本发明专利技术描述了多种天线装置，每个天线线圈围绕工具体部设置在天线路径中。天线路径穿过交替的槽和棱。在每种实施方式中，至少一个槽以相对于工具体部的纵轴线的非轴向方向被设置在工具体部中。天线线圈能为轴向线圈或斜线圈。可包括被定向在轴向方向的额外的槽。还描述了一种包括使用包括至少一个公开的天线装置的工具获取多个数据对的方法，每个数据对包含在接收器的感生信号和对应的工具面角；以及通过计算由多个数据对概略估算的感生信号函数的区域来生成包含关于地层的方向的信息的测量结果的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于定向电磁测井的方法和工具 相关申请的交叉引用 本申请要求了提交于2013年4月1日的美国临时申请第61/807,236号、提交于 2013年10月23日的美国非临时申请第14/061，566号和提交于2013年10月23日的美国 非临时申请第14/061，572号的优先权。
技术介绍
本专利技术总体涉及测井工具的领域，并且特别地涉及电磁测井工具。更具体地，本发 明涉及多种定向天线和工具设计，以及在钻井时用于定向电磁测井的方法。 在油气勘探和生产领域中已知多种测井技术。这些技术使用配备有适用于将能量 释放到被井孔穿透的地下地层中的发射器的仪器或工具。在该描述中，"仪器"和"工具"可 互换地被使用于表示例如电磁仪器（或工具）、有线工具（或仪器）或随钻测井工具（或仪 器）。释放的能量与周围的地层互相作用，以产生随后被一个或多个传感器检测或测量的信 号。通过处理检测到的信号数据，能生成地层特性的概况。 更具体地，包括电磁感应和波传播测井工具的电磁测井工具被使用于确定包围井 孔的地层的电特性。该测井工具获得关于地层的电阻率（或它的倒数，电导率）的测量结 果，当解读时，该测量结果表示地层和其中的流体的岩多种石物理特性。电磁感应电阻率测 井的物理原理是众所周知的。 电磁测井工具使用由天线线圈或由一圈或多圈导线形成的、用于短缠绕支撑物的 线圈形成的发射和接收天线。在某些实施方式中，该天线可操作地作为发射器和/接收器。 本领域的技术人员应该了解的是，天线可被使用为一时作为发射器而另一时作为接收器。 还应该了解的是，这里公开的发射-接收器由于对等原则可互换，即是，"发射器"可被使用 为"接收器"，反之亦然。 传统的电磁测井采用不具有方位感知性的非定向发射和接收天线。在高角度或横 向井中，获得的测量结果不带方向，天线不包含关于地层的方向的信息，该信息例如允许分 辨井孔是否从上面或下面接近导电层。该信息被使用于井位应用中。测井工具包含诸如美 国专利第5508616、美国专利第6163155、美国专利第6476609中所述的定向天线（具有方 位感知性的天线）。该测井工具能提供包含关于地层方向的信息的方向测量结果。该测井 工具还进一步地提供了使用于不同地层评估应用的多种信息。 随钻测井电磁测井工具的一个难题是保护天线线圈，以经受住严苛的恶劣井下环 境。在现有技术中已知的一种保护天线的设计是通过径向地减少铤部的尺寸将铤部的一部 分设置为"颈缩"，以提供深而宽的槽。天线线圈缠绕领部的减少的径向尺寸区域，天线线圈 被隔离层从减少区域的表面分隔开，并且开缝的套筒或护罩被提供，且被固定于天线线圈 上方的位置。在美国专利第4536714号、美国专利第4949045号、美国专利第6297639号和 美国专利第6566881号中描述了该类型的多种天线设计。 在现有技术中已知的另一种设计是，直接在具有穿过钻铤的厚度的槽的钻铤中的 路径提供天线线圈，而没有在所述的第一方法中设立的被设置围绕天线线圈的开缝的护 罩。在路径中的暴露在槽中的天线线圈通过设置在槽中的非金属材料来保护，而路径中的 在槽之间的天线线圈通过路径所穿过的钻铤的材料来保护。在美国专利第5138263号、美 国专利第5530358号、美国专利第6577129号、美国专利第7057392号、美国专利第7414407 号和美国专利第7839149号中描述了该类型的多种天线设计。 在美国专利第7382135号、美国专利第8195400号中描述了多种处理方法，其用于 从由包括定向天线的随钻测井电磁测井工具采集的数据生成测量结果。
技术实现思路
