Инструмент ядерного магнитного резонанса с выступами для улучшенных измерений

Изобретение относится к операциям бурения скважин и, более конкретно, к инструменту ядерного магнитного резонанса. Техническим результатом является повышение эффективности измерений. Скважинный инструмент содержит корпус инструмента, источник магнитного поля, присоединенный к корпусу инструмента, антенну, присоединенную к корпусу инструмента, и радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны и наклоненный относительно продольной оси корпуса инструмента. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в целом к операциям бурения скважин и, более конкретно, к инструменту ядерного магнитного резонанса (ЯМР) с выступами для улучшенных измерений.

Углеводороды, такие как нефть и газ, как правило, добывают из подземных пластов, которые могут быть расположены на суше или в море. Выполнение подземных работ и способы, применяемые для извлечения углеводородов из подземной формации, сложны. Обычно подземные работы предполагают выполнение ряда различных этапов, таких как, например, бурение ствола скважины в желаемом месте расположения скважины, обработка скважины для оптимизации добычи углеводородов и осуществление необходимых этапов для добычи и переработки углеводородов из поземного пласта. Измерения подземного пласта могут быть выполнены в продолжение операций для получения характеристик пласта и для помощи при принятии оперативных решений. В некоторых случаях инструмент ЯМР может быть использован для выполнения измерений пласта с использованием одной или больше антенн. Эти антенны могут создавать вихревые токи в токопроводящей среде, окружающей инструмент, что вносит помехи в измерения и снижает их точность.

ФИГУРЫ

Далее приведено описание некоторых конкретных, приведенных в качестве примера, вариантов реализации изобретения, которые будут более понятны благодаря ссылкам на прилагаемые графические материалы.

Фиг. 1 является схематическим изображением, демонстрирующим выполнение каротажа при бурении среды, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

Фиг. 2 является схематическим изображением, демонстрирующим среду каротажного кабеля, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На фиг. 3 представлена диаграмма, иллюстрирующая приведенный в качестве примера инструмент ЯМР, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На фиг. 4A и 4B приведены схемы приведенного в качестве примера инструмента ЯМР с по меньшей мере одним радиальным выступом, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На фиг. 5 представлена диаграмма, иллюстрирующая приведенные в качестве примера радиальные выступы, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

Несмотря на то, что варианты реализации данного изобретения проиллюстрированы, описаны и определены посредством ссылки на типовые варианты реализации изобретения, эти ссылки не подразумевают ограничение изобретения, и никакое такое ограничение не должно предполагаться. Раскрываемый объект изобретения может подвергаться значительным модификациям, изменениям и эквивалентам по форме и функции, которые могут быть выполнены специалистом в данной области техники благодаря этому описанию. Проиллюстрированные и описанные варианты реализации данного изобретения являются только примерами и не исчерпывают объем изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В контексте данного описания система обработки информации может содержать любые технические средства или совокупность технических средств, выполненных с возможностью вычисления, классификации, переработки, передачи, получения, извлечения, создания, коммутации, хранения, отображения, воплощения, обнаружения, записи, воспроизведения, обработки или использования любого вида информации, искусственного интеллекта или данных для коммерческих, научных, контрольных или других целей. Например, системой обработки информации может быть персональный компьютер, сетевое устройство хранения или любое другое подходящее устройство, которое может различаться по размеру, форме, производительности, функциональности и цене. Система обработки информации может содержать оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), один или более ресурсов для обработки информации, таких как центральный процессор (ЦП) или аппаратное либо программное логическое средство управления, ПЗУ и/или другие типы энергонезависимого запоминающего устройства. Дополнительные компоненты системы обработки информации могут содержать один или более дисководов, один или более сетевых портов для обмена данными с внешними устройствами, а также различные устройства ввода-вывода (I/O), такие как клавиатура, мышь и видео-дисплей. Система обработки информации может также содержать одну или более шин, выполненных с возможностью осуществления связи между различными аппаратными компонентами. Указанная система также может содержать один или более модулей сопряжения, выполненных с возможностью передачи одного или более сигналов контроллеру, приводу или подобному устройству.

В контексте данного изобретения, машиночитаемые носители могут содержать любые технические средства или совокупность технических средств, которые могут хранить данные и/или команды в течение определенного периода времени. Машиночитаемый носитель может включать, например, без ограничения, запоминающий носитель, такой как запоминающее устройство с прямым доступом (например, накопитель на жестких дисках или запоминающее устройство на гибких дисках), запоминающее устройство с последовательным доступом (например, запоминающее устройство на магнитной ленте), компакт-диск, CD-ROM, DVD, ОЗУ, ПЗУ, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM) и/или флэш-память; а также средства связи, такие как провода, оптические волокна, микроволны, радиоволны и другие электромагнитные и/или оптические носители; и/или любая комбинация вышеуказанного.

