一种时域磁电混合远探测测井仪器探头及探测方法与流程

本发明属于电法类石油测井仪器，涉及一种时域磁电混合远探测测井仪器探头及探测方法。

背景技术：

1、井孔远探测是近年来发展起来的一项创新性测井技术，由近井孔测量向远井孔测量发展，实现井孔测量环视、前视及井旁深/远探测，是目前测井领域重要的卡脖子前沿课题之一。随着石油勘探开发的不断深入，由构造油气藏向复杂油气藏和隐蔽性油气藏转移，石油、天然气及矿藏勘探难度逐步增加，对地球物理勘探技术的要求也越来越高，也越来越渴望了解距井眼较远范围内的地质构造、储层横向展布、裂缝发育以及断层分布等油藏情况。复杂油气藏地震分辨率尺度不能精细刻画井旁及井间地质构造、有利储集带、剩余油分布、油水界面、过断层走失目的层等油气藏精细描述问题。常规测井由于探测深度有限，难以对井旁几米以远的储层进行精准评价。此外，随着非常规储层的勘探开发逐步成为热点，非常规油气藏储层改造、酸化压裂等工程效果评价问题也日益突出。传统频率域电磁测井通过降低频率、增加收发偏移距来实现远距离探测，导致探测器长度和重量的增加，且探测距离有限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中现有测井仪器探测距离近的问题，提供一种时域磁电混合远探测测井仪器探头及探测方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种时域磁电混合远探测测井仪器探头，包括探测器内部组件，所述探测器内部组件包括第一芯轴、发射磁偶极子和接收磁偶极子；所述第一芯轴的一端安装有承压接头，所述承压接头上连接有用于放大信号的放大电路组件；所述第一芯轴的另一端与所述发射磁偶极子固连，所述发射磁偶极子与所述接收磁偶极子之间固连有第二芯轴，所述接收磁偶极子的另一端固连有第三芯轴；所述发射磁偶极子和所述接收磁偶极子均与所述承压接头相连；在所述探测器内部组件的外部套设有探测器外壳，所述探测器外壳内壁面的两端均设有环形槽，在环形槽内分别安装有发射电偶极子和接收电偶极子，所述发射电偶极子和接收电偶极子均与所述承压接头相连。

4、优选地，所述放大电路组件包括护帽、线路外壳、多芯接头和电路骨架；

5、所述护帽通过螺纹与所述线路外壳相连，所述多芯接头安装在所述护帽的内壁面上，所述电路骨架位于所述线路外壳的轴心位置，所述电路骨架的一端与所述多芯接头固连，所述电路骨架的另一端与承压接头固连；

6、在所述电路骨架的轴上依次安装有电发射驱动电路模块、磁发射驱动电路模块和电源模块，所述电发射驱动电路模块、所述磁发射驱动电路模块和所述电源模块均与所述多芯接头相连；所述电发射驱动电路模块和所述磁发射驱动电路模块均与所述承压接头相连。

7、优选地，所述探测器外壳远离所述放大电路组件的一端安装有用于平衡探测器外壳内部压力的压力平衡组件，所述压力平衡组件的一端位于所述探测器外壳内。

8、优选地，所述压力平衡组件为平衡缸。

9、优选地，所述探测器外壳采用玻璃钢材质制成。

10、优选地，所述发射电偶极子和所述接收电偶极子均设有两个；

11、两个发射电偶极子之间的距离等于两个接收电偶极子之间的距离。

12、优选地，发射电偶极子和接收电偶极子均为不极化金属电极。

13、优选地，所述发射磁偶极子包括发射x线圈、发射y线圈和发射z线圈；

14、所述发射x线圈与所述发射y线圈相连，所述发射y线圈与所述发射z线圈相连；所述x线圈的另一端与所述第一芯轴固连，所述发射z线圈的另一端与所述第二芯轴固连。

15、优选地，所述接收磁偶极子包括接收x线圈、接收y线圈和接收z线圈；

16、所述接收x线圈与所述接收y线圈相连，所述接收y线圈与所述接收z线圈相连；所述接收x线圈的另一端与所述第二芯轴固连，所述接收z线圈的另一端与所述第三芯轴固连。

