[发明专利]使用随取芯测井获得井下岩芯样本测量值

说明书

技术领域

本公开大体上涉及井下钻井的取芯操作，并且更具体来说，涉及用于使用随取芯测井获得井下岩芯样本测量值的钻井工具和方法。

背景

如绳索和随钻测井(LWD)的常规测井技术采用了使用专用传感器从井眼的周围地层收集数据的工具。发射器与接收器之间的信号传递通过非常复杂的开放环境，所述环境易受噪音、多路径传播、冲蚀、泥饼和侵入问题的影响。这些钻孔条件极大地增加工具的成本和复杂性，并且影响它的读数准确度。这将连同工具的固有几何布局一起限制可使用的测量/传感器的类别、数据获取分辨率和测量的方向

用于从井眼的端部处的钻头面获得岩芯的常规工具使用了专用取芯钻头来收集圆柱形岩芯样本。随后，取决于要收集的信息类型，在地表处通过各种设备和技术来检验和分析岩芯样本。举例来说，岩芯样本可提供对地层性质的指示，所述地层性质如井下地层的孔隙率、渗透性和其它物理或岩石物理性质。

在典型的操作中，取芯钻头可用于在钻井操作期间收集钻头面处的连续岩芯样本。可紧靠取芯钻头收集和存放多个岩芯样本。在收集到所需数目的样本之后，将岩芯样本提升到地表以测量样本的性质。大多数实验室只是从岩芯样本提取小塞块(plug)，并提供跨越整个井的相对小数目的数据点。

然而，在将岩芯样本提升到地表的过程中，岩芯样本会受到破坏或折损。因此，常规系统典型地包括在将岩芯样本提升到地表时支撑并保护岩芯样本的部件。钻井流体与岩芯样本之间的接触可能折损稍后对岩芯样本做出的测量。此外，岩芯样本的移除和提升期间的机械力可致使岩芯样本破裂，这可能使得从岩芯样本搜集信息的能力变复杂。在岩芯样本被运送到实验室或以其它方式搬运到研究点时，所述岩芯样本会进一步降级。来自岩芯样本的不正确或不一致的值可能对井眼钻井操作具有严重的影响。

附图简述

为了更完全地理解本公开和其特征与优点，现结合附图来参阅以下描述，附图中：

图1示出根据本公开的一些实施方案的在井眼中用于随钻测井或取芯工具的钻井设备的示意图；

图2示出根据本公开的一些实施方案的取芯钻头组件的透视图；

图3示出根据本公开的一些实施方案的与取芯钻头组件相关联的取芯钻头电子器件的透视图，所述取芯钻头电子器件用于执行横跨岩芯样本的测量；

图4示出根据本公开的一些实施方案的图3的取芯钻头组件中的取芯钻头电子器件的横截面图，所述取芯钻头电子器用于执行横跨岩芯样本的测量；

图5示出根据本公开的一些实施方案的取芯钻头组件中的取芯钻头电子器件的横截面图，所述取芯钻头电子器用于执行测量以检测跨岩芯样本的各向异性性质；

图6示出根据本公开的一些实施方案的取芯钻头组件中的取芯钻头电子器件的透视图，所述取芯钻头电子器件用于执行横跨和纵跨岩芯样本的测量；以及

图7示出根据本公开的一些实施方案的在LWC操作期间利用取芯钻头电子器件来对岩芯样本执行测量的示例性方法的流程图。

详细描述

通过参考图1-7最好地理解本公开的实施方案和其优点，各图中相同编号用于指示相同和对应部分。

图1示出根据本公开的一些实施方案的在井眼106中用于随钻测井或取芯工具的钻井设备100的示意图。钻井工具116可通过钻管104悬置在由侧壁108界定的井眼106中。

钻管104可包括一个或多个电导体和多股线缆。钻管104可包括铠装式测井线缆，并可包封线缆和导体。在一些实施方案中，钻管104可包括钻井工具116并可延伸到井眼106中。

在一些实施方案中，钻井工具116可包括适用于钻井井眼106和/或从井眼106提取岩芯样本的任何装置或装置的组合。钻井工具116可通过对钻管104的操作旋转，以提取岩芯样本或钻入井眼106中。