井下核磁共振流体分析系统优化与快速测量方法及应用研究
发布时间：2022-12-08 04:13
NMR流体分析系统作为一种精密的流体性质识别工具,已被广泛应用于油气性质识别与定量评价中,进而为包括勘探、开采、运输、炼化在内的石油工业领域各个环节方案的制定提供解释参数。针对NMR流体分析系统在应用过程中面临的需求与挑战,本论文的研究重点包括四方面:（1）多参数多功能流体分析系统设计、优化与实现;（2）快速测量方法研究与实现;（3）流动流体流速及弛豫时间测量方法研究与验证;（4）流体性质参数识别与验证。井下作业是NMR流体分析系统的重要应用,此时,系统将面临高温、高压、体积受限、温度变化、流体流动、快速测量需求等恶劣因素。为了准确获取流体NMR性质参数,本论文优化设计了一套高静磁场均匀度,高流体预极化效率和高测量效率的NMR流体分析系统:（1）采用削边圆环磁块结构,有效降低了组装过程中相邻磁块之间的扭动,提高了静磁场均匀性;（2）采用四段式磁体结构,前三段为预极化部分,最后一段为测量段,提高了系统对流动流体的预极化效率;（3）采用组合式天线结构,实现了流体的多参数、多功能快速测量。测量效率是制约NMR流体分析系统应用的一个重要因素。针对这一亟待解决问题,本文从脉冲序列及观测模式两个方...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 研究背景
1.2.1 NMR流体分析系统研究现状
1.2.2 NMR快速测量方法研究现状
1.2.3 NMR流动流体流速及弛豫时间测量方法研究现状
1.2.4 NMR流体性质识别方法研究现状
1.3 研究内容与技术路线
第2章 系统优化与实现
2.1 系统设计目标
2.1.1 NMR流体分析系统研制基本问题
2.1.2 系统总体设计
2.2 磁体系统设计与实现
2.2.1 磁性材料选择
2.2.2 磁体结构设计与实现
2.3 天线系统设计与实现
2.3.1 天线结构设计与实现
2.3.2 调谐电路与天线控制电路设计与实现
2.4 系统测试
2.5 本章小结
第3章 快速测量方法设计与实现
3.1 快速测量方法基本问题
3.2 快速测量脉冲序列-DE
3.2.1 理论分析
3.2.2 数值模拟
3.2.3 实验验证
3.3 快速测量观测模式
3.3.1 NMR观测模式基本问题
3.3.2 NMR流体分析系统观测模式优化及验证
3.4 本章小结
第4章 流动流体流速及弛豫时间测量方法
4.1 流动流体测量基本问题
4.2 时间飞行法测量流速
4.2.1 模型建立
4.2.2 数值模拟及实验验证
4.3 相移法测量流速
4.3.1 模型建立
4.3.2 数值模拟及实验验证
4.4 流动流体弛豫时间校正
4.4.1 模型建立
4.4.2 数值模拟及实验验证
4.5 本章小结
第5章 原油性质预测方法
5.1 原油粘度及含氢指数评价基本问题
5.2 偏最小二乘方法
5.3 原油粘度及含氢指数评价
5.3.1 实验参数及实验测量结果
5.3.2 原油粘度评价
5.3.3 原油含氢指数评价
5.4 原油沥青质含量确定方法
5.5 本章小结
第6章 结论与建议
参考文献
致谢
个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]流动速度对核磁共振在线测量的影响及校正[J]. 邓峰,肖立志,陶冶,耿东士,王梦颖. 波谱学杂志. 2017(01)
[2]两类鞍形线圈产生磁场均匀性效能的研究[J]. 丁莹,董全林,赵伟霞,李茹杰,房建成. 计量学报. 2016 (06)
[3]井下核磁共振流体分析实验室及其应用[J]. 吴保松,肖立志. 波谱学杂志. 2011(02)
[4]核磁共振弛豫时间和磁场均匀性的研究[J]. 赵平华,于涛. 长春师范学院学报. 2007(02)
[5]模块式地层测试器及其国内外研究动态[J]. 关文龙,李相方,侯洪为,齐明明. 石油仪器. 2003(01)
[6]螺线管磁场分布特征及应用[J]. 房蔓楠，魏福玉，陈昕. 长春邮电学院学报. 1994(02)
[7]电磁系统磁场的有限元计算方法[J]. 颜威利. 河北工学院学报. 1980(01)
本文编号：3713526
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 研究背景
1.2.1 NMR流体分析系统研究现状
1.2.2 NMR快速测量方法研究现状
1.2.3 NMR流动流体流速及弛豫时间测量方法研究现状
1.2.4 NMR流体性质识别方法研究现状
1.3 研究内容与技术路线
第2章 系统优化与实现
2.1 系统设计目标
2.1.1 NMR流体分析系统研制基本问题
2.1.2 系统总体设计
2.2 磁体系统设计与实现
2.2.1 磁性材料选择
2.2.2 磁体结构设计与实现
2.3 天线系统设计与实现
2.3.1 天线结构设计与实现
2.3.2 调谐电路与天线控制电路设计与实现
2.4 系统测试
2.5 本章小结
第3章 快速测量方法设计与实现
3.1 快速测量方法基本问题
3.2 快速测量脉冲序列-DE
3.2.1 理论分析
3.2.2 数值模拟
3.2.3 实验验证
3.3 快速测量观测模式
3.3.1 NMR观测模式基本问题
3.3.2 NMR流体分析系统观测模式优化及验证
3.4 本章小结
第4章 流动流体流速及弛豫时间测量方法
4.1 流动流体测量基本问题
4.2 时间飞行法测量流速
4.2.1 模型建立
4.2.2 数值模拟及实验验证
4.3 相移法测量流速
4.3.1 模型建立
4.3.2 数值模拟及实验验证
4.4 流动流体弛豫时间校正
4.4.1 模型建立
4.4.2 数值模拟及实验验证
4.5 本章小结
第5章 原油性质预测方法
5.1 原油粘度及含氢指数评价基本问题
5.2 偏最小二乘方法
5.3 原油粘度及含氢指数评价
5.3.1 实验参数及实验测量结果
5.3.2 原油粘度评价
5.3.3 原油含氢指数评价
5.4 原油沥青质含量确定方法
5.5 本章小结
第6章 结论与建议
参考文献
致谢
个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]流动速度对核磁共振在线测量的影响及校正[J]. 邓峰,肖立志,陶冶,耿东士,王梦颖. 波谱学杂志. 2017(01)
[2]两类鞍形线圈产生磁场均匀性效能的研究[J]. 丁莹,董全林,赵伟霞,李茹杰,房建成. 计量学报. 2016 (06)
[3]井下核磁共振流体分析实验室及其应用[J]. 吴保松,肖立志. 波谱学杂志. 2011(02)
[4]核磁共振弛豫时间和磁场均匀性的研究[J]. 赵平华,于涛. 长春师范学院学报. 2007(02)
[5]模块式地层测试器及其国内外研究动态[J]. 关文龙,李相方,侯洪为,齐明明. 石油仪器. 2003(01)
[6]螺线管磁场分布特征及应用[J]. 房蔓楠，魏福玉，陈昕. 长春邮电学院学报. 1994(02)
[7]电磁系统磁场的有限元计算方法[J]. 颜威利. 河北工学院学报. 1980(01)
本文编号：3713526
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