[发明专利]具有屏蔽三轴天线的测井仪

说明书

技术领域

本发明总体涉及测井仪，并且具体地涉及电磁测井仪。

背景技术

测井仪已经长时间在井眼内使用以例如得到地层评价测量值，从而推断包围井眼的地层和地层内的流体的特性。虽然还可使用各种其它类型的测井仪，但是通常的测井仪包括电磁测井仪、核测井仪、和核磁共振(NMR)测井仪。电磁测井仪通常测量地层的电阻率(或所述电阻率的倒数：电导率)。现有技术的电磁电阻率测井仪包括流电测井仪(galvanic tool)、感应测井仪、和传播测井仪。通常，已经通过地层的电磁信号的衰减和相移的测量值用于确定电阻率。电阻率可以是原始地层的电阻率、被已知为侵入层的电阻率、或者所述电阻率可以是井内流体的电阻率。在各向异性地层中，电阻率可以进一步被分解成通常被称为垂直电阻率和水平电阻率的分量。

在已经钻好井眼之后，包括电磁测井仪的早期测井仪在钢丝电缆上被下入井眼内。仍然广泛使用这种新型的电缆测井仪。然而，对钻井眼时的信息的需要产生随钻测量(MWD)仪和随钻测井(LWD)仪。MWD仪通常提供诸如钻压、扭矩、温度、压力、方向、和倾角的钻井参数信息。LWD仪通常提供诸如电阻率、孔隙度、和NMR分布(例如，T1和T2)的地层评价测量值。MWD和LWD仪通常具有与电缆测井仪(例如，发射和接收天线)共有的特征，但是MWD和LWD仪必须被构造成不仅要经受得住钻井的恶劣环境，而且要在所述钻井的恶劣环境中工作。

发明内容

本发明涉及一种井下测井仪，所述井下测井仪的测井仪主体上具有一组共同定位的天线、与所述一组共同定位的天线沿纵向间隔开的一个或多个另外的天线、沿圆周方向包围所述一组共同定位的天线的电磁透射护罩、和沿圆周方向包围一个或多个另外的天线中的每一个的电磁透射护罩。井下测井仪可以是电缆钻井仪或随钻仪，并且所述井下测井仪可以是感应测井仪或传播测井仪。护罩可以具有局部地垂直于在下面的线圈天线的绕组的槽。

本发明的其它方面和优点将从以下说明和所述权利要求变得清楚。

附图说明

图1示出可以使用本发明的井位系统；

图2显示现有技术的电磁测井测井仪；

图3A是根据本发明构造而成的电磁感应测井仪的示意图；

图3B是图3A的测井仪的一部分的放大图；

图4是根据本发明的护罩和在下面的天线线圈的示意图，其中所述护罩和天线线圈被示出为向上开口并平坦展开以便进行图示和说明；

图5是根据本发明的护罩和在下面的天线线圈的可选实施例的示意图，其中所述护罩和天线线圈被示出为向上开口并平坦展开以便进行图示和说明；

图6A示意性地显示具有根据本发明的屏蔽天线的三轴电阻率测井仪的可选实施例；和

图6B是图6A的测井仪的一部分的放大图。

要理解的是附图仅仅出于说明的目的，而不是对本发明进行限定，本发明的保护范围仅由所附权利要求的保护范围来确定。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的具体实施例。为了一致性，各个附图中相同的元件由相同的附图标记表示。

图1示出了本发明可以使用的井位系统。井位可以在陆上或海上。在此示例性系统中，井眼11通过旋转钻井以公知的方式形成在地下地层内。如以下所述，本发明的实施例还可以使用定向钻井。

钻柱12悬挂在井眼11内并且具有底部钻具组合100，所述底部钻具组合包括在其下端的钻头105。地面系统包括位于井眼11上方的平台和井架组件10，组件10包括转盘16、方钻杆17、大钩18和旋转座架19。钻柱12由转盘16旋转，所述转盘由未示出的装置提供能量，所述转盘16接合在钻柱上端处的方钻杆17。钻柱12通过方钻杆17和旋转座架19从大钩18悬挂，所述大钩连接到游动滑车(未示出)，所述旋转座架允许钻柱相对于大钩旋转。如所公知的，可选地，可以使用顶部驱动系统。

在此实施例的示例中，地面系统还包括钻井液或泥浆26，所述钻井液或泥浆储存在形成在井位处的槽27内。泵29通过旋转座架19的端口将钻井液26输送到钻柱12的内部，从而使钻井液由方向箭头8所示向下流动通过钻柱12。钻井液通过钻头105内的端口离开钻柱12，然后如方向箭头9所示向上循环通过钻柱外部与井壁之间的环空区域。以此公知的方式，当钻井液返回到槽27用于再循环时，所述钻井液润滑钻头105并且将岩屑带到地面。

图示的实施例的底部钻具组合100包括随钻测井(LWD)模块120、随钻测量(MWD)模块130、旋转导向系统和马达、以及钻头105。