核磁共振井下流体分析仪采集系统设计

摘要

在石油勘探开发中,地层流体的性质和储量分析一直是储层评价重要任务.传统的地层流体分析方法有两种,一种是使用核磁共振测井的方法探测井周地层径向流体信息,但由于地层对仪器发射信号和回波采集信号的影响,测量信号的信噪比较低,地层骨架中空隙流体存在表面弛豫,会使探测信号发生偏移;另一种方法就是对地层岩石样品放入实验室设备中测量分析,该方法的测得岩样的信息已不再是高温高压的地层环境,因此测量样品中流体的相态等信息都已经发生了变化,无法真实的反应原状地层流体的性质.井下核磁共振流体分析仪的出现解决了这两方面的问题，仪器可以依靠抽吸探针将地层流体抽入探头后进行实时探测，最大限度的测量地层流体的真实核磁共振响应。实验室对现有仪器进行优化设计，完成了适用于井下高温高压和狭小空间等极端环境的核磁共振流体分析仪磁体结构设计。针对实验室已设计完成的磁体结构和磁场分布情况，本文主要设计内容包括：分立式天线结构设计、数据采集电子线路设计，主控电路的功能是灵活方便的生成各种脉冲序列、按照脉冲序列的时序要求生成各模拟电路所需的控制信号、对放大后的回波信号进行数字化处理、提取回波信号的幅度和相位信息、完成与地面系统的通信等。主控电路采用DSP+FPGA的嵌入式结构，并使用DDS产生脉冲序列的参考时钟。