專利名稱：消除核磁共振測(cè)量期間的振蕩的方法
一般的說，本發(fā)明涉及測(cè)量鉆孔所穿過的地層的核磁共振特性的方法，更具體地說，涉及消除核磁共振(NMR)測(cè)量過程中諸如磁聲振蕩等振蕩的任何方法。
鉆孔核磁共振測(cè)量提供關(guān)于儲(chǔ)層的不同類型的信息。首先，這種測(cè)量結(jié)果提供地層中流體數(shù)量的指示。其次，這種測(cè)量結(jié)果提供關(guān)于該流體是被地層巖石包圍，還是不被包圍，可以自由生產(chǎn)的細(xì)節(jié)。最后，這種測(cè)量結(jié)果可以用來識(shí)別流體的類型-水、氣或油。
獲得核磁共振測(cè)量的一個(gè)途徑是采用局部產(chǎn)生的靜態(tài)磁場(chǎng)B0，后者可以由一塊或多塊永久磁鐵或電磁鐵產(chǎn)生；以及振蕩磁場(chǎng)B1，后者可以由一個(gè)或多個(gè)射頻天線產(chǎn)生，以激勵(lì)和檢測(cè)核磁共振，以便測(cè)量空隙率，自由流體比率、巖層的滲透率。見頒發(fā)給Taicher等人的美國(guó)專利No.4,717,878和頒發(fā)給Kleinberg等人的美國(guó)專利No.5,055,787。就產(chǎn)生核磁矩的時(shí)間常數(shù)T1而言，核自旋與所加的磁場(chǎng)B0對(duì)中?？梢酝ㄟ^施加與靜態(tài)磁場(chǎng)B0垂直的射頻磁場(chǎng)B1來改變核磁化與所加的場(chǎng)之間的角度。射頻場(chǎng)的頻率等于由ω0＝γB0給出的拉莫爾頻率，式中γ是旋磁比。施加射頻脈沖之后，磁化開始圍繞B0旋進(jìn)，并產(chǎn)生可在天線上檢測(cè)的信號(hào)。這種由天線檢測(cè)到的信號(hào)包括干擾自旋回波測(cè)量的寄生的虛假的振蕩。
虛假信號(hào)的一種來源是金屬中超聲駐波的電磁生成。見E.Fukushima和S.B.W.Roeder脈沖核磁共振中的虛假振蕩，33 J.Magn.Res.199-203(1979)。正如Fukushima等人文章所解釋的，在金屬趨膚效應(yīng)深度內(nèi)感應(yīng)的射頻電流通過勞倫茨力與靜態(tài)磁場(chǎng)中的晶格反應(yīng)，而且相干的超聲波進(jìn)入金屬中傳播，形成駐波。在有靜態(tài)磁場(chǎng)存在的情況下，逆機(jī)理將聲能轉(zhuǎn)化為振蕩磁場(chǎng)，后者由天線拾取成為虛假的振蕩信號(hào)。
不同類型的磁聲互作用會(huì)在NMR天線上產(chǎn)生寄生信號(hào)。天線連線和NMR記錄設(shè)備的其它金屬部件可能受靜態(tài)磁場(chǎng)和天線所產(chǎn)生的射頻場(chǎng)影響。若天線處在磁鐵場(chǎng)的最強(qiáng)部分，則當(dāng)射頻脈沖加在天線上時(shí)，天線內(nèi)便產(chǎn)生聲波，天線經(jīng)受進(jìn)行中的一系列衰減的機(jī)械振蕩，本專業(yè)技術(shù)人員稱之為磁聲振蕩。這種振蕩會(huì)在天線內(nèi)引起大電壓，疊加在由自旋回波感應(yīng)的電壓測(cè)量值上。
磁聲互作用的另一個(gè)來源是磁約束振蕩，后者典型地是當(dāng)在天線內(nèi)使用非導(dǎo)電性磁性材料，諸如磁性鐵氧體時(shí)引起的。若這種磁性材料處于射頻場(chǎng)的強(qiáng)的部分，則施加射頻脈沖就會(huì)在磁鐵內(nèi)產(chǎn)生聲波。在射頻脈沖停止時(shí)該磁鐵經(jīng)歷一系列衰減的機(jī)械振動(dòng)。磁約束振蕩也能在天線內(nèi)引起大電壓，疊加在由自旋回波感應(yīng)的電壓測(cè)量值上。
