[发明专利]具有减低的井眼负载的电阻率成像器

说明书

技术领域

本申请大体上涉及能够在井下环境中使用的仪器和传感器，且更具体而言，但不作为限制，涉及用于改善电阻率井眼成像(resistivity borehole imaging)的效率和分辨率的机构。

背景技术

电阻率用于在钻探操作中评估地质层的特性。如在图1的现有技术描述中提及的，井下工具200装备有一个或更多个发射电极202和一个或更多个成像电极204。成像电极204通常定位成紧邻于无套管井眼208的泥皮206。发射电极202然后放出电流，该电流的一部分经过井眼流体、泥皮206、和地质层210，且由成像电极204接收。由成像电极204接收的电流与由发射电极放出的电流之间的变化可被解释，以提供与地质层210的孔隙率、密度和其他特征有关的有用信息。

井眼电阻率直接评估层特性的用途遭受显著的缺点。即，由发射电极202应用的电流的显著部分直接经过井眼208至成像电极204(以虚线示出)。因为井眼208中的流体与层210相比可显著地更有传导性，故电流趋向于穿过井眼快速地消散，而不经过层210。电流穿过井眼208的消散需要使用更高功率的发射电流，这是没有效率的，且产生差的信噪比。因此，提供克服前述问题和缺点的系统和方法将是合乎需要的。

发明内容

在一些实施例中，本发明包括用于在钻孔在地质层内的井眼中使用的井眼电阻率仪器，其中井眼电阻率仪器包括放出电极和成像电极。井眼电阻率仪器还包括定位在放出电极与成像电极之间的电流隔离器。

在另一方面中，一些实施例包括用于在钻孔在地质层内的井眼中使用的井眼电阻率仪器，其中井眼电阻率仪器包括第一电流隔离器、第二电流隔离器、定位在第一电流隔离器与第二电流隔离器之间的放出电极、以及与第一电流隔离器、第二电流隔离器和放出电极间隔开的成像电极。

在又一方面中，一些实施例包括用于在钻孔在地质层内的井眼中使用的井眼电阻率仪器，其中井眼具有直径。井眼电阻率仪器包括放出电极和成像电极，该放出电极构造成将电流放出到井眼和地质层中，该成像电极构造成接收由放出电极放出的电流。井眼电阻率仪器还包括定位在放出电极与成像电极之间的电流隔离器，其中该电流隔离器防止从放出电极放出的电流的显著部分穿过井眼传递至成像电极。

本发明的第一技术方案提供了一种用于在钻孔在地质层内的井眼中使用的井眼电阻率仪器，所述井眼电阻率仪器包括：放出电极；成像电极；以及电流隔离器，其定位在所述放出电极与所述成像电极之间。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述电流隔离器包括：中央部分；以及一个或更多个突起，其从所述中央部分径向向外延伸。

本发明的第三技术方案是在第二技术方案中，所述井眼具有直径，且所述突起具有仅比所述井眼的直径名义上小的外径。

本发明的第四技术方案是在第三技术方案中，所述电流隔离器是由弹性体制造的。

本发明的第五技术方案是在第四技术方案中，所述电流隔离器是由从由含氟聚合物和硅聚合物构成的组合中选择的材料制造的。

本发明的第六技术方案是在第三技术方案中，所述井眼电阻率仪器包括第二电流隔离器，所述第二电流隔离器定位在所述井眼电阻率仪器周围，使得所述放出电极在所述电流隔离器与所述第二电流隔离器之间。

本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，所述成像电极包括：感测垫阵列；以及控制臂。

本发明的第八技术方案提供了一种用于在钻孔在地质层内的井眼中使用的井眼电阻率仪器，所述井眼电阻率仪器包括：第一电流隔离器；第二电流隔离器；放出电极，其定位在所述第一电流隔离器与所述第二电流隔离器之间；以及成像电极，其与所述第一电流隔离器、第二电流隔离器和放出电极间隔开。

本发明的第九技术方案是在第八技术方案中，所述第一电流隔离器包括：中央部分；以及一个或更多个突起，其从所述中央部分径向向外延伸。

本发明的第十技术方案是在第八技术方案中，所述第二电流隔离器包括：中央部分；以及一个或更多个突起，其从所述中央部分径向向外延伸。

本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，所述井眼具有直径，且所述第一电流隔离器的所述突起和所述第二电流隔离器的所述突起各自具有仅比所述井眼的直径名义上小的外径。

本发明的第十二技术方案是在第十一技术方案中，所述第一电流隔离器是由弹性体制造的。

本发明的第十三技术方案是在第十二技术方案中，所述第一电流隔离器是由从由含氟聚合物和硅聚合物构成的组合中选择的材料制造的。