[發(fā)明專利]一種用于裸眼井的遠探測電磁測井儀器的線圈結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112882113A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳濤;賀秋利;宋青山;王水航;白彥;史超;陳章龍;江有宏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: G01V3/30
• 分類號: G01V3/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發(fā)明公開了一種用于裸眼井的遠探測電磁測井儀器的線圈結(jié)構(gòu)，該線圈結(jié)構(gòu)為三線圈系結(jié)構(gòu)，沿測井儀器的長度方向，依次設(shè)置有短陣列和長陣列；短陣列和長陣列共用有一個發(fā)射線圈；短陣列包括短屏蔽線圈和短接收線圈；長陣列包括長屏蔽線圈和長接收線圈。收發(fā)以及屏蔽的線圈設(shè)計避免了地層中趨膚效應(yīng)影響，線圈系結(jié)構(gòu)按源距的長短分為兩組陣列，每組陣列都給出了具體的線圈形狀、尺寸大小、線圈匝數(shù)以及各線圈在儀器中的位置分布，為儀器的制作提供了依據(jù)。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于地球物理測井領(lǐng)域，涉及一種用于裸眼井的遠探測電磁測井儀器的線圈結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】

在現(xiàn)今的遠探測技術(shù)中，聲波遠探測技術(shù)提出已近30年，商業(yè)化研究也有10余年。而基于電磁方法的遠探測技術(shù)目前基本上是由隨鉆電磁波電阻率儀器來完成的。

斯倫貝謝公司在2005年推出第一代隨鉆方位電磁波電阻率測井儀器，稱為Periscope。該儀器提供了四種不同的收發(fā)間距(96、84、34和22英寸)，包括一對相對于儀器軸向傾斜45°的接收線圈(R3、R4)，它們位于儀器的兩端，還包括6個發(fā)射線圈(T1-T6)，位于接收線圈的中間，其中一個發(fā)射線圈的方向是橫向的(T6)，而其余的發(fā)射線圈是沿儀器軸向布置的。除此之外，還有一對額外的軸向接收線圈對稱布置在儀器的中間位置。儀器提供了三種不同的頻率(100KHz、400KHz和2MHz)，這樣的線圈系設(shè)計使探測深度更大，可以達到17ft(5.1m)。

哈里伯頓公司在2007年推出了隨鉆方位深探測電磁波電阻率測井儀ADR，該儀器基于多頻、多間距傾斜線圈的概念，包含6個非傾斜同軸的發(fā)射線圈和三個傾斜角度為45°的接收線圈，最接近鉆頭的傾斜接收線圈主要用于定向地質(zhì)導(dǎo)向。收發(fā)間距為16in(0.4065m)-112in(2.8448m)。三種工作頻率分別為2MHz、500KHz和125KHz。該儀器的彈邊距離可以達到18ft(5.4864m)。

斯倫貝謝公司在2015年推出了超深探測隨鉆儲層成像測井儀Geosphere，此技術(shù)的發(fā)展之初是為了提高作業(yè)者對從井眼附近幾英尺儲層的了解。該系統(tǒng)在底部鉆具組合中使用了一系列的復(fù)合接頭來進行實時深部定向電阻率測量，利用特有的實時解釋技術(shù)對傳輸回來的電阻率測量結(jié)果進行對比，從而對多個儲層進行測繪(該儲層隨鉆測繪系統(tǒng)工具由一個發(fā)射器和兩個接收器組成)。接收器間保持一定距離將探測的深度延伸至距離井眼100英尺(30米)的范圍，以一個真實的儲層規(guī)模來揭示地下層位特征和流體在儲層中的接觸范圍情況。但發(fā)射與接收源距過長，存在信號同步困難等問題。

2015年中國石油集團長城鉆探工程有限公司公布了研發(fā)的隨鉆方位電阻率儀器，在常規(guī)電磁波電阻率儀器基礎(chǔ)上增加了一個軸向接收天線(Rz)和一個橫向接收天線(Rx)，組成交聯(lián)天線，其效果可以等效于一個傾斜天線，測量T1發(fā)射時的不同磁場分量，實現(xiàn)地層方位探測。但是該儀器在進行地層方位信號測量時為單發(fā)單收，沒有進行發(fā)射補償測量。

2016年，中石化勝利石油工程有限公司研發(fā)出了隨鉆方位電磁波電阻率儀器(azimuthal multiple resistivity，AMR)。與傳統(tǒng)的電磁波電阻率儀器相比，AMR增加了一個橫向接收天線Rc，軸向發(fā)射天線與橫向接收天線彼此垂直，以儀器軸線為z軸，AMR可以測量zx或zy分量。

目前對于隨鉆電磁波遠探測儀器的探測深度尚沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，國外各服務(wù)公司或儀器研發(fā)廠家常用儀器對邊界引起測量信號變化的探測能力定義探測深度，這通常由儀器電路的信號分辨率以及噪聲水平?jīng)Q定。因此儀器對邊界探測能力在儀器工作參數(shù)確定的情況下主要依賴于儀器對小信號的識別能力以及實際的地層模型，通過數(shù)值模擬得到。以目前國外儀器10nV的信號分辨能力為標(biāo)準(zhǔn)，AMR儀器在2MHz工作頻率下，當(dāng)?shù)貙与娮杪蕦Ρ榷?R1:R2)為1:20時，界面探測深度約為2.6m，當(dāng)電阻率對比度(R1:R2)為1:200時，探測深度可達4m。

但是上述所有的探測儀器確難以適用于裸眼井中遠距離探邊研究，該技術(shù)方面的研究也未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】