补偿的方位角不变的电磁测井测量制造技术

公开了一种用于进行地下地层的井下电磁测井测量的方法。电磁测井工具在地下井筒中旋转。该工具包括与接收器轴向间隔开的发射器。发射器可以包括轴向发射天线和至少一个横向发射天线，并且接收器可以包括轴向接收天线和至少一个横向接收天线。发射天线将相对应的电磁波发射到地下井筒中。接收天线接收相对应的电压测量结果，所述电压测量结果被处理以计算谐波电压系数。处理所选择的谐波电压系数的比以计算增益补偿的方位角不变的测量量。

Electromagnetic logging measurement with constant azimuth compensation

A method for downhole electromagnetic logging measurement for underground strata is disclosed. The electromagnetic logging tool rotates in the underground shaft. The tool includes an emitter which is axially spaced from the receiver. The transmitter may include an axially transmitting antenna and at least one transverse transmitting antenna, and the receiver can include an axially receiving antenna and at least one transverse receiving antenna. The transmitting antenna emits the corresponding electromagnetic waves into the underground wellbore. The voltage measurement result corresponding to the receiving antenna is processed, and the voltage measurement result is processed to calculate the harmonic voltage coefficient. The ratio of the selected harmonic voltage coefficient is processed to calculate the measured amount of the azimuth angle compensated by the gain compensation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】补偿的方位角不变的电磁测井测量相关申请的交叉引用本申请要求于2015年11月4日提交的第62/250,651号美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
所公开的实施方案总体上涉及井下电磁测井方法，并且更具体地涉及用于获得全增益补偿的方位角不变电磁测井测量的测井工具和方法。
技术介绍
在现有技术的井下应用(诸如随钻测井(LWD)和电缆测井应用)中使用电磁测量是众所周知的。这些技术可用于测定地层电阻率，其与地层孔隙度测量一起经常用于指示地层中烃的存在。虽然方位角灵敏的定向电阻率测量的使用可提供能够据此做出转向决定的有价值的信息(例如，在产油层转向操作中)，但由于测量的方位角依赖性，获得准确的地层性质可能具有挑战性。这个问题会由于发射器和接收器的增益和增益失配而进一步加剧，该增益和增益失配会随着井下压力和温度的变化而变化，并且会受到钻井环境中固有的机械冲击和振动的影响。目前还没有用于提供全增益补偿、方位角不变的三轴传播测量的已知方法。
技术实现思路
公开了一种用于进行地下地层的井下电磁测井测量的方法。电磁测井工具在地下井筒中旋转。该工具包括与接收器轴向间隔开的发射器。发射器可以包括轴向发射天线和至少一个横向发射天线，并且接收器可以包括轴向接收天线和至少一个横向接收天线。发射天线将相对应的电磁波发射到地下井筒中。接收天线接收相对应的电压测量结果，所述相对应的电压测量结果经过处理以计算谐波电压系数。所选择的谐波电压系数的比经过处理以计算增益补偿的方位角不变的测量量。在一个替代实施方案中，偏心(偏离中心)电磁测井工具在地下井筒中旋转。发射天线和接收天线如在先前的文段中描述的用于发射电磁波并接收相对应电压。接收到的电压测量结果的组合经过处理以计算组合的测量量，该组合的测量量的比进而被进一步处理以计算增益补偿的方位角不变的测量量。所公开的实施方案可以提供各种技术优点。例如，所公开的方法可用于提供增益补偿的方位角不变量的测量量。这种补偿的测量结果的性质通常仅取决于其他地层性质，诸如水平和垂直导电率(电阻率)和相对倾角。为了反演地层性质，使用方位角不变的测量可以大大提高反演过程的稳健性。提供本
