NO337897B1 - Fremgangsmåte og apparat for å benytte NMR-målinger med pulset feltgradient for å bestemme fluidegenskaper i et fluidprøvetakende brønnloggeverktøy - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører fremgangsmåter og anordninger for bestemmelse av formasjonsfluidegenskaper. Mer bestemt vedrører oppfinnelsen bestemmelse av formasjonsfluidegenskapene ved bruk av et nedihulls verktøy til prøvetaking av fluid, utstyrt med en NMR-modul.

Olje- og gassindustrien har utviklet forskjellige verktøy som er i stand til å bestemme egenskaper til formasjonsfluider. For eksempel kan verktøy for prøve-taking og testing av formasjonsfluid, så som Schlumbergefs Modular Formation Dynamics Testing (MDT™) Tool tilveiebringer viktig informasjon om type av og egenskaper ved reservoarfluider, i tillegg til å tilveiebringe målinger av reservoar-trykk, permeabilitet og mobilitet. Disse verktøyene kan utføre målinger av fluidegenskapene nede i hullet, ved bruk av sensormoduler i verktøyene. Disse verkt-øyene kan alternativt trekke ut fluidprøver fra reservoaret, hvilke kan samles inn i flasker og bringes til overflaten for analyse. De innsamlede prøver blir rutinemes-sig sendt til laboratorier for fluidegenskaper for analyse av fysiske egenskaper, hvilket blant annet inkluderer oljens viskositet, forholdet mellom gass og olje, mas-setetthet eller API-tetthet, molekylær sammensetning, H2S, asfaltener, harpikser og forskjellige andre konsentrasjoner av urenheter. Det kan imidlertid være at la-boratoriedataene ikke er nyttige eller relevante for reservoarfluidegenskapene, fordi prøvene kan ha forandret egenskaper når de bringes til overflaten.

For eksempel kan formasjonsfluid inneholde oppløst gass som vil separeres ut fra væsker når det utvendige trykk faller. Tilsvarende kan formasjonsfluidet inkludere substanser som kan felles ut når den utvendige temperatur faller. I begge tilfeller kan det være at de målte laboratoriedata ikke er relevante for de faktiske egenskaper ved de in situ reservoarfluider. Det er derfor ønskelig at formasjons-fluidanalyse utføres under nedihullsbetingelser.

Flere US-patenter beskriver fremgangsmåter og anordninger for utførelse av NMR-målinger i et borehull, på fluidprøver som trekkes ut fra jordformasjoner. Foreksempel beskriver US-patent nr. 6,346,813 B1 bevilget til Kleinberg (patent '813) en NMR-modul på strømningsledningen for MDT™-verktøyet for bestemmelse av forskjellige fluidegenskaper fra magnetiske resonanssignaler. Patent '813 er overdratt til rettsetterfølgeren for den foreliggende oppfinnelse, og inkorporeres herved ved referanse i sin helhet. US-patent nr. 6,107,796, bevilget til M. Prammer, beskriver anordninger og fremgangsmåter for bestemmelse av nivået av kontaminasjon i en prøve av råolje fra en formasjon, hvilken kan være kontaminert med oljebasert slamfiltrat. Fremgangsmåten, som er beskrevet i dette patent, overvåker forandringer i NMR-responser for fluidprøver som en funksjon av tid når fluidprøvene pumpes fra formasjonen, inn i et prøvetakingsverktøy.

Formasjonsfluider inneholder ofte flere komponenter, idet hver av disse tro-lig har en forskjellig diffusjonsegenskap. Måling av diffusjonskoeffisienter kan derfor tilveiebringe verdifull informasjon om formasjonens fluidegenskaper. Enkelte NMR-metoder gjør bruk av magnetfeltgradienter for å teste diffusjonsegenskapene til formasjonsfluidene. For eksempel beskriver US-patent nr. 6,737,864, bevilget til Prammer et al, en anordning for utførelse av T1 -målinger på fluider som strømmer i strømningsledningen i et verktøy for prøvetaking av fluid. Denne søknaden beskriver også en metode med en statisk gradient for utførelse av diffusjonsmålinger på stasjonære prøver. Metoden med utledning av diffusjonsdata fra NMR-målingene antar en enkelt diffusjonskonstant. Det er imidlertid velkjent at råoljer har en fordeling av diffusjonskoeffisienter. Det er således ønskelig å ha metoder som kan tilveiebringe diffusjonskoeffisienter for formasjonsfluider uten å anta at de har de samme diffusjonskonstanter.

US-patent nr. 6,111,408 (patent '408) som er bevilget til Blades et al. beskriver fremgangsmåter og anordninger for måling av relaksasjonstidene (T1 og T2) og diffusjonskoeffisientene (D) for fluider i en NMR-modul i et verktøy for prøveta-king av fluid. En fremgangsmåte som er beskrevet i dette patent, bruker en elekt-romagnet for å generere en oscillerende pulsfeltgradient (PFG) mellom re-fokuserende pulser av CPMG-pulssekvens. Det oscillerende PFG erfaselåst (syn-kronisert) med CPMG-pulsene (se fig. 5 i patent '408). Pulsfeltgradienten avfaser spinnene og skrus deretter av i en periode, under hvilken spinnene diffunderer. Etter denne diffusjonsperioden skrus den oscillerende pulsfeltgradient på, for på ny å bringe spinnene inne i fase, fulgt av et spinnekko. Det første spinnekko blir deretter refokusert ved hjelp av et tog av 180° radiofrekvenspulser, for å fremskaffe flere spinnekkoer. Selv om de faselåste oscillerende PFG-pulser er i stand til å tilveiebringe diffusjonskoding, er bedre fremgangsmåter og anordninger for opp-nåelse av diffusjonskoding ønskelig.

US-patent nr. 6,346,813 B1 bevilget til Kleinberg beskriver en NMR-modul for karakterisering av fluider i et verktøy for prøvetaking og testing av fluid, så som MDT™-verktøyet. Dette patent beskriver fremgangsmåter for å relatere relaksasjonstider og diffusjonskoeffisienter for fluider til viskositet, forhold mellom gass og olje (gas-oil-ratio, GOR) og andre fluidegenskaper av interesse. Et beslektet US-patent nr. 5,796,252, bevilget til Kleinberg et al. (patent '252) beskriver bruk av PFG-CPMG-sekvens for å kode diffusjonsinformasjon. En enkel approksima-sjonsmetode brukes da for å fremskaffe en diffusjonskoeffisient fra PFG-CPMG-dataene. Diffusjonskoeffisienten brukes så til å korrigere for spinnekkostørrelser for å utlede mer nøyaktige oljevolumer i reservoarer. De fremgangsmåter som er beskrevet i patent '252 antar også en enkelt diffusjonskoeffisient for råoljer.

US-patent nr. 6,462,542 B1 bevilget til L. Venkataramanan et al. (patent '542) beskriver "diffusjonsredigering" av pulssekvenser. Diffusjonsinformasjonen kodes ved bruk av en statisk gradient av det påførte magnetfelt ved bruk av et NMR-loggeverktøy som er basert på kabel eller logging-under-boring (logging-while-drilling, LWD). Disse pulssekvensene er modifikasjoner av CPMG-sekvenser. Pulssekvensen er forskjellig fra CPMG-sekvensen ved at én eller noen få av de tidlige ekkoer samles inn med en lang ekkoavstand for å frembringe diffusjonsdemping av ekkoene. De gjenværende ekkoer samles inn med en kort avstand, for å minimalisere diffusjonseffekter (D). Patent '542 beskriver også en inversjon av en fysikkmodell hvor det brukes en serie av diffusjonsredigering av pulssekvenser, hvilket tilveiebringer 2D fordelingsfunksjoner av D-T2, T1-T2, og T1/T2-T2.

US-patent 6,570,382 tilhørende Hurlimann et al beskriver også "diffusjonsredigering" av pulssekvenser som kan inkludere en pulset feltgradientsekvens.

Selv om forskjellige NMR-anordninger og -fremgangsmåter er tilgjengelige for å bestemme egenskaper ved formasjonsfluid, er bedre fremgangsmåter og anordninger for bestemmelse av egenskaper ved formasjonsfluid likevel nødvendig.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til bestemmelse av en egenskap for formasjonsfluid, omfattende innsamling av en serie av målinger av nukleær magnetisk resonans (NMR) for en fluidprøve ved bruk av en pulssekvens som inkluderer pulsede feltgradientpulser for koding av diffusjonsinformasjon, hvor hver NMR-måling i serien samles inn med en forskjellig verdi i en parameter i de pulsede feltgradientpulser for frembringelse av en forskjellig diffusjonseffekt; og bestemmelse av formasjonsfluidets egenskap fra NMR-målingene,karakterisert vedat: innsamlingen av serien av NMR-målinger utføres i et verktøy for prøvetaking av formasjonsfluid i et borehull, og bestemmelsen av formasjonsfluidets egenskap fra NMR-målingene inkluderer invertering av serien av NMR- målinger for å frembringe en fordelingsfunksjon som relaterer diffusjonsegenskaper for fluidprøven med en NMR-egenskap for fluidprøven, og bestemmelse av formasjonsfluidets egenskap fra fordelingsfunksjonen.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også en NMR-sensor for et

nedihullsverktøy i et borehull omfattende en permanentmagnet som er i stand til å generere et hovedsakelig homogent magnetfelt over et prøvekammer og en radiofrekvensantenne som omgir prøvekammeret, hvor radiofrekvensantennen er konfigurert til å generere oscillerende magnetfelter som har magnetiske momenter

hovedsakelig ortogonalt på en retning av det hovedsakelig homogene magnetfelt som er generert av permanentmagneten,karakterisert vedat: NMR-sensoren videre inkluderer minst én spole som er forbundet til en kontrollenhet, hvor den

minst ene spole og kontrollenheten er konfigurert til å generere pulset magnetfeltgradient over prøvekammeret på en styrt måte, slik at den pulsede magnetfeltgradient har en valgt styrke og en forhåndsbestemt varighet.

Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåten og NMR-sensoren i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Det beskrives fremgangsmåter for bestemmelse av en egenskap ved et formasjonsfluid. En fremgangsmåte i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen inkluderer innsamling av en serie av målinger av nukleær magnetisk resonans (NMR) for en fluidprøve ved bruk av en pulssekvens som inkluderer pulsede feltgradientpulser for koding av diffusjonsinformasjon, hvor hver NMR-måling i serien samles inn med en forskjellig verdi i en parameter i de pulsede feltgradientpulser for frembringelse av en forskjellig diffusjonseffekt, hvor innsamlingen utføres i et verktøy for prøvetaking av formasjonsfluid i et borehull; invertering av serien av NMR-målinger for å frembringe en fordelingsfunksjon som relaterer diffusjonsegenskaper for fluidprøven med en NMR-egenskap for fluidprøven; og bestemmelse av formasjonsfluidets egenskap fra fordelingsfunksjonen.

Det beskrives videre en NMR-sensor. En NMR-sensor i samsvar med en ut-førelse av oppfinnelsen inkluderer en permanentmagnet som er i stand til å generere et hovedsakelig homogent magnetfelt over et prøvekammer; en radiofrekvensantenne som omgir prøvekammeret, hvor radiofrekvensantennen er konfigurert til å generere oscillerende magnetfelter som har magnetiske momenter som hovedsakelig er ortogonale på en retning av det hovedsakelig homogene magnetfelt som genereres av permanentmagneten; og minst én spole som er for bundet til en kontrollenhet, hvor den minst ene spole og kontrollenheten er konfigurert til å generere pulset magnetfeltgradient over prøvekammeret på en styrt måte, slik at den pulsede magnetfeltgradient har en valgt styrke og en forhåndsbestemt varighet.

Andre aspekter ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse, tegningene og kravene.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser et verktøy for testing (prøvetaking) av formasjonsfluid ifølge kjent teknikk, med en NMR-modul. Fig. 2 viser en NMR-sensor i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 3 viser en fremgangsmåte til bestemmelse av formasjonsfluidegenskaper i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 4 viser en PFG-CPMG-pulssekvens i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 5 viser en SEPFG-CPMG-pulssekvens i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 6 viser en serie av PFG-CPMG-diffusjonskodede data som kan brukes til å bestemme en egenskap ved et formasjonsfluid ved bruk av en fremgangsmåte i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 7 viser et plott av en 2D fordelingsfunksjon som er beregnet fra serien av data som er vist på fig. 6, i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 8 viser en 1D fordelingsfunksjon som er ekstrahert fra 2D-fordelingsfunksjonen som er vist på fig. 7 i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen.

Utførelser av oppfinnelsen vedrører anordninger og fremgangsmåter for bestemmelse av egenskaper ved reservoarfluid ved bruk av en NMR-modul i et nedihullsverktøy, så som et verktøy til prøvetaking av fluid som er beskrevet i US-patent nr. 6,346,813 B1, bevilget til Kleinberg. Et eksempel på et prøvetaker-verktøy for formasjonsfluid er Modular Formation Dynamics Testing-verktøyet som selges under handelsnavnet MDT™, fra Schlumberger Technology Corporation (Houston, Texas).

Fig. 1 vier et eksemplifiserende verktøy 10 for testing (eller prøvetaking) av formasjonsfluid (eksempelvis et MDT™-verktøy) som inkluderer de følgende mo-duler: en elektronikkmodul 11, som kan inkludere en prosessor og et minne; en hydraulikkraftmodul 12; en testemodul 13, som kan anvendes for å danne en hydraulisk tetning mot formasjonen; en utpumpingsmodul 17; en optisk fluidanaly-sator (OFA) 14; og en multiprøvemodul 16.1 tillegg inkluderer verktøyet 10 for prøvetaking av formasjonsfluid en NMR-modul 15. NMR-modulen 15 kan inkludere en NMR-sensor ifølge oppfinnelsen.

En NMR-sensor i samsvar med utførelser av oppfinnelsen inkluderer en permanentmagnet som kan frembringe et hovedsakelig homogent statisk magnetfelt over volumet av fluidprøven. I tillegg inkluderer NMR-sensoren minst en spole som kan frembringe pulsede feltgradienter (PFG) med definerte styrker og varig-heter over prøvevolumet. Et homogent statisk magnetfelt i kombinasjon med en pulset magnetfeltgradient kan tilveiebringe målinger med bedre forhold mellom signal og støy, fordi et større prøvevolum bringes i resonans, sammenlignet med et statisk magnetfelt som har en statisk feltgradient, som kun kan forårsake at en liten andel av prøven (en "prøveskive") kommer i resonans. NMR-sensoren ifølge oppfinnelsen inkluderer også en spole (en RF-antenne) for frembringelse av radiofrekvens (RF) magnetfeltpulser. Det magnetiske moment for RF-antennen er hovedsakelig perpendikulært på det magnetiske moment for det statiske magnetfelt.

Fig. 2 viser en NMR-sensor i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Som vist på fig. 2, inkluderer en NMR-sensor 20 en magnet 21 (eksempelvis en permanentmagnet) som er designet til å frembringe et hovedsakelig homogent magnetfelt (BO) i et prøvevolum 22. Permanentmagneten 21 kan være laget av Samarium Cobalt eller et hvilket som helst annet egnet materiale. Permanentmagneten 21, som kan omfatte en enkelt del eller flere deler som omgir prøvevolumet 22, kan videre inkludere permeable poldeler som er innfestet til dens overflater for forming av magnetfeltet og for å redusere magnetfeltgradienten i prøveområdet, slik at det statiske felt er hovedsakelig homogent over prøvevolumet (prøvekam-meret) 22.

I enkelte utførelser kan prøvevolumet 22 være konfigurert til å være innsatt i en strømningsledning for formasjonsfluid, slik at sensoren 20 kan brukes til å måle eller overvåke fluidegenskapene som strømmer gjennom prøvevolumet (prøve-kammeret) 22. En RF-antenne (spole) 23 omgir prøvevolumet 22. RF-antennen 23 er designet til å sende ut et oscillerende radiofrekvens (RF) -magnetfelt B1) som har et magnetisk moment som står hovedsakelig perpendikulært (ortogonalt) til det magnetiske moment for det statiske magnetfelt som frembringes av permanent magneten 21. RF-antennen 23 kan omfatte en solenoidspole, en salspole, eller en hvilken som helst annet egnet spole. Én med ordinær fagkunnskap innen teknikken vil forstå at den samme RF-antenne 23 kan funksjonere som en sender for å sende det oscillerende magnetfelt, og som en mottaker for å motta signalene, som beskrevet i US-patent 6,346,813 B1 bevilget til Kleinberg. Alternativt kan det brukes separate sender- og mottaksantenner.

NMR-sensoren 20, som er vist på fig. 2, inkluderer også togradientspoler 25a og 25b som er konfigurert til å frembringe magnetfeltgradienter over volumet av prøven 22. Gradientspolene 25a og 25b er forbundet til en kontrollenhet 27 som kan tilføre energi til gradientspolene 25a og 25b ved en valgt styrke i en forhåndsbestemt varighet. Selv om to gradientspoler 25a og 25b er vist, vil én med ordinær fagkunnskap innen teknikken forstå at det kan brukes én eller flere gradientspoler uten å avvike fra oppfinnelsens omfang. Under varigheten av en gradientpuls kan det dannes motstående magnetfelt bg for å indusere en magnetfeltgradient g over prøvevolumet. Magnetfeltgradienten g måles vanligvis i enheter gauss/cm. Sensoren 20 kan beskyttes og støttes av et hus 24. Huset 24 kan være laget av et magnetisk stål med høy magnetisk permeabilitet for avgrensning av magnetfeltet Bo og for å tilveiebringe styrke til sammenstillingen.

I tillegg kan enkelte utførelser av oppfinnelsen inkludere en avskjerming 26 som separerer RF-antennen 23 og permanentmagneten 21. Avskjermingen kan være laget av et materiale (eksempelvis kopper) som kan hindre det oscillerende RF-magnetfelt som er frembrakt av RF-antennen 23 i å ha gjensidig påvirkning på permanentmagneten 21, slik at magnetoakustisk ringing i magneten kan minimali-seres.

