[发明专利]井下可控的随钻核磁共振测井装置

说明书

本申请公开了一种井下可控的随钻核磁共振测井装置，包括沿轴向竖直布置的装置本体、电子线路部分和测量探头部分，其中，所述装置本体由无磁钻铤(10)承载，上方接有钻头驱动部分(1)，下方接有钻头(11)，并具有沿轴向的供钻井液流通的泥浆通道(3)；其中，所述电子线路部分被容纳在电子线路舱体(2)中，用于接收和处理来自所述测量探头部分的信号，其中，所述测量探头部分包括：主磁体对，其由沿轴向布置的两个磁极相对的主磁体(4a、4b)构成，其中，两个主磁体(4a、4b)在轴向上相对于所述装置本体的轴向中心而对称布置；其中，所述两个主磁体的轴向间距可以改变。

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域，具体涉及一种用于地质勘探开发钻井作业过程中实时测量井眼周围地层地质参数的核磁共振测量方法与仪器。

背景技术

随钻核磁共振测井是指在钻探过程中进行核磁共振测量的方法与技术，可在钻井液侵入发生之前确定束缚水饱和度、渗透率并识别油气。该技术可实时对井眼轨迹所处地层进行综合评价，配合井眼轨迹数据及时调整轨迹走向，保持井眼在目的层内穿行，在提高采收率及高效开发复杂油气藏等方面发挥重要作用。

将核磁共振技术应用于随钻测井的关键难题在于：钻具的震动及底部钻具组合的侧向移动引起共振区与测量区的不一致，影响测量回波信号，进而无法正确获取储层信息。

图1为美国专利文件US6246236(斯伦贝谢公司)中公开的随钻核磁共振测井仪器的示意图，其主要结构为：破岩钻头、泥浆通道、至少3个环形管状永磁体轴向排列以及产生交变磁场并收集回波信号的RF天线。其实现方案为组合N+1个磁体(图1中为3个磁体)，形成N个探测区域(图1中为2个区域)，包含若干低梯度与高梯度磁场区域的组合，结合高梯度磁场的高信噪比及低梯度磁场对运动的低敏感性，校正测量结果。

图2为中国专利文件CN102650208(中国石油大学)中公开的一种随钻核磁共振测井仪探头的结构示意图。其主要结构与斯伦贝谢的方案相似，为提高信噪比和测量精度，在主磁体间增加圆环状的聚焦磁体。

上述现有技术的随钻核磁共振测井仪器需要多组低梯度—高梯度磁场区域组合，因此需要多个磁极相对的主磁体轴向排列，造成仪器串冗长、结构复杂；同时钻进时间增加、钻具组合震动等影响，致使探头主磁体消磁现象明显，敏感区域偏移，测量数据失真。此外，现有的随钻核磁共振测量方法与仪器，仅能测量单深度的信号，不能测量距离井壁深浅不同的地层信息。

发明内容

本发明目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种用于探测储层信息并且井下可控的随钻核磁共振测井仪，达到缩小工具尺寸并保持测量敏感区域稳定的目的，从而使测量结果更准确；同时可满足多深度地层信息的获取。

根据本发明的实施例，提供了井下可控的随钻核磁共振测井装置，包括沿轴向竖直布置的装置本体、电子线路部分和测量探头部分，其中，所述装置本体由无磁钻铤(10)承载，上方接有钻头驱动部分(1)，下方接有钻头(11)，并具有沿轴向的供钻井液流通的泥浆通道(3)；其中，所述电子线路部分被容纳在电子线路舱体(2)中，用于接收和处理来自所述测量探头部分的信号，其中，所述测量探头部分包括：主磁体对，其由沿轴向布置的两个磁极相对的主磁体(4a、4b)构成，其中，两个主磁体(4a、4b)在轴向上相对于所述装置本体的轴向中心而对称布置；其中，所述两个主磁体的轴向间距可以改变。

本发明的随钻测量装置是地质导向钻井技术的配套工具，至少具有以下有益效果：

(1)所述装置可用于地质导向钻井系统中，可最大程度减弱钻具的纵向运动及横向振动对测量结果的影响，准确获取原状地层的地质信息，目前国内还没有具有自主知识产权的随钻核磁共振测量仪器，而核磁共振测量技术却能为地质导向钻井系统提供最全面的地层信息。且国外的随钻核磁共振测量工具的软件设计及内置参数，并不完全符合我国的地质情况，因此填补国内空白，其经济效益和社会效益是巨大的。