CN102865067B - 随钻方位电磁波电阻率测井仪的阵列线圈系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的阵列线圈系，其中，阵列线圈系(2)绕于线圈载体(1)上相应的孔或槽内，阵列线圈系(2)包括多组发射线圈和多组接收线圈，多组发射线圈为对称分布的不同源距的纵向线圈，多组接收线圈对称分布于阵列线圈系(2)的中心两侧，其中包括线圈系磁偶极子方向与仪器同轴的纵向线圈和线圈系磁偶极子方向与仪器轴向垂直的横向线圈。根据本发明布置的阵列线圈系能够获得地层方位、倾角、电阻率及各向异性的特征，还可以获得地层构造变化和井眼离储层边界的距离等信息，对于钻井过程中的精确地质导向和储层评价有重要的作用。本发明适用于油气勘探中的测井技术领域。

Description

随钻方位电磁波电阻率测井仪的阵列线圈系

技术领域

本发明涉及一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的阵列线圈系，属于油气勘探中的测井技术领域。

背景技术

常规电磁波电阻率测井仪利用沿仪器轴向布置的纵向线圈系(即线圈的磁偶极子方向与仪器同轴)测量地层电阻率。其测量结果基本上是环井周的地层电阻率的总体效果，但是对地层电阻率在方位上的变化不敏感。尽管其也会受电阻率各向异性的影响，但无法在没有约束条件的情况下求解电阻率的各向异性值。更重要的是，常规电磁波电阻率难以确定大斜度或水平井眼离上下围岩边界的距离，尤其是其难于确定方向。常规电磁波电阻率仪的局限性表明其无法满足精确地质导向和地层评价的需求。

随钻方位电磁波电阻率测井仪同时具有常规电磁波电阻率和方位电阻率的测量功能，从而可获得地层方位、倾角、电阻率及各向异性的特征，还可以获得地层构造变化和井眼离储层边界的距离等信息，这对于钻井过程中的精确地质导向和储层评价有重要作用。该仪器对于提高油气采收率、降低作业成本及风险具有重要作用。而研发该仪器的关键就是方位阵列线圈系的设计。

目前斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿等国际性大公司均拥有随钻方位电阻率测井仪器并在实际生产中获得广泛应用，取得了良好的应用效果，而国内的研究基本为空白。本发明提出的新型方位电阻率测井仪器阵列线圈系具有独特的优势和合理的地质应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的阵列线圈系，其能够实现精确地质导向和地层评价的需求。

根据本发明的随钻方位电磁波电阻率测井仪的阵列线圈系，其中，阵列线圈系绕于线圈载体上相应的孔或槽内，阵列线圈系包括多组发射线圈和多组接收线圈，多组发射线圈为对称分布的不同源距的纵向线圈，多组接收线圈对称分布于阵列线圈系的中心两侧，其中包括线圈系磁偶极子方向与线圈载体同轴的纵向线圈和线圈系磁偶极子方向与线圈载体轴向垂直的横向线圈。

优选地，发射线圈的纵向线圈源距在12英寸至60英寸之间，线圈发射的信号频率在100kHz至5MHz之间。

优选地，接收线圈的纵向线圈和接收线圈的横向线圈正交，其中心为同一点。其中，多组发射线圈依次发射信号进入地层，多组接收线圈测量到相应的信号，该信号含有地层的特性信息。

优选地，发射线圈为三组，接收线圈为两组。其中，三组发射线圈从阵列线圈系的中心向外可以分别为近源距对称发射线圈、中源距对称发射线圈和远源距对称发射线圈；两组接收线圈从阵列线圈系的中心向外可以分别为纵向线圈和横向线圈。

优选地，接收线圈的纵向线圈之间的间距为6英寸至12英寸之间；接收线圈的横向线圈之间的间距为6英寸至24英寸之间；在阵列线圈系中心点同侧的纵向接收线圈和横向接收线圈之间的间距为0英寸至12英寸之间。

优选地，线圈载体是无磁钻铤，在线圈的正下方并沿着垂直于线圈的方向可以刻有沟槽，沟槽内部为绝缘介质，其形成的空间有利于磁力线的通过。

根据本发明设置的阵列线圈系，能够精确地反映地层各向异性的信息，并可以反演地层的方位、倾角、井眼离储层边界的距离等信息，在测井领域具有突出的作用。

附图说明

图1显示了根据本发明的阵列线圈系的布置示意图。

图2显示了根据本发明的阵列线圈系的特殊布置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

参见图1，其中显示了根据本发明的阵列线圈系的布置示意图。如图1所示，主要的结构包括线圈载体1，阵列线圈系2，其中阵列线圈系2绕于线圈载体1上相应的孔或槽内。若载体是无磁钻铤，则在线圈的正下方并沿着垂直于线圈的方向刻有沟槽，沟槽内部为绝缘介质，其形成的空间有利于磁力线的通过，便于信号的检测。

