[发明专利]地层界面探测的装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及油井中的电测井法。具体而言，本发明涉及一种地层界面探测的装置。

背景技术

采集井下信息通常使用电气测量方法，如随钻测井（“LWD”）、随钻测量（“MWD”）和电缆测井系统。在石油业众所周知，这些技术早已用来获取井下信息，例如，采用地层电阻率（或电导率；术语“电阻率”和“电导率”，虽在意思上相反，但在工艺中可交替使用）和介电常数等确定地层的岩石物理性质以及所含的液体。收集到的井下信息可以帮助描述多孔地层里烃（如原油或天然气）以及反映其它情况，用以识别不同地层之间的地层界面。因此，最好保留产油层（含烃层）里的井眼，以尽可能实现最大限度的采收率。

随钻测井、随钻测量和电缆测井系统中可以采用各种测量工具。其中，一种工具为电阻率测量工具。如图1所示的相关技术中的电阻率测量工具示意图，它包括钻柱100、一对发射机T1和T2，用于通过周围地层发射电磁信号；一对接收机R1和R2，用于接收来自发射机T1和T2的电磁信号和在钻柱100远端的钻头的信号。相对于发射机T2，T1更接近接收机R1和R2。

在图1中，钻柱100旋转并在第一地层102间移动，移向第一地层102和第二地层104之间的地层界面106。当钻柱100接近地层界面106时，来自发射机T2的电磁信号108开始穿透地层界面106，通过第二地层104，然后由接收机R1和R2接收。然而，与此同时，来自发射机T1的电磁信号110只能通过第一地层102，然后由远处的接收机R1和R2接收。因此，发射机T1测得的电阻率数据不同于发射机T2测量的电阻率数据，该测量的电阻率的差异即可表明存在地层界面106。

为将电阻率测量工具固定在产油层里，电阻率测量工具的操作不仅需要地层边界的位置信息，还需要其方向信息。图1所示的电阻率测量工具，无法确定地层界面106相对于钻柱100的方向。因此，“定向”电阻率测量工具应运而生。定向电阻率测量工具可以在旋转的同时，在不同的方位角收集信息。如图2所示的被分为多个小仓（或区域）的井眼示意图，其中，将一个井眼分为多个小仓（或领域）200～230。传统上，小仓的数量为16或32。地层边界的位置和方向可以根据每个小仓测量得出电阻率之间的关系结果来计算得出。然而，该定向电阻率测量工具在进行机械旋转时也会有一些缺点。例如，定向电阻率测量工具的振动会明显影响测量数据的精度。此外，机械旋转速度受物理环境限制。

针对上述问题，相关技术中已采取了一些避免振动的措施，比如将定向电阻率测量工具逐一固定在每个小仓，进行该小仓的测量。该方法虽然可以解决上述振动问题，但却会明显延长数据测量的处理过程。

如上所述，上述定向电阻率测量工具存在以下不足：机械旋转引起的振动或摇晃，降低了数据测量的精确度，固定位置的测量方式又降低了测量的效率；可见目前的定向电阻率测量工具无法满足实际工作的需求。

针对在上述定向电阻率测量工具无法满足实际工作需要的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种地层界面探测的装置，用以解决定向电阻率测量工具无法满足实际工作需要的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种地层界面探测的装置，包括：带纵向轴线的工具壳体；第一发射机，配置在工具壳体，沿着第一方向；第二发射机，配置在工具壳体，沿着第二方向；其中，第一发射机和第二发射机发射电磁信号，其磁矩具有可调制性，使得电磁信号总磁矩的矢量在第一发射机和第二发射机同时发射时进行电动旋转；接收机，配置在工具壳体，平行于工具壳体的纵向轴线；其中，接收机接收和测量第一发射机和第二发射机发出的调制电磁信号，得出调制电磁信号的振幅和相位，并根据电磁信号的振幅和相位计算地层界面方向和位置。

优选地，上述工具壳体为钻柱或钻环。

优选地，上述第一发射机与第二发射机并置排列或者在其轴向距离处。

优选地，上述第一发射机、第二发射机和接收机均包括至少一条天线。

优选地，上述第一发射机的第一方向垂直于第二发射机的第二方向。

优选地，上述接收机的方向垂直于第一发射机的第一方向和第二发射机的第二方向。