用于LWD/MWD测井系统的声信号衰减器技术方案

用于LWD/MWD测井系统的声信号衰减器的一个实例可以被实现为可定位在井筒中的声测井工具。所述工具包括纵向工具主体。声信号发射器和声信号接收器被安装在所述工具主体中并且彼此纵向间隔开。包括形成在所述工具主体的部分的外表面中的多个狭槽的声信号衰减器被定位在所述发射器与所述接收器之间。每个狭槽包括从所述狭槽的内表面延伸到所述狭槽中的多个突起。在操作中，每个狭槽中的所述多个突起操作来使穿过所述工具主体从所述发射器传播至所述接收器的声信号衰减。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及在井筒中实现的随钻测井(LWD)或随钻测量(MWD)测井系统。背景与来自地球的烃类的回收有关，井筒通常被使用多种不同的方法和设备来钻出。根据一种常用方法，将牙轮钻头或固定切削刃钻头抵靠地下地层旋转来形成井筒。钻头通过附接到钻头的钻柱的旋转和/或通过由地下钻井马达赋予钻头的旋转力来在井筒中旋转，所述地下钻井马达由钻井流体沿着钻柱并穿过井下马达的流动来提供动力。在一些情况下，当进行钻井时，希望评估被钻探的地层。各种仪器在钻柱中运行来测量可以被用于评估地层的参数。这种系统通常被称为随钻测井(LWD)和随钻测量(MWD)。声测井工具可以被用在MWD和LWD系统中来测量地层的声学特性，从所述声学特性可以得到所述地层的图像、机械特性或其他特征。声能是由测井工具产生的，并且声波由声测井工具中的声接收器所接收，所述声波包括由传播穿过地层或声测井系统的声能所产生的周期性振动干扰。声波可以根据它们的频率、振幅和传播速度来进行特征化。针对地层的感兴趣的声学特性可以包括压缩波速度、剪切波速度、表面波速度(例如，斯通利波)以及其他特性。声图像可以被用于描绘井筒壁状况和远离井筒的其他地质特征。声学测量在地震相关、岩石学、岩石力学以及其他领域中具有应用。声测井工具的有效运行可能由在井下由测井工具所遇到的不希望的噪声信号所妨碍。附图说明图1示出在示例性钻机中实现的示例性井下声测井工具。图2A-图2F示出在图1的井筒中在井下实现的示例性声测井工具。图3A和图3B示出形成在图1的声测井工具的工具主体的外表面上的狭槽的透视图。图4A-图4D示出形成在狭槽的内表面上的突起的实例，所述狭槽形成在图1的声测井工具的工具主体上。图5示出包括图1的声测井工具被定位所在的井的区域的实例。图6是使用图1的声测井工具来衰减声信号的示例性过程的流程图。在各图中，类似的参考符号指示类似的元件。详细描述本公开描述了用于LWD/MWD测井系统的声信号衰减器。声学测量系统(声测井工具)在LWD和电缆(wireline)测井应用中实现。在实现定位在井筒中的声测井工具的一个实例中，安装在声测井工具中的声信号发射器传输声信号(或声波)。声信号传播穿过所述区域(例如地层、多个地层或地层的部分)，井筒正穿过所述区域或已穿过所述区域来钻出。安装在声测井工具中的声信号接收器接收声响应，所述声响应包括来自地层的一个或多个声信号。声信号接收器可以包括接收器阵列，并且可以记录声响应。所述响应可以被用来确定穿过地层的压缩波和剪切波速度(以及慢度)。除了来自地层的声响应，声信号接收器还接收影响压缩波和剪切波速度测量的准确度的不希望的声信号。声信号的从发射器到接收器传播穿过声测井工具本身的部分(被称为工具模式)是这种不希望的声信号的实例。因此，所述工具模式干扰压缩波和剪切波到达，从而降低了读数的质量和准确度。在利用LWD测井系统实现的声测井工具中的不希望的声信号的其他实例包括来自钻井噪声的声信号，诸如钻头的振动、钻柱与井筒之间的撞击、钻井泥浆的循环和来自井筒中的其他噪声源的声信号。本公开描述了一种声信号衰减器，所述声信号衰减器可以被实现来减少(例如最小化或消除)穿过声测井工具传播的不希望的声信号(例如工具模式)。所述技术可以被直接应用至当钻井时使工具模式、钻井噪声以及其他不希望的声信号衰减的LWD和MWD声学/声波工具。衰减器可以在任何应用中实现，在所述应用中在相同的工具主体上纵向分开固定的发射器与接收器之间传输的声波要被隔离。实现本文所描述的技术能够增加衰减器的效率并减少工具的长度，从而产生生产速度上的增加、生产成本上的减少、制造问题上的减少以及测井数据质量上的增加。减少的工具模式还可以增加测井工具能够测量(例如具有较快的压缩波速度和剪切波速度的地层)的地层慢度的范围。图1是钻机100和钻柱4的示意图，所述钻柱4包括定位在井筒6中的声测井工具30。旋转钻机100可以包括在地面2上方升起并配备有提升设备3的钻架1。钻柱4由端到端附接(例如通过螺纹或以其他方式)的钻杆形成，并且被悬吊在井筒6中。钻头5被附接到钻柱4的井下末端来钻出井筒6。钻柱4(例如，通过软管14)被连接到泥浆泵15，所述泥浆泵15允许通过钻柱4将钻井泥浆注入到井筒6中。钻井泥浆可以从泥浆池16抽取，所述泥浆池16可以被馈送有来自井筒6的剩余泥浆。在钻井操作期间，钻柱4可以借助于装配至钻柱4的上端的方钻杆21或者可替代地由顶部驱动单元(未示出)或井下钻井马达(未示出)被驱动成旋转运动。图2A-图2F示出可以在井筒(例如图1的井筒)中在井下实现的声测井工具的示例性实现方式。一个或多个工具(例如，LWD工具、MWD工具、电缆工具)可以被附接到钻柱4并且在井筒4中在井下定位。图2A是可定位在井筒6中并且(例如连续地)可附接到一个或多个工具的声测井工具30的一些实现方式的平面视图。如图2A中所示，声测井工具30可以包括纵向工具主体206。声信号发射器202可以被安装在工具主体206中。声信号接收器204可以被安装在工具主体206中，并且与发射器202纵向间隔开。在一些实现方式中，声信号发射器202相对于声信号接收器204可以更接近井筒6的表面，而在其他实现方式中，发射器202相对于接收器204可以更接近钻头5。声信号衰减器208被形成在工具主体206的在发射器202与接收器204之间的部分的外表面中。声信号衰减器208包括多个狭槽(例如第一狭槽208a、第二狭槽208b、第三狭槽208c以及其他狭槽)。图2B是被包括在图2A中示出的工具主体206中的示例性狭槽的平面视图。图2B中示出的狭槽包括从狭槽的内表面延伸到狭槽中的多个突起。类似地，被包括在工具主体206中的每个狭槽包括从每个狭槽的内表面延伸到每个狭槽中的多个突起。所述多个突起产生针对每个狭槽的不均匀(例如波浪形)轮廓。如下文所述，每个狭槽中的多个突起操作来使沿着工具主体206从发射器202传输至接收器204的声信号衰减。所述多个突起可以具有不同的轮廓。例如，图4A和图4D中的每一个是形成为突起阵列的多个突起的透视图。如图4A中所示，阵列中的每个突起402可以终止于尖锐边缘。可替代地，如图4D中所示，每个突起408可以终止于圆形边缘。例如，图4D中示出的阵列中的突起可以通过使用表面函数(例如，z＝sin(x)·sin(y))来形成。在一些实现方式中，突起阵列可以包括终止于尖锐边缘的一个或多个突起和终止于圆形边缘的一个或多个突起的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可定位在井筒中的声测井工具，所述工具包括：纵向工具主体；声信号发射器，所述声信号发射器被安装在所述工具主体中；声信号接收器，所述声信号接收器被安装在所述工具主体中，并且与所述发射器纵向间隔开；以及声信号衰减器，所述声信号衰减器包括多个狭槽，所述多个狭槽形成在所述工具主体的在所述发射器与所述接收器之间的部分的外表面中，每个狭槽包括从所述狭槽的内表面延伸到所述狭槽中的多个突起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可定位在井筒中的声测井工具，所述工具包括：
纵向工具主体；
声信号发射器，所述声信号发射器被安装在所述工具主体中；
声信号接收器，所述声信号接收器被安装在所述工具主体中，并且与所述发射器纵向
间隔开；以及
声信号衰减器，所述声信号衰减器包括多个狭槽，所述多个狭槽形成在所述工具主体
的在所述发射器与所述接收器之间的部分的外表面中，每个狭槽包括从所述狭槽的内表面
延伸到所述狭槽中的多个突起。
2.如权利要求1所述的测井工具，其中所述多个突起被构造来使沿着所述工具主体从
所述发射器传输至所述接收器的声信号衰减。
3.如权利要求1所述的测井工具，其中所述多个狭槽被设置在所述工具主体的在所述
发射器与所述接收器之间的所述部分中的多个位置处。
4.如权利要求3所述的测井工具，其中所述多个位置形成在所述发射器与所述接收器
之间连续地布置的多个级，每个级包括所述多个狭槽中的一个或多个狭槽，并且其中更接
近所述接收器形成的第一级比更接近所述发射器形成的第二级更能够使所述声信号衰减。
5.如权利要求1所述的测井工具，其还包括定位在所述狭槽中的噪声衰减材料。
6.如权利要求5所述的测井工具，其中所述噪声衰减材料包括聚合物材料。
7.如权利要求5所述的测井工具，其中所述噪声衰减材料填充整个所述狭槽。
8.如权利要求1所述的测井工具，其中所述多个狭槽中的每一个包括弓形狭槽。
9.如权利要求8所述的测井工具，其中所述弓形狭槽是远离所述发射器的凹形和弯曲。
10.如权利要求8所述的测井工具，其中所述弓形狭槽的曲率半径将使沿着所述工具主
体从所述发射器传输至所述接收器的所述声信号衰减。
11.如权利要求9或10所述的测井工具，其中所述多个弓形狭槽中的至少两个弓形狭槽
彼此相同。
12.如权利要求1至10所述的测井工具，其中所述多个狭槽被径向地围绕工具主体的在
所述发射器与接收器之间的所述部分来设置
13.如权利要求1至13所述的测井工具，其中所述多个狭槽被纵向地沿着所述工具主体
的在所述发射器与所述接收器之间的所述部分来设置
14.权利要求1所述的测井工具，其还包括随钻测井(LWD)工具或电缆工具。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·阮，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US