例如，在頒發(fā)給Taicher等人的美國(guó)專利No.5,712,566中描述了一種減輕磁聲互作用的一類良好的NMR記錄設(shè)備。在‘566專利中公開的設(shè)備包括永久磁鐵，后者包括做成環(huán)柱形的硬質(zhì)鐵氧體磁鐵材料，具有與該設(shè)備的縱軸平行的圓孔。一個(gè)或多個(gè)接收線圈布置在該磁鐵的外表面上。射頻發(fā)射線圈位于該磁鐵孔內(nèi)靜態(tài)磁場(chǎng)為0的地方。發(fā)射線圈繞組圍繞軟質(zhì)鐵氧體棒形成。這樣，磁聲線圈的振蕩由于發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)而減小了。由于使用帶有鐵氧體棒的縱向偶極子天線，射頻場(chǎng)強(qiáng)的徑向依賴關(guān)系相對(duì)較小，所以磁鐵的磁約束振蕩減小了。另外，因?yàn)榻邮站€圈基本上消除了接收線圈與磁約束的逆效應(yīng)造成的寄生磁通的耦合，所以磁約束振蕩減小了。
‘566專利中所公開的設(shè)備有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，永久磁鐵材料必須是非電導(dǎo)性的，使得用來產(chǎn)生射頻磁場(chǎng)的天線可能處于所述孔內(nèi)。其次，因?yàn)榘烟炀€置入孔內(nèi)，所以，天線的效率由于天線離地層的距離而降低。‘566專利描述了一個(gè)替代實(shí)施例，其中磁鐵孔沿著徑向移向磁鐵的外表面。在‘566專利最佳的和替代的實(shí)施例中，把天線放置在磁鐵孔內(nèi)增大了天線到地層中的探查容積的徑向距離。在實(shí)際鉆孔布滿皺紋的情況下，探查容積可以位于鉆孔本身以內(nèi)，而不是整個(gè)在地層內(nèi)。
通常借助相位交變脈沖序列來消除由CPMG序列的180°脈沖引起的磁聲互作用。如上所述，例如在頒發(fā)給Abdurrahman Sezginer的美國(guó)專利No.5,596,274和頒發(fā)給Kleinberg等人的美國(guó)專利No.5,023,551中，脈沖序列，諸如Carr-Purcel-Meiboom-Gill(CPMG)序列等，首先施加激勵(lì)脈沖，90°脈沖，引起自旋，以便開始進(jìn)動(dòng)。自旋傾斜90°之后，開始相移，再聚焦脈沖的載波，180°脈沖，相對(duì)于90°脈沖的載波、按照以下序列
CPMG(±)＝90°±x[tcp180°y tcp±echoj]，
發(fā)生相移。上式中括號(hào)中的表達(dá)式對(duì)于j＝1，2，...J重復(fù)，其中J是在單一的CPMG序列中收集的回波數(shù)，而tcp是回波間隔的一半。90°±x表示使自旋繞±x軸(相位交變)旋轉(zhuǎn)90°角的射頻脈沖。類似地，180°y表示使之繞y軸旋轉(zhuǎn)180°角的射頻脈沖。180°脈沖引起的振蕩通過組合一對(duì)相位交變CPMG序列來消除，就是說，從相鄰的CPMG(+)中的回波減去CPMG(-)中的回波。一般說來，90°脈沖引起的振蕩忽略不計(jì)。除振蕩以外，電子測(cè)量電路會(huì)引入基線偏移，使得絕對(duì)回波強(qiáng)度測(cè)量變得比較困難。相位交變脈沖序列操作還消除可能出現(xiàn)在測(cè)量中的虛假基線。
相位交變序列的缺點(diǎn)是要求測(cè)量?jī)蓚€(gè)脈沖序列周期。因此，以這種方式用NMR記錄設(shè)備進(jìn)行的測(cè)量由于記錄速度、每一個(gè)脈沖序列之間的等待時(shí)間和數(shù)據(jù)采集時(shí)間而使垂直分辨率降低。另外，記錄設(shè)備在每一次測(cè)量之間沿著鉆孔的縱軸移動(dòng)。CPMG(±)序列引起的回波可能是用面向不同地層的設(shè)備測(cè)量的，其中每一個(gè)地層具有不同的導(dǎo)電率。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，磁聲互作用受地層導(dǎo)電率影響。


圖1a-1c表示NMR測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中相位交變脈沖序列是在兩種不同的導(dǎo)電率的情況下測(cè)量的。正相位周期測(cè)量結(jié)果(圖1a)是從0.25Ω-m(歐姆-米)的水樣本獲得的，而負(fù)相位周期測(cè)量結(jié)果(圖1b)是從0.9Ω-m(歐姆-米)的水樣本獲得的。圖1a表示正相位回波，基線偏移量和來自180°脈沖的最小振蕩，而圖1b舉例說明負(fù)相位回波，基線偏移量和來自180°脈沖的相當(dāng)大的振蕩。當(dāng)這些信號(hào)通過從正相位周期獲得的信號(hào)減去負(fù)相位周期獲得的信號(hào)而組合時(shí)，得到了圖1c所描述的結(jié)果，它表明相位交變脈沖序列并未完全消除振蕩和基線偏移量。