En NMR-sensor i samsvar med utførelser av oppfinnelsen kan brukes til å foreta målinger som er relatert til diffusjons- og relaksasjonsegenskapene for fluid-prøver. Fordi disse egenskaper generelt er forskjellig for olje og vann, kan disse målingene tilveiebringe et middel for å bestemme den relative andel av vann og olje i en fluidprøve. I tillegg kan disse målingene tilveiebringe informasjon om egenskapene til oljene, inkludert deres sammensetninger, viskositeter og gass/olje-forhold (mengder av oppløst gass som befinner seg i oljen). Tilsvarende, for en fluidprøve, som kan omfatte (1) gass og vann, (2) gass, olje og vann, (3) olje og gass, eller (4) olje og vann, kan målingene tilveiebringe et middel for bestemmelse av de relative andeler av de forskjellige komponenter som er tilstede. I tillegg kan disse målingene tilveiebringe informasjon om de hydrokarbonegenska-per som er viktige for å bestemme pengeverdien av reservoaret og også essen-sielle for å foreta beslutninger vedrørende brønnkomplettering.

Fig. 3 viser en fremgangsmåte i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Som vist på fig. 3 inkluderer fremgangsmåten 30 et trinn med innsamling av en serie av diffusjonskodede NMR-data (trinn 32). Diffusjonskodingen oppnås ved bruk av pulsede feltgradientpulser i hver innsamling. Én av parameterne i PFG-pulsene varieres for hver måling i serien av data, slik at hver måling inkluderer en forskjellig diffusjonseffekt. Deretter inverteres de diffusjonskodede data i henhold til en forovermodell, dvs. en fysikkmodell som beskriver svekkelsen av spinnekkosignalene (trinn 34). Inversjonen frembringer en fordelingsfunksjon som er relatert til fluidegenskaper, f.eks. en todimensjonal (2D) fordelingsfunksjon, f(D,T2), som korrelerer diffusjons (D)-koeffisientene med spinn-spinn- (T2) relaksasjonstidene. Til slutt kan de ønskede fluidegenskaper (eksempelvis diffusjonskoeffisienter, viskositeten molekylær sammensetning, osv.) ekstraheres fra fordelingsfunksjonen (trinn 36). Disse trinn er beskrevet i nærmere detalj i de følgende avsnitt.

NMR-pulset feltgradientmåling er en standard teknikk for måling av diffusjonskoeffisienter for molekyler i væsker og faststoffer. Den teknikk som er i mest utstrakt bruk for væsker er metoden til Stejskal og Tanner (The Journal of Chemical Physics, v. 42, nr. 1, 288-292, 1965), som benevnes PFG-metoden. PFG-metoden kan brukes til nøyaktig å måle diffusjonskoeffisienter så små som «10-<8>cm<2>/s. For viskøse væsker og faststoffer med langsommere diffusjon og/eller hur-tig transversal relaksasjon, er en stimulert ekkopulset feltgradient (SEPFG) som er utviklet av Tanner (The Journal of Chemical Physics, Vol. 52, nr. 5, side 2523 - 2526, 1970) i utstrakt bruk. SEPFG-metodene gir bedre resultater enn PFG-metodene kun hvis spinn/gitter-relaksasjonstidene (T1) er betydelig lengre enn de transversale eller spinn/spinn (T2) -relaksasjonstider. Både PFG- og SEPFG-sekvenser er pulsede feltgradienter for å kode diffusjonsinformasjon i spinnekko-målingene.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen kan bruke en PFG eller en SEPFG-pulssekvens. Den fysiske basis som ligger under begge teknikker er at den Brownske bevegelse av molekylene forårsaker en demping av NMR-signalstør-relsene som kan resulteres til diffusjonskoeffisientene for de molekylære bestand-deler i prøven. De ytterligere 180°-pulser brukes til å refokusere det første ekko, og tilføyes for det formål å samle inn informasjon om den andre mekanisme med signalsvekking, dvs. T2-svekking av spinnekkoene. I den følgende beskrivelse vil disse sekvenser bli benevnt PFG-CPMG (dvs. Stejskal og Tanner pulset feltgradientsekvens, fulgt av et tog av 180°-pulser) og SEPFG-CPMG (dvs. Tanner-stimulert ekkopulsfeltgradientsekvens fulgt av et tog av 180°-pulser).

Fig. 4 viser et diagram som illustrerer en PFG-CPMG-pulssekvens i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Som vist er to pulsede feltgradient (PFG)-pulser 1 og 2 innsatt etter den første 90°-puls, henholdsvis den første 180°-puls, i en typisk PFG-pulssekvens. Det første ekko blir deretter refokusert ved påføring av et tog av 180°-pulser. PFG-pulsene er atskilt med en forsinkelsestid A, og hver har en feltgradientstyrke g og en varighet 5. Hver av forsinkelsestidene A, feltgra-dientstyrken g og varigheten 5 kan varieres for å frembringe en forskjellig diffusjonseffekt.

En fremgangsmåte i samsvar med utførelser av oppfinnelsen for bestemmelse av egenskaper ved reservoarfluid involverer innsamling av en serie av PFG-CPMG- eller SEPFG-CPMG-målinger. Antallet målinger i hver serie avhenger av mange faktorer. Generelt kan ca. 10 eller færre målinger i en serie være tilstrekkelig. Hver måling i serien er forskjellig fra hverandre ved at de har en forskjellig mengde av diffusjonsdemping av ekkoene, hvilket skyldes forandringen av én eller flere pulsparametere i PFG-CPMG- eller SEPFG-CPMG-sekvensene. Som påpekt ovenfor og vist på fig. 4 inkluderer disse parameterne varigheten av den pulsede gradient (8), styrken av den pulsede gradient (g), separasjon (forsinkelse) av gradientpulsene (A) i PFG-sekvensen.

NMR-målingene som fremkommer på denne måte er "diffusjonskodet", og kan inverteres for å frembringe en fordelingsfunksjon, som er relatert til fluidegenskaper. For eksempel kan fordelingsfunksjonen være en to-dimensjonal (2D) fordelingsfunksjon, f(D,T2), som vedrører diffusjons (D) -koeffisienter til spinn/spinn (T2) -relaksasjonstidene for prøven. For en olje/vann-prøve kan 2D fag-fordelingen brukes til blant annet å estimere de relative volumer av oljen og vannet, oljeviskositeten, molekylærsammensetningen av oljen, og gass/olje-forhold.

Videre kan endimensjonale (1D) fordelinger av diffusjon og relaksasjons-tiderfor oljen og vannet beregnes separat fra 2D-fordelingen. I tillegg kan serier av delvis polariserte PFG-CPMG-sekvenser samles inn og inverteres for å frembringe en 3D fordelingsfunksjon f(D, T2, Ti) som inkluderer spinn/gitter-relaksasjonstiden (Ti) eller et TiHVforhold.

Serien av pulsede feltgradientdata kan inverteres basert på en fysikkmodell (en forovermodell) som beskriver svekkingen av spinnekkosignalene, for å oppnå

(generelt) den 3D diffusjons- og relaksasjonstidsfordelingsfunksjon, f(D, T2, Ti), for fluidprøven. Hvis det er en tilstrekkelig gjenvinning eller ventetid før hver måling i dataserien, så er det ingen Ti-avhengighet, og inversjonen frembringer en todimensjonal fordelingsfunksjon, f(D,T2). Disse fordelingsfunksjonene tilveiebringer verdifull informasjon om egenskapene ved fluidprøvene.

Beskrivelse av pulssekvenser, sensor og forovermodell

Det vises igjen til fig. 4, hvor PFG-CPMG-pulssekvensen inkluderer en 90° eksitasjonspuls som produseres av et RF-magnetfelt (Bi) langs x-aksen i den refe-ranseramme som roterer omkring Bo ved den gjennomsnittlige Larmor-frekvens (col). 90°-pulsen roterer magnetiseringsvektoren inn i det transversale (dvs. x-y) plan. En magnetfeltgradient (g) med varighet (8) blir deretter påført, hvilket forårsaker en posisjonsavhengig avfasing av spinnene. Etter en kort forsinkelse påfø-res en 180° puls for å forandre fortegnene til fasene av spinnene (eller rotasjons-retningen for spinnene i de transversale plan). Etter en annen kort forsinkelse på-føres en annen gradientpuls for på ny å innfase de spinn som har blitt avfaset av den første gradientpuls. Den fornyede innfasing er kun virksom hvis spinnene ikke har diffundert bort fra sine initiale lokaliseringer. For de spinn som har diffundert til en ny lokalisering under diffusjonstiden (A), vil fornyet innfasing ikke være perfekt. Den ufullkomne fornyede innfasing som forårsakes av diffusjon av spinnene fører til diffusjonsdemping av ekkoet. Informasjon om spinn/spinn-relaksasjonstiden (T2) tilveiebringes ved ytterligere påføring av en serie av 180°-pulser som genererer et tog av spinnekkoer. Det generelle uttrykk, for et homogent statisk magnetfelt, for den transversale magnetisering (M(t)) som måles av pulssekvensen som er vist på fig. 4 er gitt av den følgende ligning,

hvor M(t) evalueres ved tider t hvor spinnekkoene i fig. 4 opptrer.

Ligning 1 er en Fredholm integralligning av en første type som er oppfelt med en 3D fordelingsfunksjon av diffusjonskoeffisienter og relaksasjonstider, f(D, Ti, T2). Eksponensialfaktoren i integranden, som inneholder T2tar hånd om spinn/spinn-relaksasjonen ved magnetiseringen, mens den faktor som inneholder Ti tar hånd om den ufullstendige polarisering av magnetiseringen hvis det tas ut-gangspunkt i en initial tilstand med null magnetisering. En gjenvinningstid W kommer foran den første 90° puls som er vist på fig. 4. Hvis ventetiden W er tilstrekkelig lang (si f.eks. 5 ganger den lengste Ti i prøven), så er den ufullstendige polari-seringsfaktor lik én. I dette tilfelle reduseres 3D-fordelingsfunksjonen til 2D-fordelingsfunksjonen, f(D, T2).

