测井仪用电阻率成像测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及地质勘探技术领域，更具体地说，特别涉及一种测井仪用电阻率成像测量装置。该测井仪用电阻率成像测量装置，包括联合线圈结构和成像模块；联合线圈结构包括发射线圈、正交接收线圈以及平行接收线圈；成像模块，用于根据采集到的总电压响应计算平行接收线圈的第一分量电压响应和正交接收线圈的第二分量电压响应，组合第一分量电压响应和第二分量电压响应，将组合后的结果作为地层电阻率成像的输入；以探测方向为第一坐标，以该探测方向上的固定位置下的方位角为第二坐标，根据地层电阻率成像的输入进行被测地层电阻率的二维成像。该装置产生的地层电阻率成像可以直观地反映随钻仪器所在地层的电阻率以及远处地层边界的相对方位。

【技术实现步骤摘要】
测井仪用电阻率成像测量装置
本专利技术涉及地质勘探
，更具体地说，特别涉及一种测井仪用电阻率成像测量装置。
技术介绍
测井是为了探知钻井中地层界面的特性，划分地质剖面的一种工程作业，通常有电法测井、放射性测井、声波测井、成像测井、工程测井(井径、井斜)。通俗的说，如果打了一口油井，油层的准确位置是未知的，这时候需要通过测井，对取得的各种资料进行综合解释判断出油层的位置。测井仪是用于凿井领域，可对井壁进行连续扫描，也可对任意水平进行横向扫描，给出井筒竖直剖面、水平断面、井筒有效断面、井筒偏斜距离等技术资料。测井结果可由计算机屏幕直接显示，也可由绘图仪打印机给出，使用灵活方便。测井仪器的使用可以防止井筒偏斜，减少施工周期，加快施工进度，确保工程质量，间接经济效益明显，社会效益非常显著。在实际应用中，实时地质导向对油气勘探非常重要。地质导向的目的是尽可能的保持钻头在油层中行进。为了避免钻头进入低阻围岩，就要求随钻仪器提供远处地层界面的方向，以及随钻电阻率测井仪器相距远处地层界面距离的信息。请参考图1和图2，其中，图1为现有技术中第一种随钻方位电阻率测井仪器用线圈组的结构示意图；图2为现有技术中第二种随钻方位电阻率测井仪器用线圈组的结构示意图。在现有技术中，第一种随钻方位电阻率测井仪器包括线圈组，线圈组包括接收线圈1′和发射线圈2′。发射线圈采用与钻头轴线垂直的方式设置，以发射线圈设置的平面为基准，接收线圈采用倾斜结构设计。由于倾斜线圈具有与发射线圈正交的分量，因此具有方位探测能力。同时又由于倾斜线圈还具有与发射线圈平行的分量，因此测量信号中还包含了与方位无关的信息。在应用过程中，与方位无关的信息通过数据处理的方法剔除，仅保留方位探测信息。在现有技术中，第二种随钻方位电阻率测井仪器包括线圈组，线圈组包括接收线圈1″和发射线圈2″。同样以发射线圈设置的平面为基准，接收线圈垂直设置，接收线圈与发射线圈正交，因此接收接收线圈与发射接收线圈的直接耦合为零，接收信号只包含与方位有关的地层信息。上述两种随钻方位电阻率测井仪器仅能够对单一的井下技术参数进行测量，其测量参数单一，不能够并且直观地反应底层电阻率的变化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测井仪用电阻率成像测量装置，用以解决上述的问题。在本专利技术的实施例中提供了一种测井仪用电阻率成像测量装置，包括联合线圈结构和成像模块；所述联合线圈结构包括发射线圈和与所述发射线圈正交的正交接收线圈以及与所述发射线圈平行的平行接收线圈；所述成像模块，用于根据采集到的总电压响应计算平行接收线圈的第一分量电压响应和正交接收线圈的第二分量电压响应，组合所述第一分量电压响应和所述第二分量电压响应，将组合后的结果作为地层电阻率成像的输入；以探测方向为第一坐标，以该探测方向上的固定位置下的方位角为第二坐标，根据地层电阻率成像的输入进行被测地层电阻率的二维成像；其中，所述成像模块包括组合模块，所述组合模块，用于预先进行正演模型训练，得出转换系数的查找表，根据R＝k1*(VRz-k2*VRx)对第一分量电压响应和第二分量电压响应进行组合得出地层电阻率R，其中k1，k2为转换系数，VRz为第一分量电压响应，VRx为第二分量电压响应。优选地，所述成像模块包括分量采集模块，所述分量采集模块，用于：采集一周内不同方位角对应的接收线圈的总电压响应，并对在旋转一周内的接收线圈的总电压响应求平均值，作为平行接收线圈的第一分量电压响应；将所述总电压响应减去所述第一分量电压响应后的值，作为所述正交接收线圈的第二分量电压响应。优选地，所述正交接收线圈和平行接收线圈由同一根线绕制。优选地，所述正交接收线圈包括有两个结构相同并对称设置的子正交接收线圈。优选地，所述正交接收线圈的横截面为平滑弧形结构。通过上述结构设计，本专利技术中联合线圈在安装于随钻方位电阻率测井仪器中，随测井仪进入到底层后可提取随钻仪器所在地层的电阻率在方位上的变化，进而对地层电阻率进行成像。