В данном документе подробно описаны иллюстративные варианты реализации данного изобретения. Для ясности, в настоящем описании могут быть изложены не все особенности фактической реализации. Разумеется, следует иметь в виду, что при разработке любого такого фактического варианта реализации изобретения, для достижения конкретных целей реализации, которые могут изменяться от одного варианта реализации изобретения к другому, предпринимаются многочисленные специфичные для реализации решения. Кроме того, следует иметь в виду, что такой процесс разработки может быть сложным и продолжительным, тем не менее, эта разработка будет рутинным мероприятием для специалистов в данной области техники, использующих преимущества ознакомления с данным описанием.

Для лучшего понимания настоящего описания ниже приведены примеры конкретных вариантов реализации изобретения. Приведенные ниже примеры ни в коем случае не следует рассматривать как ограничивающие или определяющие объем настоящего изобретения. Варианты реализации настоящего изобретения могут быть применимы к горизонтальным, вертикальным, отклоненным или другим нелинейным стволам скважины в любом типе подземного пласта. Варианты реализации изобретения могут быть применимы к нагнетательным скважинам, а также добывающим скважинам, включая углеводородные скважины. Варианты реализации могут быть реализованы с использованием инструмента, подходящего для тестирования, извлечения и отбора проб вдоль секций пласта. Варианты реализации могут быть реализованы посредством инструментов, которые, например, могут быть переправлены через канал потока в колонне труб или с использованием кабеля, тросовой проволоки, колонны гибких труб, скважинного робота и т. п. Термин «измерения во время бурения (ИВБ)» является термином, главным образом используемым для измерения условий в скважине, относящихся к перемещению и местоположению бурового снаряда во время продолжения бурения. «Каротаж во время бурения (КВБ)» является термином, главным образом используемым для подобных операций, которые больше концентрируются на измерениях параметров пласта. Устройства и способы в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения могут быть применены в одном или большем количестве кабелей (включая кабель, тросовую проволоку, колонну гибких труб), скважинного робота и операций выполнения измерений во время бурения (ИВБ) и каротажа во время бурения (КВБ).

Термины «присоединяет» или «присоединяется», используемые в данном документе, означают либо непрямое, либо прямое соединение. Таким образом, если первое устройство присоединено ко второму устройству, это соединение может выполняться посредством прямого соединения или посредством непрямого механического или электрического соединения через другие устройства и соединения. Аналогично, в данном документе принято, что термин «присоединен с возможностью связи» обозначает либо прямое, либо непрямое соединение с возможностью связи. Такое соединение может представлять собой проводное или беспроводное соединение, такое как, например, Ethernet или LAN. Такие проводные и беспроводные соединения хорошо известны специалистам в данной области техники, и поэтому не будут подробно обсуждаться в данном документе. Таким образом, если первое устройство присоединено с возможностью связи ко второму устройству, такое соединение может быть осуществлено посредством прямого соединения или непрямого соединения с возможностью связи через другие устройства и соединения.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее систему 100 бурения подземной формации в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Система бурения 100 содержит буровую платформу 2, расположенную на поверхности 102. В показанном варианте реализации изобретения поверхность 102 содержит верхнюю часть пласта 104, содержащую один или более породных пластов или слоев 18a-с, и буровая платформа 2 может находиться в контакте с поверхностью 102. В других вариантах реализации изобретения, таких как бурение прибрежного шельфа, поверхность 102 может быть отделена от буровой платформы 2 объемом воды.

Система 100 бурения содержит буровую вышку 4, поддерживаемую буровой платформой 2 и оборудованную талевым блоком 6 для подъема и опускания бурильной колонны 8. Ведущая бурильная труба 10 может поддерживать бурильную колонну 8 по мере ее опускания через поворотный стол 12 буровой установки. Буровое долото 14 может быть присоединено к бурильной колонне 8 и приводиться скважинным двигателем и/или вращением бурильной колонны 8 от поворотного стола 12 буровой установки. При вращении буровое долото 14 создает ствол 16 скважины, который проходит сквозь один или большее количество породных пластов или слоев 18. Насос 20 может прокачивать буровой раствор через питающую трубу 22 в ведущую бурильную трубу 10, в забой через внутреннюю часть бурильной колонны 8, через отверстия в буровом долоте 14, обратно на поверхность через кольцевой зазор вокруг бурильной колонны 8 и в емкость 24 для хранения бурового раствора. Буровой раствор переносит буровой шлам из ствола 16 скважины в емкость 24 и способствует сохранению целостности ствола 16 скважины.

