一种近钻头电磁波电阻率加伽玛测井仪的制作方法

本实用新型涉及的近钻头电磁波电阻率加伽玛测井仪，是应用于石油地质勘探的随钻测井仪器设备，特别是涉及地理空间地质导向分析，具体讲是在靠近钻头位置发射电磁波，使螺杆后方的接收天线能接收到该信号，从而进行远距离的相位差和衰减电阻率测量。本产品与钻头距离近，可以及时准确的掌握地层信息，优化井眼轨迹。同时近钻头伽玛和电阻率测量共用同一发射天线，优化了结构设计，仪器利用率更高，节省成本。

背景技术：

当前在石油地质勘探等钻井工程中，为了能更好的、及时准确的掌握地层信息，优化井眼轨迹，提高油气采收率，使钻井轨迹更准确的按照工程设计要求钻进，就需要把采集地层信息的传感器探头安装在尽可能靠近钻头的位置。在复杂的地层中，优化井眼轨迹面临重大挑战。如果仅依靠地震及井眼中的测井数据，很难确定油藏顶部和底部边界。这不仅会增加非生产时间，还可能无法钻至最佳油气层，从而无法获取最佳开采效果。

目前市场上同类产品多采用对称形式的多发双收结构，利用电磁波在地层导电介质传播时产生相位差和幅度衰减来测量地层电阻率，它提供两种测量：相位差（PD）和衰减（AT）。采用两个频率：2MHz和400 kHz。多采用补偿设计功能，提供多个探测深度。确定许多钻孔/近井眼特征，如：Rmud，Rxo，井孔尺寸和偏心率等。

其缺陷在于：

1、探测半径小，最远只有2至3米，地质导向只能解释分析井眼附近的地层信息；

2、不具有方位特性。不能实时确定靠近地层界面的方位，无法避免进入页岩或其它硬地层。

技术实现要素：

本实用新型中近钻头电磁波电阻率（EPR）、随钻方位电磁波电阻率(AER)、近钻头伽玛（NGR）结合使用，可通过非定向及方位深探测电阻率测量，实时探测油藏结构和地层边界，优化井眼轨迹，提高油气采收率。同时，近钻头电磁波电阻率与方位电阻率相结合，该项技术可探测到井筒周围方圆30m的边界。这种探测深度可提供一个清晰的油藏结构视野，地质导向的解释分析也从近井附近扩大到了地震勘探级别。这为实时的井位部署和油藏描绘提供了新的可能性。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种近钻头电磁波电阻率加伽玛测井仪，主要包括发射模块和接收模块，其中，发射模块包括发射节本体，发射节本体的外壁凹槽内设有伽玛探测器、重力传感器、控制电路单元、电磁波发射单元、发射天线、发射节电源, 伽玛探测器、重力传感器的检测信号端分别与控制电路单元的采集端连接，控制电路单元的输出端经由电磁波发射单元与发射天线的接线端连接，发射模块电源为伽玛探测器、重力传感器、电路控制单元、电磁波发射单元供电；

接收节包括接收本体，接收节天线包括近钻头电阻率接收天线一、近钻头电阻率接收天线二、近钻头伽玛接收天线以及伽玛信号放大电路单元，接收天线与发射天线之间以电磁波信号进行无线通讯，接收天线的接线端通过射频电缆与电磁波接收装置相连，经过放大单元、带通滤波单元、A/D转换单元、数字信号处理单元处理之后经泥浆脉冲传输到地面。

近钻头电阻率接收天线一和近钻头电阻率接收天线二分别位于近钻头伽玛天线的下端以及近钻头电阻率模块和近钻头方位电磁波电阻率模块之间。

近钻头伽玛信号与电阻率测量共用同一发射传送数据，伽玛信号采用无线电磁传输方式，以钻铤作为传输电信号的媒体来完成信息的短距离无线传输，在伽玛两次通信数据之间进行测量电阻率的电磁波信号传输。

本实用新型的有益效果：

1、近钻头电阻率和近钻头伽玛共用同一发射，优化了结构设计，仪器利用率更高，节省成本；

2、本实用新型安装在靠近钻头的位置，能更好的、及时准确的掌握地层信息，优化井眼轨迹，提高油气采收率，使钻井轨迹更准确的按照工程设计要求钻进；

3、采用低频测量（电磁信号），具有更深的探测深度。与EPR、AER相结合使用，具有方位敏感性、超深探测深度、实时随钻反演、3D可视化等，将轻松实现复杂油藏中井身结构的精准设计；