技术实现思路
是为了介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
不旨在确定所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。附图说明为了更完整地理解所公开的主题及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中：图1描绘了可以利用所公开的电磁测井方法的钻机的一个示例。图2A描绘了图1所示的电磁测井工具的一个示例。图2B示意性地描绘了包括三轴发射器和接收器的电磁测井工具中的天线矩(moment)。图2C示意性地描绘了包括三轴发射器和接收器的替代的电磁测井工具中的天线矩。图3描绘用于计算增益补偿的方位角不变的测量量的一个公开的方法实施方案的流程图。图4描绘用于计算增益补偿的方位角不变的测量量的另一公开的方法实施方案的流程图。图5描绘用于获得指示计算量的有效性的警告标志的方法实施方案的流程图。图6A和图6B(统称为图6)描绘了以一相对倾角穿透各向异性地层的井筒中的偏心工具的示意图。图7和图8描绘了针对从中心式(centered)工具获取的3×3张量分量中的每一个的补偿的实数建模测量结果(图7)和虚数建模测量结果(图8)与地层倾角方位角(AZF)的曲线图。图9A和图9B描绘了从中心式工具获得的TBT(real(xxpyyij))和TBT(imag(xxpyyij))与AZF的曲线图。图10A和图10B描绘了从中心式工具获得的TBT(real(xxmyyij))和TBT(imag(xxmyyij))与AZF的曲线图。图11A描绘了在各种工具偏心方位角值下的TBT(real(XZij+ZXij))和TBT(imag(XZij+ZXij))与AZF的曲线图。图11B描绘了在各种地层倾角方位角值下的TBT(real(XZij+ZXij))和TBT(imag(XZij+ZXij))与AZT的曲线图。图12A和图12B描绘了TBT(real(XXij+YYij))和TBT(imag(XXij+YYij))与AZF(图12A)和AZT(图12B)的曲线图。图13A和图13B描绘了TBT(real(XXij))+TBT(real(YYij))和TBT(imag(XXij))+TBT(imag(YYij))与AZF(图13A)和AZT(图13B)的曲线图。图14A和图14B描绘了TBT(real(XYij-YXij))和TBT(imag(XYij-YXij))与AZF(图14A)和AZT(图14B)的曲线图。图15A和图15B描绘了TBT(real(Zzz))和TBT(imagl(Zzz))与AZF(图15A)和AZT(图15B)的曲线图。具体实施方式图1描绘了适用于采用本文公开的各种方法实施方案的示例钻机10。半潜式钻井平台12位于设置在海底16下方的油层或气层(未示出)上方。海底导管18从平台12的甲板20延伸到井口装置22。该平台可以包括用于井架和升起和降低钻柱30的提升装置，钻柱30如图所示延伸到钻孔40中并且包括部署在底部钻具组合(BHA)的下端处的钻头32，该底部钻具组合还包括被配置成进行定向电磁测井测量的电磁测量工具50。如下面更详细描述的，电磁测量工具50可以包括部署在随钻测井工具主体上的多轴天线。应该理解，图1所示的部署仅仅是一个示例。钻柱30可以包括基本上任何合适的井下工具部件，诸如包括诸如旋转导向工具的导向工具、井下遥测系统以及包括用于感测井筒和周围地层的井下特征的各种传感器的一个或多个MWD或LWD工具。所公开的实施方案决不限于任何特定的钻柱配置。将进一步理解的是，所公开的实施方案不限于与如图1所示的半潜式平台12一起使用。所公开的实施方案同样非常适用于岸上或离岸地下操作。图2A描绘了电磁测量工具50的一个示例。在所描绘的实施方案中，测量工具50包括部署在随钻测井工具主体51上的轴向间隔开的第一发射器52和第二发射器54以及轴向间隔开的第一接收器56和第二接收器58，其中接收器56和接收器58轴向地布置在发射器52和发射器54之间。如下面更详细描述的，发射器52和发射器54以及接收器56和接收器58中的每一个包括至少一个横向天线并且还可以包括轴向天线。例如，发射器和接收器可以包括双轴天线布置，该双轴天线布置包括轴向天线和横向(横轴)天线。在另一个实施方案中，发射器和接收器可以包括三轴天线布置，该三轴天线布置包括彼此正交的轴向天线和第一和第二横向天线。如本领域普通技术人员所知，轴向天线是其矩与工具的纵向轴线基本平行的天线。