234 (1982). På lignende måte kan en 180-graders puls erstattes med f.eks. den følgende sammensatte puls: P=åZ 1tZfys' denne uttrykksmåte angir ( n/ s) antall grader for pulsene (f.eks. 90 grader = n/ 2) mens indeksanvisningen angir pulsenes fase. Se M. H. Levitt og J. Mag. Reson. (48), 234 (1982). En fasesyklisk CPMG-sekvens er bedre enn de sekvenser som bruker enkle eller sammensatte 90-graders- eller 180-graders pulser, når det foreligger inhomogenitet i B0og B-i, og man ønsker å bibe-holde magnetiseringen hovedsakelig i lengderetning, mens den kontinuerlig inverterer, slik som for de koplede atomkjerner (f.eks.<13>C) i de heteronukleære J-modu-lasjonseksperimenter som er beskrevet her.

De opptatte data (ekkotog) kan deles opp i en modulert og en umodulert del, f.eks. ved hjelp av en hvilken som helst inversjonsmetode som er kjent innenfor fagområdet. Slik separering er da mulig på grunn av at den umodulerte del omfatter enkle eksponentielle nedbrytningsfunksjoner, mens den modulerte del omfatter sinuslignende (eller kosinuslignende) funksjoner. Alternativt kan den umodulerte del fjernes ved å subtrahere data som er oppsamlet uten de 180-graders inversjonspulser ved<13>C-frekvensen (data uten J-modulering) fra de data som er tatt opp med 180-graders inversjonspulser i<13>C-kanalen (data med J-modulering). Denne teknikk er kjent som en differansemåling (eller differansespektroskopi). Denne differansespektroskopi-tilnærmelse kan være å foretrekke når den modulerte del er forholdsvis ubetydelig sammenlignet med den umodulerte del i de opptatte data. Ved enda et annet opplegg kan Fourier-transformasjon (FT) eller rask Fourier-transformasjon (FFT) anvendes for å skille den modulerte del fra den umodulerte del i vedkommende NMR-data.

Fig. 8 anskueliggjør en differansespektroskopi. Slik det er vist i fig. 8, representerer kurve a amplitudene for ekkoene i et ekkotog i fravær av J-modulasjon, mens kurve b angir amplitudene i et ekkotog med J-modulasjon. Denne J-modulasjon på kurve b fremgår av den sinuslignende modulasjon på den for øvrig eksponensiale kurve. Subtrahering av kurve a fra kurve b gir da kurve c, som bare omfatter J-modulasjon. I fravær av den umodulerte del (a), kan kurve c lett analysere for å gi koplingsinformasjon (nemlig ut i fra periodisitet av de sinuslignende bølge-avsnitt. Skjønt dette eksempelet viser bare én sinuslignende modulasjon, kan brønnloggingsdata også omfatte mange forskjellige sinuslignende modulasjoner. Multiple sinusformede funksjoner kan dekonvolveres ved Fourier-transformasjon for å frembringe forskjellige porøsiteter, hvorfra da de forskjellige J-koplingskonstanter kan ekstraheres og brukes for å karakterisere formasjonsfluider. I dette eksempel er det antatt at 10% av de detekterte signaler er modulert av J-koplinger. Ved de faktiske<1>H-<13>C-koplinger i naturlig forekomst, vil det imidlertid bare være 1,1% koplede arter. Likevel kan ekkotogene og de forskjellige spektra analyseres som angitt.