4、该地质导向服务通过非定向及方位深探测电阻率测量相结合，实时探测油藏结构和地层边界，优化井眼轨迹，提高油气采收率。无需耗时耗费的领眼便可实现对油层边界的实时绘制，确定油藏的结构；

5、油藏导向解释的范围从井筒尺度扩展到地震勘探尺度。这为实时的井位部属和油藏描绘提供了新的可能性。

附图说明

图1是本实用新型的近钻头发射模块剖面结构图；

图2是本实用新型的近钻头发射模块A-A剖面图；

图3是本实用新型的接收模块示意图；

图4是本实用新型的系统功能框图；

图5是本实用新型的信号工作示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，近钻头电磁波电阻率加伽玛测井仪包括发射模块和接收模块，其中：

发射模块包括发射节本体7，发射节本体7的外壁凹槽内设有伽玛探测器21、重力传感器22、控制电路单元23、电磁波发射单元24、发射天线25、发射模块电源2, 伽玛探测器21、重力传感器22的检测信号端分别与控制电路单元23的采集端连接，控制电路单元23的输出端经由电磁波发射单元24与发射天线25的接线端连接，发射模块电源为伽玛探测器21、重力传感器22、控制电路单元23、电磁波发射单元24供电。

伽玛探测器21、重力传感器22探测到信号通过电缆传输到发射电路单元23，经数据调制单元241、功率放大单元242分别进行调制和放大后通过电缆传输到发射天线25，由电磁波传输信号到接收天线26，电磁波发射单元24包括数据调制单元241、功率放大单元242，电磁波发射单元24安装在发射短节本体7上，发射天线25由绕制在绝缘材料上的多匝线圈组成，在发射天线25的外侧安装有发射天线外护套8，发射电路单元23通过电磁波发射单元24与发射天线25相连。

发射电路数据调制单元241中的振荡器产生一个电磁波信号，该信号经功率放大单元242放大后传送给发射天线25，由发射天线25将信号发送出去，同时该信号也作为伽玛信号的载频信号，这样就实现了同一发射实现两种不同功能，如图5所示。

近钻头发射模块作为近钻头伽玛发射和近钻头电阻率发射，用于发射电磁波，在近钻头伽玛接收天线263处接收到近钻头处的伽玛信号，用以测量近钻头伽玛信号，伽玛信号采用无线电磁传输方式，以钻铤作为传输电信号的媒体来完成信息的短距离无线传输，在伽玛两次通信数据之间进行电阻率信号波传输。

发射天线线圈中的交流信号驱动发射线圈运转，由此在储层中产生交变磁场，磁场在导电岩层中产生涡电流，再生成一个二级磁场，并被接收线圈接收，接收线圈检测到的信号包含了初始信号所经过的储层信息和所使用的线圈结构信息。

近钻头电阻率接收天线一261和近钻头电阻率接收天线二262为近钻头电阻率测井仪260的接收天线，分别位于近钻头伽玛天线263的下端以及近钻头电阻率模块260和近钻头方位电磁波电阻率模块265之间。仪器接收数据一直处于全方位扫描模式，即在发射天线25发射信号周期内，接收线圈接收信号并送往接收电路进行处理。

在接收部分，接收天线单元26包括近钻头电阻率接收天线一261、近钻头电阻率接收天线二262、近钻头伽玛接收天线263，三个接收天线是由磁材料制成的环状体，在环上绕有导线，导线的线端与选频电路相连，选频电路通过射频电缆接入接收电路单元27，其中接收电路单元27中的放大单元271、带通滤波单元272、A/D转换单元273、数字信号处理单元274各部分电路处理之后经泥浆脉冲传输到地面30。

本实用新型的特点为：

1、本实用新型具有超深的探测深度，可与方位电阻率相结合，实现对油层边界的实时绘制，确定油藏的结构，调整井眼轨迹，提高储层钻遇率，节省导眼，减少进尺施工费用。地质导向的解释分析也扩大到了地震勘探级别，这为实时的井位部署和油藏描绘提供了新的可能性；

2、本实用新型可以实时展现储层构造特征，能够帮助地质工作者做出正确的战略决策，提高对储层的认识程度，增大优质储层段的有效进尺，进而提高油气产量。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。