专利名称：消除对mwd工具中瞬态电磁分量测量的导电钻寄生影响的方法
技术领域：
本发明涉及电磁感应测井领域。更特别地，本发明是减少瞬态电磁现象中导电钻孔管对电阻性信号的影响的方法。
背景技术：
电磁感应电阻率设备可以用来确定井筒周围的地岩层的电导率。例如，在颁发给Beard等人的美国专利No.5,452,761中描述了电磁感应测井设备。在Beard的761专利中描述的设备包含发射器线圈和沿设备外壳同轴分开放置的多个接收器线圈。交变电流流过该发射器线圈。然后可以测量接收器线圈中由地岩层中感生的交变磁场感生的电压。感生的接收器电压的某一相分量的量值与设备周围介质的传导率有关。
深探(deep-looking)电磁工具的发展有着很长的历史。这种工具用来达到各种目的。深探工具尝试在几十到几百米(超深级)距离范围内测量井之间的储层特性。有单井和井间方法，其中大部分方法源于雷达/地震波传播物理学技术。除其它条件以外，这种工具还自然地受限于它们对高电阻率地层的适用性和向下打眼的功率。
在超深级测量中，可以基于瞬态场特性使用技术。瞬态电磁场方法在地表地球物理学中被广泛应用。瞬态技术的示例可以在一些文章中看到，例如，Kaufman等人1983年发表在Elsevier Science上的“频率与瞬态探测”；由NVIGG出版的Sidorov等人，1969年，“用近区瞬时EM的地球物理勘探”；；Saratov，Russia和Rabinovich等人1981年发表在J.Geologiya I Geofizika，N3上的“浸入垂直偶极子磁场的构成”。通常，接收器中激励的电压或电流脉冲引起电磁信号在地岩层中的传播。电流从发射器向外传播到周围地层中。在不同时刻，信息从不同的探测深度到达测量传感器。特别地，在足够迟的时刻，瞬态电磁场只对远距离地层区敏感，不依赖于接收器附近的电阻率分布(详见1983年Kaufman等)。此瞬态场对测量特别重要。在例如颁发给Habashy等人的美国专利No.5,530,359中，讨论了使用瞬态场测量进行地层探测的对称测量工具的使用。
颁发给Payton等人的美国专利No.5,955,884讨论了用于在岩层中测量瞬态电磁场的方法。电磁能在经选择的频率和波形被应用于地层，该频率和波形使磁能和电能的穿透径向厚度最大。Payton包含用于应用电能的至少一个电发射器和至少一个电磁发射器。发射器可以是单轴或多轴电磁的和/或电发射器。在一个实施例中，TEM发射器和TEM接收器是间隔分开的分离组件，通过一定长度的电缆互相连接，其中，经选择，TEM发射器和TEM接收器组件以1m到200m的间距分开。探测的径向厚度与透入深度δ=2/σμω]]>有关，透入深度又与频率有关。频率较低的信号可以增加透入深度。同样，周围材料的传导率对透入深度有反作用。随着传导率的增加，探测深度减小。因此传导率有限的设备外壳能减小探测深度。
快速崛起的随钻测量(MWD)技术引进了与厚储层中的井导航(well navigation)有关的电磁测量应用的新型中深度级(3-10米)测量。与MWD环境有关的主要问题是在测量区域附近的金属钻孔管的引入。该钻孔管产生很强烈的反应，明显降低了测量电磁场对远距离边界和地层电阻率的影响的灵敏度。对该问题的现有解决方案通常包括在发射器和接收器之间有较大的间距(达到20m)(如颁发给Seydoux等人的美国专利No.6,188,222B1中描述的那样)。这种工具对远距离边界的灵敏度很低。目前，Stolar Horizon公司正在开发用于CBM(煤层甲烷)井的钻具雷达，DSR。DSR提供井筒近距离内的3D成像。目前，感应测井工具用来在存在初级场时获得测量结果。在随钻测量方法中，这种技术的示例是多传播电阻率(MPR)设备，和用于裸井段的高分辨率感应测井(HDIL)设备。沿钻具放置的一个或多个发射器作为感应的原始来源使用，在接收器线圈处从地层接收信号，其中线圈沿钻具与发射器同轴距离地放置。MPR和HDIL方法的缺点都是来自发射器的原始感应来源总是在接收器从地层获得测量结果的时间范围内出现，从而使目标信号失真。这可以像在瞬态感应工具中那样，通过使用脉冲激励解决，在脉冲感应工具中，在两个激励脉冲之间的时间间隔内测量信号。