先有技術(shù)的上述缺點(diǎn)用本發(fā)明克服，本發(fā)明包括一種在對(duì)鉆孔周圍的地層進(jìn)行核磁共振特性測(cè)量時(shí)消除振蕩的方法。靜態(tài)磁場(chǎng)施加在大塊地層中，它使大塊地層內(nèi)的自旋核極化。把多個(gè)周期的選定的脈沖序列的振蕩磁場(chǎng)施加在大塊地層中，使得在該大塊地層中產(chǎn)生核磁共振信號(hào)。在單個(gè)脈沖序列周期的第一時(shí)間周期中，把第一組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，測(cè)量在地層中產(chǎn)生的信號(hào)。測(cè)得的信號(hào)包括振蕩成分和多個(gè)自旋回波。然后，消除自旋回波。在單個(gè)脈沖序列周期的第二時(shí)間周期中，把第二組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，測(cè)量在地層中產(chǎn)生的信號(hào)。測(cè)得的信號(hào)包括振蕩成分，并基本上排除自旋回波。修正第一時(shí)間周期測(cè)得的信號(hào)，以消除振蕩成分。
在第二時(shí)間周期測(cè)得的信號(hào)可能還包括多個(gè)受激回波。在第二時(shí)間周期中，可以采用在時(shí)間延遲之后重復(fù)地施加短脈沖、以便破壞受激回波和自旋回波的方法來消除自旋回波和受激回波。作為另一方案，在第二時(shí)間周期中，可以應(yīng)用相位交變脈沖序列來破壞受激回波和自旋回波。
本發(fā)明包括一種在測(cè)量鉆孔周圍地層的核磁共振特性時(shí)消除基線信號(hào)的方法。把靜態(tài)磁場(chǎng)施加在大塊地層中，它使地層內(nèi)的自旋核極化。把多個(gè)周期的選定的脈沖序列的振蕩磁場(chǎng)施加在大塊地層中，使得大塊地層內(nèi)產(chǎn)生核磁共振信號(hào)。在單個(gè)脈沖序列周期的第一時(shí)間周期中，把第一組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，測(cè)量地層中所產(chǎn)生的信號(hào)。測(cè)得的信號(hào)包括基線成分和多個(gè)自旋回波。消除自旋回波。在單個(gè)脈沖序列周期的第二時(shí)間周期中，把第二組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，測(cè)量地層中所產(chǎn)生的信號(hào)。測(cè)得的信號(hào)包括基線成分，并基本上排除自旋回波。修正第一時(shí)間周期期間測(cè)得的信號(hào)，以消除基線成分。
從下面對(duì)附圖的描述將明白本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該明白，附圖僅用于舉例說明的目的，而不用于限定本發(fā)明。
附圖中
圖1a-1c描述地層電導(dǎo)率對(duì)利用相位交變脈沖序列的核磁共振測(cè)量的影響；
圖2舉例說明按照本發(fā)明最佳實(shí)施例的新型脈沖序列；
圖3舉例說明作為把新型脈沖序列用于核磁共振測(cè)量的結(jié)果而獲得的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)；以及
圖4a-4b把用振蕩抑制器(RingKiller)修正的數(shù)據(jù)與用相位交變脈沖序列修正的數(shù)據(jù)加以比較。
