多頻多維核磁共振與井下探測(cè)的不解之緣
——————訪朱良漪“青年創(chuàng)新獎(jiǎng)”獲得者中國(guó)石油大學(xué)（北京）博士廖廣志
2018年8月8日，由中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)和長(zhǎng)三角科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦的第五屆中國(guó)分析儀器學(xué)術(shù)年會(huì)在蘇州吳江海悅花園大酒店隆重舉行。會(huì)議當(dāng)晚舉行的“朱良漪分析創(chuàng)新獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)禮上，來(lái)自中國(guó)石油大學(xué)(北京)的廖廣志博士榮獲當(dāng)晚的“青年創(chuàng)新獎(jiǎng)”。化工儀器網(wǎng)記者于次日采訪了廖廣志博士，對(duì)其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型井下多頻多維核磁共振波譜儀的相關(guān)情況進(jìn)行了更深層次的了解。
中國(guó)石油大學(xué)(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(cè)技術(shù)，在地層評(píng)價(jià)方面產(chǎn)生了豐富的理論和研究方法，在油氣資源勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用。現(xiàn)如今經(jīng)過(guò)30多年的快速發(fā)展，廖廣志及其帶領(lǐng)的研究生隊(duì)伍成功研發(fā)了電纜NMR測(cè)井、隨鉆NMR測(cè)井和井下NMR流體分析儀，形成了地下原位狀態(tài)油氣探測(cè)理論與儀器系列。
本次的獲獎(jiǎng)產(chǎn)品全稱(chēng)為“新型井下多頻多維核磁共振波譜儀”。談及核磁共振技術(shù)，人們更多聯(lián)想到的是與醫(yī)學(xué)相關(guān)的種種。廖廣志等人反其道而行，將類(lèi)似醫(yī)學(xué)的核磁共振成像儀器的結(jié)構(gòu)反過(guò)來(lái)，置于井內(nèi)，以此來(lái)探測(cè)探測(cè)井下周?chē)氖汀⑻烊粴獾刃畔ⅰ?br />
由中國(guó)石油大學(xué)帶來(lái)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(dú)特信息，精細(xì)刻畫(huà)儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)確識(shí)別流體類(lèi)型，從而獲得孔隙度、滲透率、含油飽和度、可動(dòng)流體飽和度、束縛流體飽和度等關(guān)鍵儲(chǔ)層參數(shù)，為石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)提供重要的技術(shù)支撐。新型井下多頻多維核磁共振波譜儀通過(guò)建立梯度磁場(chǎng)的異型結(jié)構(gòu)磁體和定向大功率發(fā)射與微弱回波信號(hào)接收的探測(cè)器陣列，利用相控原理使天線陣列不同組合，使得靜磁場(chǎng)和射頻磁場(chǎng)在預(yù)設(shè)區(qū)域處處正交。后再結(jié)合特殊的封裝工藝，實(shí)現(xiàn)在井下高溫、高壓、空間狹小等環(huán)境中進(jìn)行軸向-徑向-周向三維核磁共振掃描探測(cè)。
廖廣志介紹到，這款儀器大的創(chuàng)新點(diǎn)其實(shí)是在探頭部分。他們將組合式磁鐵與自主研發(fā)的天線相結(jié)合，使得儀器能夠在地層中確定四到五個(gè)方位，并通過(guò)這些方位來(lái)探測(cè)不同方向上的流體信息。目前中國(guó)石油大學(xué)(北京)已經(jīng)就這個(gè)儀器申請(qǐng)了35項(xiàng)國(guó)家，其中還有9項(xiàng)美國(guó)正在申請(qǐng)中。
此外，新型井下多頻多維核磁共振波譜儀采用的是性磁鐵，價(jià)格也更為親民，且操作簡(jiǎn)單，成像結(jié)果清晰，十分便于市場(chǎng)的推廣，現(xiàn)已占據(jù)90%的國(guó)內(nèi)石油探測(cè)儀器市場(chǎng)。。儀器目前主要面向的用戶是國(guó)家三大石油公司下的一些油田技術(shù)服務(wù)公司。儀器現(xiàn)已與中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司、中海油田服務(wù)股份有限公司、北京環(huán)鼎科技有限公司等建立了密切的合作關(guān)系，銷(xiāo)售范圍更是遠(yuǎn)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(yùn)用到醫(yī)學(xué)中，例如去探測(cè)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(xù)的發(fā)展，儀器也將逐步小型化，走入農(nóng)業(yè)、食品(肉類(lèi)、酸奶)等的檢測(cè)中。
人們常常用“臺(tái)上一分鐘，臺(tái)下十年功”來(lái)形容演藝者的艱辛，其實(shí)這句話對(duì)儀器人同樣適用。在研發(fā)儀器的過(guò)程中，廖廣志感受多的就是“堅(jiān)守”二字的難能可貴之處。能夠獲得“青年創(chuàng)新獎(jiǎng)”，他特別要感謝中石油、中海油、中石化的長(zhǎng)期支持，感謝紐邁分析儀器公司的各種協(xié)助，此外，還有實(shí)驗(yàn)室的研究生、各位老師、媒體朋友，正是這些人的關(guān)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(lái)，他們也將更加努力，推動(dòng)這款儀器走向小型化，走向千家萬(wàn)戶！
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