Eksponensialfaktoren som inneholder de pulsede feltgradientparametere, som utledet av Stejskal og Tanner (1965), tar hånd om dempingen av ekkoene forårsaket av diffusjon. Den pulsede feltgradientdempefaktor i ligning 1 vil være mer komplisert hvis det er en statisk gradient (gs) i tillegg til den pulsede feltgradient. I dette tilfelle viser Stejskal og Tanner at dempefaktoren som forårsakes av diffusjon i ligning 1 inneholder to ytterligere ledd: et kryssledd g gs og et annet ledd som er proporsjonalt med kvadratet av den statiske gradient, dvs. gs gs. De foretrukne utførelser av denne oppfinnelse bruker et statisk magnetfelt som er hovedsakelig homogent over prøvevolumet, slik at de komplikasjoner som oppstår fra statiske feltgradienter kan unngås. Fagpersoner innen teknikken vil imidlertid forstå at modifikasjoner av Stejskals og Tanners pulsede feltgradientsekvenser er tilgjengelige, hvilke kan redusere effektene av den statiske gradient. Ved bruk av slike modifiserte pulsfeltgradientsekvenser kan utførelser av oppfinnelsen praktise-res ved tilstedeværelse av statiske gradienter. Egnede sekvenser kan inkludere, men er ikke begrenset til, de pulsede feltgradientsekvenser som er beskrevet av Karlicek og Lowe (" A Modified Pulsed Gradient Technique for Measuring Diffusion in the Presence of Large Background Gradients" i J. of Mag. Res., v 37, side 75 - 91,1980) og Cotts, et al. {" Pulsed Field Gradient Simulated Echo Methods for lm-proved NMR Diffusion Measurements in Heterogeneous Systems" i J. of Mag. Res., v. 83, side 252-266, 1989).

For måling av diffusjon i viskøse væsker og faststoffer, utviklet Tanner (J. of Chemical Physics, v. 52, nr. 5, 2523-2526) til Stejskals og Tanners sekvens, kjent som en "stimulert ekkopulsfeltgradient" (SEPFG) -sekvens. Denne sekvensen kan sørge for mer robust måling som kan detektere svært små diffusjonskoeffisienter, og er optimal i systemer hvorTi » T2. En Tanner-stimulert ekkosekvens, koplet med en CPMG-sekvens, er vist på fig. 5.

Som vist på fig. 5 er et par av 90°-pulser innsatt mellom de to PFG-pulser. I denne sekvens roterer den annen 90°-puls magnetiseringen i z-retningen (langs retningen av det statiske felt), hvor den gjennomgår longitudinal (Ti) relaksasjon under tidsintervallet (At) mellom den annen og tredje 90°-puls. I praksis, blir imidlertid kun ca. en halvdel av de tilfeldig orienterte spinn, dvs. de som projiseres langs y-aksen i den roterende ramme, rotert inn i z-retningen av den annen 90° puls. Som et resultat av dette er det et tap på ca. 50 % av signalene ved fremgangsmåten med stimulert ekko. Lagringen av magnetiseringen i z-retningen under intervallet mellom den annen og tredje 90° puls tillater en lengre diffusjonstid

(A) for å måle små diffusjonskoeffisienter. Denne teknikken går utenom den sterke demping av signalene som ellers ville være et resultat av hurtige T2-relaksasjoner, eksempelvis i svært viskøse væsker eller faststoffer, hvis Tanners og Stejskals sekvens brukes. Ved neglisjering av statiske gradienter adlyder magnetiseringen for SEPFG-CPMG-pulssekvensen ligningen,

Ligning 2 avviker fra ligning 1 ved at den har en ytterligere eksponentialfaktor i

integranden. Denne faktor, som inneholder differansen av det inverse av Ti og T2, tar hånd om den kjensgjerning at det er longitudinal relaksasjon, men ingen transversal relaksasjon, i intervallet (At) mellom den annen og tredje 90° puls på fig. 5. Parameteren, At, er den tid magnetiseringen lagres i den longitudinale retning, dvs. tidsdifferansen mellom den tredje og annen 90° puls.

Tilsvarende til tilfellet med Stejskals og Tanners (PFG) sekvens, vil tilstedeværelsen av en statisk magnetfeltgradient (gs) komplisere diffusjonsdempingen av den stimulerte ekko (SEPFG) -sekvens. Ved tilstedeværelsen av en statisk magnetfeltgradient (gs), er det et kryssledd g gs pluss et annet ledd som er proporsjonalt med kvadratet av den statiske gradient gs gs. Koeffisientene i de ytterligere ledd er beskrevet i Tanner (1970), ligning 7), som også viser at den pulsede felt-gradientinduserte demping som forårsakes av diffusjon har en form som er identisk med den i ligning 1. Magnetiseringen i SEPFG-CPMG-sekvensen, som er vist på fig. 5, koder således diffusjonseffektene på en måte som tilsvarer PFG-CPMG-sekvensen. Derfor, ved fravær av statiske gradienter, er diffusjonsdempeleddet i ligning 2 identisk til det som er i ligning 1. Foretrukne utførelser av oppfinnelsen bruker en magnet som frembringer et hovedsakelig homogent felt for å forenkle dataanalyse. Hvis det imidlertid eksisterer statisk feltgradient, vil fagpersoner innen teknikken forstå at effektene av det statiske gradientledd kan reduseres eller elimineres ved å bruke en modifisert stimulert pulsfeltgradientsekvens (se eksempelvis, (Cotts, et al. " Pulsed Field Gradient Simulated Gradient Simulated Echo Methods for Improved NMR Diffusion Measurements in Heterogeneous Systems" i J. of Mag. Res., v. 83, side 252 - 266, 1989).

Det følgende eksempel illustrerer anvendbarheten av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 viser en serie av NMR-data som er fremkommet med de pulsparametere som er vist i tabell 1.

Dataserien som er vist på fig. 6 består av en standard CPMG med 5000 ekkoer og en 0,2 ms ekkoavstand (trase 1) og 6 Stejskal og Tanner PFG-CPMG-sekvenser som hver har 5000 ekkoer (traser 2-7). De andre og etterfølgende ekkoer (traser 2-7) i PFG-CPMG-sekvensene har også 0,2 ms avstander. For disse data er det ingen Ti-avhengighet, fordi sekvensene alle var fullstendig polarisert. I dette tilfelle reduseres 3D-fordelingsfunksjonen til en 2D-funksjon av diffusjon (d) og spinn/spinn-relaksasjonstid (T2), som vist på fig. 7.

Som påpekt ovenfor, kan diffusjonsinformasjonen i en serie av pulsede feltgradientsekvenser kodes inn i dataene ved variasjon av én eller flere av de tre pulsparametere i diffusjonsdempeleddet i ligning 1-2. Forden dataserie som er vist på fig. 6, som brukes til å beregne 2D-fordelingsfunksjonen på fig. 7, ble parameteren 5 variert for hver av de seks PFG-CPMG-sekvenser i serien (traser 2-7). De andre to diffusjonsdempepulsparametere, A og g, ble holdt konstant.

I dette eksempel, er den første måling fremskaffet med en standard CPMG-sekvens (dvs. uten PFG). Merk at det ikke er nødvendig å inkludere en standard CPMG-måling i en PFG-CPMG-dataserie. Faktisk kan inkluderingen av en standard CPMG-måling resultere i artefakter i 2D-fordelingsfunksjonen, hvilket skyldes at standard CPMG-målingen ikke tilveiebringer noen diffusjonsinformasjon.

Beregningen av fordelingsfunksjoner fra en dataserie krever inversjon av en forovermodell som er spesifisert av ligning 1 for en PFG-CPMG-dataserie eller av ligning for 2 for en SEPFG-CPMG-dataserie. Disse ligningene er kjent som Fred-holms integralligninger av den første type, idet inversjonen av disse kan utføres ved hjelp av forskjellige fremgangsmåter, som omtalt omfangsrikt i publikasjoner, patenter og bøker. Foreksempel beskriver US-patent nr. 5,291,137, bevilget til Freedman, en fremgangsmåte for inversjon med "vindusprosessering" som kan brukes for tette formål. Dette patentet inkorporeres ved referanse i sin helhet.

Det følgende beskriver prosessen med beregning av en fordelingsfunksjon (eksempelvis fig. 7) fra en serie av data, som vist på fig. 6. Forovermodellen i ligning 1, for magnetiseringen som måles med en PFG-CPMG-sekvens kan forenk-les, uten tap av generalitet, ved bruk av en serie av fullstendig polariserte målinger, dvs., W » Ti, som polariseringsfunksjonen kan settes lik 1 for. Deretter redu-serer integrasjon overTi 3D-fordelingsfunksjonen til en 2D-funksjon av diffusjon

(D) og spinn/spinn-relaksasjonstid (T2).

