[發明專利]具有屏蔽三軸天線的測井儀

有效

• 申請號: 201010170063.3
• 申請日: 2010-05-04
• 公開（公告）號: CN101881152A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 迪安·M·霍曼;杰拉爾德·N·米勒鮑;羅伯特·C·史密斯
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;H01Q21/00;H01Q1/42;H01Q7/00;H01Q7/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王新華

技術領域

本發明總體涉及測井儀，并且具體地涉及電磁測井儀。

背景技術

測井儀已經長時間在井眼內使用以例如得到地層評價測量值，從而推斷包圍井眼的地層和地層內的流體的特性。雖然還可使用各種其它類型的測井儀，但是通常的測井儀包括電磁測井儀、核測井儀、和核磁共振(NMR)測井儀。電磁測井儀通常測量地層的電阻率(或所述電阻率的倒數：電導率)?，F有技術的電磁電阻率測井儀包括流電測井儀(galvanic?tool)、感應測井儀、和傳播測井儀。通常，已經通過地層的電磁信號的衰減和相移的測量值用于確定電阻率。電阻率可以是原始地層的電阻率、被已知為侵入層的電阻率、或者所述電阻率可以是井內流體的電阻率。在各向異性地層中，電阻率可以進一步被分解成通常被稱為垂直電阻率和水平電阻率的分量。

在已經鉆好井眼之后，包括電磁測井儀的早期測井儀在鋼絲電纜上被下入井眼內。仍然廣泛使用這種新型的電纜測井儀。然而，對鉆井眼時的信息的需要產生隨鉆測量(MWD)儀和隨鉆測井(LWD)儀。MWD儀通常提供諸如鉆壓、扭矩、溫度、壓力、方向、和傾角的鉆井參數信息。LWD儀通常提供諸如電阻率、孔隙度、和NMR分布(例如，T1和T2)的地層評價測量值。MWD和LWD儀通常具有與電纜測井儀(例如，發射和接收天線)共有的特征，但是MWD和LWD儀必須被構造成不僅要經受得住鉆井的惡劣環境，而且要在所述鉆井的惡劣環境中工作。

發明內容

本發明涉及一種井下測井儀，所述井下測井儀的測井儀主體上具有一組共同定位的天線、與所述一組共同定位的天線沿縱向間隔開的一個或多個另外的天線、沿圓周方向包圍所述一組共同定位的天線的電磁透射護罩、和沿圓周方向包圍一個或多個另外的天線中的每一個的電磁透射護罩。井下測井儀可以是電纜鉆井儀或隨鉆儀，并且所述井下測井儀可以是感應測井儀或傳播測井儀。護罩可以具有局部地垂直于在下面的線圈天線的繞組的槽。

本發明的其它方面和優點將從以下說明和所述權利要求變得清楚。

附圖說明

圖1示出可以使用本發明的井位系統；

圖2顯示現有技術的電磁測井測井儀；

圖3A是根據本發明構造而成的電磁感應測井儀的示意圖；

圖3B是圖3A的測井儀的一部分的放大圖；

圖4是根據本發明的護罩和在下面的天線線圈的示意圖，其中所述護罩和天線線圈被示出為向上開口并平坦展開以便進行圖示和說明；

圖5是根據本發明的護罩和在下面的天線線圈的可選實施例的示意圖，其中所述護罩和天線線圈被示出為向上開口并平坦展開以便進行圖示和說明；

圖6A示意性地顯示具有根據本發明的屏蔽天線的三軸電阻率測井儀的可選實施例；和

圖6B是圖6A的測井儀的一部分的放大圖。

要理解的是附圖僅僅出于說明的目的，而不是對本發明進行限定，本發明的保護范圍僅由所附權利要求的保護范圍來確定。

具體實施方式

以下參照附圖說明本發明的具體實施例。為了一致性，各個附圖中相同的元件由相同的附圖標記表示。

圖1示出了本發明可以使用的井位系統。井位可以在陸上或海上。在此示例性系統中，井眼11通過旋轉鉆井以公知的方式形成在地下地層內。如以下所述，本發明的實施例還可以使用定向鉆井。

鉆柱12懸掛在井眼11內并且具有底部鉆具組合100，所述底部鉆具組合包括在其下端的鉆頭105。地面系統包括位于井眼11上方的平臺和井架組件10，組件10包括轉盤16、方鉆桿17、大鉤18和旋轉座架19。鉆柱12由轉盤16旋轉，所述轉盤由未示出的裝置提供能量，所述轉盤16接合在鉆柱上端處的方鉆桿17。鉆柱12通過方鉆桿17和旋轉座架19從大鉤18懸掛，所述大鉤連接到游動滑車(未示出)，所述旋轉座架允許鉆柱相對于大鉤旋轉。如所公知的，可選地，可以使用頂部驅動系統。

在此實施例的示例中，地面系統還包括鉆井液或泥漿26，所述鉆井液或泥漿儲存在形成在井位處的槽27內。泵29通過旋轉座架19的端口將鉆井液26輸送到鉆柱12的內部，從而使鉆井液由方向箭頭8所示向下流動通過鉆柱12。鉆井液通過鉆頭105內的端口離開鉆柱12，然后如方向箭頭9所示向上循環通過鉆柱外部與井壁之間的環空區域。以此公知的方式，當鉆井液返回到槽27用于再循環時，所述鉆井液潤滑鉆頭105并且將巖屑帶到地面。

圖示的實施例的底部鉆具組合100包括隨鉆測井(LWD)模塊120、隨鉆測量(MWD)模塊130、旋轉導向系統和馬達、以及鉆頭105。