随钻核磁共振测井仪器数据采集软件设计与实现-AET-电子技术应用

随钻核磁共振测井仪器数据采集软件设计与实现

电子技术应用

李凡1，师光辉2，朱万里1，程志勇3，刘居昭1

1.中国石油集团测井有限公司测井技术研究院；2.西安石油大学计算机学院；3.中国船舶集团有限公司第七一○研究所

摘要： 随钻核磁共振测井仪器能够提供不受泥浆侵入影响的原状地层孔渗特性测量，但对极端工况的适应性以及系统集成与可靠性提出了严峻考验。目前随钻核磁测井仪器技术主要掌握在国外能源巨头手中，国内随钻核磁仪器尚处于追赶阶段。为了提高随钻核磁共振测井仪器的开发效率，简化仪器测试步骤，缩短项目周期，并且根据随钻核磁共振测井仪器自身特点，设计并实现了一款基于LabVIEW语言数据采集与处理软件。该软件基于RS-485串行接口并且根据自定义测井指令下发与数据上传通信协议，实现了随钻核磁序列参数配置、数据收发、数据处理及显示等基础功能。实验结果表明，在仪器实际测试中可以准确获取水箱溶液的核磁自旋回波信号，系统收发数据响应时间能够在16 ms内完成。反演后的核磁T2谱与实验室测量基本一致。

关键词： 随钻核磁共振测井测试软件通信协议实时处理

中图分类号：TP311.5；P631.81 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257161
中文引用格式： 李凡，师光辉，朱万里，等. 随钻核磁共振测井仪器数据采集软件设计与实现[J]. 电子技术应用，2026，52(5)：39-46.
英文引用格式： Li Fan，Shi Guanghui，Zhu Wanli，et al. Design and implementation of data acquisition and processing software for NMR logging[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(5)：39-46.

Design and implementation of data acquisition and processing software for NMR logging

Li Fan1，Shi Guanghui2，Zhu Wanli1，Cheng Zhiyong3，Liu Juzhao1

1.Logging Technology Research Institute of China Petroleum Logging Co.，Ltd.；2.College of Computer Science， Xi′an Petroleum University；3.China Shipbuilding Group Co.， Ltd.， No. 710 Research Institute

Abstract： The logging-while-drilling nuclear magnetic resonance (LWD NMR) instrument can provide in-situ formation porosity and permeability measurements unaffected by mud invasion, but it poses severe challenges to adaptability under extreme conditions and system integration and reliability. Currently, the LWD NMR instrument technology is mainly held by foreign energy giants, and domestic LWD NMR instruments are still in the catching-up stage. To improve the development efficiency of LWD NMR logging instruments, simplify the instrument testing steps, and shorten the project cycle, a data acquisition and processing software based on LabVIEW language was designed and implemented according to the characteristics of LWD NMR logging instruments. This software is based on the RS-485 serial interface and a custom logging command transmission and data upload communication protocol, and it realizes basic functions such as LWD NMR sequence parameter configuration, data transmission and reception, data processing and display. Experimental results show that in the actual instrument testing, the nuclear magnetic spin echo signal of the water tank solution can be accurately obtained, the system's response time for sending and receiving data can be completed within 16 milliseconds, and the inverted NMR T2 spectrum is basically consistent with the laboratory measurement.

Key words : NMR logging while drilling；testing software；communication protocol；real-time processing

引言

随钻核磁共振测井技术作为油气勘探领域的尖端技术，能够实时、原位地获取地层的孔隙度、渗透率及流体类型等关键信息，对于实现精准地质导向和提高钻井效率具有不可替代的作用[1-2]。在国际上，以斯伦贝谢、贝克休斯为代表的油服公司已推出了成熟的随钻核磁共振仪器与配套软件系统，形成了从数据采集、实时传输到井下快速反演解释的完整技术链，显著提升了复杂储层的评价能力。相比之下，国内随钻核磁共振仪器的研发尚处于起步与追赶阶段，目前多依赖于引进国外的成套仪器与软件。然而，这些“黑箱”式的商业软件在核心算法、功能定制和二次开发方面存在诸多限制，难以满足针对特定地质条件和仪器特性的深度优化需求，这在一定程度上制约了我国自主技术的发展和迭代速度。在此背景下，自主研发一套用于地面测试、开放灵活的随钻核磁采集软件，通过可视化的参数配置、实时信号监控与自动化测试流程，可以极大地加速仪器的功能验证、性能评估与算法优化，是突破技术瓶颈、缩短研发周期的关键赋能工具。

LabVIEW是美国国家仪器公司推出的一种图形化程序开发环境。LabVIEW的核心思想是“软件即仪器”：用计算机完成仪器界面的构建和仪器功能的实现，配以外围的数据采集设备，构成虚拟测试系统。凭借其图形化编程与模块化架构，可大幅缩短开发周期（约60%），同时提供强大的实时数据处理能力[3-4]。当需要修改仪器功能时，只需要重新构建软件界面和程序代码即可，它的灵活性和资源的可重用性是传统仪器无可比拟的[1]。随钻核磁共振测井仪器测试软件完成对仪器的控制、配置参数下发、对仪器采集数据提取、对采集数据进行处理并将处理结果实时显示以及对上传和处理后的数据进行保存。该软件的研发对随钻核磁共振测井仪器板级测试、系统联调以及测试结果分析起着至关重要的作用[2]。

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作者信息：

李凡1，师光辉2，朱万里1，程志勇3，刘居昭1

（1.中国石油集团测井有限公司测井技术研究院，陕西西安 710077；

2.西安石油大学计算机学院，陕西西安 710065；

3.中国船舶集团有限公司第七一○研究所，湖北宜昌 443000）

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