參考圖2，圖中示出了CPMG脈沖-回波序列，它舉例說明在核磁共振測(cè)量過程中出現(xiàn)的諸如磁聲振蕩等振蕩，以及基線偏移。本專業(yè)技術(shù)人員已知的其它脈沖序列，諸如反演的Carr-Purcell序列(CPI)等亦在本發(fā)明的考慮之列。見T.C.Farrar和E.D.Becker的Pulseand Fourier Transform NMR(脈沖與富里埃變換核磁共振)(AcademicPress，1971)。本發(fā)明首先在單個(gè)脈沖序列期間測(cè)量所需要的回波強(qiáng)度16和不希望有的結(jié)果18，就是說振蕩、測(cè)量噪聲及基線偏移。在單個(gè)脈沖序列期間，利用下面被稱作”RingKiller Approach”(振蕩抑制器)“破壞”(亦即，消除)自旋回波，而不是不希望有的結(jié)果18。在單個(gè)脈沖序列期間破壞自旋回波之后，測(cè)量不希望有的結(jié)果18，并用來修正第一次測(cè)得的自旋回波和不希望有的結(jié)果18，以消除第一次測(cè)得的數(shù)據(jù)中的振蕩成分、測(cè)量噪聲和基線偏移。本發(fā)明最好用來消除180°脈沖造成的振蕩，但是，它可以用來消除來自任何長(zhǎng)度的脈沖的振蕩，而不限于消除180°或者甚至90°脈沖造成的振蕩。
采用振蕩抑制器，執(zhí)行包括激發(fā)脈沖12和一序列再聚焦脈沖14的CPMG序列。測(cè)得的信號(hào)包括自旋回波16和不希望有的結(jié)果18，包括振蕩、測(cè)量噪聲和基線偏移。測(cè)得的信號(hào)可以寫成以下形式Snk＝Secho，n(kΔt)+R180，n(kΔt)+Snoise，n(kΔt)+d.c.對(duì)于1≤n≤N1 and 1≤k≤M(1)和Snk′＝R180，n(kΔt)+Snoise，n(kΔt)+d.c. 對(duì)于N1+1≤n≤N2 and 1≤k≤M(2)
式中Secho，n(t)表示第n個(gè)回波信號(hào)，R180，n(t)是相應(yīng)的振蕩信號(hào)，Snoise，n(t)是測(cè)量噪聲，d.c.是基線偏移，Δt是接通時(shí)間(dwelltime)，N1是存在回波16的周期數(shù)，N2是實(shí)驗(yàn)的周期總數(shù)，而M是每個(gè)回波周期的樣值數(shù)。方程式1描述破壞回波之前的信號(hào)，而方程式2表示破壞自旋回波之后的信號(hào)。破壞自旋回波之后的平均振蕩信號(hào)是
對(duì)于1≤k≤M (3)
只要在測(cè)量期間設(shè)備電子線路保持穩(wěn)定，平均振蕩信號(hào)便包括振蕩、噪聲和基線偏移等不希望有的結(jié)果18。采用振蕩抑制器，測(cè)得的數(shù)據(jù)，Snk，按照下式對(duì)不希望有的結(jié)果18進(jìn)行修正SRK，nk＝Snk-R180，k＝Secho，n(kΔt)+Snoise，n(kΔt) 對(duì)于1≤n≤N1 and 1≤k≤M.(4)
獲得核磁共振測(cè)量值用的電子電路在高溫環(huán)境下會(huì)受到溫度不穩(wěn)定性的影響。圖3舉例說明溫度不穩(wěn)定性對(duì)核磁共振數(shù)據(jù)的影響，其中再聚焦脈沖序列14期間產(chǎn)生的射頻高功率逐漸地加熱電子電路，從而改變系統(tǒng)的響應(yīng)。仍參照?qǐng)D3，振蕩信號(hào)的振幅在CPMG序列期間經(jīng)歷了線性變化。在這個(gè)特定的實(shí)例中，振蕩抑制器按照下式考慮這種線性影響
SRK，nk＝Snk-(a+bn)R180，k-(1-a-bn)d.c.對(duì)于1≤n≤N1 and 1≤k≤M (5)
式中a是第一振蕩振幅與平均振蕩振幅的比值，而b是振蕩強(qiáng)度變化的斜率。一般說來，可以用式5的其它適當(dāng)?shù)男问絹砜紤]非線性變化的影響。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，利用下文中稱作“丟失180°脈沖”法的破壞方法，來消除N1和N1+1之間時(shí)間間隔中的自旋回波。參照?qǐng)D2，采用丟失180°脈沖法，在一段長(zhǎng)TCPMG的時(shí)間內(nèi)記錄回波16以及包括振蕩、測(cè)量噪聲和基線偏移等不希望有的結(jié)果18，其中N1是存在回波16的周期數(shù)。對(duì)于時(shí)間周期N1+1，再聚焦脈沖至少延遲2TE(其中TE＝回波間隔)，后跟(N2-N1)個(gè)相隔TE再聚焦脈沖14’。在正常脈沖序列中，這種延遲相當(dāng)于丟失至少一個(gè)180°脈沖。丟失至少一個(gè)180°脈沖的結(jié)果是，自旋散焦至少1.5TE。然后，在下一個(gè)180°脈沖建立散焦方向上的自旋之前，僅在TE內(nèi)建立在聚焦方向上的自旋。自旋沒有機(jī)會(huì)完成再聚焦，從而破壞任何隨后的自旋回波。
