测井装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测井装置及方法，其中测井装置包括依次相连的钻头、测量短节、定向钻具和数据接收短节，测量短节包括集成在同一无磁钻铤本体上的方位电阻率测量模块、方位伽马测量模块、装置姿态测量模块、扇区测量模块、数据无线传输模块、第一电子测量模块、供电模块；方位电阻率测量模块包括第一发射天线、第一接收天线、第二接收天线、发射电路、接收电路以及主控电路，其中，第一发射天线由金属线线圈绕制，位于设置在外壳上的第一天线罩内，且金属线线圈的轴向与第一天线罩的轴向相同，第一天线罩设置有间隔排列的多个贯通的第一天线槽，多个第一天线槽的长边方向与第一天线罩的轴向夹角角度不为零。该装置可显著地提高测量结果的实时性。果的实时性。果的实时性。

【技术实现步骤摘要】
测井装置及方法


[0001]本专利技术涉及石油测井领域，具体地涉及一种测井装置及方法。

技术介绍

[0002]在实际石油钻井作业中，常见的钻具组合为钻头和定向钻井工具(例如定向马达、旋转导向工具等)直接相连，随钻测井仪器位于定向钻井工具之后。定向钻井工具本身长度一般在5米
‑
10米左右，致使常规随钻测井仪器(Logging while drilling，LWD)(例如随钻电阻率仪器、随钻方位伽马仪器等)和随钻测量工具(Measurement while drilling，MWD)距离钻头的距离(零长)为10米
‑
20米，上述随钻测井仪器和随钻测量工具的测量点滞后于钻头。在较薄的储层中，会出现钻头已钻出目的地层，随钻测井仪器由于无法及时响应致使无法及时调整井眼轨迹，钻具钻出目的地层的现象。由于在近钻头处缺少地层方位测量信息，难以确定钻具是在目的地层上界面穿出还是下界面穿出，重新调整钻具回到目的地层比较困难。即使再次调整钻具回到目的地层，不仅会损失时间，还会产生无效井眼，甚至可能无法重新回到目的地层，导致整口井报废。
[0003]目前，可实现近钻头处地层信息测量的仪器有近钻头电阻率及方位伽马测井仪器。近钻头电磁波电阻率测井仪可实现地层电阻率测量，但所测量的电阻率值为平均值，不具备方向性，无法方位成像以分辨地层界面的方位。近钻头方位伽马测井仪可以分辨地层界面方位特征，但其探测深度较浅，无法预测地层界面。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的测井装置及方法。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种测井装置，包括：
[0006]依次相连的钻头、测量短节、定向钻具和数据接收短节，测量短节包括集成在同一无磁钻铤本体上的方位电阻率测量模块、方位伽马测量模块、装置姿态测量模块、扇区测量模块、数据无线传输模块、第一电子测量模块、供电模块；方位电阻率测量模块包括第一发射天线、第一接收天线、第二接收天线、发射电路、接收电路以及主控电路，其中，第一发射天线由金属线线圈绕制，位于设置在无磁钻铤本体的外壳上的第一天线罩内，且金属线线圈的轴向与第一天线罩的轴向相同，第一天线罩设置有间隔排列的多个贯通的第一天线槽，多个贯通的第一天线槽的长边方向与第一天线罩的轴向夹角角度不为零。
[0007]可选地，多个贯通的第一天线槽沿外表面以第一天线罩的特定纵截面为对称面呈镜像对称排列。
[0008]可选地，多个贯通的第一天线槽的排列方向与第一天线罩轴向的夹角角度为45
°
或者60
°
。
[0009]可选地，外壳上设置有第二天线罩，第二天线罩设置有多个均匀排列的第二天线槽，多个均匀排列的第二天线槽的排列方向与第二天线罩轴向的夹角角度为零。
[0010]可选地，外壳上设置有第三天线罩，第三天线罩设置有多个均匀排列的第三天线槽，多个均匀排列的第三天线槽的排列方向与第三天线罩轴向的夹角角度为零。
[0011]可选地，第一接收天线和第二接收天线均为金属线线圈绕制，且金属线线圈的轴向与测量短节的轴向相同。
[0012]可选地，数据接收短节包括第二电子测量模块和第二环形螺线管天线，第二环形螺线管天线缠绕在环形磁芯上，用于发射和接收低频电磁信号以实现与测量短节之间的无线数据传输。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供一种测井方法，该方法使用上述的测井装置实施测量，测井方法包括：
[0014]S1、通过第一发射天线发射电磁波信号，通过第一接收天线和第二接收天线分别接收电磁波信号；
[0015]S2、扇区测量模块测量并记录时刻t的测井装置重力工具面角度θ，第一电子测量模块测量并记录对应重力工具面角度θ的第一接收天线处的振幅、相位以及第二接收天线处的振幅、相位以及方位伽马测量模块的计数率；
