CN1149405C - 核磁共振测井组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于形成在一地层井筒中的测井组件，组件包括一个可以通过井筒降下并设置在其一个选定部位中的套管，以及一个NMR测井装置，NMR装置包括用于将一磁场感应到地层的一个选定区域中的磁化装置、用于将无线电频率(RF)信号传入所述选定区域中并用于从所述选定区域接受响应RF信号的天线装置、以及用于收集反映响应RF信号的数据的数据收集装置，数据收集装置可取出地设置在套管内部中；其中用于感应磁场的装置包括套管的一个磁化段。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于形成在一个地层中的井筒的测井组件。更具体地，本发明涉及一种用于核磁共振(NMR)测井的组件，其中一个磁场施加到地层一个选定的区域中，并且一个天线设备将天线电频率(RF)信号传入此选定的区域中并以此接受响应的RF信号。NMR测井工具通常应用以获取有关地层的含氢量的信息。在操作时磁场与氢核的磁矩对齐，而且传递的RF信号重新定位氢核的磁矩。磁矩返回至其对齐位置的比率提供了有关其中液体存放的孔的信息。NMR测井工具通常在井筒的一个下部开口段中的电缆上工作。
背景技术
WO-9803767-A公开了一种测井方法，其中一个测井工具组设置在一个套管的下端部中，此下端部称为套管靴轨，并且将定位在井筒中。测井工具在套管靴轨通过井筒的开口段下降的过程中工作。在安装套管后测井工具组收回到地面上。如果一个NMR工具要包括进工具组中，公知方法会产生一种问题，因为为了合适的磁场强度必须在工具组中采用相对较大尺寸的磁铁，这样工具组的较大的直径很难接受。相反，如果为了使工具组的尺寸可以被接受而采用较小直径的磁铁，则感应的磁场会很弱。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种改进的NMR测井组件，它可以将很强的磁场感应到地层中并且没有上述缺陷。
根据本发明，提供了一种应用于地层的井筒中的测井组件，组件包括：
—一个可以穿过井筒被降下并设置在其一个选定部位中的套管；
以及
—一个核磁共振测井装置，包括用于将一磁场感应到地层的一个选定区域中的磁化装置，用于将无线电频率(RF)信号传入所述选定区域中并用于从所述选定区域接受响应RF信号的天线装置，以及用于收集反映响应RF信号数据的数据收集装置，数据收集装置可取出地设置在套管内部中；其中用于感应磁场的装置包括套管的一个磁化段。
通过使用做为NMR磁铁的一段套管，可以使磁铁的尺寸较大并且在地层中感应较强的磁场。这同现有技术中的设备相反，在现有技术的设备中NMR磁铁必须装入测井工具组中。此外，在测井工具组中没有较大的磁铁可以使这种工具组的直径很小。
附图说明
下面结合附图以示例性的方式详细描述本发明，其中：
图1是本发明测井组件第一实施例的一立体图；
图2是沿图12-2线的一个剖视图；
图3是本发明测井组件第二实施例的一立体图。
具体实施方式
在附图中相同的附图标记表示相同的部件。
参见图1和2，其中示出了一个管状套管1，套管1要放入一井筒(未示出)中。套管1包括一个磁化的套管段3，套管段3在通过套管1纵轴的一个平面(未示出)的相对侧上带有磁极N和S。磁化的套管段3位于套管1的下端部中，也称为套管靴轨。一个天线设备4设置在磁化的套管段3的外表面上，此天线设备包括一对线圈5，7，它们都用做将NMR无线电频率(RF)信号传入围绕井筒的地层(未示出)的发射器和从地层接受响应的RF信号的接受器的作用，线圈5，7设置在磁化的套管段3的相对侧上。
包括一支架9的测井组通过套管1同心延伸并以可拆卸的方式固定连接到套管1的内表面上。支架9包围一个电子设备12，电子设备12用于控制发射器线圈发射的RF信号并收集由接收器线圈接受的代表响应RF信号的数据。电子设备12由导线14与线圈5，7连接，并设有一个用于贮存代表RF响应信号数据的电子存储器(未示出)。导线14设计成当从套管1内部取出测井组时可以在一选定的较弱处断开。支架9在其上端设有一个闩锁机构(未示出)，用于闩锁一个电缆，电缆用于通过井筒将测井组回收到地面上。