參照?qǐng)D3，對(duì)丟失180°脈沖破壞法進(jìn)行了測(cè)試，并在實(shí)驗(yàn)室利用含有NiCl2溶液的水樣本進(jìn)行了測(cè)量。由于電子電路的溫度不穩(wěn)定性，利用振蕩抑制器修正后的測(cè)量信號(hào)是
SRK，nk＝Snk-(a+bn)R180，k-(1-a-bn)d.c.
對(duì)于0≤t≤64(毫秒)
式中a＝0.8，b＝0.005，以及
對(duì)于64(毫秒)≤t≤120(毫秒)
圖4a-4b把在自旋回波存在的較早期間(0≤t≤4毫秒)(圖4a)，和在自旋回波存在的較晚期間(59.5毫秒≤t≤63.5毫秒)(圖4b)用振蕩抑制器修正的數(shù)據(jù)與相位交變脈沖序列數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)室結(jié)果表明，利用振蕩抑制器從單一脈沖序列獲得的回波波形和強(qiáng)度與從一對(duì)相位交變脈沖序列獲得的基本上相同。
核磁共振測(cè)量結(jié)果很好地響應(yīng)丟失180°脈沖破壞法，其中樣值具有相對(duì)較快的縱向松弛時(shí)間(T1)。對(duì)于具有較慢T1的樣值，由于射頻磁場(chǎng)中的不均勻性的緣故會(huì)產(chǎn)生受激回波。利用各種破壞法消除受激回波。在單個(gè)CPMG序列過程中，通過在短的時(shí)間延遲tdelay之后重復(fù)施加θ度的短脈沖來消除受激回波。重復(fù)這一序列使自旋隨機(jī)化，并破壞受激回波和自旋回波。
或者，利用相位交變180°脈沖序列來消除受激回波。在單個(gè)CMPG序列過程中，通過在時(shí)間延遲tdelay之后在(+y)方向上施加180°脈沖，然后在(-y)方向上施加180°脈沖來消除受激回波。重復(fù)這一序列使自旋隨機(jī)化，并破壞受激回波以及自旋回波。振蕩抑制器不限于上述破壞技術(shù)。其它消除自旋回波但不消除不希望有的結(jié)果的方法，都在本發(fā)明考慮之列。
在本發(fā)明一個(gè)替代的實(shí)施例中，通過在長(zhǎng)TCPMG的時(shí)間之后關(guān)閉再聚焦脈沖并進(jìn)行基線修正(下稱“基線法”)來消除自旋回波。基線法用于導(dǎo)電率非常高、并且其中振蕩造成的不希望有的結(jié)果可以忽略不計(jì)的樣本。見圖1a。采用基線法，執(zhí)行包括激勵(lì)脈沖和一序列再聚焦脈沖的CMPG脈沖。測(cè)得的信號(hào)包括自旋回波和包括測(cè)量噪聲以及基線偏移的不希望有的結(jié)果。在基線法中，測(cè)得的信號(hào)可以寫成以下形式Snk＝Secho，n(kΔt)+Snoise，n(kΔt)+d.c. 對(duì)于1≤n≤N1 and 1≤k≤M(6)以及Snk′＝Snoise，n(kΔt)+d.c. 對(duì)于N1+1≤n≤N2 and 1≤k≤M (7)
式中Secho，n(t)表示第n個(gè)回波信號(hào)，Snoise，n(t)是測(cè)量噪聲，d.c.是基線偏移，Δt是接通時(shí)間，N1是存在回波的周期數(shù)，N2是實(shí)驗(yàn)的周期總數(shù)，而M是每個(gè)回波周期的樣值數(shù)。關(guān)閉再聚焦脈沖之后，平均基線信號(hào)為
只要在測(cè)量過程中設(shè)備電子線路保持穩(wěn)定，平均基線信號(hào)便包括基線偏移的不希望有的結(jié)果。采用基線法，測(cè)得的數(shù)據(jù)按照下式對(duì)不希望有的結(jié)果進(jìn)行修正SBL，nk＝Snk-SBL＝Secho，n(kΔt)+Snoise，n(kΔt) 對(duì)于1≤n≤N1 and 1≤k≤M.(9)