Буровая система 100 может содержать компоновку низа бурильной колонны (КНБК), соединенную с бурильной колонной 8 вблизи бурового долота 14. КНБК может содержать различные инструменты и датчики скважинных измерений, а также элементы каротажа во время бурения и измерения в процессе бурения, включая инструмент 26 ЯМР с по меньшей мере одним наклонным радиальным выступом 26a. Как будет подробно описано ниже, инструмент 26 ЯМР может измерять магнитно-резонансный отклик части формации 104, окружающей инструмент 26 ЯМР, который может быть использован для определения, например, пористости и проницаемости породы в формации 104, и для определения типов текучих сред, удерживаемых в порах породы в пласте 104. Кроме того, как будет подробно описано ниже, выступ 26a может улучшать точность измерения магнитно-резонансного отклика путем снижения помех, вводимых в магнитно-резонансный отклик за счет вихревых токов, создаваемых инструментом 26.

Инструменты и датчики КНБК, включая инструмент 26 ЯМР, могут быть присоединены с возможностью связи к телеметрическому элементу 28. Телеметрический элемент 28 может передавать результаты измерений от инструмента 26 ЯМР к приемнику 30 на поверхности и/или принимать команды от приемника 30 на поверхности. Телеметрический элемент 28 может содержать систему телеметрии бурового раствора, акустическую телеметрическую систему, проводную систему связи, беспроводную систему связи, или любой другой тип системы связи, признанный специалистом в данной области техники, принимая во внимание настоящее изобретение. В некоторых вариантах реализации изобретения некоторые или все измерения, выполненные инструментом 26 ЯМР, также могут храниться в инструменте 26 или телеметрическом элементе 28 для дальнейшего восстановления на поверхности 102.

В некоторых вариантах реализации изобретения, система 100 бурения может содержать систему 32 обработки информации, расположенную на поверхности 102. Система 32 обработки информации может быть присоединена с возможностью связи к приемнику 30 на поверхности и может принимать результаты измерений от инструмента 26 ЯМР и/или передавать команды к инструменту 26 ЯМР через приемник 30 на поверхности. Система 32 обработки информации может также принимать результаты измерений от инструмента 26 ЯМР, когда инструмент 26 поднят на поверхность 102. Как будет описано ниже, система 32 обработки информации может обрабатывать результаты измерений для определения некоторых характеристик формации 104, включая определение положения и характеристики разрывов в формации 104.

В различные моменты во время процесса бурения бурильная колонна 8 может быть извлечена из ствола 16 скважины, как показано на фиг. 2. После извлечения бурильной колонны 8 операции измерения/каротажа могут проводиться, используя проводной инструмент 34, т. е. инструмент, подвешенный в скважине 16 с помощью кабеля 15, имеющего проводники для передачи мощности к инструменту и системе телеметрии от корпуса инструмента на поверхность 102. Проводной инструмент 34 может содержать инструмент 36 ЯМР с по меньшей мере одним радиальным выступом 36a, имеющим конфигурацию, аналогичную с инструментом 26 ЯМР, и радиальный выступ 26a. Инструмент 36 ЯМР может быть присоединен с возможностью связи к кабелю 15. Каротажное оборудование 44 (показано на фиг. 2 как грузовик, хотя может быть любой другой конструкцией) может получать результаты измерений от инструмента 36 каротажа сопротивления, и может включать в себя вычислительное оборудование (в том числе, например, систему обработки информации) для управления, обработки, хранения и/или визуализации измерений, полученных с помощью инструмента 36 ЯМР. Вычислительное оборудование может быть присоединено с возможностью связи к каротажному/измерительному инструменту 36 посредством кабеля 15. В некоторых вариантах реализации изобретения система 32 обработки информации может служить в качестве вычислительного оборудования каротажного оборудования 44.

На фиг. 3 изображено схематическое изображение, иллюстрирующее части примера инструмента 300 ЯМР и связанных вихревых токов 350, создаваемых инструментом 300, в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Инструмент 300 содержит по меньшей мере один источник 302/304 магнитного поля и по меньшей мере одну антенну 306 с возможностью приема и/или передачи одного или большего количества электромагнитных сигналов. В показанном варианте реализации источники 302/304 магнитного поля содержат постоянные магниты с направлением магнитного поля, показанным стрелками 302a/304a. Антенна 306 может включать антенну соленоидного типа, навитую на магнитопроницаемый материал 308, служащую для фокусирования наружу электромагнитного поля, создаваемого антенной 308. Возможны другие типы и конфигурации источников магнитного поля и антенн, включая «антенны поперечного излучения», создающие электромагнитные поля, перпендикулярные к продольной оси инструмента 300.