I tillegg til å bruke J-koplingsinformasjon for å utlede formasjonsegenskaper, kan også J-koplingsinformasjonen også korreleres (f.eks. ved å bruke tredi-mensjonale målinger) med andre parametere, slik som T1, T2, T1/T2 (et forhold mellom T1 og T2) diffusjon, og hvis tilstrekkelig felthomogenitet kan frembringes, kjemisk forskyvningsinformasjon. En fagkyndig på området vil erkjenne hvorledes disse parametere kan utledes og korreleres med den informasjon som oppnås ut i fra J-modulasjon. Hvis f.eks. J-modulasjonsinformasjon korreleres med diffusjon, f.eks. ved bruk av diffusjons-redigeringsteknikker, kan separate diffusjonsspektra utledes for hver resonans. For opplysning om diffusjonsediteringsteknikker, se US-patentsøknad med serienr. 09/723,803 og som ble inngitt 28. november 2000 av Hurlimann et al., med tittelen "Simpler and More Robust Hydrocarbon Typing with Pulsed NMR", samt Hurlimann et al., " Diffusion Editing: New NMR Measurement of Saturation and Pore Geometry," Society of Professional Well Log Analysts An-nual Meeting, 5. juni 2002. Diffusjonsmålinger kan benytte seg av omkoplede gra-dienter. Fordi molekylar diffusjon er en funksjon av molekylstørrelse (molekylvekt), vil korrelering av diffusjonsinformasjon med J-modulasjonsinformasjon f.eks. gjøre det mulig å separere molekylvekter for aromatiske molekyler fra molekylvekter for alifatiske molekyler (basert på deres forskjellige J-koplinger), hvilket i sin tur vil kunne anvendes for å anslå asfalten-innholdet.

På lignende måte kan J-modulasjonsinformasjon korreleres med innforma-sjon fra kjemiske utvekslinger (f.eks. fra bundet tilstand til fri fluidtilstand). Alt etter graden av kjemiske utvekslinger, kan signaler fra samme molekyl i to forskjellige omgivelser opptre som separate signaler eller som uoppløste resonanser. Mange eksperimenter er tilgjengelig for å undersøke disse utvekslingsprosesser. Utveks lingsprosesser mellom uoppløste resonanser kan f.eks. overvåkes ved bruk av endimensjonale målinger eller varianter av disse. Korrelasjon med utveksling kan f.eks. oppnås ved hjelp av følgende pulssekvenser, nemlig CPMG (<1>H,<13>C)- T90-Tmix- CPMG(<1>H,<13>C), hvor CPMG(<1>H,<13>C) er den grunnleggende sekvens som er vist ovenfor i fig. 6 og T90er en 90 graders puls. I den sekvens vil den første CPMG(<1>H,<13>C) ta opp et J-modulert datasett, slik som beskrevet ovenfor. Denne Tgo-puls omformer en transversal magnetiserer i polarisering som lagres underTmixog leses ut av den andre CPMG(<1>H,<13>C)-pulssekvens. Det andre spinnekko-datasett omfatter overføring/utveksling av polarisering som finner sted under Tmix. Todimensjonal rask Fourier-transformasjon (FFT) over to ekkotog vil da kunne gi informasjon angående utvekslingen.

Videre kan J-koplingsinformasjonen anvendes i kombinasjon med andre målte egenskaper av formasjonsfluider, slik som sammensetningsinformasjon (f.eks. gassinnhold, oljeinnhold, etc), mekaniske egenskaper (f.eks. densitet og viskositet), optiske egenskaper (f.eks. refleksjonsevne), samt elektriske egenskaper (f.eks. resistivitet, elektromagnetisk induktivitet), i tillegg til NMR-egenskapene (f.eks. T-p og T2-relaksasjoner, diffusjon, utvekslingsforhold). En fagkyndig på området vil kunne erkjenne hvorledes disse egenskaper kan måles og brukes for å forutsi formasjonens fluidegenskaper.

Anvendbare kjerne-par for J-spektroskopi omfatter<1>H-<13>C for oljekarakteri-sering og med J-koplinger mellom 100 og 200 Hz (f.eks. CH3med omkring 125 Hz, aromatisk CH med omkring 150 Hz),<1>H-<17>0 for vannkarakterisering og1H-1<5>N for karakterisering av aminer. Disse nyttige kjerner foreligger imidlertid i små mengder, nemlig<13>C omkring 1,1%, 170 omkring 0,38% og<15>N omkring 0,37%. Hvis J-modulasjonen observeres på<1>H-signalet, så vil den andel av signalet som er modulert være meget liten. Som angitt ovenfor, kan differansemålinger hvori den umodulerte del tas bort, anvendes for å lette dataanalyse.

