طراحی مگنت سیستم رزونانس مغناطیسی هسته ای برای کاربردهای چاه نگاری

ابزار اندازه گیری رزونانس مغناطیسی هسته ای، در بررسی و تعیین مشخصات مخزن های نفتی اهمیت زیادی دارد و درباره ی نوع سیال داخل سازند اطلاعاتی در اختیار می گذارد. اساس آنالیز این ابزار، استفاده از اندازه گیری های آسایش و انتشار برای درک ساختار سنگ مخزن و نوع سیالات درون آن هاست که درنهایت به برآورد قابلیت تراوایی مطلق مخازن حاوی هیدروکربن و نوع سیال منجر می شود. ساختارهای مختلفی از این ابزار با توجه به نوع مگنت قابل ارائه است که در این تحقیق به اختصار به آن ها پرداخته و نمونه ای از آن ها، برای ایجاد میدان مغناطیسی عرضی موازی با سازند داخل چاه شبیه سازی شده است. آنتن پیچیده شده در اطراف مگنت، میدان مغناطیسی عمود بر میدان ایستای حاصل از مگنت ایجاد می کند. میدان مغناطیسی ایستای حاصل از مگنت، میدانی گرادیانی است که با افزایش فاصله از مگنت کاهش می یابد. با انتخاب فرکانس های کاری مختلف، می توان عمق های مختلفی از سازند را بررسی کرد. فرکانس های متداولی که برای این ابزارها به کار می روند،600 تا 900 کیلوهرتز هستند که عمق بررسی و بزرگی میدان مغناطیسی در این فرکانس ها به ترتیب 85/7 و 78/8 اینچ و 176 و 140 گاوس به دقت آمد. در این تحقیق از نرم افزار CST برای طراحی مگنت دائمی دستگاه و شبیه سازی به ازای جنس ها و ابعاد مختلف مگنت استفاده شده است. درنهایت پس از بررسی پارامترهای مختلف، مگنتی از جنس فرت پایه Y22H به شعاع 3 و طول 8/82 اینچ بهعنوان مگنت مناسب معرفی شد. بررسی اثرهای دمایی داخل چاه بر پاسخ مغناطیسی مگنت، نشان داد بزرگی میدان مغناطیسی در ناحیه ی حساس با افزایش دما کاهش می یابد. همچنین محفظه ای از جنس آلیاژ بریلیوم مس یا استیل ضدزنگ سخت شده بهعنوان محفظه ی نگهدارنده مگنت طراحی شد که ماده ای غیر مغناطیسی است و اثر آن بر میدان حاصل از مگنت بررسی شد. سپس تاثیرات دیواره ی سیمانی چاه بر میدان نیز بررسی شد. همچنین با توجه به اینکه ضریب نفوذپذیری مغناطیسی نسبی ماده ی فرت در گستره ی 65/1 – 45/1 است، تاثیرات تغییر این پارامتر بر میدان حاصل از مگنت بررسی شد که افزایش ضریب نفوذپذیری مغناطیسی نسبی، موجب کاهش مقدار میدان مغناطیسی تولیدی در عمق بررسی داخل سازند شد. تاثیرات شعاع مگنت بر میدان تولید شده نیز از دیگر موارد تحلیل شده است که دستگاه با قطر 6 اینچ، عمق نفوذ بیشتری نسبت به ابزار مشابه با قطر 5/4 اینچ نشان داد و در نتیجه ابزار مناسبی برای بررسی عمق های بیشتر از سازند است.