При эксплуатации источники 302/304 магнитного поля могут создавать магнитное поле в середе, окружающей инструмент 300, например, скважине и пласте, окружающими инструмент 300, когда инструмент 300, используется в операции бурения, аналогичной, описанным выше. Затем к антенне 306 может быть подан переменный ток в направлении, указанном стрелкой 306a, принуждающий ее передавать электромагнитный сигнал в среду, окружающую инструмент, который находится в пределах магнитного поля. Переданный электромагнитный сигнал может быть поглощен ядрами атомов в среде, подвергаемой воздействию магнитного поля, созданного источниками 302/304 магнитного поля. Колебания когерентного магнитного поля, намагниченности, создаваемой спинами, имеют заданную резонансную частоту, которая зависит от силы магнитного поля и магнитных свойств изотопа атомов. Антенна 306 или другая антенна в инструменте может измерять магнитно-резонансный отклик возбуждения намагниченности в пласте для облегчения определения некоторых характеристик окружающего пласта. Эти характеристики обычно являются скоростями релаксации намагниченности для возврата к тепловому равновесию.

Электромагнитный сигнал, передаваемый от антенны 306, также может вызывать образование вихревых токов 350 в какой-либо токопроводящей среде, окружающей инструмент 300. В скважинной среде вихревой ток 350 может быть создан в токопроводящих текучих средах (например, буровых растворах), окружающих инструмент 300 в скважине. Вихревой ток 350 может течь вокруг антенны 306, следуя ее форме, и в плоскости, в общем, параллельной плоскости антенны 306, но в направлении, противоположном протеканию тока через антенну 306, как показано стрелкой 350a. Вихревой ток 350 может создавать вторичное электромагнитное поле, которое измеряется антенной 306 наряду с магнитно-резонансным откликом формации. Это содействует внесению помех в измерения магнитно-резонансного отклика, что снижает их точность. Вихревой ток также снижает эффективность инструмента 300, поскольку ему требуется большая мощность, затрачиваемая на создание радиочастотного (РЧ) поля.

В типичных инструментах ЯМР, используемых в устройствах, опускаемых в скважину на кабеле, используют защитные экраны от текучей среды для вытеснения бурового раствора, окружающего антенну, таким образом, уменьшая количество бурового раствора, в котором может быть создан вихревой ток, что, в свою очередь, уменьшает напряженность вторичного электромагнитно поля и улучшает отношение сигнал-шум (signal-to-noise ratio, SNR) измеряемого магнитно-резонансного отклика. Такие защитные экраны от текучей среды принимают форму гильзы, которая заключает часть инструмента, содержащую антенну и магниты. Гильза, как правило, является цилиндрической с наружным диаметром, большим, чем диаметр инструмента. Это производит эффект ограничения размеров кольцевого зазора между антенной и стенкой скважины и, следовательно, ограничения количества бурового раствора, который может быть расположен в кольцевом зазоре в данное время. Уменьшение отношения сигнал-шум (SNR) измеряемого магнитно-резонансного отклика является, как правило, линейным относительно процентного содержания бурового раствора, вытесненного из кольцевого зазора. Аналогичная концепция теоретически достоверна для инструментов ЯМР, каротажа в процессе бурения/измерений в процессе бурения. Однако такие гильзы имеют недостатки, поскольку ограничение всего потока текучей среды через инструмент является проблематичным.

В соответствии с аспектами настоящего изобретения инструмент ЯМР по меньшей мере с одним наклонным радиальным выступом вблизи антенны может улучшить отношение сигнал-шум (SNR) измеряемого магнитно-резонансного отклика скорее путем разрушения вихревого тока, созданного в токопроводящей среде, чем вытеснением токопроводящей среды из пространства вокруг инструмента, в то же время облегчая протекание текучей среды через инструмент. Один пример инструмента 400 ЯМР, включающий аспекты настоящего изобретения, показан на фиг. 4A и 4B. Инструмент 400 ЯМР содержит цилиндрический корпус 410 инструмента, к которому присоединены источники 412 и 414 магнитного поля и антенна 416. Антенна 416 содержит соленоидную антенну, расположенную коаксиально с корпусом 410 инструмента, и источник 404 и 406 магнитного поля. Четыре нетокопроводящих, плоских радиальных выступа 402-408 расположены с равным промежутком по окружности корпуса 410 инструмента вблизи антенны 416 и наклонены относительно продольной оси 480 корпуса 410 инструмента. В частности, выступы 402-408 содержат ребра, которые по меньшей мере частично пересекают плоскость антенны 416 и наклонены под углом 490 относительно продольной оси 480 корпуса 410 инструмента. Выступы могут быть изготовлены из какого-либо нетокопроводящего материала, включая стекловолокно, полиэфирэфиркетон (polyether ether ketone, ПЭЭК), керамику или резину. Возможны другие количества, формы, ориентации и размеры выступов.