Bruken av en serie av fullstendig polariserte data tilveiebringer en mer endefrem illustrasjon av hvordan en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen virker. Fremgangsmåter ifølge oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til serier av fullstendig polariserte data. Beregningen av en 3D fordelingsfunksjon ved bruk av en delvis polarisert serie av data byr faktisk ikke på særlig større vanskelighet, og kan håndteres på den samme måte som beskrevet nedenfor. Tilsvarende kan løsning-en av ligning 2 ved bruk av serier av SEPFG-CPMG-data fremskaffes ved hjelp av den samme fremgangsmåte. Beregningen kan således illustreres med den føl-gende ligning,

eller i en diskret versjon som er egnet for nummerisk løsning, hvor indeksen j = 1, 2, 3, ..., NE angir det j-te ekko og NE er det totale antall ekkoer som innsamles i PFG-CPMG-sekvensen. Relaksasjonstidene T2,i med I = 1, 2, 3, ... N er et sett av N faste relaksasjonstider som spenner over området av forventede T2-verdier. Det er passende, men ikke essensielt, at de faste relaksasjonstider velges med lik avstand på en logaritmisk skala. Tilsvarende, Dk er et sett av N faste diffusjonskoeffisienter som er valgt til å spenne over området av forventede D-verdier. N x N-matrisen, fi,k, er den diskrete representasjon av den kontinuerlige 2D diffusjons- og relaksasjons-tidfordelingsfunksjon. Ekkoene opptrer ved tider, hvor tei er den tid hvor det første ekko opptrer, dvs. tei = 2-c, hvor t er tiden mellom 90°-pulsen og den første 180°-puls på fig. 4; og te er avstanden mellom det annet og etterfølgende ekkoer. De målte ekkoamplituder er da relatert til forovermodellen i ligning 4 ved ligningen,

hvor indeksen p = 1, 2, 3, ..., P brukes til å angi en bestemt måling i en serie av P målinger. Bemerk at indeksen p også brukes til å merke pulsparametrene som brukes i en bestemt PFG-CPMG-sekvens (parametrene er eksempelvis 5aP, gP og Ap).

Ligning 6 angir at de målte fasekorrigerte ekkoamplituder (Mp inkluderer de som er gitt av forovermodellen (Mp og et ledd som tar hånd om tilfeldig termisk støy (). De målte ekkoamplituder blir typisk registrert ved bruk av tokanals kvad- raturdeteksjon. De målte tokanalamplituder blir fasekorrigert og støyeffekten ( Wp) for hver måling kan deretter beregnes ved bruk av de fremgangsmåter som er beskrevet i US-patent nr. 5,291,137 og 6,229,308 B1, som begge er bevilget til Freedman. Disse to patenter inkorporeres i sin helhet ved referanse. Inversjonen av ligning 1 kan utføres med de fremgangsmåter som er beskrevet i disse to patenter. For eksempel beregnes et sett av vindussummer i ^ fra de fasekorrigerte spinnekko-amplituder, dvs. fra ligningen,

hvor |P er summen av forovermodellen (dvs. teoretiske, støyfrie ekkoamplituder) over et sett av forhåndsbestemte vinduer, og kan skrives på formen, I de ovenstående ligninger er indeksen m = 1, 2, ..., n£, hvor n£ er antallet vindussummer for målingene i dataserien som har indeks p= 1, 2, ..., Nmeas, hvor Nmeaser antallet målinger i dataserien. Størrelsene N^ og N^+1i ligning 7 er de venstre henholdsvis høyre endepunkter (ekkonummer), for det m-te vindu for den p-te måling; pm er definert å følge den konvensjon som ble innført i US-patent nr. 5,291,137, om at kun det første vindu inneholder sitt venstre endepunkt og er bestemt av relasjonen, hvor 5m,i er den velkjente Kronecker deltafunksjon. Derfor er pi = 0 og pm = 1 når m ikke er lik 1.1 ligning 8 er sensitivitetsfunksjonene F£(T2I) definert av ligningen, hvor t? er den tid hvor det j-te ekko opptrer for måling p i dataserien. Som vist i US-patent nr. 5,291,137, er variansen av den støy som er summert over det m-te vindu gitt av variansen i støyen pr. ekko multiplisert med antallet ekkoer i vinduet for ukorrelert støy. Dette uttrykkes ved ligningene, hvor a^p = - + 5m1 er antallet ekkoer i det m-te vindu for den p-te måling i dataserien. Diffusjons- og relaksasjonstidmatrisen kan beregnes, under forutsetning av en positivitetsrestriksjon, ved minimalisering av, med hensyn på fi,ki ligning 8, en kostnadsfunksjon (eller en annen objektiv funksjon) av formen,

Minimalisering av ligning 12 med hensyn på amplitudene i diffusjons- og relaksa-sjonstidfordelingsmatrisen tilveiebringer en løsning på det inverse problem ved tilpassing av de målte vindussummer til de teoretiske verdier. Det leddet som inneholder parameteren a er kjent som en "kvadrert norm" regularisering, og adde-res for det formål å velge fysisk fornuftige og stabile løsninger fra uendeligheten av mulige løsninger. Parameteren a kan enten være fast eller beregnes fra dataene. Minimaliseringen av kostnadsfunksjoner av den form som er vist på fig. 12 er beskrevet i detalj i US-patent nr. 6,229,308 B1, og vil herfor korthets skyld ikke bli gjentatt.

Plotting av matrisen fi,ksom er et resultat av minimaliseringen av ligning 12 frembringer en 2D fordeling av diffusjon og relaksasjonstid, som vist på fig. 7. Dataserien som er brukt ved denne inversjonen er serien av PFG-CPMG-data som på fig. 6 er vist for en fluidprøve som inneholder 70 % av en råolje med mellom liggende viskositet og 30 % vann. Plottet av 2D-fordelingsfunksjonen, som er vist på fig. 7, kan frembringes med en hvilken som helst kommersielt tilgjengelig pro-gramvare, så som Matlab™ som er tilgjengelig fra Mathworks Corporation (Natick, MA). Som vist på fig. 7, forutsier 2D-fordelingsfunksjonen, slik den beregnes med en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, to komponenter nøyaktig. Toppen, som er sentrert rundt D = 2,5 x 10"5 cm<2>/s og T2 = 5 x 10<3>ms er den som er for vann, og den som er sentrert rundt D = 1 x 10"<6>cm<2>/s og T2 = 260 ms er den som er for olje.

Så snart fordelingsfunksjonen er beregnet, kan den beregnede fordelings-funksjon (fi,k) i ligning 1 brukes til å beregne de teoretisk forutsagte spinn/ekkoamplituder for hver måling i dataserien. Den beregnede dataserie kan deretter sammenlignes med de data som er vist på fig. 6. Eventuelle avvik for de teoretiske ekkoamplituder fra de målte verdier kan brukes til å beregne en "chi-squared" eller godhet av tilpasningsparameteren som er nyttig for å fastsette kvaliteten av løs-ningen. Det vil forstås av fagpersoner innen teknikken at den analyse som er pre-sentert ovenfor lett kan utvides til beregningen av 3D-fordelingsfunksjoner.

En-dimensjonal relaksasjonstids- og diffusjonskoeffisientfordelinger

En-dimensjonal relaksasjonstid og diffusjonskoeffisienter kan beregnes fra 2D- eller 3D-fordelingene ved integrering over de andre variabler. For eksempel kan 1D fordelingsfunksjonen av relaksasjonstider beregnes fra integralet,

Bemerk at de ovenstående ligninger bruker en transparent notasjon for fordelingsfunksjonene, hvor antallet og type av argumenter brukes til å angi dimen-sjonaliteten og type fordeling. Ved bruk av den diskrete form av 2D-fordelingsfunksjonen i ligning 4, kan den diskrete relaksasjonstid-fordelingsfunksjon beregnes ved summasjon, dvs.,

En-dimensjonale diffusjonsfordelingsfunksjoner kan tilsvarende fremskaffes ved integrering avf(T2,D) overT2eller ved summasjon avfi.kover indeksen I. 1D-diffusjonsfordelingsfunksjonen som er vist på fig. 8 ble beregnet fra 2D-fordelingsfunksjonen (vist på fig. 7) ved summasjon av fi,kover indeksen I. Dette er ekvivalent til "projisering" av 2D-plottet på diffusjonsaksen. Topp A og topp B på fig. 8 viser 1 D-fordlingsfunksjonene av diffusjonskoeffisienten for oljetoppen, henholdsvis vanntoppen på fig. 7.

Den ovenstående beskrivelse illustrerer en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen slik den brukes i inversjonen av en serie av "diffusjonskodede" data. Inversjonen involverer en forovermodell og frembringer en fordelingsfunksjon som ved-rører diffusjonskoeffisientene for fluidene med NMR-egenskapene (eksempelvis relaksasjonstidene) for fluidene. Individuelle egenskaper for fluidene kan deretter ekstraheres fra fordelingsfunksjonen. For eksempel viser fig. 8 diffusjonskoeffisientene forfluidkomponentene slik de er utledet ved denne løsningsmåte. Fordelingsfunksjonene og de utledede fluidegenskaper (diffusjonskoeffisienter og relaksasjonstider) kan finne mange anvendelser ved karakterisering av formasjonens fluid, som vist i de følgende avsnitt.