轴向天线通常围绕测井工具的圆周缠绕，使得天线的平面基本上垂直于工具的纵向轴线。横向天线是其矩基本上垂直于工具的纵向轴线的天线。横向天线可以包括例如鞍形线圈(例如，如在美国专利公布第2011/0074427号和第2011/0238312号中公开的，每个公布通过引用并入本文中)。图2B描绘了测量工具50的一个实施方案的矩(磁偶极子)，其中发射器52、54和接收器56、58各自包括三轴天线布置。发射器52、54中的每一个包括轴向发射天线T1z和T2z以及第一横向发射天线T1x、T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于进行地下地层的增益补偿的电磁测井测量的方法，所述方法包括：(a)使偏心电磁测井工具在地下井筒中旋转，所述测井工具包括与接收器轴向间隔开的发射器，所述发射器包括轴向发射天线和至少一个横向发射天线，所述接收器包括轴向接收天线和至少一个横向接收天线；(b)使所述轴向发射天线和所述至少一个横向发射天线将相对应的电磁波顺序地发射到所述地下井筒中；(c)使用所述轴向接收天线和所述至少一个横向接收天线来接收与在(b)中发射的所述电磁波相对应的电压测量结果；(d)处理(c)中接收的所述电压测量结果的组合以计算组合的测量量；并且(e)处理(d)中计算的所述组合的测量量中的所选择的组合的测量量的比，以计算增益补偿的方位角不变的测量量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.04 US 62/250,6511.一种用于进行地下地层的增益补偿的电磁测井测量的方法，所述方法包括：(a)使偏心电磁测井工具在地下井筒中旋转，所述测井工具包括与接收器轴向间隔开的发射器，所述发射器包括轴向发射天线和至少一个横向发射天线，所述接收器包括轴向接收天线和至少一个横向接收天线；(b)使所述轴向发射天线和所述至少一个横向发射天线将相对应的电磁波顺序地发射到所述地下井筒中；(c)使用所述轴向接收天线和所述至少一个横向接收天线来接收与在(b)中发射的所述电磁波相对应的电压测量结果；(d)处理(c)中接收的所述电压测量结果的组合以计算组合的测量量；并且(e)处理(d)中计算的所述组合的测量量中的所选择的组合的测量量的比，以计算增益补偿的方位角不变的测量量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述比的分子中的组合的测量量的方位角响应与所述比的分母中的组合的测量量的方位角响应相同。3.根据权利要求1所述的方法，其中在(d)中计算的所述组合的测量量相对于所述地下井筒中的地层倾角方位角和所述电磁测量工具的工具偏心方位角中的至少一个是方位角不变的。4.根据权利要求1所述的方法，其中在(e)中计算的所述增益补偿的方位角不变的测量量相对于所述地下井筒中的地层倾角方位角和所述电磁测量工具的工具偏心方位角两者是方位角不变的。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述增益补偿的方位角不变的测量量与xz和zx耦合或与yz和zy耦合有关。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述增益补偿的方位角不变的测量量与xz+zx耦合的虚分量或yz+zy耦合的虚分量有关。7.根据权利要求1所述的方法，其中根据以下数学等式中的至少一个来计算所述增益补偿的方位角不变的测量量：CIXZPZX＝TBT(imag(XZij+ZXij))CIYZPZY＝TBT(imag(YZij+ZYij))其中CIXZPZX和CIYZPZY表示所述增益补偿的方位角不变的测量量，XZij、ZXij、YZij和ZYij表示所述电压测量结果，XZij+ZXij和YZij+ZYij表示所述组合的测量量，imag(·)表示所述组合的测量量的虚分量，且TBT(·)表示计算出的比。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述增益补偿的方位角不变的测量量与xx和yy耦合有关。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述增益补偿的方位角不变的测量量与xx+yy耦合的实分量或虚分量有关。10.根据权利要求1所述的方法，其中根据以下数学等式中的至少一个来计算所述增益补偿的方位角不变的测量量：CRXXPYY＝TBT(real(XXij+YYij))CIXXPYY＝TBT(imag(XXij+Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·T·吴，M·T·弗雷，
申请(专利权)人：斯伦贝谢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL