0045]在圖3B中所示的示例性單極天線包括局部生成基本徑向方向的磁場(S卩，將由單個“磁荷”或磁極產生的場)的線圈的布置。在本文中，我們使用術語“單極”來將這類型的磁場與偶極磁場(橫向的或縱向的)加以區(qū)分。在一些情況下，單極天線組件生成準靜(相對低頻率)磁場。在示出的實例中，在相反極性上連接的線圈37A和37B為一個單極天線組件的兩部分。每個線圈自身可實現(xiàn)為標準縱向天線?？梢粤硪环N方式實現(xiàn)單極天線。
[0046]在圖3A中的極座標圖示出天線靈敏度的實例，表明單方向的方位角選擇性。正交的橫向偶極天線中的每一個的響應與單極天線的響應的組合可給定覆蓋橫向平面的所有象限的四個可能方向中的任意一個。鉆柱在鉆井時的旋轉可引起方位角選擇響應的幅度調制并從而引起WR弛豫信號(例如，CPMG回波鏈)的幅度調制。幅度調制參數可指示NMR特性的方位角變化(例如，NMR孔隙度變化)。
[0047]例如，在圖3B中所示的示例性單極天線的線圈37A和37B可結合橫向偶極天線35和36使用來實現(xiàn)方位角選擇性。例如，線圈37A和37B中的任意一個可用作單獨的天線(除了或沒有橫向偶極天線35、36)來取得SNR。在一些情況下，在沒有其他天線的情況下，利用單極天線和縱向磁體來實現(xiàn)匪R工具。例如，在一些情況下，可從天線組件31省去橫向偶極天線35 和 36。
[0048]圖4A為示出用于從地下區(qū)域獲得NMR數據的示例性過程400的流程圖；并且圖4B為示出用于從地下區(qū)域獲得NMR數據的另一個示例性過程420的流程圖。過程400和420中的每一個可獨立于另一個而執(zhí)行，或者過程400和420可同時地或一致地執(zhí)行。例如，過程400和420可串行或平行執(zhí)行，或者所述過程中的一個可在不執(zhí)行另一個的情況下加以執(zhí)行。
[0049]過程400和420可由如在圖2A、圖2B和圖3B中所示的示例性匪R工具200A、200B或300B的井下匪R工具或由另一種類型的NMR工具執(zhí)行。在井系統(tǒng)操作期間，在工具設置在井眼內時，過程400和420可由井下NMR工具執(zhí)行。例如，井下NMR工具可懸掛在井眼中以用于電纜測井(例如，如圖1B中所示)，或井下匪R工具可耦接到鉆柱以用于匪R LWD (例如，如圖1C中所示)。
[0050]過程400和420中的每一個可包括(分別)在圖4A和4B中所示的操作，或所述過程中的任意一個可包括另外的或不同的操作。所述操作可按在相應的圖中所示的順序或按另一順序執(zhí)行。在一些情況下，在重疊或非重疊時間段期間，操作中的一個或多個可串行或平行地執(zhí)行。在一些情況下，例如，操作中的一個或多個可迭代或重復進行特定數目的迭代特定的持續(xù)時間，或直到達到終止的條件。
[0051 ] 在圖4A中所示的示例性過程400中的402，將匪R工具定位在井眼中。在一些情況下，NMR工具包括在井眼周圍的地下區(qū)域的體積中產生磁場的磁體組件。所述體積可包括例如在圖2六、圖28或圖38中所示的勘測體積17、21、24六、248、34中的任一個的全部或部分或另一個所感興趣的體積。通常，NMR工具包括:磁體組件，其用以使核自旋在所感興趣的體積中偏振;和天線組件，其用以激勵核自旋并基于所述激勵來獲取NMR信號。
[0052]在404，在井眼周圍的體積中產生偏振。所述偏振由靜磁場生成，所述靜磁場在井眼中由NMR工具的磁體組件產生。所述偏振指核自旋在體積中的磁偏振。換句話說，核自旋的一部分變得與靜磁場對齊，并且所述體積產生塊體磁矩。在一些情況下，靜磁場被配置來(例如，由磁體組件的形狀和位置)產生縱向偏振(例如，平行于井眼的長軸)或具有另一取向的偏振。
[0053 ] 在一些實例中，磁體組件包括中心磁體(例如，在圖2A、圖2B、圖3B中所示的中心磁體12或另一類型的中心磁體)和兩個端件磁體(例如，在圖2A、圖2B、圖3B中所示的端件磁體11A、11B，或另一類型的端件磁體)。在一些情況下，在磁體組件中的磁體為永磁體。例如，如圖2A所示，中心磁體可以是具有第一軸端和相反的第二軸端的伸長的永磁體，其中第一端件磁體與中心磁體的第一軸端間隔開，并且其中第二端件磁體與中心磁體的第二軸端間隔開。在一些情況下，兩個端件磁體具有公共的磁場取向，并且中心磁體具有相反的磁場取向，(例如，使得兩個端件磁體具有與中心磁體的磁場取向正交的磁場取向)。