17、本发明提出的一种时域磁电混合远探测测井仪器探头的探测方法，包括如下步骤：

18、放大电路组件为发射电偶极子、接收电偶极子、发射磁偶极子和接收磁偶极子供电，并为发射电偶极子和发射磁偶极子放大信号；

19、发射电偶极子对地层发射电流，电流经地层回到接收电偶极子，完成对地层电阻率的测量；

20、发射磁偶极子在地层中激发轴向磁场，发射电偶极子激发在地层中激发周向磁场，感应电磁场由接收磁偶极子接收完成对地层参数的测量。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明提供一种时域磁电混合远探测测井仪器探头，采用磁电混合源发射，接收磁偶极子和接收电偶极子，地层耦合关系与单纯的磁性源发射、磁性传感器接收相比，相互耦合与作用的模式更加多样，采集的信息更加丰富，不仅采集磁场信号，还能够采集电场信号，实现多维多参数测量，更加具有适用性，并且可以互相约束，有利于数据反演和电性剖面成像。通过前置放大电路组件对电磁探测器组件供电并放大信号可以实现井孔电磁测量的远探和前探功能，可用于裸眼井电缆测井和随钻测井，该探头在井旁地质描述等方面具有良好的应用效果。

23、本发明提出的一种时域磁电混合远探测测井仪器探头的探测方法，发射电偶极子发射电流到地层，电流经地层回到接收电偶极子完成对地层电阻率的测量。发射磁偶极子在地层中激发轴向磁场，发射电偶极子激发在地层中激发周向磁场，电磁场随着时间推移，不断向井筒远处扩散，其电磁场强大也逐步减弱，通过与不同地层的耦合关系，在地层中产生感应电磁场，感应电磁场由接收磁偶极子接收完成对地层参数的测量。因此，该测量方法简单便于实现对地层参数的测量。

技术特征：

1.一种时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，包括探测器内部组件(22)，所述探测器内部组件(22)包括第一芯轴(202)、发射磁偶极子(23)和接收磁偶极子(24)；所述第一芯轴(202)的一端安装有承压接头(201)，所述承压接头(201)上连接有用于放大信号的放大电路组件(1)；所述第一芯轴(202)的另一端与所述发射磁偶极子(23)固连，所述发射磁偶极子(23)与所述接收磁偶极子(24)之间固连有第二芯轴(211)，所述接收磁偶极子(24)的另一端固连有第三芯轴(210)；所述发射磁偶极子(23)和所述接收磁偶极子(24)均与所述承压接头(201)相连；在所述探测器内部组件(22)的外部套设有探测器外壳(21)，所述探测器外壳(21)内壁面的两端均设有环形槽，在环形槽内分别安装有发射电偶极子(212)和接收电偶极子(212)，所述发射电偶极子(212)和接收电偶极子(213)均与所述承压接头(201)相连。

2.根据权利要求1所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，所述放大电路组件(1)包括护帽(11)、线路外壳(13)、多芯接头(12)和电路骨架(14)；

3.根据权利要求2所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，所述探测器外壳(21)远离所述放大电路组件(1)的一端安装有用于平衡探测器外壳(21)内部压力的压力平衡组件(3)，所述压力平衡组件(3)的一端位于所述探测器外壳(21)内。

4.根据权利要求3所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，所述压力平衡组件(3)为平衡缸。

5.根据权利要求1所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，所述探测器外壳(21)采用玻璃钢材质制成。

6.根据权利要求1所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，所述发射电偶极子(212)和所述接收电偶极子(213)均设有两个；

7.根据权利要求1所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，发射电偶极子(212)和接收电偶极子(213)均为不极化金属电极。

8.根据权利要求1所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，所述发射磁偶极子(23)包括发射x线圈(203)、发射y线圈(204)和发射z线圈(205)；

9.根据权利要求1所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头，其特征在于，所述接收磁偶极子(24)包括接收x线圈(207)、接收y线圈(208)和接收z线圈(209)；

10.采用权利要求1～9中任意一项所述的时域磁电混合远探测测井仪器探头的探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种时域磁电混合远探测测井仪器探头及探测方法，属于石油测井仪器技术领域。采用磁电混合源发射，接收磁偶极子和接收电偶极子，地层耦合关系与单纯的磁性源发射、磁性传感器接收相比，相互耦合与作用的模式更加多样，采集的信息更加丰富，不仅采集磁场信号，还能够采集电场信号，实现多维多参数测量，更加具有适用性，并且可以互相约束，有利于数据反演和电性剖面成像。通过前置放大电路组件对电磁探测器组件供电并放大信号可以实现井孔电磁测量的远探和前探功能，可用于裸眼井电缆测井和随钻测井，该探头在井旁地质描述等方面具有良好的应用效果。因此，该测井仪器探头能够解决现有技术中现有测井仪器探测距离近的问题。

技术研发人员：姚春明,肖占山,袁彩华,胡海涛,闫俊杰,邵琨,齐超,王金刚,于昊,魏威
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17