另外，在高溫環(huán)境下，可以對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)于電子電路的溫度不穩(wěn)定性的修正。
以上對(duì)本發(fā)明最佳的和替代的實(shí)施例的描述都是為了舉例說明和描述的目的。并不準(zhǔn)備窮舉或把本發(fā)明限制在已公開的精確形式。顯然，對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員來說許多修改和改變都將是顯而易見的。例如，本發(fā)明可以用來消除任意長(zhǎng)度的脈沖造成的振蕩。之所以選擇和描述這些實(shí)施例，是為了最好地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，以此使本專業(yè)的技術(shù)人員能夠就各個(gè)實(shí)施例和適合于設(shè)想的具體應(yīng)用的各種修改來理解本發(fā)明。本發(fā)明的范圍準(zhǔn)備由后附的權(quán)利要求書及其等價(jià)物來限定。
權(quán)利要求
1.一種在測(cè)量鉆孔周圍地層的核磁共振特性時(shí)消除振蕩的方法，它包括以下步驟
a)把靜態(tài)磁場(chǎng)施加在大塊地層中，它使大塊地層內(nèi)的自旋核極化；
b)把多個(gè)周期的選定的脈沖序列的振蕩磁場(chǎng)施加在大塊地層中，使得在該大塊地層中產(chǎn)生核磁共振信號(hào)；
c)在單個(gè)脈沖序列周期中，步驟(b)還包括以下步驟
i)在第一時(shí)間周期中，把第一組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，并測(cè)量在地層中產(chǎn)生的信號(hào)，測(cè)得的信號(hào)包括振蕩成分和多個(gè)旋回波；
ii)消除所述自旋回波；
iii)在第二時(shí)間周期中，把第二組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，并測(cè)量在地層中產(chǎn)生的信號(hào)，測(cè)得的信號(hào)包括振蕩成分，并基本上排除自旋回波；以及
iv)修正在所述第一時(shí)間周期測(cè)得的所述信號(hào)，以消除所述振蕩成分。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在所述第一和第二時(shí)間周期測(cè)得的所述信號(hào)還包括基線信號(hào)和測(cè)量噪聲，以及修正在所述第一時(shí)間周期測(cè)得的所述信號(hào)的所述步驟還包括消除所述基線信號(hào)。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于它還包括對(duì)在所述第一和第二時(shí)間周期測(cè)得的所述信號(hào)進(jìn)行平均的步驟，以及對(duì)在所述第一和第二時(shí)間周期測(cè)得的所述信號(hào)進(jìn)行修正的步驟還包括把所述平均信號(hào)與來自所述第一時(shí)間周期的信號(hào)組合以消除振蕩、基線信號(hào)和測(cè)量噪聲，使得修正后的信號(hào)基本上包括具有最小外加噪聲的自旋回波的步驟。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在所述第二時(shí)間周期測(cè)得的信號(hào)還包括多個(gè)受激回波。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于還包括對(duì)在所述第二時(shí)間周期測(cè)得的信號(hào)進(jìn)行修正，以便消除受激回波的步驟。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于還包括在時(shí)間延遲之后重復(fù)施加短脈沖，以便破壞所述受激回波的步驟。
7.權(quán)利要求5的方法，其特征在于還包括施加相位交變脈沖序列，以便破壞受激回波的步驟。
8.一種在測(cè)量鉆孔周圍地層的核磁共振特性時(shí)消除基線信號(hào)的方法，它包括下列步驟
a)把靜態(tài)磁場(chǎng)施加在大塊地層中，它使大塊地層內(nèi)的自旋核極化；