[0016]S3、基于重力工具面角度θ的第一接收天线处的振幅、相位以及第二接收天线处的振幅、相位以及计数率经分别计算拟合得到近钻头方位电阻率的成像信息和方位伽马成像信息；
[0017]S4、装置姿态测量模块实时记录测井装置的井斜角和方位角，将井斜角、方位角、方位电阻率测量数据、方位伽马测量数据组合成数据帧，通过数据无线传输模块传送到数据接收短节。
[0018]可选地，对测井装置旋转一周第一电子测量模块记录的第一接收天线处的振幅、相位以及第二接收天线处的振幅、相位采用一阶三角函数进行拟合。
[0019]可选地，对测井装置旋转一周记录的旋转角度和方位伽马测量数据采用一阶三角函数积分形式拟合数据。
[0020]根据本专利技术的测井装置及方法，实现了近钻头处地层方位电阻率测量，电阻率的探测范围比伽马的探测范围更大，可以提前预测钻头处地层界面，实现更为主动的地质导向。实现将方位电阻率测量模块、方位伽马测量模块和仪器姿态测量模块集成到一米左右的测量短节上，将地层方位电阻率测量、方位伽马测量、井轨迹姿态测量功能的“三合一”。测井装置直接和钻头相连，将方位电阻率测量模块、方位伽马测量模块和仪器姿态测量模块三者的零长由现有技术的距钻头10米以上缩短为距钻头1米以内，仪器测量零长距钻头更近，大大提高了测量结果的实时性，且有助于及时调整井轨迹，适于复杂储层、薄夹层储层的实时地质导向作业，提高了油气层的钻遇率。
[0021]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0022]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术
的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0023]图1示出了根据本专利技术实施例的测井装置的结构示意图；
[0024]图2示出了根据本专利技术实施例的测井装置的无磁钻铤本体的结构示意图；
[0025]图3示出了根据本专利技术实施例的测井装置的第一发射天线、第一接收天线以及第二接收天线的示意图；
[0026]图4示出了根据本专利技术实施例的测井装置的测量短节的正视图；
[0027]图5示出了根据本专利技术实施例的测井装置的数据接收短节的结构示意图；以及
[0028]图6示出了根据本专利技术实施例的测井方法的流程示意图。
具体实施方式
[0029]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0030]图1示出了根据本专利技术实施例的测井装置的结构示意图。如图1所示，测井装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测井装置，包括依次相连的钻头、测量短节、定向钻具和数据接收短节，其特征在于，所述测量短节包括集成在同一无磁钻铤本体上的方位电阻率测量模块、方位伽马测量模块、装置姿态测量模块、扇区测量模块、数据无线传输模块、第一电子测量模块、供电模块；所述方位电阻率测量模块包括第一发射天线、第一接收天线、第二接收天线、发射电路、接收电路以及主控电路，其中，所述第一发射天线由金属线线圈绕制，位于设置在无磁钻铤本体的外壳上的第一天线罩内，且金属线线圈的轴向与所述第一天线罩的轴向相同，所述第一天线罩设置有间隔排列的多个贯通的第一天线槽，所述多个贯通的第一天线槽的长边方向与所述第一天线罩的轴向夹角角度不为零。2.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述多个贯通的第一天线槽沿外表面以所述第一天线罩的特定纵截面为对称面呈镜像对称排列。3.根据权利要求1或2所述的测井装置，其特征在于，所述多个贯通的第一天线槽的排列方向与所述第一天线罩轴向的夹角角度为45
°
或者60
°
。4.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述外壳上设置有第二天线罩，所述第二天线罩设置有多个均匀排列的第二天线槽，所述多个均匀排列的第二天线槽的排列方向与所述第二天线罩轴向的夹角角度为零。5.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述外壳上设置有第三天线罩，所述第三天线罩设置有多个均匀排列的第三天线槽，所述多个均匀排列的第三天线槽的排列方向与所述第三天线罩轴向的夹角角度为零。6.根据权利要求4或5所述的测井装置，其特征在于，所述第一接收天线和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳喜洲，王仡仡，李国玉，马明学，牛德成，刘天淋，朱玉宁，丁元皓，张鹏云，罗曦，秦才会，翟金海，季新标，宋姗，
申请(专利权)人：中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：