Считая, что антенна 406 является коаксиальной с корпусом 410 инструмента, наклонная ориентация выступов 402-408 относительно продольной оси 480 корпуса 410 инструмента означает, что выступы 406 также наклонены относительно плоскости антенны 406 под углом 490. Такая ориентация не обязательна, однако, поскольку ориентация антенны 406 относительно корпуса 410 инструмента может изменяться, не требуется, чтобы выступы находились под каким-либо конкретным углом относительно плоскости антенны 406. Например, в некоторых случаях антенна 406 может быть наклонена относительно корпуса 410 инструмента, и выступы 402-408 могут быть перпендикулярны относительно плоскости антенны 406.

Выступы 402-408 могут быть присоединены напрямую или не напрямую к корпусу 410 инструмента. В показанном варианте реализации выступы 402-408 могут быть сформированы как одно целое или иным образом прикреплены к гильзе 418 инструмента 400, которая радиально окружает антенну 406. Гильза 418 может быть присоединена к корпусу 410 инструмента и действует для защиты антенны 406 от условий в скважине. В других вариантах реализации выступы могут быть выполнены как одно целое или иным способом напрямую прикреплены к корпусу 410 инструмента. В некоторых вариантах реализации выступы 402-408 могут быть присоединены с возможностью отсоединения к гильзе 418 или корпусу 410 инструмента так, чтобы их можно было легко заменить в случае износа. В другом варианте реализации выступы 402-408 могут быть присоединены к стабилизатору инструмента 400.

В некоторых вариантах реализации выступы 402-408 могут быть выполнены с возможностью поворота относительно корпуса 410 инструмента. Это может способствовать течению бурового раствора через выступы 402-408. В некоторых вариантах реализации гильза 418, к которой прикреплены выступы 402-408, может быть соединена с корпусом 410 инструмента посредством множества подшипников, что позволяет гильзе 418 вращаться относительно корпуса 410 инструмента. Когда инструмент установлен в скважине, поток бурового раствора через инструмент 400 может передавать вращательное усилие на выступы 402-408. Вращательное усилие, в свою очередь, может вызывать вращение гильзы 418 и выступов 402-408, присоединенных к ней, относительно корпуса 400 инструмента.

В показанном варианте реализации инструмент 400 расположен в стволе скважины 420 внутри пласта 422. Выступы 402-408 могут выступать в радиальном направлении из корпуса 410 инструмента, так что они соприкасаются или находятся в непосредственной близости от стенки ствола скважины 420. Выступы 402-408 могут по меньшей мере частично образовывать кольцевые сегменты, окружающие корпус 410 инструмента, через которые буровой раствор может течь в осевом направлении относительно корпуса 410 инструмента. Поскольку выступы 402-408 могут быть выполнены из нетокопроводящего материала, они могут нарушать или смещать форму и поток вихревых токов, создаваемых антенной 406. В показанном варианте реализации вместо того, чтобы течь кольцеобразно вокруг инструмента 410, следуя форме антенны 406, вихревые токи 450 и 452, созданные антенной 406, вынуждены обтекать нетокопроводящие радиальные выступы 402-408, уменьшая силу вихревых токов 450 и 452 и результирующие вторичные электромагнитные поля. Соответственно, результирующее измерение магнитно-резонансного отклика в инструменте 410 буде иметь более высокое отношение сигнал-шум (SNR).

Хотя выступы 402-408 имеют одинаковые размеры и все соприкасаются или находятся в непосредственной близости к стенке ствола скважины 420, в других вариантах реализации некоторые или все из выступов 402-408 могут иметь различные размеры, и некоторые или все выступы 402-408 могут не соприкасаться со стенкой ствола скважины 420. Например, выступы 402-408 могут чередоваться по размеру, так что каждый второй выступ 402-408 по окружности инструмента 400 не соприкасается со стенкой ствола скважины 420. Это может позволить центрирование инструмента 400 в стволе скважины, в то же время доводя до максимума поток бурового раствора через инструмент 400.

В некоторых вариантах реализации число наклонных радиальных выступов может быть изменено на основе отношения сигнал-шум (SNR), требуемого для инструмента. На фиг. 5 представлена схема примера гильз 500, 520 и 540 с различными числами наклонных радиальных выступов, присоединенных к ней, в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В показанном варианте реализации выступы наклонены относительно продольной оси соответствующих гильз 500, 520 и 540, которые будут расположены коаксиально с корпусами инструментов, к которым будут присоединены гильзы. Как описано выше, каждый из выступов может содержать нетокопроводящие материалы, которые могут действовать, чтобы по меньшей мере частично образовывать кольцевые сегменты, нарушающие вихревой ток, стремящийся течь через них. Уменьшение отношения сигнал-шум (SNR), связанное с каждой из гильз 500, 520 и 540, может быть непосредственно связано с числом нарушений, т. е. числом наклонных радиальных выступов.

