[发明专利]一种地层定向电阻率测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体而言，涉及一种地层定向电阻率测量方法及装置。

背景技术

在石油工业领域，众所周知的使用电气测量方法采集井下信息的方法有多种，如随钻测井（“LWD”），随钻测量（“MWD”）。此类技术早已用来获取地层电阻率（或电导率；术语“电阻率”和“电导率”，但在本发明中可通用）和各种岩石物理模型（如Archie定律），以助于确定地层以及相应流体的岩石物理性质。在现有技术中，电阻率是确定多孔地层中油气（如原油或天然气）和水含量的重要参数。尽量让钻井孔保持产油层（含烃层）里，以尽可能最大限度地提高采收率。

随着现代钻井技术和测井技术的发展，水平钻井，即钻井和地质层至少成一角度，越来越普遍，因为它可以提高产油层（含烃层）的暴露长度，以最大程度地把钻井孔保持在产油层（含烃层）里，尽可能最大限度地提高采收率。因此，具备方位敏感性的定向电阻率测量仪是后续钻井转向必须的。转向决定可以根据地层边界识别测量结果，地层角检测和断裂特性做出。

定向电阻率测量通常包括发射和/或接收横向(x-型或y-型)或混合型（比如混合x-和z-型)电磁波。在进行此类测量中可采用各种类型的天线配置，比如如图1A所示的横线天线配置(x-型)，如图1B所示的双平面天线配置，如图1C所示的鞍形天线配置(x-型和z-型，混合型)，以及如图1D所示的倾斜天线。图1A中的横向天线的磁矩所指示的方向垂直于定向电阻率测量仪的纵向轴，其上配有纵向天线。双平面天线、鞍形天线和倾斜天线配置如图1B、1C和1D所示，能发射或接收磁场的横向分量，进行方位电阻率测量。

如上所述，尽管定向电阻率测量仪已经被商业上使用，但是这些测量仪的精度不高，作用距离短，仍然需要对电阻率测量仪的天线配置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地层定向电阻率测量方法及装置，以解决目前测量仪的精度不高，作用距离短的问题。

在本发明的实施例中提供了磁偶极子天线，配置在带纵向轴和外表面的电阻率测量仪，包括：

在电阻率测量仪外表面形成的凹口，配置在电阻率测量仪外表面下方的同轴线接插件，以及安放在凹口里的电线，通电后与凹口的端墙连接，凹口另一端的同轴线接插件中心导线，凹口和电线形成磁偶极子，发射或接收电磁信号。

在其中一个实施例中，磁偶极子天线还包括填充在凹口里的导磁材料。

在其中一个实施例中，导磁材料为磁性材料，用于加强磁偶极子的发射和接收。

在其中一个实施例中，磁性材料选自含铁氧体材料、不导电的磁性合金、铁粉和镍铁合金的材料群。

在其中一个实施例中，磁偶极子天线还包括填充在凹口的防护材料。

在其它实施例中，防护材料为环氧树脂。

在其它实施例中，凹口为圆形。

在其它实施例中，凹口为矩形。

在其它实施例中，磁偶极子天线还包括在电阻率测量仪表面形成，并且横跨凹口的多条沟槽，用于加强电磁信号的发射和接收。

在其它实施例中，沟槽为椭圆形。

本发明实施例还提供一种用于地层定县电阻率测量的装置，包括：

带纵向轴和外表面的电阻率测量仪，在电阻率测量仪外表面形成，并且大体上平行于电阻率测量仪纵向轴线的多条缝隙，以及放置在缝隙中的多条电线，通电后与缝隙的端壁连接，形成磁偶极子天线，磁偶极子天线形成至少一个发射机-接收机天线组，用于执行电磁信号的发射和接收。

在其中一个实施例中，该装置还包括一条同轴线接插件，将电线与电路连接起来，用于处理待发射或接收的电磁信号。

在其中一个实施例中，该装置还包括在电阻率测量仪表面形成，并且横跨凹口的多条沟槽，用于加强电磁信号的发射和接收。

在其中一个实施例中，所述沟槽大体上横切电阻率测量仪的缝隙。

在其它实施例中，该装置还包括填充在缝隙里的导磁材料。

在其它实施例中，该装置还包括填充在缝隙里的防护材料。

本发明上述用于地层定向电阻率测量的装置，由于提供了一种结构简单易于操作的磁偶极子天线和基于该天线的装置，相比现有技术，精度更高，作用距离更广。

附图说明

图1A所示为常规电阻率测量仪中横向环形天线的已有技术；

图1B、1C、1D所示为可以放射或接收磁场横向分量，进行方位电阻率测量的天线实施例的已有技术；

图2所示为配有一个常规随钻测井系统的定向电阻率测量仪正面图；