Alternativt kan J-modulasjon anvendes på<13>C-signalene (i stedet for på<1>H-signalene). Dette betegnes ofte som "omvendfdetektering. Fordelen ved en slik alternativ fremgangsmåte er at de fleste signaler er modulert med<1>H og det er bare en liten umodulert del i de opptatte data. På den annen side innebærer det lavere gyromagnetiske forhold for<13>C (omkring en fjerdedel av den verdi som foreligger for<1>H) at<13>C-observasjon er mindre følsom enn<1>H-observasjon. Det vil således være vanskelig å oppnå det ønskede signal/støy-forhold (S/N) som er nød- vendig for inversjonsanalyse. Det lavere S/N forhold for<13>C-observasjonen kan forbedres ved polariseringsoverføring eller krysspolarisering fra de omgivende protoner.

Krysspolarisering (eller polariseringsoverføring) er en prosess hvorved nærvær av dipolar kopling mellom sjeldne spinn (f.eks.<13>C) og ofte forekommende kjerner (f.eks.<1>H) i faste stoffer, eller nærvær av skalær J-kopling i væsker kan utnyttes for å frembringe øket signalstyrke under hensiktsmessige forhold. De mak-simalt tilgjengelige forbedringer tilsvarer typisk forholdet mellom gyromagnetisk forhold for de tallrike atomkjerner og det tilsvarende forhold i forbindelse med sjeldne atomkjerner (f.eks. yn/ yc * 4). Med væskeprøver kan polariseringsoverfør-ing finne sted ved enkle fremgangsmåter, slik som NOE (nukleær Overhauser-effekt) eller mer sofistikerte eksperimenter slik som INEP (andel av ufølsomme atomkjerner brukes ved polariseringsoverføring) eller DEPT (forvrengningsløs for-bedring ved polariseringsoverføring). Se S. W. Homans, " A Dictionary of Concepts in NMR, Revised Ed., sidene 91-93, 170-172, samt 207-211, Oxford Science Pub-lication, Clarendon Press, Oxford, UK, 1992, se også US-patent nr. 5,677,628 som er gitt til Watanabe et al. Skjønt I NEPT og DEPT omfatter en rekke pulser med for-sinkelsesmellomrom , slik som angitt i Watanabe-patentet og Homans-referansen, kan NOE-eksperiementet utføres ved hjelp av en enkelt metningspuls (eller dens utførelsesvarianter, f.eks. sammensatte pulser). Disse pulser vil generelt bli betegnet her som "polariseringsoverførings"-pulser.

I et NMR-spektrum som oppnås i et homogent magnetfelt vil signallinjebred-den ha sammenheng med 1/T2. Hvis denne linjebredde er av samme størrelses-orden som koplingskonstanten eller større, så vil toppene ikke kunne bestemmes. På grunn av at fluidviskositeten vil påvirke T2, vil det være en maksimal viskosi-tetsverdi hvorover J-spekteret ikke kan bestemmes. For proton-observasjoner kan denne grense være av størrelsesorden omkring 200 centipois (cp). På grunn av at JcH-koplinger er vesentlig sterkere, vil det være mulig å observere<13>C-resonans og utlede J-koplingsinformasjon i forhold til viskøse væsker. Det vil således være fordelaktig å bruke direkte detektering (observasjon av<1>H-signaler) i forbindelse med lavviskositetsfluider samt omvendt detektering (observasjon av<13>C-signaler) ved høyviskositetsfluider.

Utførelser av oppfinnelsen kan anvende NMR-verktøyer med konfigurasjoner av samme art som de NMR-vektøyer som anvendes innenfor fagområdet.

