[發明專利]多維核磁共振測量方法

有效

• 申請號: 201710186246.6
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107102020B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 劉化冰;孫哲;汪正垛;陳偉梁;宗芳榮
• 申請（專利權）人: 北京青檬艾柯科技有限公司
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 高新升

本發明提出了一種用于材料檢測的多維核磁共振數據采集及處理的分析方法。該方法適用于不同場強不同配置下的核磁共振檢測儀器。該方法涉及多種核磁共振脈沖序列，通過對得到的三維數據結構體進行相應數據處理，可分析得到檢測材料的孔隙度、孔隙結構、飽含流體種類、骨架磁化系數以及非均質性等重要參數。

技術領域

本發明涉及核磁共振領域，尤其涉及一種多維核磁共振測量方法的實現過程及其數據處理的過程。

技術背景

核磁共振技術作為一種先進的無損探測手段，在醫學、能源、材料、農林、食品、安全監測、化工等多個領域均有著極為廣泛的應用。核磁共振常見的特性參數包括縱向弛豫時間T₁、橫向弛豫時間T₂，另外通過核磁共振技術可以快速獲得分子的擴散系數D或固體骨架的磁化系數χ。通過在脈沖序列的不同時間段內編輯相應核磁共振特性，可以在多個維度上關聯這些核磁共振特性。由這些關聯實驗可以對孔隙介質性質進行全面的研究，得到更加豐富的信息。核磁共振弛豫特性被應用于探測孔隙介質的孔隙結構，孔隙連通性，孔隙空間結構組成；擴散系數被用于了解內部飽含流體種類以及原油的組分等。因此通過三維核磁共振技術能夠在更高的維度上對孔隙介質的孔隙尺寸、內部磁場梯度及復雜流體的分子組成進行綜合研究。

孔隙介質內的核磁共振弛豫或擴散響應滿足多指數衰減規律。由測量結果反演得到孔隙空間弛豫或擴散分布是一個病態問題。該反演過程的解不唯一，并且測量結果中小的擾動就會對求解結果造成較大影響。通過在求解過程中引入正則化項，對反演過程進行穩定處理。三維核磁共振的數據量大，按照一維數據處理思路進行反演耗時較長。通過對核函數分別壓縮后進行張量積，對得到的新的核函數進行奇異值分解，截取滿足設定條件數的奇異值，同時采用截取后的正交單位矩陣對三維數據進行壓縮，加快反演速度。

發明內容

本發明的目的是闡述三種用于分析材料孔隙結構和內部填充流體特性的多維核磁共振測量方法，以及相應的多維核磁共振數據處理流程。

第一種多維核磁共振測量方法，所述方法包括：

步驟1、向被測樣品施加90°射頻脈沖將所述宏觀磁化強度矢量M₀扳轉90°；

步驟2、等待時間τ過后，向被測樣品施加第二個90°脈沖，將恢復一定量的磁化矢量從沿著靜磁場B₀相同的方向再次扳轉90°；

步驟3、在等待T_E/2的時間之后，向被測樣品施加180°射頻脈沖，相同的等待時間T_E/2過后，會在ACQ通道采集產生自旋回波信號；

步驟4、重復施加180°射頻脈沖，會在ACQ通道采集產生重復多個自旋回波信號，得到回波串信號；

步驟5、改變等待時間τ，重復所述步驟2-4以分別采集數個不同等待時間τ下產生的回波串信號；

步驟6、根據采集到的所述回波串信號進行核磁共振數據處理。

其中，步驟5所產生的回波串信號磁化矢量矩陣為：

M(τ，nT_E，mt_s)＝∫∫∫K₁K₂K₃F(T₁，T₂，Δχ)dT₁·dT₂·dΔχ