[發(fā)明專利]方向發(fā)射天線及隨鉆地層電阻率的測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610857532.6
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN107871922B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪衛(wèi)寧;曾義金;吳金平;李豐波;米金泰;鄧大偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/36;H01Q1/42;E21B49/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 張杰

本發(fā)明公開了一種方向發(fā)射天線及隨鉆地層電阻率的測量裝置。其中，方向發(fā)射天線設(shè)置在無磁鉆鋌具有的第一天線槽內(nèi)，第一天線槽為沿著無磁鉆鋌的周向設(shè)置的環(huán)形天線槽。該方向發(fā)射天線包括沿著無磁鉆鋌的軸向依次設(shè)置的第一發(fā)射天線段、軸向天線段和第二發(fā)射天線段。其中，第一發(fā)射天線段通過所述軸向天線段連接所述第二發(fā)射天線段。并且，所述第一發(fā)射天線段與所述第二發(fā)射天線段分別位于所述無磁鉆鋌的中心軸的兩側(cè)。本發(fā)明的測量結(jié)果具備方向信息。因此在進行地質(zhì)導(dǎo)向鉆進時，應(yīng)用本發(fā)明來決定后續(xù)鉆進的轉(zhuǎn)向操作，能夠更高效率地將鉆孔保持在產(chǎn)油層中，從而達到最大產(chǎn)油面接觸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣開發(fā)與勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種方向發(fā)射天線，還涉及一種具有該方向發(fā)射天線的隨鉆地層電阻率的測量裝置。

背景技術(shù)

地層電阻率是反映地層特性的主要參數(shù)。隨鉆地層電阻率的測量是隨鉆測井的關(guān)鍵組成部分。通過隨鉆測量地層的電阻率判斷地層特性變化，再結(jié)合其它地層資料，經(jīng)過綜合分析，可以及時地判斷鉆頭是否鉆出儲層，從而及時調(diào)整井眼軌跡，確保井眼最大程度穿行于儲層中有利于油氣開采的最佳位置。

目前使用的隨鉆電阻率測量工具以隨鉆電磁波電阻率測量應(yīng)用最為廣泛。由于電磁波在穿越地層時產(chǎn)生幅度衰減和相位偏移，并且產(chǎn)生幅度衰減和相位偏移由地層的電阻率和介電常數(shù)的特性所決定，因此電磁波在穿越不同的地層介質(zhì)時產(chǎn)生的幅度衰減和相位偏移不同，并且不同的頻率的電磁波對地層介質(zhì)的響應(yīng)特征也不同。10MHz以上頻率的電磁波產(chǎn)生的幅度衰減和相位偏移主要與地層的介電常數(shù)相關(guān)。而10MHz以下的電磁波產(chǎn)生的電磁波幅度衰減和相位偏移主要與地層的電阻率相關(guān)。地層電阻率對于地質(zhì)導(dǎo)向和地層評價是重要地質(zhì)參數(shù)。

傳統(tǒng)的針對無方向性的電磁波電阻率的測量已經(jīng)較為成熟，先進的針對方向電磁波電阻率的測量正在興起。因為在水平井鉆井時，為了盡可能的將鉆孔保持在產(chǎn)油層當中，需要具有方向敏感的電阻率測量系統(tǒng)，來指導(dǎo)鉆進的導(dǎo)向操作。這樣可以根據(jù)地層分層、地層傾角以及裂縫等的識別來更加有效地導(dǎo)向鉆井，從而達到最大產(chǎn)量。

因此，亟需一種隨鉆方向性電阻率的測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種方向發(fā)射天線以及具有該方向發(fā)射天線的隨鉆地層電阻率的測量裝置，其目的是解決現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提出方向電阻率測量儀器的不足。本發(fā)明主要涉及方向電阻率的天線配置以及方向電阻率的計算與處理。本發(fā)明通過不同設(shè)計探測深度的分段發(fā)射天線的組合天線系，可以實現(xiàn)不同地層邊界距離的探測，為更加有效的進行導(dǎo)向鉆井，達到最大產(chǎn)量。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種方向發(fā)射天線。該方向發(fā)射天線設(shè)置在無磁鉆鋌具有的第一天線槽內(nèi)，所述第一天線槽為沿著所述無磁鉆鋌的周向設(shè)置的環(huán)形天線槽；

所述方向發(fā)射天線包括沿著所述無磁鉆鋌的軸向依次設(shè)置的第一發(fā)射天線段、軸向天線段和第二發(fā)射天線段，所述第一發(fā)射天線段通過所述軸向天線段連接所述第二發(fā)射天線段；

其中，所述第一發(fā)射天線段與所述第二發(fā)射天線段分別位于所述無磁鉆鋌的中心軸的兩側(cè)。

優(yōu)選的是，所述第一發(fā)射天線段和所述第二發(fā)射天線段均為套設(shè)在所述第一天線槽的內(nèi)壁上的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的是，所述第一發(fā)射天線段所在的平面和所述第二發(fā)射天線段所在的平面均垂直于所述無磁鉆鋌的中心軸設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種隨鉆地層電阻率的測量裝置，其包括：

具有第一天線槽和第二天線槽的無磁鉆鋌；

如上面所述的方向發(fā)射天線，其設(shè)置在所述第一天線槽內(nèi)，并設(shè)置為發(fā)射電磁波信號；

設(shè)置在所述第二天線槽內(nèi)的無方向接收天線，其設(shè)置為接收經(jīng)地層傳輸后的所述電磁波信號；以及