在正常的操作过程中套管1将要位于井筒的一个开口(即未设套管的)段中并由此通过井筒下降。当磁化的套管段3穿过井筒的开口段时，磁化的套管段3在围绕开口井筒段的地层的一个区域中感应一个磁场。由于表现为磁化的套管段3的NMR磁铁的尺寸较大，磁场相对较强。同时天线设备4的线圈5，7由电子设备12操作，以将RF信号传入地层中所述的区域中并从此接受响应的RF信号。通过在套筒的外表面上设置线圈5，7，与现有技术相比可以大大改进信号的信/噪比，因为信号不需要通过井筒中的钻井流体。接受的响应信号做为测井数据贮存在电子存储器中。在套管1到达其在井筒上的指定位置后，一条电缆通过井筒降下闩锁到支架9的闩锁机构上。然后电缆被拉到地面上，将支架从套管1的内表面上释放并且断开导线14。于是测井组收回到地面上，从存储器读取测井数据。磁化的套管段3和连到其上的线圈组5，7保持在井筒中。
参见图3，其中示出了本发明一个NMR测井组件的第二实施例。第二实施例基本与图1和3中所示的第一实施例相同，主要的区别在于天线设备4设置在测井组的支架9上而不是在套管上。套管1包括两个磁化的套管段3a，3b，它们设置成彼此隔开一段轴向距离，其中在其之间有一个由玻璃纤维增强环氧树脂(GRE)制成的窗口套管段16。每个套管段3a，3b与图1和2中的磁化的套管段3相似。天线设备4位置与GRE窗口套管段16相对，这样发射和接受的RF信号通过GRE窗口套管段16而不会有很大的衰减。
第二实施例的正常操作基本与上述第一实施例的正常操作相似。在测井操作之后，天线设备4与测井组的支架9一起被收回地面。
并非在地面从电子存储器读取测井数据，而是可以在电缆闩锁到测井组之后由一个装在电缆中的电导体在井下读取测井数据。
并非使用一个用于回收测井组的电缆，而是为此可以使用一个卷管、一个冲洗管或一个钻管。而且，可以由一泵出操作回收测井组。
在以上的详细说明中，已示出磁化的套管段在通过套管纵轴的一个平面的相对侧上带有磁极N和S。在变化的实施例中可以采用其他的磁极方位，例如磁极在垂直于套管纵轴的一个平面的相对侧上。
不用导线将电子设备连到线圈上，而是可以采用一个电感耦合。
Claims (8)
1.一种应用于地层的井筒中的测井组件，组件包括：
—一个可以穿过井筒被降下并设置在其一个选定部位中的套管；以及
—一个核磁共振测井装置，包括用于将一磁场感应到地层的一个选定区域中的磁化装置，用于将无线电频率RF信号传入所述选定区域中并用于从所述选定区域接受响应RF信号的天线装置，以及用于收集反映响应RF信号数据的数据收集装置，数据收集装置可取出地设置在套管内部中；其中用于感应磁场的装置包括套管的一个磁化段。
2.根据权利要求1所述的测井组件，其特征在于，磁化的套管段具有一个管状形状，并且磁化的套管段的磁极位于通过磁化的套管段纵轴的一个平面的相对侧上。
3.根据权利要求1或2所述的测井组件，其特征在于，天线设备包括一组设置在套管外表面上的线圈，线圈由一个电导体和一个电感耦合之一导电连接到数据收集装置上。
4.根据权利要求1或2所述的测井组件，其特征在于，天线装置设置在套管上并与一个所述套管的窗口段相对，窗口段由一种使核磁共振信号基本不会由窗口段衰减通过的材料制成。
5.根据权利要求4所述的测井组件，其特征在于，所述材料包括玻璃纤维增强环氧树脂。
6.根据权利要求4所述的测井组件，其特征在于，用于感应磁场的装置包括设置在窗口套管段相对侧上的两个所述磁化的套管段。
7.根据权利要求1或2所述的测井组件，其特征在于，数据收集装置设置在一个设在套管内部中的支架中，支架设有用于将支架回收到地面上的装置。
8.根据权利要求7所述的测井组件，其特征在于，用于将支架回收到地面上的装置包括一个用于将支架闩锁到一卷管、一冲洗管、一钻管以及一电缆之一上的闩锁机构。
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