在至少一个方面，本专利技术涉及一种天线装置。该天线装置包括带有纵轴线的工具 体部，工具体部具有外表面。在外表面中，减少的径向尺寸的多个槽间隔围绕工具体部。多 个槽的至少一个以相对于工具体部的纵轴线的非轴向方向定向。在外表面中，提供径向尺 寸近似地或大致地与工具体部的外表面齐平的多个棱，多个棱中的每个棱都将多个槽的至 少两个相邻的槽隔开。天线装置还包括横穿围绕工具体部的多个槽和多个棱的天线路径。 天线装置还包括设置在天线路径中的线圈。 在至少一个方面，本专利技术涉及一种在被形成在地层中的井孔中获得测量结果的方 法。该方法包括将包含发射器和接收器的工具设置在井孔中，发射器和接收器中的至少一 个包含天线装置。天线装置包括带有纵轴线的工具体部，该工具体部具有外表面。在外表 面中，减少的径向尺寸的多个槽间隔围绕工具体部。多个槽的至少一个以相对于工具体部 的纵轴线的非轴向方向定向。在外表面中，提供径向尺寸近似地或大致地与工具体部的外 表面齐平的多个棱，多个棱中的每个棱都将多个槽的至少两个相邻的槽隔开。天线装置还 包括横穿围绕工具体部的多个槽和多个棱的天线路径。天线装置还包括设置在天线路径中 的线圈。该方法还包括从发生器选择性地发射电磁能量。该方法还包括在接收器获得与发 射的能量相关的多个数据对。 在至少一个方面，本专利技术涉及一种用于在井孔中获得数据的井下测量工具。井下 测量工具包括被围绕第一工具体部部署的至少一个发射器和被围绕第二工具体部部署的 至少一个接收器，接收器与发射器轴向地间隔开。发射器和接收器中的至少一个是上述的 天线装置。天线装置包括带有纵轴线的工具体部，该工具体部具有外表面。在外表面中，减 少的径向尺寸的多个槽间隔围绕工具体部。多个槽的至少一个以相对于工具体部的纵轴线 的非轴向方向定向。在外表面中，提供径向尺寸近似地或大致地与工具体部的外表面齐平 的多个棱，多个棱中的每个棱都将多个槽的至少两个相邻的槽隔开。天线装置还包括横穿 围绕工具体部的多个槽和多个棱的天线路径。天线装置还包括设置在天线路径中的线圈。 在至少一个方面，本专利技术涉及一种方法。该方法包括将工具设置在设置在地层中 的井孔中，工具包括至少一个发射器和至少一个接收器。发射器和接收器中的至少一个是 定向天线。发射器和接收器相对于彼此径向地间隔。该方法包括在井孔中获取多个数据对， 每个数据对都包含在至少一个接收器的信号和总工具面范围中的对应的工具面角。该方法 包括计算由多个数据对概略估算的感生信号函数的至少一个区域，以生成表示地层的特征 的测量结果的步骤。 在至少一个方面，本专利技术涉及一种井下测量工具。该井下测量工具包括具有纵轴 线的工具体部。该井下测量工具包括围绕工具体部部署的至少一个发射天线。该井下测量 工具包括围绕工具体部部署的至少一个接收天线，接收天线与发射天线轴向地间隔开。发 射天线和接收天线的中的至少一个包含定向天线。井下测量工具包括控制器，其被配置为： (i)使得工具在地下井孔中旋转时获取多个数据对，每个数据对包含感生信号测量结果和 对应的工具面角；并且（ii)计算井下的由多个数据对概略估算的感生信号函数的至少一 个区域，以生成表示地层特征的测量结果。 提供该概述以引入下面进一步描述的一系列概念。该概述不旨在确定权利要求的 主题的关键或重要的特征，也不旨在被使用为帮助限制权利要求的主题的范围。【附图说明】 将参考下列附图描述用于定向电磁测井的天线、工具和方法的实施方式。相同的 附图标记在所有附图中被使用于表示相似的特征和构件。 图1是被使用于与本专利技术的多种实施方案相关联本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种天线装置，其包含：工具体部12‑1，所述工具体部12‑1具有纵轴线341和外表面12‑2，所述工具体部12‑1包含：多个槽342，每个槽342都具有减小的径向尺寸，所述多个槽342围绕所述工具体部12‑1间隔开，所述多个槽342中的至少一个以相对于所述工具体部的纵轴线34的非轴向方向定向；多个棱344，所述多个棱344围绕所述工具体部12‑1间隔开，所述多个棱中的每一个将所述多个槽中的至少两个相邻的槽分隔开；天线路径347，所述天线路径347横穿围绕所述工具体部12‑1间隔开的多个槽342和多个棱344；以及线圈340，所述线圈340被置于所述天线路径347中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑，
申请(专利权)人：杨剑，
类型：发明
国别省市：美国;US
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