專利名稱：Nmr測井組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于形成在一個地層中的井筒的測井組件。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于NMR測井的組件，其中一個磁場施加到地層一個選定的區(qū)域中，并且一個天線設(shè)備將天線電頻率(RF)信號傳入此選定的區(qū)域中并以此接受響應(yīng)的RF信號。NMR測井工具通常應(yīng)用以獲取有關(guān)地層的含氫量的信息。在操作時磁場與氫核的磁矩對齊，而且傳遞的RF信號重新定位氫核的磁矩。磁矩返回至其對齊位置的比率提供了有關(guān)其中液體存放的孔的信息。NMR測井工具通常在井筒的一個下部開口段中的電纜上工作。
WO-9803767-A公開了一種測井方法，其中一個測井工具組設(shè)置在一個套管的下端部中，此下端部稱為套管靴軌，并且將定位在井筒中。測井工具在套管靴軌通過井筒的開口段下降的過程中工作。在安裝套管后測井工具組收回到地面上。如果一個NMR工具要包括進(jìn)工具組中，公知方法會產(chǎn)生一種問題，因?yàn)闉榱撕线m的磁場強(qiáng)度必須在工具組中采用相對較大尺寸的磁鐵，這樣工具組的較大的直徑很難接受。相反，如果為了使工具組的尺寸可以被接受而采用較小直徑的磁鐵，則感應(yīng)的磁場會很弱。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)的NMR測井組件，它可以將很強(qiáng)的磁場感應(yīng)到地層中并且沒有上述缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種應(yīng)用于形成在一地層井筒中的測井組件，組件包括-一個可以通過井筒降下并設(shè)置在其一個選定部位中的套管；以及-一個NMR測井裝置，包括用于將一磁場感應(yīng)到地層的一個選定區(qū)域中的磁化裝置，用于將無線電頻率(RF)信號傳入所述選定區(qū)域中并用于從所述選定區(qū)域接受響應(yīng)RF信號的天線裝置，以及用于收集反映響應(yīng)RF信號數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集裝置，數(shù)據(jù)收集裝置可取出地設(shè)置在套管內(nèi)部中；其中用于感應(yīng)磁場的裝置包括套管的一個磁化段。
通過使用做為NMR磁鐵的一段套管，可以使磁鐵的尺寸較大并且在地層中感應(yīng)較強(qiáng)的磁場。這同現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備相反，在現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備中NMR磁鐵必須裝入測井工具組中。此外，在測井工具組中沒有較大的磁鐵可以使這種工具組的直徑很小。
下面結(jié)合附圖以示例性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明，其中

圖1是本發(fā)明測井組件第一實(shí)施例的一立體圖；圖2是沿圖12-2線的一個剖視圖；圖3是本發(fā)明測井組件第二實(shí)施例的一立體圖。
在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
參見圖1和2，其中示出了一個管狀套管1，套管1要放入一井筒(未示出)中。套管1包括一個磁化的套管段3，套管段3在通過套管1縱軸的一個平面(未示出)的相對側(cè)上帶有磁極N和S。磁化的套管段3位于套管1的下端部中，也稱為套管靴軌。一個天線設(shè)備4設(shè)置在磁化的套管段3的外表面上，此天線設(shè)備包括一對線圈5,7，它們都用做將NMR無線電頻率(RF)信號傳入圍繞井筒的地層(未示出)的發(fā)射器和從地層接受響應(yīng)的RF信號的接受器的作用，線圈5,7設(shè)置在磁化的套管段3的相對側(cè)上。
包括一支架9的測井組通過套管1同心延伸并以可拆卸的方式固定連接到套管1的內(nèi)表面上。支架9包圍一個電子設(shè)備12，電子設(shè)備12用于控制發(fā)射器線圈發(fā)射的RF信號并收集由接收器線圈接受的代表響應(yīng)RF信號的數(shù)據(jù)。電子設(shè)備12由導(dǎo)線14與線圈5,7連接，并設(shè)有一個用于貯存代表RF響應(yīng)信號數(shù)據(jù)的電子存儲器(未示出)。導(dǎo)線14設(shè)計成當(dāng)從套管1內(nèi)部取出測井組時可以在一選定的較弱處斷開。支架9在其上端設(shè)有一個閂鎖機(jī)構(gòu)(未示出)，用于閂鎖一個電纜，電纜用于通過井筒將測井組回收到地面上。
在正常的操作過程中套管1將要位于井筒的一個開口(即未設(shè)套管的)段中并由此通過井筒下降。當(dāng)磁化的套管段3穿過井筒的開口段時，磁化的套管段3在圍繞開口井筒段的地層的一個區(qū)域中感應(yīng)一個磁場。由于表現(xiàn)為磁化的套管段3的NMR磁鐵的尺寸較大，磁場相對較強(qiáng)。同時天線設(shè)備4的線圈5,7由電子設(shè)備12操作，以將RF信號傳入地層中所述的區(qū)域中并從此接受響應(yīng)的RF信號。通過在套筒的外表面上設(shè)置線圈5,7，與現(xiàn)有技術(shù)相比可以大大改進(jìn)信號的信/噪比，因?yàn)樾盘柌恍枰ㄟ^井筒中的鉆井流體。接受的響應(yīng)信號做為測井?dāng)?shù)據(jù)貯存在電子存儲器中。在套管1到達(dá)其在井筒上的指定位置后，一條電纜通過井筒降下閂鎖到支架9的閂鎖機(jī)構(gòu)上。然后電纜被拉到地面上，將支架從套管1的內(nèi)表面上釋放并且斷開導(dǎo)線14。于是測井組收回到地面上，從存儲器讀取測井?dāng)?shù)據(jù)。磁化的套管段3和連到其上的線圈組5,7保持在井筒中。
