一种地层定向电阻率测量方法及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，特别涉及一种进行地层定向电阻率测量的方法及装置。该方法，包括步骤：在井眼中旋转电阻率测量仪；通过配置在电阻率测量仪中的第一缝隙天线发射电磁信号；通过配置在所述电阻率测量仪中的第二缝隙天线接收电磁信号；在电阻率测量仪的一个旋转周期内，获取第二缝隙天线感生电压的正弦波；获得所述电阻率测量仪的一个旋转周期内所述第二缝隙天线上感生电压的峰、谷振幅和旋转角度；推导出地层边界的距离和方向信息。本发明专利技术提供的地层定向电阻率测量方法，操作步骤简单有效，相比现有技术，更为经济节约和容易生产，提高了技术水准。

【技术实现步骤摘要】
一种地层定向电阻率测量方法及装置
本专利技术涉及地质勘探
，具体而言，涉及一种地层定向电阻率测量方法及装置。
技术介绍
在石油工业领域，众所周知的使用电气测量方法采集井下信息的方法有多种，如随钻测井(“LWD”)，随钻测量(“MWD”)。此类技术早已用来获取地层电阻率(或电导率；术语“电阻率”和“电导率”，但在本专利技术中可通用)和各种岩石物理模型(如Archie定律)，以助于确定地层以及相应流体的岩石物理性质。在现有技术中，电阻率是确定多孔地层中油气(如原油或天然气)和水含量的重要参数。尽量让钻井孔保持产油层(含烃层)里，以尽可能最大限度地提高采收率。随着现代钻井技术和测井技术的发展，水平钻井，即钻井和地质层至少成一角度，越来越普遍，因为它可以提高产油层(含烃层)的暴露长度，以最大程度地把钻井孔保持在产油层(含烃层)里，尽可能最大限度地提高采收率。因此，具备方位敏感性的定向电阻率测量仪是后续钻井转向必须的。转向决定可以根据地层边界识别测量结果，地层角检测和断裂特性做出。定向电阻率测量通常包括发射和/或接收横向(x-型或y-型)或混合型(比如混合x-和z-型)电磁波。在进行此类测量中可采用各种类型的天线配置，比如图1A所示的横向天线配置(x-型)，如图1B所示的双平面天线配置，如图1C所示的鞍形天线配置(x-型和z-型，混合型)，以及如图1D所示的倾斜天线。图1A中的横向天线的磁矩所指示的方向垂直于定向电阻率测量仪的纵向轴，其上配有纵向天线。双平面天线、鞍形天线和倾斜天线配置如图1B、1C和1D所示，能发射或接收磁场的横向分量，进行方位电阻率测量。如上所述，尽管定向电阻率测量仪已经被商业上使用，但是这些测量仪的精度不高，作用距离短，仍然需要对电阻率测量仪的天线配置进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种地层定向电阻率测量方法及装置，以解决目前测量仪的精度不高，作用距离短的问题。在本专利技术提供了一种地层定向电阻率测量方法，包括以下步骤：在井眼里旋转电阻率测量仪；通过配置在电阻率测量仪中的第一缝隙天线发射电磁信号；通过配置在电阻率测量仪中的第二缝隙天线接收电磁信号；在电阻率测量仪的一个旋转周期内，获取第二缝隙天线感生电压的正弦波，获得所述电阻率测量仪的一个旋转周期内所述第二缝隙天线上感生电压的峰、谷振幅和旋转角度；推导出地层边界的距离和方向信息。内部具有导线的所述第一缝隙天线和内部具有导线的所述第二缝隙天线配置在所述电阻率测量仪外表面上的缝隙。导线将缝隙端壁与位于缝隙另一端的同轴连接器的中心导体电连接，形成磁偶极子，产生磁场。通过所述同轴连接器将缝隙的电线与一电路连接起来，用于发射信号。本专利技术还提供一种地层定向电阻率测量装置，包括：带纵向轴和外表面的电阻率测量仪；在电阻率测量仪外表面形成，并且大体上平行于电阻率测量仪纵向轴线的多条缝隙；多条导线，设置在所述缝隙里，并且将所述缝隙的端壁与位于所述缝隙另一端的同轴连接器的中心导体连接，形成磁偶极子天线；所述磁偶极子天线包括第一缝隙天线和第二缝隙天线，形成至少一个发射机-接收机天线组，所述第一缝隙天线和所述第二缝隙天线分别用于执行电磁信号的发射和接收。所述地层定向电阻率测量装置还包括同轴连接器，将所述导线与一个电路连接起来，用于处理待发射或接收的电磁信号。所述地层定向电阻率测量装置还包括在所述电阻率测量仪表面形成，并且横跨缝隙的多条沟槽，用于加强电磁信号的发射和接收。所述沟槽与电阻率测量仪上的缝隙正交。所述地层定向电阻率测量装置，在缝隙里填充有导磁材料。所述地层定向电阻率测量装置，在缝隙里填充有防护材料。本专利技术上述用于地层定向电阻率测量的装置，由于提供了一种结构简单易于操作的磁偶极子天线和基于该天线的装置，相比现有技术，精度更高，作用距离更广。附图说明图1A所示为常规电阻率测量仪中横向环形天线的已有技术；图1B、1C、1D所示为可以放射或接收磁场横向分量，进行方位电阻率测量的天线实施例的已有技术；图2所示为配有一个常规随钻测井系统的定向电阻率测量仪正面图；图3A所示为在本专利技术的其中一个实施例中，如图2所示的带缝隙天线的定向电阻率测量仪的透视图；图3B所示为沿AA’的如图3A所示的缝隙天线的剖面图；图3C所示为沿BB’的如图3A所示的缝隙天线的剖面图；图4A所示为在本专利技术的其它实施例中，配有缝隙天线和多条横向缝隙的定向电阻率测量仪；图4B所示为沿CC’的缝隙天线剖面图；图5A所示为在本专利技术的其中一个实施例中带一对发射机天线和接收机天线的定向电阻率测量仪的透视图；图5B所示为在本专利技术的其它实施例中，带一对发射机天线和接收机天线，配有多条横向缝隙的定向电阻率测量仪的透视图；图6A所示为如图5B所示的发射机天线生成的发射矢量磁场；图6B所示为如图5B所示的发射机天线在方位平面上形成的放射磁场强度；图7所示为在本专利技术的其中一个实施例中，在仿真模型中运作图5B中的定向电阻率测量仪的示意图，用于展示定向电阻率测量仪的方位敏感性；图8A所示为接收机天线感生电压虚部数据图对比定向电阻率测量仪旋转角度在图7中的模型的仿真结果；图8B所示为接收机天线上感生电压的实部对比定向电阻率测量仪旋转角度模型的仿真结果；图9所示为接收机天线感生电压振幅数据图对比电阻率界面距离在图7中的模型的仿真结果；图10所示为在本专利技术的其中一个实施例中进行定向电阻率测量的流程图。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。图2所示为在本专利技术的其中一个实施例中配有一个常规随钻测井系统200定向电阻率测量仪212的正面图。常规随钻测井系统200包括钻机202、钻柱206、钻头210和定向电阻率测量仪212。钻柱206，在钻机202的支持下，可从表面204伸入到井眼208中。钻柱206可带上钻头210和定向电阻率测量仪212，在钻井过程中进行地层的地质特性测量。在其中一个实施例中，钻柱206也包括泥浆脉冲遥测系统、钻井电机、测量传感器，比如核测井仪和方位角传感器，比如加速计、回旋仪或磁力计，加快周围地层的测量。当然，钻柱206可以与起重设备组合在一起，用于举起或放下钻柱206。在本专利技术中，定向电阻率测量仪212不仅仅可以运用在随钻测井系统(“LWD”，LoggingWhileDrilling)中，也可以应用到随钻测量系统(“MWD”，MeasureWhileDrilling)和试井应用中。当然，定向电阻率测量仪212也可在任何钻井环境下使用，岸上或近海，也可与各种钻井平台一起使用，包括但不限于固定、浮式和半潜平台。图3A所示为在本专利技术的其中一个实施例中如图2所示的定向电阻率测量仪212的透视图。定向电阻率测量仪212可包括配置在其上的缝隙天线302。图3B所示为沿AA’的如图3A所示的缝隙天线302的剖面图。缝隙天线302可以包括定向电阻率测量仪212外表面上形成的缝隙304，带一条电线306安放在里面。电线306通电后可以将缝隙304的端壁308与缝隙304另一端的同轴连接器310的中心导体电连接。同轴连接器310可以将缝隙304里的电线306与电路室312连接起来，可安放在缝隙304外面和定向电阻率测量仪212外表面300下面。电路室312可以配上发射机和接收机电路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地层定向电阻率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：在钻孔里旋转电阻率测量仪；通过配置在电阻率测量仪中的第一缝隙天线发射电磁信号；配置在电阻率测量仪中的第二缝隙天线接收电磁信号；在电阻率测量仪的一个旋转周期内，获取第二缝隙天线感生电压的正弦波，获得所述电阻率测量仪的一个旋转周期内所述第二缝隙天线上感生电压的峰、谷振幅和旋转角度；推导出地层边界的距离和方向信息。

【技术特征摘要】
2013.03.05 US 137863181.一种地层定向电阻率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：在井眼里旋转电阻率测量仪；通过配置在电阻率测量仪中的第一缝隙天线发射电磁信号；通过配置在电阻率测量仪中的第二缝隙天线接收电磁信号；在电阻率测量仪的一个旋转周期内，获取第二缝隙天线感生电压的正弦波，获得所述电阻率测量仪的一个旋转周期内所述第二缝隙天线上感生电压的峰、谷振幅和旋转角度；推导出地层边界的距离和方向信息；内部具有导线的所述第一缝隙天线和内部具有导线的所述第二缝隙天线配置在所述电阻率测量仪外表面上的缝隙；导线将缝隙端壁与位于缝隙另一端的同轴连接器的中心导体电连接，形成磁偶极子，产生磁场。2.根据权利要求1所述的地层定向电阻率测量方法，其特征在于，通过所述同轴连接器将缝隙的电线与一电路连接起来，用于发射信号。3.一种地层定向电阻率测量装置，其特征在于，包括：带纵向轴和外表面的电阻率测量仪；在所述电阻率测量仪外表面形成，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘策，李敬，
申请(专利权)人：贝兹维仪器苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32