Fig. 9 viser en utførelse av innretnings/sondekonfigurasjoner i henhold til oppfinnelsen. Denne sonde kan være en del av et brønnloggingsverktøy eller et verktøy for punktprøving av formasjonsfluid. NMR-sonden omfatter videre elektroniske komponenter (ikke vist) for regulering av pulssekvens og dataopptak. De elektroniske komponenter kan videre kommunisere med datamaskinene i loggeverktøyet eller verktøyet for punktprøving av fluid, eller på jordens overflate. Den viste sonde har to kanaler, nemlig<1>H og 13C. Den sonde som er vist i fig. 9 er bestemt for<1>H-observasjon og<13>C-kopling. I vanlige spektrometre betegnes<1>H-kanalen som ob-servasjonskanalen, mens<13>C-kanalen betegnes som "avkoplings"-kanalen, hvis formål er å fjerne koplingsvirkningene. Dette er det motsatte av formålet med<13>C-kanalen i henhold til foreliggende oppfinnelse, og dette brukes da til å frembringe J-koplinger. I henhold til visse utførelser av oppfinnelsen er<13>C-kanalen bestemt for inversjon av de "koplede"<13>C-atomkjerner. Den<13>C-kanal som er vist vil derfor bli omtalt her som den "koplede"-kanal. En fagkyndig på området vil erkjenne at også andre kombinasjoner av kanaler er mulig, f.eks.<1>H og<17>0, eller<1>H og31P, uten at dette innebærer avvik fra oppfinnelsens omfang. Videre kan en sonde i henhold til oppfinnelsen også kunne brukes for "omvendt" detektering, hvor vedkommende<13>C-kanalen utgjør observasjonskanal, mens<1>H-kanalen er koplet til denne kanal.

Som vist i fig. 9, har den koplede (<13>C)-kanal en antenne 81 som er avstemt til 13C-resonansfrekvens ved den valgte magnetiske feltstyrke. En fagkyndig på området vil erkjenne at en korrekt<13>C-frekvens for dette formål kan være en frekvens som ligger nær den midlere frekvens for samtlige forventede<13>C-signaler, og denne frekvens tilsvarer typisk midtpunktet i "observasjons"- eller "avkoplings"-frekvensvinduet. Antennen 81 kan omfatte en trådspole (solenoidantenne), og kan når det gjelder et loggeverktøy videre omfatte en kjerne som omfatter et magnetisk ledende materiale, slik som ferritt. Alternativt kan antennen omfatte en hvilken som helst annen antennetype som er kjent innenfor fagområdet, slik som en dobbelt-sadel antenne. Antennen er koplet til en avstembar kondensator 82, som tillater finavstemming av responsfrekvensen for antennen 81. Denne krets omfatter også en krysset diodekopling 83. Denne kryssede diodekopling 83 fungerer slik at den isolerer forforsterkeren under pulsing og isolerer effektforsterkeren under detekte ring. Denne krets er koplet til en<13>C-effektforsterker 84, som i sin tur er koplet til en sender 93 som er i stand til å sende ut en radiofrekvens (RF) som tilsvarer<13>C-resonansfrekvensen. En sender for dette formål omfatter typisk en frekvenssynte-tisator/generator og en puls-programmerer/regulator, som da anvendes for å regu-lere pulsformer/mønstre. Fagkyndige på området vil erkjenne at en hvilken som helst innretning som er i stand til å generere RF-bølger med spesifikke frekvenser på regulert måte kan anvendes som en sender i utførelser av oppfinnelsen.

<1>H-kanalen har en lignende krets ("senderkretsen") for å sende ut en RF-frekvens fra en sender 94 som er koplet til en<1>H-effektforsterker 85 og en krysset diodekopling 86 og videre til den<1>H-avstemte spole (antenne) 87. Atter kan denne antenne omfatte trådspoler, som da kan eller ikke kan inkludere en kjerne av magnetisk ledende materiale (f.eks. ferritt). Antennen 87 kan være avstemt til en ^-resonansfrekvens som ligger nær den midlere frekvens for de observerte ^-signaler. En avstembar kondensator 88 er innkoplet for avstemningsformål. Som angitt ovenfor, kan senderen 94 omfatte en frekvenssyntetisator/generator og en pulsprogrammerer/regulator. Senderen 94 for<1>H-kanalen kan eller ikke kan utgjøres av samme fysiske enheter som senderen 93 for<13>C-kanalen. For eksempel kan samme pulsprogrammerer anvendes for å styre begge kanaler, mens samme frek-venssyntetisator kan brukes for å frembringe en frekvens som da videre manipule-res (ved summering og/subtrahering med andre frekvenser) til å frembringe både

<1>H-frekvensen og<13>C-frekvensen. På lignende måte kan samme pulsprogrammerer/regulator anvendes til å styre både<1>H- og<13>C-pulser. En fagkyndig på området vil erkjenne hvorledes dette kan utføres.