Reservoarfluidegenskaper og metninger

I mange situasjoner av praktisk interesse, er diffusjonskoeffisientene for forskjellige komponenter i et reservoarfluid distinkte. Gassmolekyler har generelt de største diffusjonskoeffsienter, fulgt av vann og deretter olje. Sammenlignet med oljer med mellomliggende viskositet (viskositet større enn la oss si 5 cp og mindre enn 30 cp), diffunderer vannmolekyler omtrent 10 ganger raskere. Dette kan ses i plottet som er vist på fig. 7 for en fluidprøve som inneholder vann og en olje med mellomliggende viskositet. På fig. 7 er olje- og vannsignalene godt atskilt både i diffusjonskoeffisientdomenen og i relaksasjonstiddomen. T2-separasjonen vil være forskjellig hvis NMR-målingene utføres med fluidet i en bergart. Dette er fordi overflaterelaksasjonen fra bergarten kan forkorte T2-relaksasjonstiden for vannet, hvilket fører til mulige overlappinger mellom T2-fordelingene for vann og oljer. På fig. 7 kan tilstedeværelsen av både olje og vann klart ses, fordi fluidprøven ikke er i en bergart. Den horisontale linje på fig. 7 markerer vanndiffusjonskoeffisienten, som i dette eksempel er ca. 2,5 x 10"<5>cm<2>/s, og den skrå linje angir relasjonen mellom relaksasjonstider og diffusjonskoeffisienter for råoljene, som forutsagt av bestand- delsviskositetsmodellen (constituent viscosity modell, CVM) som er beskrevet i US-patent nr. 6,229,308 B1. CVM-en korrelerer diffusjonskoeffisienter og relaksasjonstider for fluidkomponenter i henhold til den følgende ligning:

hvorf(GOR) er den kjente funksjon av gass/olje-forholdet. f(GOR) er lik 1 for avgassede oljer (oljer uten gass) og større enn 1 for gassholdige oljer. For den avgassede olje på fig. 7, ble en X-verdi på 5,1 x 10"<6>cm<2>/s<2>brukt til å konstruere den skrå linje. I et D-T2-plott, vil amplituden av oljesignalet for de fleste avgassede råoljer ligge langs eller nær denne referanselinje. For gassholdige oljer vil signal-amplituden bli forflyttet til mot den nordvestre del (øvre venstre) av plottet. I begge tilfeller bør hellingen av den linje som avgrenser riggen av toppen for råoljene i et D-T2-logg-loggplott være nær 1 (se eksempelvis den skrå linje på fig. 7).

Fremgangsmåte 1 for beregning av fluidvolumer

Det doble integral av f(D,T2) over D og T2eller den doble summasjon av fi,kover begge indekser I og k er lik den totale signalamplitude eller det totale råfluid-volum (Vt) fra alle fluider i målevolumet. De rå (dvs. ukorrigert for hydrogenindekseffekter) fluidvolumer kan korrigeres for hydrogenindekseffekter som omtalt nedenfor. I situasjoner lik den som er vist på fig. 7, hvor vann- og oljesignalene er godt separert, er det endefrem å beregne råoljevolumet (V0) og vannvolumet (Vw). Som påpekt ovenfor, ble 1D-iffusjonsfordelingen (f(Dk)) som er vist på fig. 8 beregnet fra 2D-plottet av diffusjons- og relaksasjonstidfordelingsfunksjonen,

Fordi oljen og vannet er klart separert på fig. 7 og 8, kan råvolumet av vann (Vw) beregnes ved summering av f(Dk) over de verdier av Dk som er til høyre for den vertikale linje i plottet på fig. 8. Råoljevolumet (V0) kan deretter beregnes fra ligningen,

eller ekvivalent ved summering av 1D-diffusjonsfordelingsfunksjonen som er vist over diffusjonskoeffisienter til venstre for den vertikale linje på fig. 8. Vannmetningen (Sw) kan beregnes fra disse råvolumer etter korrigering for hydrogenindekseffekter, som vist i ligning 20. Denne teknikken ga, når den ble anvendt på 1D-diffusjonsfordelingen på fig. 8, en vannmetning på 33,2%, hvilket tåler sammenligning med den sanne metning på 30%. Fluidmetningene kan beregnes ved å korrigere fluidråvolumene for hydrogenindekseffekter. En effektiv hydrogenindeks (HUff) kan defineres slik at, HL og Hloer hydrogenindeksene for vann henholdsvis olje. Hydrogenindeksen for vannet (Hlw) kan beregnes fra empiriske korrelasjoner hvis saltinnholdet i vannet er kjent fra resistivitet eller andre målinger. Ved omordning av ligning 18, kan den effektive hydrogenindeks (HUff) uttrykkes ved råfluidvolumene og hydrogenindeksen for vannet og oljen, Vannmetningen (Sw) er ved definisjon forholdet mellom det hydrogen-indekskorrigerte volum av vann og det korrigerte totale fluidvolum, eksempelvis,

Vannmetning kan derfor beregnes fra de råvolumer som er beregnet fra diffusjons-og relaksasjonstidfordeling hvis hydrogenindeksene for oljen og vannet er kjent, eller kan estimeres fra andre målinger. Vannmetningen tilveiebringer vannandelen

("water cut") for prøven som er trukket inn i verktøyet for prøvetaking av fluid. Olje-metningen er simpelthen gitt av,

Fremgangsmåte 2 for beregning av fluidvolumer:

Den fremgangsmåte som er omtalt ovenfor for beregning av volumer av råfluid fra plott av diffusjons- og relaksasjonstidfordelinger krever at toppene for fluidkomponentene er separert. I tilfeller med olje med lav viskositet og vann kan diffusjons- og relaksasjonstidfordelingene for oljer og vann overlappe hverandre. I dette tilfelle blir det umulig å trekke en vertikal linje lik den som er vist på fig. 8. I slike tilfeller kan det brukes en modellbasert løsningsmåte. Ligning 15 vedrører diffusjonskoeffisientfordelingene for råoljer til deres relaksasjonstidfordelinger. Betrakt det diskrete sett av diffusjons- og relaksasjonstidamplituderfi.k. Det er N diffusjonskoeffisientfordelinger med logaritmiske middelverdier, angitt med Dlm(I), dvs. én for hver relaksasjonstid T2,i. Amplitudene i diffusjonskoeffisientfordelingene kor-responderer til de forskjellige verdier av diffusjonskoeffisienter og er radene i fi,k-matrisen. Foren prøve som inneholder vann og olje, kan Dlm(I) relateres til frak-sjonene av vann (Sw(l)) med relaksasjonstider T2,i ved ligningen, Som vist nedenfor kan Dlm(I) beregnes fra amplitudene fi,k, diffusjonskoeffisienten for vann kan bestemmes fra den målte temperatur i prøven, og oljediffu-sjonskoeffisienten kan bestemmes ved bruk av ligning 15. For å beregne Dlm(I), er det passende først å beregne mengden, hvor Dk er diffusjonskoeffisientene i ligning (4), og har lik avstand på en logaritmisk skala, eksempelvis, for k = 1, 2, ..., N; Dmin og Dmaxspesifiserer minimumsgrensene og maksimums-grensene for diffusjonskoeffisientverdiene som brukes i beregningen av fi,kog, Ved løsing av ligning 22 for andelen av vann med relaksasjonstid T2,i og ved bruk av ligning 15 finner man Det totale (rå) volum av vann fra alle verdiene av T2,i er gitt av summen, og det totale volum av olje er,

f(T2,i) i de ovenstående ligninger er 1D-fordelingsfunksjonen (for både olje og

vann) som er beregnet fra 2D-fordelingsfunksjonen (som vist på fig. 7). Bemerk at funksjonene fw(T2,i) og fo(T2,i) er 1-D T2-fordelingsfunksjonene for vann, henholdsvis olje. Den totale vannmetning (Sw) kan beregnes fra råvolumene i ligningene 27-28 ved bruk av ligning 20. De partielle vannmetninger i ligning 26 vil enkelte ganger være negative eller større enn 1. Dette kan forårsakes av støy eller nume-riske feil i diffusjons- og relaksasjonstidfordelingen. Ved anvendelse av den ovenstående fremgangsmåte blir partielle verdier som er negative satt til 0 og verdier

som er større enn 1,0 settes lik 1,0. Ligning (22)-(28) ble brukt til å beregne den totale vannmetning ved bruk av 2D-fordelingen på fig. 7. En vannmetning på 25,3% ble beregnet, hvilket noenlunde tåler sammenligning med den sanne verdi på 30% som ble brukt i simuleringen.

Fremgangsmåte 3 for beregning av fluidvolumer:

Ligning 22-28 for beregning av fluidvolumene representerer en approksi-mativ og forenklet implementering av fremgangsmåten til NMR-fluidkarakterisering som er utviklet av Freedman og beskrevet i US-patent nr. 6,229,308 B1 (patent

'308). Dette patentet beskriver en diffusjonsbasert fremgangsmåte til typebestem-melse av fluid for NMR-loggeverktøy, hvilken måler fluider i bergartsformasjonene som omgir et borehull. En fremgangsmåte i patent '308 bruker serier av diffusjonskodede data som er samlet inn i den statiske gradient i loggeverktøyet. Som vist nedenfor kan Freedman-fremgangsmåten anvendes for å bestemme egenskapene til gassholdige reservoarfluider som trekkes inn i en modul for prøvetaking av flid ved bruk av serier av pulsede feltgradientdata.

Betrakt en prøve av reservoarfluid som har blitt trukket inn i en strømnings-ledning i et verktøy for prøvetaking av fluid eller avledet inn i et spesielt prøve-kammer hvor pulset feltgradient og andre NMR-målinger kan utføres mens strømmen er stoppet (dvs. på det stasjonære fluid). Prøvene kan inneholde olje (o), vann (w), og/eller gass (g). En forovermodell for multifluid for den transversale magnetisering som er målt med en serie av PFG-CPMG-målinger som er foretatt på en slik prøve er som følger:

Det skal forstås at ligninger som tilsvarer ligning 29 kan anvendes på serier av SEPFG-CPMG-data. Det første ledd i ligning 29 er bidraget til den målte transversale magnetisering fra vann i fluidprøven. Amplituden for vannsignalet er fw. Bemerk at spinn/spinn-svekkingen av den transversale magnetisering fra bulk- vannsignalet er et enkelt eksponential med relaksasjonstid T2w. Dette er svært forskjellig fra spinn/spinn-svekkingen forvann målt i porøse bergarter, for hvilken overflaterelaksasjonen frembringer en fordeling av relaksasjonstider. Tilsvarende er den longitudinale relaksasjonstid for bulkvann et enkelt eksponential med relaksasjonstid Ti,w. Videre, bemerk at for bulkvann er T2,w= Ti,w. Dette er imidlertid ikke tilfelle for vann i porøse bergarter. Diffusjonskoeffisienten DW(T) for vann er en kjent funksjon av prøvetemperaturen (T) som kan måles med en temperatursen-sor.

Det annet ledd i ligning 29 er bidraget til den målte transversale magnetisering fra oljer i fluidprøven. Råoljer har en fordeling av spinn/spinn-relaksasjonstider, og oljebidraget involverer derfor et integral over oljerelaksasjonstidfordelin-gen f0(T2). Parameteren £o i polarisasjonsfunksjonen erT1/T2-forholdetfor råoljen. T1/T2-forholdet kan være svært forskjellig fra 1, og man finner at det generelt øker med økende målefrekvens og oljeviskositet. Fremgangsmåten til fluidkarakterisering i US-patent nr. 6,229,308 B1 ble brukt til å ta hånd om fordelingen av diffusjonskoeffisienter i råoljer, dvs. at D0(T) i det annet ledd i ligning 29 ble byttet ut ved bruk av ligning 15. Hvis prøvetakingen av fluid gjøres i en brønn som bores med oljebasert slam, så kan oljeleddet beskrive en blanding av naturlig forekom-mende råolje og oljebasert slamfiltrat, avhengig av nivået av kontaminasjon av prøven.

Det siste ledd i ligning 29 er bidraget til den målte transversale magnetisering fra gass i fluidprøven. For reservoarer som inneholder gassholdige oljer, er fluidtrykket under prøvetaking vanligvis over boblepunktet, slik at en enkelt fase (olje) pumpes inn i prøvetakingsverktøyet. Det kan imidlertid være tilfeller hvor bå-de olje- og gassfaser er tilstede i prøven. Amplituden av gassignalet er fg. Gassignalet svekkes med en enkelt spinn/spinn-relaksasjonstid T2,g(P,T) som kan være en målt eller beregnet funksjon av temperatur og trykk. Likeledes relakserer gass med en enkelt longitudinal relaksasjonstid T1g(P,T) * T2g(P,T) og har en enkelt diffusjonskoeffisient Dg(P,T) som kan være en målt eller beregnet funksjon av temperatur og trykk.

Den modellavhengige transversale magnetisering i ligning 29 kan inverteres ved bruk av serier av data som tilsvarer de som brukes til å invertere den modelluavhengige transversale magnetisering i ligning 1 og 3. Modellparametrene som bestemmes ved inversjon av forovermodellen i ligning 29 er vann- og gass-amplitudene fwog fg, T1/T2-forholdet, £0 for oljen, og fordelingen fo(T2) for spinn/spinn-relaksasjonstidene for råoljen. Amplitudene kan deretter brukes til å beregne fluidvolumene og metningene for gassen, vannet og oljen. Modellparametrene som er påkrevet for inversjonen er T2w, Dw(T), X, GOR og T2g. Med unntak for GOR, kan disse parametrene estimeres fra empiriske korrelasjoner hvis temperaturen og trykket i prøven måles med sensorer i prøvetakingsverktøyet (Kleinberg og Vinegar, 1996, " NMR Properties of Reservoir Fluids" i The Log Analyst, vol. 37, nr. 6, side 20-32.; Freedman et al., 2001, " A New NMR Methodof Fluid Characterization in Reservoir Rocks: Experimental Confirmation and Simulation Results" i SPE Journal, vol. 6, no. 4, side 452-464.). GOR kan fremskaffes fra andre målinger med verktøy for prøvetaking av fluid, eksempelvis fra et nærinfra-rødt absorpsjonsspektrum for fluidet, hvilket kan måles med et egnet verktøy, så som Optical Fluid Analyser Tool, som selges av Schlumberger Technology Corp.

(se US-patent nr. 6,350,986 B1 bevilget til Mullins et al.).

Nøyaktige verdier for enkelte av disse parameterne kan fremskaffes ved å bestemme dem fra en serie av NMR-målinger, f.eks. ved inversjon av de modelluavhengige ligninger for den transversale magnetisering (dvs. ligning 1-3) for å beregne en 2D- eller 3D-diffusjons- og relaksasjonstidfordelingsfunksjoner, som er beskrevet ovenfor. Et plott, som er likt det som er på fig. 7 av en modelluavhengig fordelingsfunksjon inneholder signalene fra alle de fluider som er tilstede. For eksempel inneholder prøven på fig. 7 olje og vann. Det er fra plottet åpenbart at toppen ved T2w= 5s, Dw= 2.5x105 cm2 /s kan tilskrives vann, og fra fordelingsfunksjonen eller dens plott kan det bestemmes at X = 5.1x10"<6>cm<2>/s<2>. Derfor kan mer nøyaktige fluidvolumer og metninger bestemmes ved bruk av ligning 29 ved først å bestemme den modelluavhengige diffusjons- og relaksasjonstidfordelingsfunksjon for å tilveiebringe mer nøyaktige inngangsparametere for ligning 29. Videre, fordi den modelluavhengige fordelingsfunksjon er nyttig for å identifisere de fluider som er tilstede, kan man bestemme hvilke ledd i ligning 29 som må inkluderes og hvilke, hvis det er noen, som kan utelates.

Inversjon av ligning 29 kan utføres ved bruk av "vindusprosessering"-fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor eller ved å bruke en hvilken som helst annen egnet fremgangsmåte som er kjent innen teknikken for tilpasning av en se rie av pulsfeltgradientmålinger til ligning 29. Slike fremgangsmåter inkluderer f.eks. minste kvadraters, maksimumentropi, eller andre minimumsfeil-fremgangsmåter. Etter inversjonen kan fluidvolumene og metningen lett bestemmes. Fluidmetningene kan f.eks. bestemmes i henhold til de følgende ligninger:

Beregning av viskositet, GOR, oljesammensetning og formasjonstemperatur

I de ovenstående avsnitt, er tre fremgangsmåter for beregning av fluidmet-ninger og -volumer og en fremgangsmåte for bestemmelse av T1/T2-forholdet for oljen fra pulsede feltgradientmålinger beskrevet. Oljeviskositeten, GOR, oljesam-mensetninger og formasjonstemperatur kan også beregnes fra disse målinger. De følgende seksjoner beskriver eksemplifiserende fremgangsmåter for beregning av disse parametere.

Viskositet

Oljens viskositet kan beregnes fra alle kjente korrelasjoner som relaterer viskositet til relaksasjonstider. For eksempel, kan den logaritmiske middelverdi, T2,lm for 1 D-relaksasjonstidfordelingen relateres til oljens viskositet ( r\ 0) og GOR ved hjelp av den empirisk bestemte ligning som er beskrevet i Freedman et al., 2001, "A New NMR Method of Fluid Characterization in Reservoir Rocks: Experimental Confirmation and Simulation Results" i SPE Journal, vol. 6, nr. 4, side 452-464.)

hvor T er temperatur i grader Kelvin, f(GOR >1 er en empirisk bestemt funksjon (Lo, et al., "Mixing Rules og Correlations of NMR Relaxation Time With Viscosity, Diffusivity, og Gas/Oil Ratio of Methane/Hydrocarbon Mixtures" i SPE Journal, vol. 7, nr. 1, side 24-34, mars 2002) og parameteren a = 0.004 - 0.009 s-cp-K"<1>, avhengig av oljene (Freedmanand Heaton, "Fluid Characterization Using Nuclear Magnetic Resonance Logging in Petrophysics, vol. 45, nr.3, side 241-251, 2004). Denne variasjonen betyr at viskositeten kun kan estimeres til innenfor en faktor på ca. 2. I ligning 32, er viskositeten i enheter centipoise (cp) og den logaritmisk mid-lere relaksasjonstid er i sekunder. I tillegg til ligning 32, kan andre funksjoner som relaterer Ti,lm til viskositet også brukes til å beregne viskositeten For eksempel kan de logaritmiske middel, Dlm, for 1 D-diffusjonsfordelingen også brukes til å beregne oljeviskositet, eksempelvis,

Parameteren, b = 5.05x10 8 cm2 cp -K 1 i ligning 33 er en empirisk bestemt konstant som er gyldig for mange råoljer. Det skal forstås at ligning 32 og 33 er basert på korrelasjoner som bestemmes ved bruk av lavfelt NMR (eksempelvis proton Larmor-frekvenser fra 1 til 4 MHz) og at det kan være nødvendig å forandre parametrene (eksempelvis a og b) i disse ligningene for målinger som er foretatt ved høyere frekvens.