В показанном варианте реализации все наклонные радиальные выступы наклонены под одинаковым углом относительно соответствующей антенны и/или корпуса инструмента. В других вариантах реализации наклонные радиальные выступы гильз 500, 520 и 540 могут быть наклонены под теми или иными углами, что может зависеть, частично, от ориентации соответствующей антенны относительно корпуса инструмента и того, как смонтированы выступы на корпусе инструмента относительно расположения антенны. Кроме того, существует возможность того, что наклонные радиальные выступы на одной гильзе или инструменте могут иметь различные углы наклона относительно одной антенны.

На фиг. 6 приведено схематическое изображение другого примера гильзы 600, содержащей наклонные радиальные выступы, в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В показанном варианте реализации выступы 602-604 наклонены относительно продольной оси 650 гильзы 600, но угол наклона каждого из выступов 602-604 может быть неодинаковым по его длине. Выступ 602, например, содержит по меньшей мере три участка 602a-c, которые наклонены под различными углами относительно продольной оси 650 гильзы 600. Угол наклона на каждом из участков 602a-c гильзы 602 может быть рассчитан так, чтобы способствовать потоку текучей среды через гильзу, так, как лопатка вентилятора способствует потоку воздуха. Углы наклона по длине выступа 602 могут быть плавно меняющимися, и постепенно изменяться по длине, как показано, или могут содержать резкие переходы в возможных определенных точках перехода между участками выступа 602. Кроме того, существует возможность того, что участки выступа, особенно торцевые участки, приближаются к перпендикулярному углу относительно продольной оси гильзы и/или корпуса инструмента, и все же считаются наклонными в рамках настоящего изобретения.

В соответствии с аспектами настоящего изобретения пример скважинного инструмента включает корпус инструмента и источник магнитного поля, соединенный с корпусом инструмента. Антенна также может быть присоединена к корпусу инструмента. Инструмент может содержать радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны и наклоненный относительно продольной оси корпуса инструмента.

В некоторых вариантах реализации радиальный выступ включает один из множества радиальных выступов, расположенных с промежутками по окружности корпуса инструмента. Радиальный выступ может быть присоединен к гильзе, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента. Радиальный выступ может быть присоединен с возможностью отсоединения с одним из: корпусом инструмента и с гильзой, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента. Радиальный выступ может содержать нетокопроводящий материал. В некоторых вариантах реализации нетокопроводящий материал включает в себя по меньшей мере одно из: стекловолокно, полиэфирэфиркетон, керамику и резину. Радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны может по меньшей мере частично пересекать плоскость антенны.

В каком-либо из вариантов реализации, описанных в предшествующих двух пунктах, радиальный выступ может содержать угол наклона относительно продольной оси корпуса инструмента. В некоторых вариантах реализации угол наклона является неравномерным по длине выступа. В каком-либо из вариантов реализации, описанных в предшествующих двух пунктах, антенна может включать в себя соленоидную антенну.

В соответствии с аспектами настоящего изобретения пример способа выполнения измерений с использованием скважинного инструмента может включать создание магнитного поля с использованием источника магнитного поля, присоединенный к корпусу инструмента. Электромагнитный сигнал может быть передан от антенны, присоединенной к корпусу инструмента, и вокруг которой расположен по меньшей мере один радиальный выступ, наклоненный относительно продольной оси корпуса инструмента. Способ может также включать прием отклика на переданный электромагнитный сигнал.

В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один радиальный выступ выступает из корпуса инструмента. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один радиальный выступ соединен с гильзой, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один радиальный выступ, присоединенный с возможностью отсоединения к одному из: корпусу инструмента и гильзе, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один радиальный выступ содержит нетокопроводящий материал. В некоторых вариантах реализации не токопроводящий материал включает по меньшей мере одно из: стекловолокно, полиэфирэфиркетон, керамику и резину. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны по меньшей мере частично пересекает плоскость антенны.

В каком-либо из вариантов реализации, описанных в предшествующих двух пунктах, радиальный выступ может содержать угол наклона относительно продольной оси корпуса инструмента. Угол наклона может быть неравномерным по длине выступа. В каком-либо из вариантов реализации, описанных в предшествующих двух пунктах, прием отклика на переданный электромагнитный сигнал может включать нарушение, с помощью по меньшей мере одного радиального выступа, вихревого тока, созданного вокруг инструмента передаваемым электромагнитным сигналом.

Таким образом, данное изобретение хорошо подходит для достижения указанных, а также присущих ему целей и преимуществ. Конкретные варианты реализации изобретения, описанные выше, являются только иллюстративными, так как данное изобретение может быть модифицировано и реализовано различными, но эквивалентными способами, очевидными специалисту в данной области техники благодаря идеям, изложенным в данном документе. Кроме того, для деталей конструкции или схемы, проиллюстрированных в настоящем документе, не предусмотрены никакие ограничения, кроме раскрытых в приведенных ниже пунктах формулы изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные иллюстративные варианты реализации изобретения, описанные выше, могут быть изменены или модифицированы, и считается, что все такие вариации находятся в рамках объема и сущности данного изобретения. Кроме того, термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение, если иное явно и четко не определено патентообладателем. Под использованной в формуле изобретения формой единственного числа следует понимать один или большее количество элементов.

