多頻多維核磁共振與井下探測的不解之緣

多頻多維核磁共振與井下探測的不解之緣

2018年8月8日，由中國儀器儀表學會分析儀器分會和長三角科學儀器產業技術創新戰略聯盟主辦的第五屆中國分析儀器學術年會在蘇州吳江海悅花園大酒店隆重舉行。會議當晚舉行的“朱良漪分析創新獎”頒獎禮上，來自中國石油大學(北京)的廖廣志博士榮獲當晚的“青年創新獎”?；x器網記者于次日采訪了廖廣志博士，對其團隊研發的新型井下多頻多維核磁共振波譜儀的相關情況進行了更深層次的了解。

中國石油大學(北京)博士廖廣志

　　核磁共振(NMR)是一種非常有效的井下油氣探測技術，在地層評價方面產生了豐富的理論和研究方法，在油氣資源勘探開發過程中起到了至關重要的作用?，F如今經過30多年的快速發展，廖廣志及其帶領的研究生隊伍成功研發了電纜NMR測井、隨鉆NMR測井和井下NMR流體分析儀，形成了地下原位狀態油氣探測理論與儀器系列。

　　本次的獲獎產品全稱為“新型井下多頻多維核磁共振波譜儀”。談及核磁共振技術，人們更多聯想到的是與醫學相關的種種。廖廣志等人反其道而行，將類似醫學的核磁共振成像儀器的結構反過來，置于井內，以此來探測探測井下周圍的石油、天然氣等信息。

　　由中國石油大學帶來的這款新型井下多頻多維核磁共振波譜儀，充分利用了核磁共振獲取的獨特信息，精細刻畫儲層的孔隙結構、準確識別流體類型，從而獲得孔隙度、滲透率、含油飽和度、可動流體飽和度、束縛流體飽和度等關鍵儲層參數，為石油天然氣勘探開發提供重要的技術支撐。新型井下多頻多維核磁共振波譜儀通過建立梯度磁場的異型結構磁體和定向大功率發射與微弱回波信號接收的探測器陣列，利用相控原理使天線陣列不同組合，使得靜磁場和射頻磁場在預設區域處處正交。最后再結合特殊的封裝工藝，實現在井下高溫、高壓、空間狹小等極端環境中進行軸向-徑向-周向三維核磁共振掃描探測。

　　廖廣志介紹到，這款儀器最大的創新點其實是在探頭部分。他們將組合式磁鐵與自主研發的天線相結合，使得儀器能夠在地層中確定四到五個方位，并通過這些方位來探測不同方向上的流體信息。目前中國石油大學(北京)已經就這個儀器申請了35項國家專利，其中還有9項美國專利正在申請中。

　　此外，新型井下多頻多維核磁共振波譜儀采用的是永久性磁鐵，價格也更為親民，且操作簡單，成像結果清晰，十分便于市場的推廣，現已占據90%的國內石油探測儀器市場。。儀器目前主要面向的用戶是國家三大石油公司下的一些油田技術服務公司。儀器現已與中國石油集團測井有限公司、中海油田服務股份有限公司、北京環鼎科技有限公司等建立了密切的合作關系，銷售范圍更是遠至加拿大、俄羅斯、伊朗、哈薩克斯坦等都地。

　　廖廣志表示，這款儀器的原理還可以運用到醫學中，例如去探測血管壁的厚度、流體的信息等，幫助分析血管病變。同樣的，隨著后續的發展，儀器也將逐步小型化，走入農業、食品(肉類、酸奶)等的檢測中。

　　人們常常用“臺上一分鐘，臺下十年功”來形容演藝者的艱辛，其實這句話對儀器人同樣適用。在研發儀器的過程中，廖廣志感受最多的就是“堅守”二字的難能可貴之處。能夠獲得“青年創新獎”，他特別要感謝中石油、中海油、中石化的長期支持，感謝紐邁分析儀器公司的各種協助，此外，還有實驗室的研究生、各位老師、媒體朋友，正是這些人的關注和鼓舞，才有了今天的新型井下多頻多維核磁共振波譜儀。未來，他們也將更加努力，推動這款儀器走向小型化，走向千家萬戶！