[發明專利]一種井臂成像測井裝置和方法

有效

• 申請號: 201510065194.8
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104712331B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 于增輝;李健;廖勝軍
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 惠磊,曲鵬

1.一種井臂成像測井裝置，其特征在于，所述裝置包括推靠器、電子線路短節和回流電極；

所述推靠器的一端與所述電子線路短節的一端固定連接，包括多個可調節的測量極板，每個所述測量極板用于通過調節以貼合井壁，并向井壁地層發射多種頻率的混頻信號或者各種頻率的掃頻信號；

所述回流電極的一端與所述電子線路短節的另一端固定連接，包括多個可調節電極臂，每個所述電極臂用于接收所述混頻信號或所述掃頻信號在所述井壁地層中傳輸一段路徑后返回的多頻響應信號；所述回流電極還包括中心桿、套接在中心桿兩端的彈簧和滑塊，所述中心桿的一端與所述電子線路短節連接，另一端與所述多頻非導電泥漿井臂成像測井裝置的端尾相連，用于支撐所述電極臂、所述彈簧和所述滑塊；所述電極臂的兩端分別安裝在所述中心桿兩端的兩個所述滑塊上；兩個所述彈簧的一端分別固定在所述中心桿的中間位置上，另一端分別與兩個所述滑塊連接，用于通過所述滑塊對所述電極臂進行伸縮調節；

所述電子線路短節中內置有處理器，所述處理器用于接收所述多頻響應信號，并基于所述多頻響應信號計算井壁地層電阻率、井壁地層介電常數，以及泥漿電阻率、泥漿介電常數，獲得井壁二維圖像。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述推靠器包括所述測量極板，所述測量極板包括多頻激勵信號產生模塊、極板外殼和微電極陣列；

多頻激勵信號產生模塊，與所述電子線路短節和所述微電極陣列連接，用于接收到所述電子線路短節發出的控制信號后，通過所述極板外殼和所述微電極陣列向井壁地層發射多種頻率的混頻信號或者各種頻率的掃頻信號；

所述極板外殼，用于安裝并保護所述多頻激勵信號產生模塊和所述微電極陣列。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述推靠器還包括固定桿、滑桿、滑動槽、轉軸以及依次連接的第一支架、第二支架和第三支架；

所述固定桿的一端與所述電子線路短節連接，另一端與所述滑桿的一端相連，所述滑桿的另一端與所述多頻非導電泥漿井臂成像測井裝置的端頭相連；

三個所述支架分別通過所述轉軸相互連接，并隨所述轉軸轉動，每個所述第二支架上安裝有一個所述測量極板；

其中，所述第一支架的未與所述第二支架連接的一端被固定安裝在所述固定桿上，所述第三支架的未與所述第二支架連接的一端被可滑動地安裝在所述滑桿上的所述滑動槽中。

4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述推靠器上包括6個所述測量極板；每個測量極板包括一個所述多頻激勵信號產生模塊和一個所述微電極陣列，該一個所述微電極陣列包括15個微電極。

5.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述處理器包括相互連接的多頻響應信號檢測模塊和主控制模塊；

所述多頻響應信號檢測模塊，與所述回流電極相連，用于接收所述回流電極發送的所述井壁地層返回的所述混頻信號或所述掃頻信號；

所述主控制模塊用于從所述多頻響應信號檢測模塊接收到的所述井壁地層返回的所述混頻信號或所述掃頻信號中采集所述信號的幅度與相位；對所述信號的幅度與相位進行計算，并將計算結果傳給上位機；還用于接收所述上位機發送的命令，所述命令包括使所述多頻激勵信號產生模塊發射多種頻率的混頻信號或者各種頻率的掃頻信號的控制信息，以及所發射的所述混頻信號或者各種頻率的掃頻信號的幅度與相位信息。

6.一種基于權利要求1-5任意一項所述井臂成像測井裝置的井臂成像測井方法，其特征在于，所述方法包括：

井臂成像測井儀器入井，回流電極上的彈簧與推靠器上的支架依據井壁變化進行滑動與伸縮調節，使所述回流電極上的電極臂與所述推靠器上的測量極板緊貼井壁；

所述測量極板向井壁地層發射多種頻率的混頻信號或者各種頻率的掃頻信號；

所述電極臂接收所述混頻信號或所述掃頻信號在所述井壁地層中傳輸一段路徑后返回的多頻響應信號；

電子線路短節中的處理器接收所述多頻響應信號，并基于所述多頻響應信號計算井壁地層電阻率、井壁地層介電常數，以及泥漿電阻率、泥漿介電常數，獲得井壁二維圖像。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括，

所述測量極板中的多頻激勵信號產生模塊接收到所述電子線路短節發出的控制信號后，通過微電極陣列向所述井壁地層發射多種頻率的混頻信號或者各種頻率的掃頻信號。