利用随钻方位电阻率测井仪器进行地质导向过程中，本专利技术产生的地层电阻率成像可以直观地反映随钻仪器所在地层的电阻率以及远处地层边界的相对方位。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中第一种随钻方位电阻率测井仪器用线圈组的结构示意图；图2为现有技术中第二种随钻方位电阻率测井仪器用线圈组的结构示意图；图3为本专利技术一种实施例中联合线圈的结构示意图；图4为联合线圈在靠近地层边界时的典型响应曲线；图5至图8均为本专利技术实施例的测井仪器沿不同电阻率地层行进时的电压响应示意图；图9至图12均为采用本专利技术实施例所提供的成像装置在不同地层中进行探测时所呈现的电阻率成像结果示意图。具体实施方式下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。请参考图3，图3为本专利技术一种实施例中联合线圈的结构示意图。本专利技术提供了一种测井仪用电阻率成像测量装置，包括联合线圈结构和成像模块。联合线圈结构包括发射线圈和与发射线圈正交的正交接收线圈Rx以及与发射线圈平行的平行接收线圈Rz。成像模块，用于根据采集到的总电压响应计算平行接收线圈Rz的第一分量电压响应和正交接收线圈Rx的第二分量电压响应，组合第一分量电压响应和第二分量电压响应，将组合后的结果作为地层电阻率成像的输入；以探测方向为第一坐标，以该探测方向上的固定位置下的方位角为第二坐标，根据地层电阻率成像的输入进行被测地层电阻率的二维成像。在本专利技术实施例中，作为一种可实施方式，成像模块包括分量采集模块、组合模块和显像模块。其中，所述分量采集模块，用于：采集一周内不同方位角对应的接收线圈的总电压响应，并对在旋转一周内的接收线圈的总电压响应求平均值，作为平行接收线圈的第一分量电压响应；将所述总电压响应减去所述第一分量电压响应后的值，作为所述正交接收线圈的第二分量电压响应。所述组合模块，用于：预先进行正演模型训练，得出转换系数的查找表，根据R＝k1*(VRz-k2*VRx)对第一分量电压响应和第二分量电压响应进行组合得出地层电阻率R，其中k1，k2为转换系数，VRz为第一分量电压响应，VRx为第二分量电压响应。显像模块，则用于根据地层电阻率成像的输入进行被测地层电阻率的二维成像。在本专利技术提供的测井仪用电阻率成像测量装置中，联合线圈具有平行接收线圈Rz和正交接收线圈Rx，并且，平行接收线圈Rz和正交接收线圈Rx由一根导线制成，由此才能够根据获取的总响应电压测量分量电压。具体地，正交接收线圈Rx包括有两个结构相同并对称设置的子正交接收线圈Rx1、Rx2。本领域技术人员可知，测井仪的钻头截面通常为圆形结构设计，因此，为了便于正交接收线圈Rx的安装，正交接收线圈Rx的横截面为平滑弧形结构。采用上述结构设计的随钻方位电阻率测井仪器进行测量获得的测量数据中，既可以提取直接反映地层背景电阻率的信息，还可以提取出反映远处地层边界所在方位以及距离的信息。其具体信息提取为：其中，三个线圈可用同一根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测井仪用电阻率成像测量装置，其特征在于，包括联合线圈结构和成像模块；所述联合线圈结构包括发射线圈和与所述发射线圈正交的正交接收线圈以及与所述发射线圈平行的平行接收线圈；所述成像模块，用于根据采集到的总电压响应计算平行接收线圈的第一分量电压响应和正交接收线圈的第二分量电压响应，组合所述第一分量电压响应和所述第二分量电压响应，将组合后的结果作为地层电阻率成像的输入；以探测方向为第一坐标，以该探测方向上的固定位置下的方位角为第二坐标，根据地层电阻率成像的输入进行被测地层电阻率的二维成像。

【技术特征摘要】
1.一种测井仪用电阻率成像测量装置，其特征在于，包括联合线圈结构和成像模块；所述联合线圈结构包括发射线圈和与所述发射线圈正交的正交接收线圈以及与所述发射线圈平行的平行接收线圈；所述成像模块，用于根据采集到的总电压响应计算平行接收线圈的第一分量电压响应和正交接收线圈的第二分量电压响应，组合所述第一分量电压响应和所述第二分量电压响应，将组合后的结果作为地层电阻率成像的输入；以探测方向为第一坐标，以该探测方向上的固定位置下的方位角为第二坐标，根据地层电阻率成像的输入进行被测地层电阻率的二维成像；其中，所述成像模块包括组合模块，所述组合模块，用于预先进行正演模型训练，得出转换系数的查找表，根据R＝k1*(VRz-k2*VRx)对第一分量电压响应和第二分量电压响应进行组合得出地层电阻率R，其中k1，k2为转换系数，VRz为第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乃震，赵齐辉，卢毓周，李永和，白锐，刘策，李敬，乔建国，任崇光，
申请(专利权)人：中国石油集团长城钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11