Som anskueliggjort ved det dette utførelseseksempel, er orienteringen av<1>H-antennen 87 ortogonal i forhold til orienteringen av<13>C-antennen 81. Både antennen 87 og antennen 81 er plassert nær inntil vedkommende prøve. Den ortogonale konfigurasjon, som er ønskelig, men ikke nødvendig, bidrar til å nedsette innbyrdes påvirkning mellom de to antenner (spoler) til et minimum. I tillegg til denne konfigurering av ortogonale solenoidspoler, slik som vist i fig. 9, vil andre konfigurasjoner eller typer av antenner som kan gi meget lav innbyrdes påvirkning mellom observerings- og koplings-antennen også anvendes. En sadelantenne, en sløyfeantenne og/eller en solenoidspoleantenne kan f.eks. kombineres i et arran-gement som nedsetter innbyrdes påvirkning til et minimum. En sadelspole (sadelantenne) er en sløyfespole/sløyfeantenne) viklet rundt en gjenstand, som da typisk er sylinderformet, for derved å danne en sadelform. En sadelspole har således to koaksiale buer og to parallelle linjer. En sadelantenne inkluderer ofte et par sadel-spoler, hvilket vil si at den danner en dobbeltsadelantenne.

Fig. 9 viser separate antenner for<1>H-kanalen og<13>C-kanalen. En fagkyndig på området vil imidlertid erkjenne at disse to antenner kan erstattes av en enkelt antenne som er koplet til en dobbeltresonanskrets. Dobbelt avstemte spoler (antenner) er velkjent innenfor fagområdet. Se V. R. Cross, R. K. Hester og J. S. Waugh, Rev. Sei, Instrum., bind 47, " Single Coil Probe with Transmission- Line Tuning for Nuclear Magnetic Double Resonance", side 1486 (1976), F. D. Duty, R. R. Inners og P. D. Ellis, J. Mag. Res., bind 43, " A Multinuclear Double Tuned Probe for Application with Solids orLiquids Utilizing Lumped Tuning Elements", side 399 (1981) og US-patent nr. 5,162,739 gitt til Doty. Enten det dreier seg om en enkelt antenne koblet til en dobbeltresonanskrets eller to uavhengige antenner som utnyttes i utførelser av oppfinnelsen vil det hele generelt bli betegnet som en "antennesammenstilling".

Det skal henvises til fig. 9, hvor det er vist at<1>H-kanalen (observeringskana-len) også omfatter en ytterligere krets ("mottakerkrets") som gjør det mulig for<1>H-antennen å fungere som en mottakerantenne. En fagkyndig på området vil erkjenne at samme antenne kan anvendes både for å indusere et RF-magnetfelt og der-på å detektere de resulterende NMR-signaler. Mottakerkretsen og senderkretsen er sammenkoplet i et punkt A. En første krysset diodekopling 89 er koplet i paral-lell i denne krets i punkt B, som da er atskilt fra punkt A ved en avstand som er lik en kvart bølgelengde (X/4) for RF-bølgen ved<1>H-resonansfrekvensen. Denne kvartbølgelengde (X/4)-kabel er anordnet for å isolere mottakerkretsen fra senderen når denne sender ut pulser, og også for å isolere senderen fra mottakeren når denne tar opp signaler. I tillegg er en andre krysset diodekopling 90 koplet i paral-lell i mottakerkretsen i et punkt C, som da er atskilt fra punkt B ved en avstand som er lik en kvart bølgelengde (X/4) for vedkommende RF-bølge ved<13>C-reson-ansfrekvensen. Disse kryssede diodekoplinger 89 og 90 hindrer sterke RF-pulser fra å nå frem til den forforsterker 91 som er koplet til 1H-mottakeren 92 og gjør det mulig å detektere svake<1>H-signaler. Fig. 9 angir et oppsett for<1>H-observasjon. En fagkyndig på området vil imidlertid erkjenne at<1>H- og<13>C-kanalene kan vendes om i den omvendte deteksjonsmodus.

