【摘 要】
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复杂油气藏和非常规油气藏中，大多数探测方法的效果会受到严重挑战。将地层测试器和核磁共振(NMR)技术有机结合起来，取样和直接分析流体，成为油气资源精细勘探较为有效的手段。
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复杂油气藏和非常规油气藏中，大多数探测方法的效果会受到严重挑战。将地层测试器和核磁共振(NMR)技术有机结合起来，取样和直接分析流体，成为油气资源精细勘探较为有效的手段。本研究试图在数千米井下建立一个多功能NMR流体实验室，实时评价储层条件下的流体信息，以达到评价泥浆滤液侵入特性和地层流体污染程度以及量化流体NMR特性的目的。 论文的主要内容如下： 针对井下NMR流体实验室实际工作需求和研制面临难题，制定了系统的总体方案。本文实现了一种可用于裸眼井或套管井的无漏磁传感器结构，永久磁体为圆环结构，由整体或若干部分极性方向一致的小磁体组成，磁体外部是高磁导率材料；提出一种利用Bloch方程优化NMR预极化磁体长度设计的方法，预极化磁体的新型设计提高了信噪比，缩短了传感器的长度。同时针对流体流动测量使用的饱和恢复脉冲序列设计了测量磁体长度；研究了传感器结构中的关键参数设计，包括高导磁外壳、屏蔽铜层和填充油浴等。 设计并实现了分立线圈结构测量纵向弛豫时间乃（流动流体）、横向弛豫时间T2和扩散系数D（静止流体）。基于感应耦合技术，确定了井下NMR流体实验室使用非线性功率放大实现一发一收的分立射频线圈系统，并对分立线圈系统以及发射和接收电路进行了研究。 完成了探头的测试与验证。制作了探头样机，并测试静磁场和射频线圈频响特性；重点研究了流体NMR特性参数的测量方法以及数据处理方法，并对数据处理结果进行了分析。实际测量结果验证了设计的合理性。 研究了流体流动对NMR测量的影响。以单线圈和双线圈分析模型为基础，研究了静止和流动情况下两种模型采集T1回波信号的过程；最后研究了具有不同T1的自由流体在不同流速下对两种模型测量结果的影响，验证了双线圈结构在流动测量情况下的优越性。 实现了一种用于石油井下流体NMR微检测的带状线探头。从提高信噪比的角度论述了设计的原理，利用有限元软件优化了带状线探头的几何参数，并根据优化参数制作了带状线探头样机。
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