b)把多個(gè)周期的選定的脈沖序列的振蕩磁場(chǎng)施加在大塊地層中，使得大塊地層內(nèi)產(chǎn)生核磁共振信號(hào)；
c)在單個(gè)脈沖序列周期中，步驟(b)還包括下列步驟
i)在第一時(shí)間周期，把第一組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，并測(cè)量所述地層中所產(chǎn)生的信號(hào)，測(cè)得的信號(hào)包括基線成分和多個(gè)自旋回波；
ii)消除所述自旋回波；
iii)在第二時(shí)間周期中，把第二組多個(gè)振蕩脈沖施加在所述大塊地層中，并測(cè)量地層中所產(chǎn)生的信號(hào)，測(cè)得的信號(hào)包括基線成分，并且基本上排除所述自旋回波；以及
iv)修正第一時(shí)間周期期間測(cè)得的信號(hào)，以便消除基線成分。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于還包括消除在所述第二時(shí)間周期中施加任何振蕩脈沖的步驟。
10.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括下列步驟設(shè)置鉆孔設(shè)備，以所述鉆孔設(shè)備在地層中鉆孔，并在鉆孔過程中消除振蕩。
11.權(quán)利要求8的方法，其特征在于還包括下列步驟設(shè)置鉆孔設(shè)備，以所述鉆孔設(shè)備在地層中鉆孔，并在鉆孔過程中消除基線信號(hào)。
12.一種在測(cè)量鉆孔周圍地層的核磁共振特性時(shí)消除振蕩的方法，它包括下列步驟
a)把靜態(tài)磁場(chǎng)施加在大塊地層中，它使大塊地層內(nèi)的自旋核極化；
b)把多個(gè)周期的選定的脈沖序列的振蕩磁場(chǎng)施加在大塊地層中，使得大塊地層內(nèi)產(chǎn)生核磁共振信號(hào)；
c)在單個(gè)脈沖序列周期中，步驟(b)還包括下列步驟
i)在第一時(shí)間周期中，把第一組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，并測(cè)量所述地層中所產(chǎn)生的信號(hào)，測(cè)得的信號(hào)包括振蕩成分、多個(gè)自旋回波和多個(gè)受激回波；
ii)消除所述自旋回波和所述受激回波；
iii)在第二時(shí)間周期中，把第二組多個(gè)振蕩脈沖施加在大塊地層中，并測(cè)量所述地層中所產(chǎn)生的信號(hào)，測(cè)得的信號(hào)包括振蕩成分，并且基本上排除所述自旋回波和所述受激回波；以及
iv)修正所述第一時(shí)間周期期間測(cè)得的所述信號(hào)，以消除所述振蕩成分。
13.權(quán)利要求12的方法，其特征在于還包括在時(shí)間延遲之后重復(fù)施加短脈沖，以便破壞所述自旋回波和所述受激回波的步驟。
14.權(quán)利要求12的方法，其特征在于還包括施加相位交變脈沖序列，以便破壞所述自旋回波和所述受激回波的步驟。
全文摘要
本發(fā)明一般地涉及在測(cè)量鉆孔所穿越的地層的核磁共振特性時(shí)消除振蕩的方法。測(cè)量可以在鉆孔過程中或利用有線設(shè)備進(jìn)行。在單個(gè)脈沖序列的第一時(shí)間周期中,測(cè)量結(jié)果包括所需要的自旋回波和不希望有的結(jié)果,即,振蕩、測(cè)量噪聲和基線偏移。在單個(gè)脈沖序列的第二時(shí)間周期中,消除自旋回波,但不消除不希望有的結(jié)果。利用在第二時(shí)間周期收集的信號(hào)校正在第一時(shí)間周期測(cè)得的信號(hào),以便消除振蕩、測(cè)量噪聲和基線偏移。
文檔編號(hào)G01V3/32GK1246624SQ9910852
公開日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1999年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者孫博芹, R·塔赫里安 申請(qǐng)人:施盧默格海外有限公司