[发明专利]半线圈阵列感应测井装置

说明书

半线圈阵列感应测井装置，地面监控设备通过电缆与井下测井仪相连，井下测井仪由发射控制单元、接收控制单元、发射线圈和接收线圈组成，发射控制单元发射高频大功率正弦信号到地层当中，根据法拉第电磁感应定律，变化磁场产生变化的电场，电磁场的特性由介质的特性决定，地层产生测介质特性的二次交变磁场被可等效为磁偶极子天线和电偶极子天线叠加的半线圈所接收，从而达到通过接收线圈检测到的信号识别地层特性的目的；本发明具有远探测、仪器结构简单且体积较小的特点。

技术领域

本发明涉及一种测井装置，特别涉及一种能够实现远距离获取地层电阻率信息的半线圈阵列感应测井装置。

背景技术

地层电导率是识别和评价储层的重要参数，而感应测井是常规的获取地层电阻率的方法。传统的感应测井线圈系，发射线圈和接收线圈都是完整的环形，而半线圈系采用发射为全线圈，接收为半线圈的结构。与传统线圈系相比，半线圈作为接收线圈具有短源距，即可实现远探的优点。半线圈测井系统属于随钻测量系统的一部分，一般是安装在钻井套管中，当前方钻头在地层钻出井眼后，随钻测量系统开始探测地层信息，可传输实时探测储层信息，调整钻井角度，以获取最佳井眼位置。

半线圈阵列感应测井装置利用电磁波进行随钻远距离测量井下地层信息，整个装置主要由发射模块和接收模块构成。发射线圈和接收线圈共轴但位置不同，发射电路给发射线圈发送一定频率的正弦信号到测量系统周围的地层中，井内感应电流变化导致接收线圈上的感应电动势发生变化。测量感应电动势就能得到地层电导率，电性界面相对测井仪器的位置和距离信息等有用信息。

2015年，斯伦贝谢公司在业界首次推出了超深探测随钻储层成像测井仪GeoSphere，实现井眼附近30m地层和地质结构的远距离探测。与现有的电磁波类测井仪器相比，超深探测随钻电磁波测井仪器电阻率适用范围更大。借助实时反演算法，超深探测随钻电磁波测井可以得到地层电阻率和各向异性、地层界面位置、倾角和方位等信息。

传统阵列感应测井方法存在的主要问题是：探测距离近，仪器套管需要配合测井仪器而使得仪器套管尺寸很大，随着油气勘探工作的不断深入和对油气产量的不断提高，越来越多的水平井被钻探用于测井工作，水平井的钻井需要掌握前向和周围地层信息。目前的随钻测井系统具有地层电导率信息探测能力，但其效率和精度仍无法满足当前的实际测井工作需要。但是由于该仪器发射与接收源距较长，在实际应用中存在信号同步困难、径向分辨率低等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种半线圈阵列感应测井装置，用以改善目前感应测井装置边界探测距离近，仪器体积大，套管过长等缺陷，用以实现井眼周围地层电导率的探测。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

半线圈阵列感应测井装置，包括位于玻璃钢桶10中的井下测井仪3，井下测井仪3通过电缆2与地面监控设备1相连；

所述的井下测井仪3包括发射控制单元4和接收控制单元5；所述的发射控制单元4包括DSP最小子系统6、DDS信号产生模块7、差分放大模块8和功率放大模块9；DSP最小子系统6通过信号线控制DDS信号产生模块7产生固定频率的正弦信号，正弦信号接入差分放大模块8进行初次放大后接入功率放大模块9，功率放大模块9分别对输入的正弦信号进行电流放大和电压放大，功率放大模块9与发射线圈16相连，发射线圈16缠绕于发射线圈转动模块12上，发射线圈转动模块12套在绝缘中心轴体18之上，位于发射线圈转动模块12的同轴方向上为接收线圈转动模块13，接收线圈转动模块13也套接在中心绝缘轴体18上，接收线圈转动模块13通过半线圈固定装置19固定接收线圈17；所述的接收模块5包括与接收线圈17相连的前置放大模块20、滤波模块21、离散采样模块22和FPGA最小子系统23；前置放大模块20与滤波模块21相连进行低通滤波,滤波模块21与离散采样模块22相连进行A/D采样，离散采样模块22采用并行接口与FPGA最小子系统23相连进行FIFO缓存。