[發明專利]一種多探測深度的地質導向裝置和地質導向方法

有效

• 申請號: 201611210523.4
• 申請日: 2016-12-24
• 公開（公告）號: CN108240213B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 楊錦舟;楊震;肖紅兵;李作會;李運升
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/04;E21B47/13;G06F30/20
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本發明涉及隨鉆測井技術領域，尤其涉及一種通過實時測量地層參數進行綜合分析來調整鉆頭方向的導向裝置和方法，該地質導向裝置中設置的不同探測深度的測量單元可以使地層描述更加詳細和完備，從而提高地質導向結果。一種多探測深度的地質導向裝置，包括過鉆頭電阻率測量單元、方位伽馬測量單元、姿態測量單元、方位電磁波電阻率測量單元、超深方位電磁波探變測量單元、電磁脈沖傳輸電氣單元、工具總線電氣單元等結構單元。

技術領域

本發明涉及隨鉆測井技術領域，尤其涉及一種通過實時測量地層參數進行綜合分析來調整鉆頭方向的導向裝置和方法。

背景技術

在油田勘探和開發過程中，需要測量地層地質信息和工程參數。儲層一般都會有多尺度上的非均質性和連續性，因此需要多尺度的地層參數或工程參數測量信息。

隨著勘探開發技術的不斷進步，對測量參數的準確性和多樣性要求越來越高。所需要的參數往往包含地層環境參數、井下鉆具位置、方位以及鉆井環境參數等。目前已經有多種常規電纜測井儀器以及隨鉆測井儀器可以提供以上參數。如電磁波電阻率或方位電磁波電阻率在地質導向中應用比較廣泛。但隨鉆電磁波儀器距離鉆頭往往還有一段距離(15m)，因此當儀器響應顯示離開或進入儲層而需要調整鉆頭方向時，鉆頭往往已經穿過地層界面，造成鉆頭調整不及時。此時需要超大探測深度的儀器，才能盡早發現地質構造變化情況，給鉆頭調整留下充足時間。此外，由于目前隨鉆電磁波或隨鉆感應類儀器往往具備較大的探測深度，受地層環境影響較大，響應復雜，而且儀器響應基本受鉆鋌徑向上地層因素影響，基本反映不了鉆頭前方地層環境因素的變化，因此儀器對層狀地層介質界面有較好反應，而對儀器軸向地層介質變化響應不明顯。而過鉆頭電阻率雖然能反映鉆頭附近電阻率信息，但探測深度淺，界面預測能力差，因此有必要使用較為綜合的地質導向方法，將不同探測深度的過鉆頭電阻率儀器以及(方位)電磁波電阻率儀器組合起來，結合方位伽馬成像來預測地層模型，從而進行地質導向。

美國專利US00533906A公開了一種側翼安裝電極用于確定井眼周圍結構的電阻率鉆井測量裝置，該專利申請的電極用來測量電流產生的信號，以獲得電阻率信號。

國內專利CN100410489C公開了一種近鉆頭電阻率隨鉆測量方法和裝置。利用鉆頭、以及近鉆頭位置安裝帶磁芯的發射線圈；利用導電金屬體及鄰近地層構成導電回路，傳輸電流；在導電金屬體安裝電極和帶磁芯的接收線圈，采用該電極和帶磁芯的接收線圈分別測量各自由電流產生的電信號，從而指使出相應的地層電阻率。

國內專利CN101289935B提供了一種近鉆頭地質導向系統，系統包含近鉆頭地層電阻率、伽馬探測單元、定向傳感單元以及絕緣偶極子發射單元。這樣當鉆頭鉆進時傳感器就會對鉆頭前部及周邊地層信息做出及早預測，使其在鉆井過程中達到地質導向的目的。該系統傳感器探測深度較淺，不具備地層方位識別的能力，該專利中沒有提供地質導向的方法。

發明內容

本發明提供了一種多探測深度的地質導向裝置和地質導向方法，該地質導向裝置中設置的不同探測深度的測量單元可以使地層描述更加詳細和完備，從而提高地質導向結果。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：

一種多探測深度的地質導向裝置，包括：

用于測量鉆頭近前方電阻率信息的過鉆頭電阻率測量單元；

用于測量鉆頭近前方自然伽馬射線信息的方位伽馬測量單元；

用于測量井斜以及工具面數據的姿態測量單元；

用于測量地層電阻率以及方位電動勢信號的方位電磁波電阻率測量單元；

用于探測地質超深界面信息的超深方位電磁波探變測量單元；