參見圖3，其中示出了本發(fā)明一個NMR測井組件的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例基本與圖1和3中所示的第一實(shí)施例相同，主要的區(qū)別在于天線設(shè)備4設(shè)置在測井組的支架9上而不是在套管上。套管1包括兩個磁化的套管段3a,3b，它們設(shè)置成彼此隔開一段軸向距離，其中在其之間有一個由玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂(GRE)制成的窗口套管段16。每個套管段3a,3b與圖1和2中的磁化的套管段3相似。天線設(shè)備4位置與GRE窗口套管段16相對，這樣發(fā)射和接受的RF信號通過GRE窗口套管段16而不會有很大的衰減。
第二實(shí)施例的正常操作基本與上述第一實(shí)施例的正常操作相似。在測井操作之后，天線設(shè)備4與測井組的支架9一起被收回地面。
并非在地面從電子存儲器讀取測井?dāng)?shù)據(jù)，而是可以在電纜閂鎖到測井組之后由一個裝在電纜中的電導(dǎo)體在井下讀取測井?dāng)?shù)據(jù)。
并非使用一個用于回收測井組的電纜，而是為此可以使用一個卷管、一個沖洗管或一個鉆管。而且，可以由一泵出操作回收測井組。
在以上的詳細(xì)說明中，已示出磁化的套管段在通過套管縱軸的一個平面的相對側(cè)上帶有磁極N和S。在變化的實(shí)施例中可以采用其他的磁極方位，例如磁極在垂直于套管縱軸的一個平面的相對側(cè)上。
不用導(dǎo)線將電子設(shè)備連到線圈上，而是可以采用一個電感耦合。
權(quán)利要求
1．一種應(yīng)用于形成在一地層井筒中的測井組件，組件包括-一個可以通過井筒降下并設(shè)置在其一個選定部位中的套管；以及-一個NMR測井裝置，包括用于將一磁場感應(yīng)到地層的一個選定區(qū)域中的磁化裝置，用于將無線電頻率(RF)信號傳入所述選定區(qū)域中并用于從所述選定區(qū)域接受響應(yīng)RF信號的天線裝置，以及用于收集反映響應(yīng)RF信號數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集裝置，數(shù)據(jù)收集裝置可取出地設(shè)置在套管內(nèi)部中；其中用于感應(yīng)磁場的裝置包括套管的一個磁化段。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的測井組件，其特征在于，磁化的套管段具有一個管狀形狀，并且磁化的套管段的磁極位于通過磁化的套管段縱軸的一個平面的相對側(cè)上。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測井組件，其特征在于，天線設(shè)備包括一組設(shè)置在套管外表面上的線圈，線圈由一個電導(dǎo)體和一個電感耦合之一導(dǎo)電連接到數(shù)據(jù)收集裝置上。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測井組件，其特征在于，天線裝置設(shè)置在支架上并與一個所述套管的窗口段相對，窗口段由一種使NMR信號基本不會由窗口段衰減通過的材料制成。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的測井組件，其特征在于，所述材料包括玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。
6．根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的測井組件，其特征在于，用于感應(yīng)磁場的裝置包括設(shè)置在窗口套管段相對側(cè)上的兩個所述磁化的套管段。
7．根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的測井組件，其特征在于，數(shù)據(jù)收集裝置設(shè)置在一個設(shè)在套管內(nèi)部中的支架中，支架設(shè)有用于將支架回收到地面上的裝置。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的測井組件，其特征在于，用于將支架回收到地面上的裝置包括一個用于將支架閂鎖到一卷管、一沖洗管、一鉆管以及一電纜之一上的閂鎖機(jī)構(gòu)。
9．基本參照附圖如上所述的測井組件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于形成在一地層井筒中的測井組件,組件包括一個可以通過井筒降下并設(shè)置在其一個選定部位中的套管,以及一個NMR測井裝置,NMR裝置包括用于將一磁場感應(yīng)到地層的一個選定區(qū)域中的磁化裝置、用于將無線電頻率(RF)信號傳入所述選定區(qū)域中并用于從所述選定區(qū)域接受響應(yīng)RF信號的天線裝置、以及用于收集反映響應(yīng)RF信號的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集裝置,數(shù)據(jù)收集裝置可取出地設(shè)置在套管內(nèi)部中;其中用于感應(yīng)磁場的裝置包括套管的一個磁化段。
文檔編號G01R33/32GK1321251SQ99811610
公開日2001年11月7日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月2日
發(fā)明者道弗·J·魯尼阿 申請人:國際殼牌研究有限公司