1. Скважинный инструмент, содержащий

корпус инструмента;

источник магнитного поля, присоединенный к корпусу инструмента;

антенну, присоединенную к корпусу инструмента, и

радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны и наклоненный относительно продольной оси корпуса инструмента.

2. Скважинный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что радиальный выступ содержит один из множества радиальных выступов, расположенных с промежутками по окружности корпуса инструмента.

3. Скважинный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что радиальный выступ присоединен к гильзе, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента.

4. Скважинный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что радиальный выступ присоединен с возможностью отсоединения к одному из: корпусу инструмента и гильзе, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента.

5. Скважинный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что радиальный выступ содержит токонепроводящий материал.

6. Скважинный инструмент по п. 5, отличающийся тем, что токонепроводящий материал содержит по меньшей мере одно из: стекловолокно, полиэфирэфиркетон, керамику и резину.

7. Скважинный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны по меньшей мере частично пересекает плоскость антенны.

8. Скважинный инструмент по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что радиальный выступ содержит угол наклона относительно продольной оси корпуса инструмента.

9. Скважинный инструмент по п. 8, отличающийся тем, что угол наклона является неодинаковым по длине выступа.

10. Скважинный инструмент по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что антенна содержит соленоидную антенну.

11. Способ выполнения измерений с использованием скважинного инструмента, включающий этапы, на которых:

создают магнитное поле, используя источник магнитного поля, присоединенный к корпусу инструмента;

передают электромагнитный сигнал от антенны, присоединенной к корпусу инструмента, и вокруг которой расположен по меньшей мере один радиальный выступ, наклоненный относительно продольной оси корпуса инструмента, и

принимают отклик на переданный электромагнитный сигнал.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что по меньшей мере один радиальный выступ выступает из корпуса инструмента.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что по меньшей мере один радиальный выступ присоединен к гильзе, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что по меньшей мере один радиальный выступ присоединен с возможностью отсоединения к одному из: корпусу инструмента и гильзе, центрированной в осевом направлении с антенной относительно корпуса инструмента.

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что по меньшей мере один радиальный выступ содержит токонепроводящий материал.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что токонепроводящий материал содержит по меньшей мере одно из: стекловолокно, полиэфирэфиркетон, керамику и резину.

17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что по меньшей мере один радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны по меньшей мере частично пересекает плоскость антенны.

18. Способ по любому из пп. 11-17, отличающийся тем, что радиальный выступ содержит угол наклона относительно продольной оси корпуса инструмента.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что угол наклона является неодинаковым по длине выступа.

20. Способ по любому из пп. 11-17, отличающийся тем, что прием отклика на переданный электромагнитный сигнал включает, с помощью по меньшей мере одного радиального выступа, нарушение вихревого тока, созданного вокруг инструмента передаваемым электромагнитным сигналом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к поперечно-дипольной конфигурации антенны для скважинных устройств на основе ядерного магнитного резонанса (ЯМР), например, для получения данных ЯМР из подземной области.

Изобретение относится к средствам для каротажа скважин посредством ядерного магнитного резонанса. Техническим результатом является обеспечение повышенного значения отношения сигнала к шуму, невосприимчивость к перемещениям и избирательность по азимуту для измерений, а также устойчивость к неблагоприятному воздействию окружающей среды и предоставление достоверной или точной информации для анализа подземной среды.

Использование: для измерений качественных показателей пластов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют сбор множества моментальных снимков ядерного магнитного резонанса (ЯМР) из ствола скважины, показывающих изменения в геологическом пласте и определяющих данные ядерного магнитного резонанса.

Использование: для осуществления каротажа во время бурения с использованием ядерно-магнитно-резонансного инструмента. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют ядерно-магнитно-резонансный каротаж во время бурения с использованием магнитов, помещенных снаружи утяжеленной бурильной трубы, и магнитно-проницаемых элементов для регулирования градиента магнитного поля.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к исследованию геомеханический свойств пластов. Техническим результатом являются повышение точности определения и результативности стимуляции хрупких зон коллекторов, а также повышение экономичности исследования вновь бурящихся скважин.

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу (ЯМК), и может быть использовано для исследования нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к устройствам ЯМР, в частности по методу регистрации сигнала свободной прецессии в магнитном поле Земли для исследования образцов керна бурящихся нефтяных, газовых и гидрогеологических скважин.