[0054]在406，在井眼周圍的體積中生成圓偏振激勵。在體積中由天線組件產生所述圓偏振激勵。例如，天線組件可由射頻電流提供能量，所述射頻電流在井眼周圍的體積中產生射頻(RF)磁場。由天線組件生成的RF磁場操縱核自旋來產生具有圓偏振的受激的自旋態(tài)。換句話說，所產生的自旋偏振在井眼周圍的體積中具有圓形(或周向)取向。
[0055]在一些實例中，天線組件包括正交的橫向偶極天線。在圖2A和圖2B中所示的天線組件13和在圖3B中所示的天線組件31為包括兩個正交的橫向偶極天線的天線組件的實例。在示例性天線組件13中的每個天線15、16例如可通過傳導射頻電流來獨立地產生橫向偶極磁場。在示出的實例中，每個橫向偶極磁場相對于NMR工具的縱軸具有橫向取向。換句話說，橫向偶極磁場取向成與井眼的長軸正交。
[0056]在所示的實例中，由天線15產生的橫向偶極磁場與由另一個天線16產生的橫向偶極磁場正交。例如，在三個相互正交方向的笛卡爾坐標系中，匪R工具的縱軸可視為“z”方向，并且橫向偶極磁場(由天線15、16產生)分別沿“X”方向和“y”方向進行取向。
[0057]在一些實現(xiàn)方式中，其他類型的激勵由NMR工具產生。例如，在一些情況下，在第一子體積(例如，在圖2B中的勘測體積21)中由正交的橫向偶極天線產生圓偏振激勵，并且在第二子體積和第三子體積(例如，在圖2B中的勘測體積24A、24B)中產生具有另一取向的激勵，所述第二子體積和第三子體積與所述第一子體積的軸端間隔開。例如，可由縱向偶極RF場在第二子體積和第三子體積中產生激勵，所述縱向偶極RF場由其他天線組件(例如，由在圖2B中的天線23A和23B)生成。不同的子體積可用于不同的目的。例如，第一子體積可為伸長的(平行于井眼的長軸)，以便在NMR工具沿井眼移動時(例如，在裝卸鉆柱時)從第一子體積獲取NMR數據。在一些情況下，可定位其他子體積來獲取NMR數據以用于泥漿濾液侵入剖析或其他應用。
[0058]在408，匪R信號由正交線圈檢測獲取。NMR信號基于在406處產生的激勵。NMR信號可以是例如回波鏈、自由感應衰減(FID)或另一類型的NMR信號。在一些情況下，所獲取的匪R數據包括T1弛豫數據、T2弛豫數據或其他數據。NMR信號可由產生激勵的天線組件或由另一種天線組件獲取。在一些情況下，可在多個子體積中獲取NMR信號。
[0059]正交線圈檢測可由正交的橫向偶極天線執(zhí)行?？赏ㄟ^使用兩個正交線圈、各自拾取由圓偏振原子核磁化誘導的信號(在線圈中的信號具有90度相位差)來執(zhí)行正交線圈檢測。即使在傳輸期間僅使用一個線圈(例如，產生線性偏振的RF磁場)，原子核磁化可仍然是圓偏振。正交線圈傳輸(由具有90度相位差的RF電流驅動的兩個正交線圈)可實現(xiàn)圓偏振激勵，所述圓偏振激勵與在一些情況下的線性偏振激勵相比可幫助減小功率損耗。正交線圈檢測可例如用來在僅激勵一個線圈(不使用圓偏振激勵來簡化硬件)時增加信噪比(SNR)，或圓偏振可用來在利用一個線圈檢測信號時節(jié)省功率。在一些情況下，圓偏振和正交線圈檢測均可用來節(jié)省功率并增加SNR。在一些情況下，當相互正交的天線基本相同時，使用圓偏振或正交線圈檢測(或兩者)是有效的。在示例性磁體/天線配置中可能具有縱向偶極磁體和兩個橫向天線。雖然允許相互正交的天線，但是在一些情況下，具有兩個天線中的一個比另一個更低效率的其他配置可能不能提供相同的優(yōu)勢。
[0060]在410，處理NMR數據。可處理NMR數據來識別地下區(qū)域的物理特性或提取其他類型的信息。例如，可處理匪R數據來識別井眼周圍的地下區(qū)域的密度、黏度、孔隙度、材料內容或其他特性。
[0061 ] 在圖4B中所示的示例性過程420的422，將NMR工具定位在井眼中，并且在424，在井眼周圍的體積中生成偏振。在圖4B中的操作422和424與在圖4A中所示的操作402和404類似。例如，NMR工具包括:磁體組件，其用以使核自旋在所感興趣的體積中偏振;和天線組件，其用以激勵核自旋并基于所述激勵來獲取NMR信號。在424，以參照圖4A的操作404所描述的方式并且由相同類型的磁體組件產生偏振;或在424處，以另一種方式或由另一類型的磁體組件產生偏振。
[0062]在