Utførelser av foreliggende oppfinnelse kan anvendes i et brønnloggings-verktøy eller i et verktøy for punktprøving av formasjonsfluid. Som et brønnlog-gingsverktøy kan utførelser av oppfinnelsen bli anvendt i et ledningskabelverktøy som er innrettet for å senkes ned i en borebrønn på en elektrisk kabel eller et verk-tøy for logging-under-utboring (LWD eller MWD) og som utgjør en del av boreverk-tøysammenstillingen. Utførelser i henhold til oppfinnelsen kan anvendes på homonukleære skalære koplinger så vel som heteronukleære skalære koplinger. Skjønt det i det ovenfor angitte eksempel er benyttet<13>C (karbon-13) som heterokoplet atomkjerne for anskuelighetens skyld, vil en fagkyndig på området erkjenne at koplinger som omfatter andre heteronukleære arter, slik som nitrogen-15 (<15>N), oksygen-17 (<17>0) og fosfor-31 (<31>P), også kan brukes i samsvar med utførelser av oppfinnelsen. I tillegg kan den observerte atomkjerne utgjøres av én av disse hetero (ikke-proton) atomkjernearter i stedet for<1>H i den anvendte deteksjonsmodus.

Skjønt oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til et begrenset antall utførelser, vil fagkyndige på området, som har tilgang til denne fremstilling, erkjenne at også andre utførelser kan angis uten å avvike fra oppfinnelsens om-fangsramme, slik den er angitt her. Følgelig bør oppfinnelsens omfang bare anses å være begrenset av de etterfølgende patentkrav.

Claims (21)

1. Instrument som utnytter kjernemagnetisk resonans og erkarakterisert vedat det omfatter: et hylster innrettet for å beveges i en borebrønn utboret gjennom jordformasjoner, en magnet anordnet i hylsteret og innrettet for å opprette et statisk magnetfelt ved en valgt magnetisk feltstyrke i en sone av interesse, en antennesammenstilling anordnet i hylsteret, hvor denne antennesammenstilling er innrettet for å danne resonans ved en første frekvens og en andre frekvens, idet denne første frekvens tilsvarer en resonansfrekvens for en første atomkjerne ved den valgte magnetiske feltstyrke, den andre frekvens tilsvarer en resonansfrekvens for en andre magnetkjerne ved den valgte magnetiske feltstyrke, og den første atomkjerne er forskjellig fra den andre atomkjerne, utstyr for å opprette et radiofrekvent magnetisk felt i henhold til en første og en andre hovedsakelig samtidige puls-sekvenser tilknyttet de første og andre atomkjerner i sonen av interesse, hvor dette utstyr for å frembringe det radiofre-kvente magnetfelt er driftsmessig koplet til antennesammenstillingen; og utstyr for å detektere kjernemagnetiske resonanssignaler ved den første frekvens, idet dette deteksjonsutstyr er driftsmessig koplet til antennesammenstillingen.

2. Instrument som angitt i krav 1, karakterisert vedat den første atomkjerne er et proton.

3. Instrument som angitt i krav 1, karakterisert vedat den andre atomkjerne er karbon-13.

4. Instrument som angitt i krav 1, karakterisert vedat den andre atomkjerne er oksygen-17.

5. Instrument som angitt i krav 1, karakterisert vedat den andre atomkjerne er fosfor-31.

6. Instrument som angitt i krav 1, karakterisert vedat antennesammenstillingen omfatter en første antenne og en andre antenne.

7. Instrument som angitt i krav 6, karakterisert vedat den første antenne og den andre antenne er anordnet ortogonalt i forhold til hverandre.

8. Instrument som angitt i krav 6, karakterisert vedat den første antenne selektivt er koplet til en krets innrettet for å sende ut en høyfrekvensbølge med den første frekvens og den andre antenne er selektivt koplet til en krets innrettet for å sende ut en radiofrekvens-bølge med den andre frekvens.

9. Instrument som angitt i krav 1, karakterisert vedat den valgte pulssekvens omfatter en Carr/Purcell/Meiboom/Gill-pulssekvens ved den første frekvens og 180-graders pulstog ved den andre frekvens.

