[发明专利]方向发射天线及随钻地层电阻率的测量装置

说明书

本发明公开了一种方向发射天线及随钻地层电阻率的测量装置。其中，方向发射天线设置在无磁钻铤具有的第一天线槽内，第一天线槽为沿着无磁钻铤的周向设置的环形天线槽。该方向发射天线包括沿着无磁钻铤的轴向依次设置的第一发射天线段、轴向天线段和第二发射天线段。其中，第一发射天线段通过所述轴向天线段连接所述第二发射天线段。并且，所述第一发射天线段与所述第二发射天线段分别位于所述无磁钻铤的中心轴的两侧。本发明的测量结果具备方向信息。因此在进行地质导向钻进时，应用本发明来决定后续钻进的转向操作，能够更高效率地将钻孔保持在产油层中，从而达到最大产油面接触。

技术领域

本发明涉及油气开发与勘探技术领域，尤其涉及一种方向发射天线，还涉及一种具有该方向发射天线的随钻地层电阻率的测量装置。

背景技术

地层电阻率是反映地层特性的主要参数。随钻地层电阻率的测量是随钻测井的关键组成部分。通过随钻测量地层的电阻率判断地层特性变化，再结合其它地层资料，经过综合分析，可以及时地判断钻头是否钻出储层，从而及时调整井眼轨迹，确保井眼最大程度穿行于储层中有利于油气开采的最佳位置。

目前使用的随钻电阻率测量工具以随钻电磁波电阻率测量应用最为广泛。由于电磁波在穿越地层时产生幅度衰减和相位偏移，并且产生幅度衰减和相位偏移由地层的电阻率和介电常数的特性所决定，因此电磁波在穿越不同的地层介质时产生的幅度衰减和相位偏移不同，并且不同的频率的电磁波对地层介质的响应特征也不同。10MHz以上频率的电磁波产生的幅度衰减和相位偏移主要与地层的介电常数相关。而10MHz以下的电磁波产生的电磁波幅度衰减和相位偏移主要与地层的电阻率相关。地层电阻率对于地质导向和地层评价是重要地质参数。

传统的针对无方向性的电磁波电阻率的测量已经较为成熟，先进的针对方向电磁波电阻率的测量正在兴起。因为在水平井钻井时，为了尽可能的将钻孔保持在产油层当中，需要具有方向敏感的电阻率测量系统，来指导钻进的导向操作。这样可以根据地层分层、地层倾角以及裂缝等的识别来更加有效地导向钻井，从而达到最大产量。

因此，亟需一种随钻方向性电阻率的测量装置。

发明内容

本发明提供了一种方向发射天线以及具有该方向发射天线的随钻地层电阻率的测量装置，其目的是解决现有技术已经提出方向电阻率测量仪器的不足。本发明主要涉及方向电阻率的天线配置以及方向电阻率的计算与处理。本发明通过不同设计探测深度的分段发射天线的组合天线系，可以实现不同地层边界距离的探测，为更加有效的进行导向钻井，达到最大产量。

根据本发明的一个方面，提供了一种方向发射天线。该方向发射天线设置在无磁钻铤具有的第一天线槽内，所述第一天线槽为沿着所述无磁钻铤的周向设置的环形天线槽；

所述方向发射天线包括沿着所述无磁钻铤的轴向依次设置的第一发射天线段、轴向天线段和第二发射天线段，所述第一发射天线段通过所述轴向天线段连接所述第二发射天线段；

其中，所述第一发射天线段与所述第二发射天线段分别位于所述无磁钻铤的中心轴的两侧。

优选的是，所述第一发射天线段和所述第二发射天线段均为套设在所述第一天线槽的内壁上的半圆环结构。

优选的是，所述第一发射天线段所在的平面和所述第二发射天线段所在的平面均垂直于所述无磁钻铤的中心轴设置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种随钻地层电阻率的测量装置，其包括：

具有第一天线槽和第二天线槽的无磁钻铤；

如上面所述的方向发射天线，其设置在所述第一天线槽内，并设置为发射电磁波信号；

设置在所述第二天线槽内的无方向接收天线，其设置为接收经地层传输后的所述电磁波信号；以及