Gass/olje-forhold

Etter at 1 D-fordelinger er beregnet for både diffusjons- og relaksasjonstider, kan funksjonen f(GOR) (og derfor GOR) estimeres fra ligningen,

hvor verdien av X bestemmes enten fra en 2D diffusjons- og relaksasjonstidfordeling eller en nominell verdi, X 5.1x10 6 cm2 /s<2>som har blitt funnet å være gyldig for mange oljer, kan brukes.

Oljesammensetning

US-patentsøknads publikasjonsnummer 2003/0128032 A1 innlevert av

Heaton et al og overdratt til rettsetterfølgeren for den foreliggende oppfinnelse beskriver hvordan man beregner den molekylære sammensetning av råoljer fra målt relaksasjonstid og diffusjonsfordelingsfunksjoner. Denne søknaden inkorporeres i sin helhet ved referanse.

Formasjonstemperatur

Fluidprøvens temperatur er nødvendig for å beregne oljens viskositet fra ligning 32-33. Hvis fluidprøven som trekkes utfra formasjonen inneholder vann, så bestemmes den temperaturavhengige diffusjonskoeffisient for vannet (DW(T)) fra 2D-fordelingsfunksjonen, i likhet med den som er vist på fig. 7. Fordi DW(T) er en monotont økende funksjon av vanntemperatur (se eksempelvis Kleinberg og Vinegar, " NMR Properties of Reservoir Fluids" The Log Analyst, side 25, nov.-des. 1996), kan vanntemperaturen (T) i prøven bestemmes fra den målte diffusjonskoeffisient for vann. Fordi vannet er i termisk likevekt med enhver olje eller gass i fluidprøven, er vannets temperatur også temperaturen i hele fluidprøven. Vannets temperatur kan funksjonere som en nedre grense for formasjonens temperatur, fordi noe avkjøling av fluidprøven kan ha skjedd etter at den ble trukket ut fra formasjonen.

Beregning av diffusjons- og relaksasjonstidfordelinger

for romlig varierende gradient

I den foregående analyse ble det antatt at den pulsede feltgradient g er

konstant over volumet av prøven. I praksis, kan det være at denne tilstand ikke er enkel å oppnå, og det kan være en fordeling av gradienter som er beskrevet av en funksjon F(g). I dette tilfelle kan ligningene for den transversale magnetisering (se eksempelvis ligning 1-4) modifiseres til å inkludere en integrasjon av gradientfor-delingen. For eksempel kan ligning 3 omskrives som,

hvor avhengigheten av magnetiseringen på gradienten g er vist eksplisitt. Deretter, hvis det er en fordeling av gradienter, kan ligning 3 erstattes med,

hvor integralet har blitt byttet ut med en diskret sum av fordelingen. Inversjonen av ligning 36 kan utføres som omtalt ovenfor for tilfellet med en konstant gradient.

Fordeler ved oppfinnelsen kan inkludere én eller flere av de følgende. Bruken av pulsede feltgradienter til å kode diffusjonsinformasjon ved fraværet av merkbare statiske gradienter kan tilveiebringe mange fordeler i forhold til frem-gangsmåtene til brønnlogging ifølge kjent teknikk som bruker gradienten i det statiske magnetfelt fra NMR-magneten (se f.eks., "Experimental Pulse NMR - A Nuts and Bolts Approach," Fukushima og Roeder, Perseus Publishing, Boulder, CO., 1986). Én av fordelene ved å bruke fremgangsmåter med pulset feltgradient er at gradienten skrus av under ekkoinnsamlingen. Dette resulterer i bredere og lettere detekterbare ekkoer enn med en statisk feltgradient, som er tilbøyelig til å frembringe smalere ekkoer. Videre, når en statisk gradient er på under de RF-pulser som brukes til å rotere magnetiseringen, er kun spinn i et skall med tykkelse i stør-relsesorden Bi/G i resonans, hvor Bi er størrelsen av RF-feltet og G er størrelsen av den statiske feltgradient. Ved lav RF-effekt (eksempelvis små B-i-amplituder) eller for høye statiske gradienter, kan skalltykkelsen, og derfor det volum av prø-ven som er i resonans, være mindre enn ønskelig. I kontrast til dette, med fremgangsmåten med pulset feltgradient, kan hele prøvevolumet bringes i resonans, hvilket resulterer i bedre signal-til-støy-forhold. Videre kan gradientpulsene brukes til å kode diffusjonsinformasjon og deretter skrus av, slik at data om T2-relaksasjonstid kan samles inn ved fravær av en magnetisk feltgradient. Dette har den fordel at fluider med lange T2-verdier kan måles mer nøyaktig, fordi det ikke er noe tap av signalamplitude forårsaket av molekylær diffusjon i en magnetfeltgradient.

Selv om denne oppfinnelse har blitt demonstrert ved bruk av begrensede utførelser, vil fagpersoner innen teknikken, som har fordel av å ha denne rede-gjørelse, forstå at andre fremgangsmåter kan tenkes ut uten å avvike fra oppfinnelsens omfang slik den her er beskrevet. Oppfinnelsens omfang skal følgelig kun begrenses av de vedføyde krav.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte til bestemmelse av en egenskap for formasjonsfluid, omfattende innsamling av en serie av målinger av nukleær magnetisk resonans (NMR) for en fluidprøve ved bruk av en pulssekvens som inkluderer pulsede feltgradientpulser for koding av diffusjonsinformasjon, hvor hver NMR-måling i serien samles inn med en forskjellig verdi i en parameter i de pulsede feltgradientpulser for frembringelse av en forskjellig diffusjonseffekt; og bestemmelse av formasjonsfluidets egenskap fra NMR-målingene, karakterisert vedat: innsamlingen av serien av NMR-målinger utføres i et verktøy for prøve-taking av formasjonsfluid i et borehull, og bestemmelsen av formasjonsfluidets egenskap fra NMR-målingene inkluderer invertering av serien av NMR-målinger for å frembringe en fordelingsfunksjon som relaterer diffusjonsegenskaper for fluidprøven med en NMR-egenskap for fluidprøven, og bestemmelse av formasjonsfluidets egenskap fra fordelingsfunksjonen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat et spinnekko som følger de pulsede feltgradientpulser for hver måling i serien gjentagende refokuseres av 180° pulser som frembringer et tog av spinnekkosignaler, for å tilveiebringe informasjon om spinn/spinn-relaksasjonstider for fluidprøven.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat hver NMR-måling samles inn med en forskjellig ventetid, for å tilveiebringe informasjon om longitudinale relaksasjonstider for fluid-prøven.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat de pulsede feltgradientpulser omfatter en stimulert ekkopulset feltgradientpulssekvens.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat parameteren i de pulsede feltgradientpulser er én som er valgt fra en gradientstyrke (g), en varighet for de pulsede feltgradientpulser (5), og en forsinkelsestid mellom gradientpulsene (A).

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat innsamlingen utføres ved tilstedeværelse av et hovedsakelig homogent statisk magnetfelt.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat inventeringen bruker en modell som relaterer mag-netiseringsrelaksasjonen med diffusjon av fluidprøven.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat fordelingsfunksjonen er en 2D fordelingsfunksjon eller en 3D fordelingsfunksjon.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat NMR-egenskapen er en spinn/spinn-relaksasjonstid.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat formasjonsfluidets egenskap er én valgt fra en diffusjonskoeffisient, en viskositet, et gass/olje-forhold, en molekylærsammensetning av olje, en vannmetning og en oljemetning.

11. En NMR-sensor (20) for et nedihullsverktøy i et borehull omfattende en permanentmagnet (21) som er i stand til å generere et hovedsakelig homogent magnetfelt over et prøvekammer (22) og en radiofrekvensantenne (23) som omgir prøvekammeret (22), hvor radiofrekvensantennen (23) er konfigurert til å generere oscillerende magnetfelter som har magnetiske momenter hovedsakelig ortogonalt på en retning av det hovedsakelig homogene magnetfelt som er generert av permanentmagneten (21), karakterisert vedat: NMR-sensoren (20) videre inkluderer minst én spole (25) som er forbundet til en kontrollenhet (27), hvor den minst ene spole (25) og kontrollenheten (27) er konfigurert til å generere pulset magnetfeltgradient over prøvekammeret (22) på en styrt måte, slik at den pulsede magnetfeltgradient har en valgt styrke og en forhåndsbestemt varighet.

12. NMR-senor som angitt i krav 11, karakterisert vedat NMR-sensoren (20) videre inkluderer et hus (24) for beskyttelse av permanentmagneten (21), radiofrekvensantennen (23), prøve-kammeret (22), den minst ene spole (25) og kontrollenheten (27).

13. NMR-sensor som angitt i krav 12, karakterisert vedat huset (24) er laget av et magnetisk permeabelt materiale.

14. NMR-sensor som angitt i et av kravene 11-13, karakterisert vedat NMR-sensoren er en del av et nedihullsverktøy.

15. NMR-sensor som angitt i krav 14, karakterisert vedat nedihullsverktøyet er et verktøy (10) for prøve-taking av formasjonsfluid.