10. Fremgangsmåte for å bestemme egenskaper ved et formasjonsfluid ved bruk av et instrument som utnytter kjernemagnetisk resonans i en borebrønn,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: opprettelse av et statisk magnetisk felt med en valgt magnetisk feltstyrke i en formasjonsfluidprøve; utførelse av kjernemagnetiske resonansmålinger som gir J-koplingsinformasjon ved bruk av instrumentet som utnytter kjernemagnetisk resonans, der utførel-sen av nevnte resonansmålinger omfatter: - opprettelse av et radiofrekvent magnetisk felt i henhold til en førs-te og en andre hovedsakelig samtidige puls-sekvenser tilknyttet en første og en andre atomkjerne i sonen av interesse, og der den første atomkjerne er forskjellig fra den andre atomkjerne; og utledning av J-koplingsinformasjonen fra de kjernemagnetiske resonansmålinger.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat formasjonsfluidprøven omfatter fossile fluider som trekkes inn i et prøverør på instrumentet som utnytter kjernemagnetisk resonans i et verktøy for punktprøving av formasjonsfluid.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat utførelsen av målinger omfatter (a) påføring av en eksiteringspuls ved en første frekvens, hvor denne første frekvens er en resonansfrekvens for en første atomkjerne ved den valgte magnetfeltstyrke, (b) avventing under en valgt forsinkelsestid, (c) samtidig påføring av en refokuseringspuls ved en første frekvens og en inversjonspuls ved den andre frekvens, hvor denne andre frekvens er en resonansfrekvens for den andre atomkjerne ved den valgte magnetiske feltstyrke, og den første atomkjerne er forskjellig fra den andre atomkjerne, (d) avventing under den valgte forsinkelsestid, og (e) registrering av signaler ved den første frekvens.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, karakterisert vedat registreringen har en varighet som er kortere enn den valgte forsinkelsestid.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, karakterisert vedat den videre omfatter: gjentakelse for et forut fastlagt antall ganger av prosesstrinnene (c) til og med (e) etter en tidsvarighet som hovedsakelig er lik den valgte forsinkelsestid har forløpt etter begynnelsen av registreringen.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat minst én av følgende pulser, nemlig eksiteringspulsen, refokuseringspulsen i den første frekvens og refokuseringspulsen med den andre frekvens, omfatter en sammensatt puls.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat utførelsen av målinger omfatter bruk av en første sekvens som omfatter en valgt sekvens blant inversjon/gjenvinnings-pulssekvensen og metning/gjenvinnings-pulssekvensen.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat utledningen omfatter separering av en J-koplingsmodulert del fra en umodulert del i de kjernemagnetiske resonansmålings-resultater.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat den videre går ut på at det anslås en formasjons-fluidegenskap ut i fra J-koplingsinformasjon.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert vedat den prosess som går ut på anslå formasjonsfluid-egenskap videre omfatter bruk av, i kombinasjon med J-koplingsinformasjon, minst én parameter valgt blant en spinn/gitter-relaksasjonstid, en spinn/spinn-relaksasjonstid, et forhold mellom spinn/gitter-relaksasjonstid og spinn/spinn-relaksasjonstid og en diffusjonskonstant.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert vedat en prosess som går ut på anslå videre omfatter bruk av, i kombinasjon med J-koplingsinformasjonen, minst én parameter valgt blant sammensetningsinformasjon, optiske egenskaper, mekaniske egenskaper, elektriske egenskaper og kjernemagnetiske resonans-egenskaper.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat: det utføres kjernemagnetiske resonansmålinger som gir J-koplingsinformasjon for karbon/hydrogen, en J-koplingsmodulert del separeres fra en umodulert del i måleresultatene fra de kjernemagnetiske resonansmålinger, og å anslå en volumandel av olje i jordformasjonsfluider, der volumandelene av olje i jordformasjonsfluidene bestemmes ved å sammenligne en total størrelse av den J-koplingsmodulerte del ved en total størrelse av de kjernemagnetiske reso-nansmålingsresultater.