阵列线圈系2具有三组发射线圈T1、T1′，T2、T2′，T3、T3′，该三组发射线圈均为对称分布的纵向线圈，且源距在12英寸至60英寸之间，线圈发射的信号频率在100kHz至5MHz之间。其中，T1、T1′为近源距对称发射线圈，T2、T2′为中源距对称发射线圈，T3、T3′为远源距对称发射线圈。另外，两组接收线圈RZ1、RZ1′，RX1、RX1′也对称分布于阵列线圈系2的中心两侧。其中，RZ1、RZ1′为线圈系磁偶极子方向与仪器(线圈载体1)同轴的纵向线圈，两者的间距为6英寸至12英寸之间；RX1、RX1′为线圈系磁偶极子方向与仪器(线圈载体1)轴向垂直的横向线圈，两者的间距为6英寸至24英寸之间。纵向接收线圈组RZ1、RZ1′与横向接收线圈组RX1、RX1′正交。纵向接收线圈组RZ1、RZ1′与横向接收线圈组RX1、RX1′的中心为同一点，在线圈系中心点同侧的纵向接收线圈RZ1或RZ1′和横向接收线圈RX1或RX1′之间的间距为0英寸至12英寸之间。

作业时，三组发射线圈T1、T1′，T2、T2′，T3、T3′依次发射信号进入地层，接收线圈RZ1、RZ1′，RX1、RX1′测量到相应的信号，该信号含有地层的特性信息。由于接收线圈组中含有纵向线圈和横向线圈，所以具备z-z和z-x线圈的组合测量功能，从而可以反映地层各向异性的信息，并可以反演地层的方位、倾角、井眼离储层边界的距离等信息。

参照上述实施例并根据本发明的内容，可以得到一种特殊的情形，即位于线圈系中心点同侧的纵向接收线圈与横向接收线圈之间的间距为0英寸，该相应的方位电阻率测井仪阵列线圈系结构如图2所示。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的阵列线圈系，其中，所述阵列线圈系(2)绕于线圈载体(1)上相应的孔或槽内，其特征在于：所述阵列线圈系(2)包括多组发射线圈和多组接收线圈，所述多组发射线圈为对称分布的不同源距的纵向线圈，所述多组接收线圈对称分布于所述阵列线圈系(2)的中心两侧，其中包括线圈系磁偶极子方向与所述线圈载体(1)同轴的纵向线圈和线圈系磁偶极子方向与所述线圈载体(1)轴向垂直的横向线圈；

所述发射线圈为三组，所述接收线圈为两组；三组所述发射线圈从所述阵列线圈系(2)的中心向外分别为近源距对称发射线圈、中源距对称发射线圈和远源距对称发射线圈；两组所述接收线圈从所述阵列线圈系(2)的中心向外分别为纵向线圈和横向线圈；所述接收线圈的所述纵向线圈之间的间距为6英寸至12英寸之间；所述接收线圈的所述横向线圈之间的间距为6英寸至24英寸之间；

作业时，三组发射线圈依次发射信号进入地层，两组接收线圈测量到含有地层特性信息的信号，能够反映地层各向异性的信息，并能够反演地层的方位、倾角、井眼离储层边界的距离信息。

2.根据权利要求1所述的阵列线圈系，其特征在于：所述发射线圈的所述纵向线圈源距在12英寸至60英寸之间，线圈发射的信号频率在100kHz至5MHz之间。

3.根据权利要求1所述的阵列线圈系，其特征在于：所述接收线圈的所述纵向线圈和所述接收线圈的所述横向线圈正交，其中心为同一点。

4.根据权利要求1所述的阵列线圈系，其特征在于：所述多组发射线圈依次发射信号进入地层，所述多组接收线圈测量到相应的信号，所述信号含有地层的特性信息。

5.根据权利要求1所述的阵列线圈系，其特征在于：在所述阵列线圈系(2)中心点同侧的纵向接收线圈和横向接收线圈之间的间距为0英寸至12英寸之间。

6.根据权利要求1所述的阵列线圈系，其特征在于：所述线圈载体(1)是无磁钻铤，在线圈的正下方并沿着垂直于线圈的方向刻有沟槽，所述沟槽内部为绝缘介质，其形成的空间有利于磁力线的通过。