在典型的瞬态感应工具中，发射器线圈中的电流在t＝0时刻从其初始值I0下降到0。其后的测量在旋转工具沿钻孔轨道移动时进行。钻孔管中和地层中感生的电流(即，涡流)开始从发射器线圈附近的区域沿发射器周围的各个方向传播。这些电流引发可以通过沿导电管放置的感应线圈来测量的电磁场分量。管中的涡流产生的信号贡献被认为是寄生的，因为由这些电流产生的信号比来自地层的信号强得多。为了接收基本不受管中涡流影响的信号，可以在很迟的阶段测量信号，在来自地层的信号支配由管产生的寄生信号时进行测量。尽管地层信号在后期阶段占支配地位，但是它非常小，难以得到可靠的测量。在现有方法中，发射器与接收器之间距离的增加减小了管道的影响，将地层的主要贡献转移到较早的时间范围。除了对石油/水边界的分辨率有限之外，这种系统还很长(达到10-15m)，这是不希望的，而且对MWD工具不方便。
需要减小瞬态场信号探测方法中涡流引起的寄生信号而不增加发射器与接收器之间的距离。本发明满足了这一需要。
发明内容
本发明是用来在地岩层中的钻孔里使用的设备。设备的管道部分包括用于打断涡流流动的阻尼部分。置于所述阻尼部分内的发射器在地岩层中传播电磁信号。与所述发射器同轴分开地置于阻尼部分内的接收器接收表示地层电阻率特性的瞬态信号。处理器根据第一和第二信号确定地岩层的电阻率。阻尼部分包括至少一个切道，可以是纵向的或方位角的。可以在切道内放置非导电性材料。可选地，阻尼部分可以包括有切道的段和外表面上有非导电性材料的段。
发射器和接收器可以排成阵列，可以有线圈，线圈的轴与BHA的纵轴平行或与该纵轴成角度。
处理器可以进一步根据测量结果确定到所述地岩层中地层界面的距离。
参照附图可以最好地理解本发明，附图中的同一标志号表示相同的元件，其中图1示出适合与本发明一起使用的随钻测量工具。
图2示出水平井中的工具及其轨道的示意图。
图3示出纵向切割的管道的截面图；图4示出纵向切割的管道的侧视图；图5示出纵向切割的设备的截面图；图6A-B示出表示距发射器0.2m远处Z和X取向接收器的瞬态响应的建模结果；图7A-B示出表示距发射器2m远处Z和X取向接收器的瞬态响应的建模结果；图8A-B示出表示距发射器6m远处Z和X取向接收器的瞬态响应的建模结果；图9A-B示出表示距发射器12m远处Z和X取向接收器的瞬态响应的建模结果；图10A-B示出提高Z取向发射器的信号分辨率的校准信号应用示例；图11图解切道对管道瞬态响应的影响；图12示出到地岩层中界面两个不同距离的瞬态信号；图13作为图12的示例示出带有2m长铁氧体盖的瞬态信号；图14作为图12的示例示出带有4m长铁氧体盖的瞬态信号；
具体实施例方式
图1示出钻探系统10的示意图，该系统10带有承载钻探组件90(也称为底孔组件，或“BHA”)的钻柱20，组件90在“井筒”或“钻孔”26中运送，用于钻探井筒。钻探系统10包括竖在底板12上的传统起重机11，底板12支撑被诸如电动机(未示出)的原动力以需要的旋转速度旋转的轮盘14。钻柱20包括管道，例如钻孔管22或成盘管道，从地表向下延伸到钻孔26。钻孔管22作为管道使用时，钻柱20被推入井筒26。但是，对于成盘管道的应用，管道注入器，例如注入器(未示出)用来将管道从其源头，例如卷轴(未示出)，移动到井筒26。安装到钻柱末端的钻头50旋转时打碎地质岩层以钻出钻孔26。如果使用钻孔管22，那么钻柱20通过Kelly接头21，旋转节29，和穿过滑轮23的线29与绞车相连。在钻探作业过程中，操作绞车用来控制钻头上的重量，这是影响穿透速度的重要因素。绞车的操作在本领域中是众所周知的，因此这里不做详细描述。在钻探操作过程中，抽泥泵34使来自泥浆池(源头)32的合适的钻探流体31在压力下循环通过钻柱20中的沟道。钻探流体通过消涌器(desurger)(未示出)、流体管线28和Kelly接头21从抽泥泵34中传入钻柱20。钻探流体31在钻孔底部51通过钻头50中的开口排出。钻探流体31通过钻柱20与钻孔26之间的环形空间27沿井上行循环并经由返回管线35回到泥浆池32。钻探流体用来润滑钻头50并将钻孔的切割部分或碎片带离钻头50。优选置于线路38中的传感器S1提供有关流体流动速率的信息。与钻柱20关联的地面扭矩传感器S2和传感器S3分别提供有关钻柱扭矩和旋转速度的信息。另外，与线路29关联的传感器(未示出)用来提供钻柱20的起吊载荷。
在本发明的一个实施例中，只通过旋转钻孔管22来旋转钻头50。在本发明的另一个实施例中，井下马达55(泥浆马达)置于钻探组件90中使钻头旋转50，如果需要，通常使钻孔管22旋转以补充旋转功率并实现钻探方向的改变。
在图1的一个实施例中，泥浆马达55通过置于支承组件57中的传动轴(未示出)与钻头50连接。当钻探流体31在压力下经过泥浆马达55时该泥浆马达旋转钻头50。支承组件57支撑钻头的径向力和轴向力。与支承组件57相连的稳定器58作为泥浆马达组件的最低部分的定心夹具使用。在本发明的一个实施例中，钻探传感器组件59置于钻头50附近。钻探传感器组件包含传感器、电路和处理软件和与动态钻探参数关联的算法。这些参数优选包括钻头跳动，钻探组件的粘滑运动，后向旋转，扭矩，震动，钻孔和环面压力，加速度测量和钻头状态的其它测量。如钻探组件90中图解的那样，还提供了使用例如双路遥感的适当遥感或通信分段(telemetry or communication sub)72。钻探传感器组件处理传感器信息并通过遥感系统72将其发送到地面控制单元40。
通信分段72，动力单元78和MWD工具79都串联地与钻柱20相连。用例如柔曲分段(flex subs)来连接钻探组件90中的MWD工具79。这些分段(subs)和工具在钻柱20与钻头50之间构成底孔钻探组件90。钻探组件90进行各种测量，包括钻探钻孔26时进行的脉冲核磁共振测量。通信分段72获得信号和测量结果并用例如双路遥感传递信号以便地面处理。可选地，可以用钻探组件90中的井下处理器处理信号。
地面控制单元或处理器40也接收来自其它井下传感器和设备的信号以及来自系统10中使用的传感器S1-S3和其它传感器的信号，并依照提供给地面控制单元40的程序指令处理这些信号。地面控制单元40在显示器/监听器42上显示将被操作员用来控制钻探作业的所需钻探参数和其它信息。地面控制单元40优选包括计算机或基于微处理器的处理系统、用于存储程序或模型和数据的存储器、用于记录数据的记录器、和其它外围设备。控制单元40优选地适合在某一不安全或不合需要的运行状态发生时激活警报44。
图2示出本发明的装置。发射器线圈201和接收器线圈组件沿用于抑制涡流的钻孔管的阻尼部分200放置。钻具的纵轴限定坐标系统的Z方向。X方向限定为与钻具的纵轴垂直。钻孔管阻尼部分200的长度足够打断涡流的流动。发射器线圈201感生出磁矩。例如，在图2的图解中，发射器线圈201被定向为沿Z方向感生出磁矩。接收器线圈组件包括Z取向204和X取向205线圈阵列，这些线圈有取向磁矩以便探测沿垂直方向(即，Mx，Mz)感生的磁矩。由于导电管没有阻尼部分，瞬态场测量中产生的涡流能使周向回路与管表面相符合。Z发射器产生的涡流能存留很长时间，通常有所有信号中可能存在的最长衰减率。纵向切道迫使涡流沿高电阻率路径切道而不是周向回路，因此引起涡流的更快速率的衰减。在管中引起涡流的快速衰减可以改善瞬态电磁分量的测量。这种改善改进了例如有关石油/水边界的位置和周围地层电阻率的信息的确定。
尽管图2图解了发射器和接收器的一种配置，本发明中可以使用多种发射器和接收器配置。在MWD瞬态工具的第一个实施例中，Z向发射器线圈可以沿阻尼部分放置，包含X向和Z向接收器线圈对的接收器线圈对与Z向发射器线圈同轴放置。接收器对通常置于距离发射器0m到10m的位置，也在阻尼部分上。发射器-接收器到发射器的距离小于大约2m，这进一步使地质操纵钻井成为可能。术语“地质操纵”指的是基于确定的到地岩层中界面的距离对BHA的钻探方向的控制。通常，在地质操纵中，需要使钻孔的钻探维持在例如石油/水，气/水界面这样的流体界面以下需要的深度。可选地，地质操纵可以用来使储层内的井筒到复盖岩层的距离维持在需要的范围。
该实施例的管的阻尼部分纵向切道的长度足够打断电流的流动，在本例中，大约长10m。发射器-接收器对置于导电管阻尼部分中央。
在第二实施例中，MWD瞬态工具包括X向发射器线圈，相同的X向线圈作为接收器使用，Z向接收器线圈轴向置于距同样作为接收器使用X向发射器不到2m远的位置。纵向切道通常可以沿管道的切割部分延伸大约10m。距发射器不到大约2m远的发射器-接收器距离进一步使地质操纵钻井成为可能。发射器-接收器对置于管道阻尼部分的中央。在MWD瞬态工具的第三实施例中，Z向发射器线圈可以沿管道放置，X向和Z向线圈阵列可以在距发射器线圈0m到10m处沿管道的阻尼部分轴向放置。切道部分通常包括纵向切道和方位角的切道，延伸长度大约从10m到20m。切道被填充非导电性材料以进一步抑制涡流。线阵列例如可以延伸到距发射器10m的距离。
在MWK瞬态工具的第四实施例中，Z向发射器线圈与X和Z线圈阵列可以在距发射器线圈10m处沿管道的阻尼部分放置。阻尼部分延伸长度通常为10m到20m，接收器阵列延伸到距发射器大约10m的距离。
另外，管道的阻尼部分可进一步包括管道中的切道和覆盖管道具有高导磁率的磁性材料的组合。例如，可以制作管道部件的周期序列，其中，例如，管道的第一个1m有切道，管道的下个1m被磁性材料覆盖。这段2m长的管道部件可以重复。重复的典型次数可以是例如10次。同样，阻尼部分可以只包含磁性覆盖物以实现对涡流信号的抑制。
图2的钻具200横向地布置在电阻率为ρ1的地层230中，置于到地层230和电阻率为ρ2的地层240之间的边界距离为L的位置。在均匀全域水平井中，X分量是唯一的非零分量。如图2所示，在水平分层结构中，X和Z分量都是非零分量。
图3是在本发明示的范性实施例中带有纵向切道的钻孔管阻尼部分200的截面图。导电管301被分段成多个切道305。切道305通常用非导电性材料填充。图4示出管道301’的侧视图，其中更全面地显示了纵向切道305’。虽然周向涡流的抑制可以通过一个纵向切道实现，但通常使用多个纵向切道305’以便进一步抑制涡流。可选地，切道的方向可以被选择为与管中涡流的几何结构相对应。例如，对于使用Z发射器的实施例，纵向切道提供最大抑制。这种纵向切道在长度上可以延伸到例如大约10-20m。在使用X发射器的实施例中，可以用纵向和方位切道的组合来提供最大抑制。
图5示出其中装有图3所示管道的阻尼部分的工具截面图。带有切道305”的管道301”的外径上包围着非导电性材料510。非导电性材料510可以是例如磁性的。Z向发射器501布置在非导电性材料510周围，在发射器线圈501的外径上提供了第二非导电性材料层512。在磁感应源与所关心区域之间插入磁性材料可以缩小磁感应，并进而减小所关心区域内的涡流。
图6A-B，7A-B，8A-B，9A-B图解了本发明的瞬态MWD工具的高分辨率能力。从图2所示那样两层结构中示出了数学建模结果。用Z向发射器和Z与X向接收器来获取这些图的曲线。发射器的X取向可以提供与Z取向发射器相同的有关石油/水边界探测的分辨率。管道中的一系列纵向和方位切道被做出用来抑制涡流。建模结果假设管道是非导电性的。该工具如图2所示，置于电阻率ρ1＝50ohm-m的第一层230中。第二层240位于距该工具1到11m处。第二层的电阻率为ρ2＝2ohm-m。测量通常在应用来自原始来源的信号后1-100μ秒时间间隔内进行。使用X发射器时，通常Z向接收器分量测量被用于方位角上的分辨率，而到边界的距离和地层的电阻率是通过测量X分量获得的。当使用Z发射器时，通常X向接收器分量测量被用于方位分辨率，而到边界的距离和地层的电阻率是通过测量Z分量获得的。图6A和6B分别示出发射器-接收器间隔为0.2m时获得的Z和X分量。曲线601a表示置于距地层边界1m处的工具的响应。曲线603a，605a，607a，609a和611a分别进一步表示在3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，dBz/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。在图6B中，曲线601b表示距地层边界1m处的工具的响应。曲线603b，605b，607b，609b和611b分别进一步表示3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，dBx/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。
与Z分量(图6A)相比，图6B的X分量有更高的分辨率。在较早期时间(小于5μsec的时间)可以找到对地层界面的最小灵敏度。在0.2m发射器-接收器间隔处，对于到边界深度大于5m的模型，X分量的信号值比Z分量的信号值小几个数量级，因此减小了Z向测量的可靠性。接收器和发射器之间间距的增加提高了X和Z取向信号分量的比率。图7A-B，图8A-B和图9A-B相应示出2m，6m，和12m发射器-接收器间距的建模结果。
图7分别示出在发射器-接收器间隔为2m时获得的Z和X分量。曲线701a表示距地层边界1m处的工具响应。曲线703a，705a，707a，709a和711a分别进一步表示3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，dBz/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。在图7b中，曲线701b表示距地层边界1m处的工具响应。曲线703b，705b，707b，709b和711b分别进一步表示3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。曲线720b表示距离地层边界无限远处获得的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，dBx/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。
图8分别示出发射器-接收器间隔为6m时获得的Z和X分量。曲线801a表示距离地层边界1m处的工具响应。曲线803a，805a，807a，809a和811a分别进一步表示3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。曲线820a表示距离地层边界无限远处的获得的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，，dBz/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。图8b中，曲线801b表示距离地层边界1m处的工具响应。曲线803b，805b，807b，809b和811b分别进一步表示3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，dBx/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。
图9分别示出发射器-接收器间隔为12m时获得的Z和X分量。曲线901a表示距地层边界1m处的工具响应。曲线903a，905a，907a，909a和911a分别进一步表示3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。曲线920a表示距离地层边界无限远处获得的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，dBz/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。图9b中，曲线901b表示距离地层边界1m处的工具响应。曲线903b，905b，907b，909b和911b分别进一步表示3m，5m，7m，9m和11m距离处的响应。时间沿横坐标以秒为单位划分，dBx/dt沿纵坐标以V/(Am4)为单位划分。
首先分析上述方法以确定应该从定量解释中应当消除哪个X分量测量结果。那些满足关系|Hx/Hz|＞0.1(对于Z取向发射器系统)的测量结果是最佳的用于解释。同样，对于X取向发射器系统，最佳关系是|Hz/Hx|＞0.1。在Z向和X向接收器阵列中，该比率中的Hx和Hz分量是阵列中相互最靠近的那些X和Z导线接收器获取的测量结果。反演法可以用来相对于地层参数解释数据。
增加的发射器-接收器间距增加了高分辨率X分量的信号。同样，增加的间距提高了两个分量之间的比率，从而使更实用的测量成为可能。增加间距是由从方位上解析并确定深地层(深于5m)参数的目标指示的。在到边界深度小于5m的地层模型中，1-100μsec时间间隔内在0-2m间距上获取的Z分量测量结果的集合(发射器是Z取向的)足以解决地质操纵任务。X分量的符号可以用来确定边界位于工具之上还是工具之下。在另一个实施例中，通过使用X发射器和Z，X接收器，小于2m的发射器-接收器间距足以解析地层。
如2003年12月24日申请的同时待决的美国专利申请No.10/746,071中披露的那样，考虑金属外壳的一种方法是使用参考信号。图10A中，信号是在到边界深度为4m，6m，8m和10m处用0.5m发射器-接收器间距获得的。如图10A所示，这些距离处的信号相互之间在初级阶段没有什么差别。这些曲线都标记为1000。曲线1020示出获得的由地层外面的管道引起的信号。通过减去管道信号1020获得的差分信号示于图10B中。到边界深度为4m，6m，8m和10m的曲线相应地示为1004，1006，1008，和1010。差分信号的分辨率明显比原始信号的分辨率更好。
本发明中使用的切道的影响在数量上参照图11查看。曲线1101示出没有切道时管道对瞬态信号的响应。曲线1103示出有切道的管道对瞬态信号的响应。这类结果是对不同的发射器和接收器取向和不同的切道取向获得的。
其次，讨论使用非导电性铁氧体覆盖物的影响。在建模示例中，我们使用了导磁率为100，厚度为0.5cm的圆柱形铁氧体覆盖物。优选导磁率大于100，但是可以使用具有稍低效果的更低值。铁氧体位于发射器/接收器对的中央。发射器/接收器间距为0.5m。我们介绍了-4m和8m水/油边界布局的两种情形中的建模结果。分辨率标准是两个相应曲线之间的间隔。图12示出不在导电性管道中使用铁氧体盖来抑制涡流时的示范性建模结果。1121是距离为8m的情形中的曲线，而1123示出距离为4m时的信号。如图中所示，信号之间的间隔非常小，实际上是不可分辩的。通过使用2m铁氧体盖，可以获得图13所示的结果。1151给出了8m距离处的响应，而4m距离的响应由1153示出。如图所示，分辨率度相对于图12所示的结果有所提高。使用3m铁氧体盖时，如曲线1171(8m距离)和1173(4m距离)所示，分辨率甚至被进一步提高。
覆盖可以用例如可商业购买到的或FLUXTROLTM铁粉材料这样的粉状软磁材料做成，优选包含结合诸如环氧树脂这样的有机非导电性粘合剂的铁磁金属粉。粉末的颗粒尺寸小到对RF磁场透明的程度。在0.5-1.0MHz频率范围内，优选的非铁氧体软磁材料显出可接收的RF损耗，从而引起可以忽略的天线Q因数恶化。虽然商业上可获得的FLUXTROLTM导磁率大约为50，但它有低磁致伸缩的优点，并因此有更低的噪声级别。Kruspe等人的同时待决的美国专利申请No.10/177,618中讨论了这种材料，该专利申请的受让人与本申请的受让人相同。使用陶瓷粘合剂并提供导磁率超过100的诸如MPP(Molypermalloy Poweder)这样的粉状金属材料也可以使用。
虽然前述公开涉及本发明的优选实施例，本领域的技术人员会清楚本发明的各种修改。期望所有这样的变体都在前述公开中包括的权利要求书的范畴和精神内。
权利要求
1.在地岩层中的钻孔中使用的装置，包括(a)导电管，所述导电管有用于减少涡流流动的阻尼部分；(b)至少一个所述导电管上的发射器，其在地岩层中传播电磁场；(c)至少一个所述导电管上的接收器，其接收由所述电磁场与所述地岩层相互作用引起的暂态信号；和(d)用于从所述暂态信号确定所述地岩层的电阻率的处理器。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述阻尼部分进一步包括至少一个在所述导电管的所述阻尼部分中的切道。
3.如权利要求2所述的装置，其中非导电性材料置于所述切道中。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述阻尼部分进一步包括(i)第一段，具有切道，和(ii)第二段，具有置于所述段的外表面上的非导电性材料。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述阻尼部分进一步包括一管道段，非导电性材料置于所述段的外表面上。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述阻尼部分包括铁氧体。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述阻尼部分包括具有低磁致伸缩的材料。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个发射器进一步包括至少一个线圈，该线圈取向为感生沿下列之一的磁矩(i)与所述管的轴纵向平行，和，(ii)向所述纵向轴倾斜的方向。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个接收器进一步包括至少一个线圈，该线圈具有选自下列的取向(i)与所述管的轴平行，和，(ii)倾斜于所述管的轴。
10.如权利要求2所述的装置，其中所述切道包括纵向切道。
11.如权利要求2所述的装置，其中所述切道包括横向切道。
12.如权利要求1所述的装置，进一步包括用于延伸所述钻孔的设备。
13.如权利要求1所述的装置，其中所述处理器进一步确定到所述地岩层中床层界面的距离。
14.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个发射器和所述至少一个接收器被置于所述阻尼部分相对侧的所述导电管上。
15.钻探地岩层的方法(a)将底孔组件(BHA)传输到所述地岩层中，所述BHA包括有用于减小涡流流动的阻尼部分的管；(b)使用所述管上的至少一个发射器，用于在地岩层中产生电磁场；(c)使用所述管上的至少一个接收器，用于接收所述第一信号与所述地岩层相互作用引起的暂态信号；和(d)从所述暂态信号确定所述地岩层的所述电阻率。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述阻尼部分进一步包括至少一个切道。
17.如权利要求16所述的方法，其中非导电性材料置于所述切道内。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述阻尼部分进一步包括(i)第一段，具有切道，和(ii)第二段，非导电性材料置于所述段的外表面上。
19.如权利要求15所述的方法，其中所述阻尼部分进一步包括一管道段，非导电性材料置于所述段的外表面上。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括使用用于所述非导电性材料的铁氧体。
21.如权利要求19所述的方法，进一步包括使用用于所述非导电性材料的低磁致伸缩材料。
22.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个发射器进一步包括至少一个线圈，该线圈取向为感生沿下列之一的磁矩(i)与所述管的轴纵向平行，和，(ii)向所述纵向轴倾斜的方向。
23.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个接收器进一步包括至少一个线圈，该线圈具有选自下列的取向(i)与所述管的轴平行，和，(ii)倾斜于所述管的轴。
24.如权利要求16所述的方法，其中所述切道包括纵向切道。
25.如权利要求16所述的方法，其中所述切道包括横向切道。
26.如权利要求15所述的方法，进一步包括使用在所述BH A上的设备，用于延伸所述钻孔。
27.如权利要求15所述的方法，进一步包括确定到所述地岩层中的界面的距离。
28.如权利要求26所述的方法，其中(a)-(d)在所述BHA的持续旋转期间执行。
29.如权利要求27所述的方法，进一步包括用所述确定的距离控制所述BHA的钻探深度。
30.如权利要求27所述的方法，其中所述界面包括床层界面。
31.如权利要求27所述的方法，其中所述界面包括流体界面。
32.如权利要求14所述的方法，进一步包括将所述至少一个发射器和所述至少一个接收器定位在所述阻尼部分的相反侧上。
全文摘要
底孔组件(BHA)上的发射器被用来在地岩层中生成瞬态电磁信号。BHA上的接收器接收指示地层电阻率和到地层边界的距离的信号。发射器和接收器的轴可以与BHA的轴平行和与之成角度。发射器和接收器在包括用于衰减涡流的切道BHA阻尼部分上的管道上。该阻尼部分可以在外表上包含铁氧体这样的非导电性材料。
文档编号G01V3/18GK1918486SQ200580004194
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月5日
发明者格雷古利·B·伊兹科维奇 申请人:贝克休斯公司