[发明专利]一种直升机预极化场磁共振油气探测装置及探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下油气资源探测装置，尤其是用直升机预极化场快速探测地下油气资源的装置及探测方法。

背景技术

石油是一种不可再生的能源，更是国家生存和发展所不可或缺的战略资源，在国家经济、社会发展和国防安全方面起着不可估量的作用。随着我国经济的快速增长、城镇化速度的不断提高以及人口数量的大幅增加，石油被广泛应用于交通运输、工业制造、化工纺织、农业生产等领域。目前石油勘探方法有很多，但存在成本昂贵、抗干扰能力差、探测效率低、安全环保意识弱等问题。核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)技术在物理、化学和医学领域都曾获得诺贝尔奖，体现了强大的应用前景和研发价值，近几十年更是取得了迅猛地发展，已被广泛应用于资源探测、化学分析、生物医疗等方面，能实现食品检测、岩心含油率分析、非常规能源开发、多孔介质孔径及分布研究等。上世纪70年代石油工业便开始引进核磁共振技术在井中描述储层中油气的静态及动态，为油气藏的勘探开发做出了贡献；然而，钻井费用高、效率低，属于侵入式测量，安全性和环保性差，因此，有必要探索和发展快速高效的非侵入式磁共振油气资源探测装置及探测方法。

专利CN102360703A公开了一种“石油井下核磁共振随钻测井仪的磁体结构”，该磁体结构与井轴共轴设置，其包含永磁体磁块和铁磁材料磁块，所述的永磁体磁块和铁磁材料磁块沿井轴方向共轴连接。该发明结构简单，稳定性高，其所产生的静态匀强磁场具有很深的探测深度和足够的磁场强度，可以在井下产生多个不同深度的地层核磁信息，能够满足石油井下核磁共振探测的需要，适用于现代石油勘探钻井的需求。专利CN103852794A公开了一种“烃类污染浅层地下水磁共振检测装置及检测方法”，是由计算机分别连接发射逻辑及控制单元、MCU和信号采集卡，24V电池经DCDC模块、发射逻辑及控制单元、MCU和信号采集卡与信号调理电路连接，储能发射单元与发射逻辑及控制单元连接，储能发射单元经电压电流采集单元和MCU与信号调理电路连接构成。用永磁体提高当地地磁场强度，能够在电力干扰比较严重的地方实施核磁共振测量，有效的提高信噪比，打破因电力干扰严重而不能实施核磁共振的束缚，用自旋回波脉冲能有效的克服磁场不均匀带来的结果不准确的缺点。能够快速准确地检测地下5米内烃类污染。专利CN105549098A公开了一种“地下全空间核磁共振预极化探测装置及探测方法”，是由电脑分别经主控制单元和输出可调的大功率电源与发射桥路驱动、大功率发射桥路、高压切换开关与预极化线圈连接，电脑经A/D采集单元、放大器电路、Q-switch电路和配谐电容与接收线圈连接构成。利用磁场强度远大于天然地磁场的预极化场，提高了探测目标水体的整体磁化强度，从而获得更大的核磁共振信号，解决了强噪声干扰下提取核磁共振信号的难题。预极化磁场的方向可以改变，能够实现定向探测。采用该装置对隧道、矿井等地下工程中的灾害水体进行探测时，可以实现对指定方向、特定距离的区域的灾害水源的含水量大小、含水层厚度的探测，减少由于突水等地质灾害造成的各种事故。

上述发明的石油井下核磁共振随钻测井仪的磁体结构采用居中式梯度磁场设计，一次下井可同时获得多个不同深度的地层核磁信息，但探测范围有限，难以实现对地下油渗漏的广泛探测，若采用多处钻井的方式，会增加费用、降低探测效率；烃类污染浅层地下水磁共振检测装置采用永磁体增加磁场强度以检测浅层地下水中的烃类物质，适用于小范围少量目标体的检测，对大范围探测则无能为力；地下全空间核磁共振预极化探测装置主要探测矿井、隧道等全空间地质环境中的灾害水体，在地下狭窄空间内操作，探测距离有限，若将其移至地面进行二维探测，需要铺设多个线圈，并合理的选择线圈组合方式，因而布线复杂，探测效率低，灵活性差，而且针对人员和仪器难以进入的工作地区，不适合采用在地面铺设线圈的方式进行探测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种直升机预极化场磁共振油气探测装置，抗干扰能力强，适用于地下油气资源的快速探测，达到高效率高分辨率原位非侵入式探测的目的，既能节省探测时间，又能获得高信噪比高精度的探测结果，尤其对强噪声地区的地下油气资源探测具有重要意义。

本发明另一方面提供一种直升机预极化场磁共振油气探测方法。

本发明是这样实现的，

一种直升机预极化场磁共振油气探测装置，该装置包括：

吊载在直升机上的预极化线圈和发射/接收线圈；

与预极化线圈以及发射/接收线圈连接的功率发射模块；