Изобретение относится к устройству и способам определения параметров, представляющим свойства пласта и свойства текучей среды пластов подземных коллекторов, конкретно углеводородных коллекторов.

Изобретение относится к устройствам для исследования бурящихся нефтяных, газовых и гидрогеологических скважин методом ядерно-магнитного резонанса в магнитном поле Земли.

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к резонансным преобразователям электрической энергии на основе резонансных усилителей мощности. Техническим результатом является увеличение коэффициента усиления и снижение зависимости параметров преобразователя от величины нагрузки.

Изобретение относится к поперечно-дипольной конфигурации антенны для скважинных устройств на основе ядерного магнитного резонанса (ЯМР), например, для получения данных ЯМР из подземной области.

Изобретение относится к средствам для каротажа скважин посредством ядерного магнитного резонанса. Техническим результатом является обеспечение повышенного значения отношения сигнала к шуму, невосприимчивость к перемещениям и избирательность по азимуту для измерений, а также устойчивость к неблагоприятному воздействию окружающей среды и предоставление достоверной или точной информации для анализа подземной среды.

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к средствам для магнитно-резонансной визуализации. Способ магнитно-резонансной визуализации объекта содержит этапы, на которых подвергают объект действию двух или более визуализирующих последовательностей для получения MR сигналов, при этом каждая визуализирующая последовательность содержит один радиочастотный (RF) импульс и один переключаемый градиент магнитного поля, реконструируют два или более изображений MR фазы из MR сигналов, полученных посредством двух визуализирующих последовательностей, в которых переключаемые градиенты магнитного поля одной из визуализирующих последовательностей для пространственного кодирования в MR визуализации имеют противоположную полярность по отношению к переключаемым градиентам магнитного поля второй из визуализирующих последовательностей, выводят пространственное распределение электрических свойств объекта.

Использование: для определения характеристик РЧ передающей цепи сканера (1) магнитно-резонансной визуализации. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют определение эволюции фазы первого магнитно-резонансного сигнала локального РЧ передающего поля, генерируемого посредством магнитно-резонансного возбуждения первого зонда с использованием первой магнитно-резонансной катушки, посредством измерения РЧ отклика первого зонда после указанного возбуждения, причем измерение осуществляют с использованием первой магнитно-резонансной катушки, определение эволюции фазы второго магнитно-резонансного сигнала локального РЧ передающего поля, генерируемого посредством магнитно-резонансного возбуждения второго зонда с использованием внешней магнитно-резонансной катушки (9; 11; 12; 13), посредством измерения РЧ отклика второго зонда после указанного возбуждения, причем измерение осуществляют с использованием второй магнитно-резонансной катушки, обеспечение определения характеристик фазовой ошибки РЧ передающей цепи посредством вычисления сдвига фазы между эволюцией фазы первого магнитно-резонансного сигнала и эволюцией фазы второго магнитно-резонансного сигнала.

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу (ЯМК), и может быть использовано для исследования нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к устройству и способам определения параметров, представляющим свойства пласта и свойства текучей среды пластов подземных коллекторов, конкретно углеводородных коллекторов.

Изобретение относится к способу получения параметров горных пород с помощью прибора ядерного магнитного каротажа. .

Использование: для определения диаметра пор пористого объекта. Сущность изобретения заключается в том, что вводят жидкий галлий или один из сплавов, находящийся в жидком состоянии и выбранный из группы, включающей галлий-индий (Ga-In), галлий-олово (Ga-Sn) и галлий-индий-олово (Ga-In-Sn), в указанный пористый объект; измеряют спектр ядерного магнитного резонанса на ядрах галлия в жидком галлии или в одном из сплавов, находящихся в жидком состоянии и выбранных из группы, включающей галлий-индий (Ga-In), галлий-олово (Ga-Sn) и галлий-индий-олово (Ga-In-Sn), в указанном объекте с определением сдвига Найта (K) по полученному ЯМР-спектру; измеряют спектр ядерного магнитного резонанса на ядрах галлия в жидком галлии или в одном из сплавов, находящихся в жидком состоянии и выбранных из группы, включающей галлий-индий (Ga-In), галлий-олово (Ga-Sn) и галлий-индий-олово (Ga-In-Sn), с определением сдвига Найта (Kb) по полученному ЯМР-спектру; определяют диаметр пор указанного пористого объекта по заданной математической формуле.

Изобретение относится к операциям бурения скважин и, более конкретно, к инструменту ядерного магнитного резонанса. Техническим результатом является повышение эффективности измерений. Скважинный инструмент содержит корпус инструмента, источник магнитного поля, присоединенный к корпусу инструмента, антенну, присоединенную к корпусу инструмента, и радиальный выступ из корпуса инструмента вблизи антенны и наклоненный относительно продольной оси корпуса инструмента. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх