一种利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，装置包括：圆筒状的工具主体，所述工具主体上部署第一发射机和第二发射机、第一接收机和第二接收机，所述第一接收机和所述第二接收机分别为磁力仪，所述第一发射机和所述第二发射机分别为线圈天线，所述磁力仪相应地接收并测量来自所述发射机的磁场分量，磁力仪灵敏度高，能够独立地测量磁场的每个分量，测量数据精度高且便于后期的信号处理，此外，磁力仪的尺寸比传统线圈天线的尺寸更小，这样就有利于钻井工具上的安装使用。
【专利说明】一种利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及随钻电阻率测量【技术领域】，更具体地，本实用新型涉及随钻电阻
率测量装置。
【背景技术】
[0002]钻井应用(例如随钻测井(LWD)、随钻测量(MWD)、电缆测井应用等)使用电学测量来确定钻孔周围地层的电学特性是公知的，这些钻井装置测得的电阻率(或者电导率)可以理解为利用各种岩石物理模型(例如Archie’s Law)来确定其中地层和液体的岩石物理特性。例如，高空隙度地层的高电阻率常常预示着烃的存在，如原油和天然气，而高空隙度地层的低电阻率通常是水饱和区。术语电阻率和电导率虽然在意思上相反但是在本领域中经常交替使用，这里提及其中的一个或者另外一个是为了描述方便，而不是有意进行限制。
[0003]传统地，一个传播电阻率测量装置需要至少一对接收机和一对发射机，发射机发出电磁能到钻孔周围地层，从地层返回到井孔的能量被两个接收机记录下来，通过处理接收的信号可以获得信号从第一接收机传播到第二接收机时的相位差和信号衰减，再通过逆运算可以得出钻孔周围的地层电阻率。两个接收机之间的相位差和信号衰减与波的频率成正比。另一方面，测量装置的探测深度随着测量频率的增加而减小，所以传播电阻率测量装置所采用的无线电波频率从100千赫兹到几兆赫兹。传统的磁力仪只用能于恒定磁场(如地磁场)或低频磁场的测量.随着科学技术的快速发展，高频磁力仪逐渐成为现实(例如US2008/0106201, US2010/0289491)。
[0004]现有专利申请CN102460219公开了一种具有非对称天线间距的钻井补偿的电阻率测井工具，该工具包括第一和第二补偿发射机，其优选地部署成在第一和第二间隔的接收机之间轴向对称，还包括多个发射机，其部署成关于所述接收机轴向非对称，所述补偿发射机构成可获得钻井补偿，其可以从常规相位和衰减测量值中被减去，最后能得到补偿后的相位和衰减值，再通过逆运算就能得到测得的地层电阻率。但是现有技术中无论接收机还是发射机均采用线圈天线，其灵敏度不高，不能独立地测量磁场的多个分量，测量数据精度低且不便于后期的信号处理，尺寸大不利于在钻井工具上安装使用。
实用新型内容
[0005]为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提高电阻率测量装置中接收机的灵敏度，减小接收机的尺寸，从而提出一种利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]—种利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，包括:圆筒状的工具主体，所述工具主体上部署第一发射机和第二发射机、第一接收机和第二接收机，所述第一接收机和所述第二接收机分别为磁力仪，所述第一发射机和所述第二发射机分别为线圈天线，所述磁力仪相应地接收并测量来自所述发射机的磁场分量。[0008]上述利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，所述第一发射机和所述第二发射机相对于所述第一接收机和所述第二接收机的中点对称部署。
[0009]上述利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，所述第一接收机和所述第二接收机分别含有单个磁力仪或者分别含有多个磁力仪。
[0010]上述利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，所述磁力仪可以工作在静场到频率高达10兆赫兹的频带。
[0011]上述利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，所述线圈天线的发射电磁信号极化方向可以与工具主体轴线方向平行。
[0012]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，
[0013](I)本实用新型所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，采用磁力仪作为电阻率测量装置的接收机，与传统的线圈天线相比，磁力仪能够独立地测量磁场的每个分量，能简化后续的信号处理程序，并且能够提高数据精度，此外，磁力仪的尺寸比传统线圈天线的尺寸更小，这样就有利于在钻井工具上安装使用。
[0014](2)本实用新型所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，两个发射机相对于两个接收机的中点对称部署，这样的结构能利用井眼补偿方法，得到补偿了误差的相位差和信号衰减，进而提高电阻率测量的精度。
[0015](3)本实用新型所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，电阻率测量工具主体上可以部署两个磁力仪作为接收机，也可以部署多个磁力仪形成接收机阵列，部署多个磁力仪形成接收机阵列时能接收到更多可信的地层信息，进一步提高电阻率的测量精度。
[0016](4)本实用新型所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，磁力仪可以工作在静场到频率高达10兆赫兹的频带，一般传播电阻率测量装置都采用无线电波(从100千赫兹到几兆赫兹)，所以磁力仪能够满足这一工作频率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0018]图1 一种电阻率测量装置的现有技术；
[0019]图2是本实用新型一个实施例的高频磁力仪随钻电阻率测量装置模型200的整体外观图；
[0020]图3是本实用新型一个实施例的电阻率测量装置模型200中的接收机之间的相位差与地层电阻率的关系曲线图；
[0021]图4是本实用新型一个实施例的电阻率测量装置模型200中的接收机之间的信号衰减与地层电阻率关系曲线图；
[0022]图5是本实用新型一个实施例的高频磁力仪随钻电阻率测量装置模型201的整体外观图；
[0023]图6是本实用新型一个实施例的电阻率测量装置模型201沿AA’的装置剖视图。
[0024]图中附图标记表示为:200-电阻率测量装置模型、201-电阻率测量装置模型、202-发射机、204-发射机、206-接收机、208-接收机、302-相位差、304-信号衰减、210-磁力仪、212-磁力仪。【具体实施方式】
[0025]图1描述了现有技术的一种电阻率测量装置模型。
[0026]图2描述了根据本实用新型示例性实施例中的一种电阻率测量装置模型200，包括圆筒状的工具主体，所述工具主体上部署发射机202和发射机204、接收机206和接收机208，发射机202和发射机204相对于接收机206和接收机208的中点对称部署，两个z方向的线圈被用作为发射机202和发射机204的发射天线，发射机202和发射机204绝不局限于z方向，接收机206和接收机208分别为磁力仪，现有专利20080106261公开了一种新开发的磁力仪，该磁力仪的可以工作在静场到频率高达10兆赫兹的频带，能够同时并独立地测量两个或三个磁场垂直分量，本实施例中磁力仪接收磁场的z分量。
[0027]根据图2中的装置，发射机202和发射机204按次序向地层发射电磁信号，接收机206和接收机208相应地接收并且测量来自发射机202和204的电磁信号。当发射机202向地层发射电磁信号时，所测得的两个接收机之间的相位差和信号衰减可以表示为
【权利要求】
1.一种利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，其特征在于，包括:圆筒状的工具主体，所述工具主体上部署第一发射机和第二发射机、第一接收机和第二接收机，所述第一接收机和所述第二接收机分别为磁力仪，所述第一发射机和所述第二发射机分别为线圈天线，所述磁力仪相应地接收并测量来自所述发射机的磁场分量。
2.根据权利要求1所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，其特征在于，所述第一发射机和所述第二发射机相对于所述第一接收机和所述第二接收机的中点对称部署。
3.根据权利要求1所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，其特征在于，所述第一接收机和所述第二接收机分别含有单个磁力仪或者分别含有多个磁力仪。
4.根据权利要求3所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，其特征在于，所述磁力仪可以工作在静场到频率高达10兆赫兹的频带。
5.根据权利要求1所述的利用高频磁力仪随钻电阻率测量装置，其特征在于，所述线圈天线的发射电磁信号极化方向可以与工具主体轴线方向平行。
【文档编号】G01V3/30GK203705661SQ201320838005
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】刘策, 李敬, 吴素明, 王华平, 梁任岳, 任威 申请人:贝兹维仪器(苏州)有限公司