測和地層電阻率測量的方法，與現(xiàn)有技術(shù)中的通 過設(shè)置X-模式發(fā)射器和X-模式接收器，使得能夠使地層邊界檢測儀只能夠測量地層電阻 率，卻不能測定出地層邊界方向相比，其通過在電阻率測井儀旋轉(zhuǎn)一圈的期間，從第一條和 第二條開槽天線的感應(yīng)電壓中提取正弦波，進而導出地層邊界方向信息，從第二條(第二臺 接收器開槽天線)和第三條開槽天線(第三臺接收器開槽天線）的感應(yīng)電壓中提取最高-最 低幅值，然后導出地層電阻率以及地層邊界的距離和方向的信息，并且還通過提取有第二 臺發(fā)射器天線發(fā)射出電磁信號后，由第一臺接收器和第二臺接收器開槽天線上感應(yīng)電壓之 間的第一個微分相位，和通過由第三臺發(fā)射器開槽天線發(fā)射出電磁信號后，提取由第一臺 接收器和第二臺接收器開槽天線上感應(yīng)電壓之間的第二個微分相位，再通過第一微分相位 和第二微分相位的平均值來導出補償微分相位，并進一步通過將導出的補償微分相位運用 到預(yù)先計算好的轉(zhuǎn)換表內(nèi)，從而得到地層電阻率，使在獲取了地層電阻率的同時，也能夠確 定了地層邊界的距離和方向的信息，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【附圖說明】
[0031] 圖IA示出了相關(guān)技術(shù)中測井儀中使用的第一種橫模天線結(jié)構(gòu)圖；
[0032] 圖IB示出了相關(guān)技術(shù)中測井儀中使用的第二種橫模天線結(jié)構(gòu)圖；
[0033] 圖IC示出了相關(guān)技術(shù)中測井儀中使用的第三種橫模天線結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖ID示出了相關(guān)技術(shù)中測井儀中使用的第四種橫模天線結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖2A示出了相關(guān)技術(shù)中地層邊界檢測的示意圖；
[0036]圖2B示出了相關(guān)技術(shù)中，使用圖2A的天線的反應(yīng)波形圖；
[0037] 圖3A示出了相關(guān)技術(shù)中，進行邊界檢測和電阻率測量的位置關(guān)系圖；
[0038] 圖3B示出了相關(guān)技術(shù)中，對圖3A所示的邊界檢測和電阻率測量的反應(yīng)波形圖；
[0039] 圖4示出了本發(fā)明實施例的定向電阻率測井儀以隨鉆測井系統(tǒng)方式組裝的前視 圖；
[0040] 圖5A示出了本發(fā)明實施例的開槽天線的透視圖；
[0041]圖5B示出了圖5A中所示的開槽天線AA'沿線的剖面圖；
[0042]圖5C示出了圖5A中所示的開槽天線BB'沿線的剖面圖；
[0043]圖6A示出了本發(fā)明實施例的具有多個橫凹槽的開槽天線；
[0044]圖6B示出了圖6A中所示的開槽天線CC'沿線的剖面圖；
[0045] 圖7A示出了本發(fā)明實施例的定向電阻率測試儀透視圖；
[0046] 圖7B示出了使用圖7A中定向電阻率測試儀的第一種模擬結(jié)果圖；
[0047] 圖7C示出了使用圖7A中定向電阻率測試儀的第二種模擬結(jié)果圖；
[0048]圖7D示出了使用圖7A中定向電阻率測試儀的第三種模擬結(jié)果圖；
[0049] 圖8A示出了本發(fā)明實施例的圖7中模擬模式運行狀態(tài)下的定向電阻率測井儀使用 狀態(tài)圖；
[0050] 圖813不出了本發(fā)明實施例的圖8A中運彳丁的一種板擬結(jié)果圖；
[0051 ]圖9示出了本發(fā)明實施例的圖8A中運行的另一種模擬結(jié)果圖；
[0052]圖10示出了本發(fā)明實施例的進行地層邊界檢測和測量地層電阻率的流程圖。
【具體實施方式】
[0053]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0054]本發(fā)明實施例提供了用帶開槽天線的定向電阻率測井儀測量出地層的定向電阻 率和地層邊界的方法以及，實施該方法所使用的裝置。圖4是定向電阻率測井儀412以傳統(tǒng) 隨鉆測井系統(tǒng)400方式以及本發(fā)明所提供的一些方案組裝的前視圖。傳統(tǒng)隨鉆測井系統(tǒng)400 由一臺鉆機402、一根鉆柱406、一個鉆頭410以及一個定向電阻率測井儀412組成。鉆柱406 以鉆機402為支撐，能夠從404表面往下延伸至鉆井井眼408的位置。鉆柱406、鉆頭410和定 向電阻率測井儀412在鉆井時測量出地層的地質(zhì)特性。
[0055]在一種實施方式中，鉆柱406還可以包括一個泥漿脈沖遙測系統(tǒng)、一臺鉆井馬達、 測量傳感器，比如，核測井儀、方位傳感器、加速計、陀螺儀、磁力計等，從而便于測量周圍地 層。另外，鉆柱406可以配套一臺起重設(shè)備，方便鉆柱406的吊裝作業(yè)。
[0056]根據(jù)本發(fā)明所供的技術(shù)方案，定向電阻率測井儀412不僅可以運用在隨鉆測井 ("LWD"）系統(tǒng)中，而且可以運用在隨鉆測量（"MWD"）系統(tǒng)以及測井電纜中。此外，定向電阻率 測井儀412同樣適用于任意鉆井環(huán)境和鉆井平臺，無論是陸地還是海面上，包括但不局限于 固定式、懸浮式以及半淹沒式平臺中。
[0057]圖5A是磁性開槽天線的透視圖，其詳細結(jié)構(gòu)如圖5B所示。
[0058]圖5B為如圖5A中開槽天線502沿線AA'的剖面圖。開槽天線502可以是測井儀本體 (內(nèi)有電纜506)外表面500形成的缺口504的一種配置。電纜506將缺口504的端壁508與該 缺口另一端的同軸電纜連接器510的中心導線連接起來。同軸電纜連接器510可以把缺口 504中的電纜506與電路室512連接，可以部署在缺口 504的外部和測井儀本體外表面500的 下方。電路室512可以配備有發(fā)射器和接收器線路，用于處理待發(fā)射或接收的電磁信號。 [0059]在一種實施方式中，開槽天線502的方向不但能夠與測井儀軸線平行，而且能夠朝 向其他方向，比如說，與軸線垂直或與軸線呈一定角度。
[0060] 在一種實施方式中，具有導磁性的材料514會用來填充缺口 504,以提供開槽天線 502的發(fā)射和接收性能。材料514可以是一種導磁材料，可以位于中心導電絲和缺口底部之 間的任意位置。這種導磁材料可以是，但不局限于鐵氧體材料、非導電磁性合金、鐵粉和鎳 鐵合金。
[0061] 在一種實施方式中，防護材料516也可能會用來填充缺口504。防護材料516可以用 來防止開槽天線502在鉆井期間出現(xiàn)損壞。這種防護材料可以是，但不局限于環(huán)氧樹脂，并 且位于導磁材料的上方。
[0062]圖5C為圖5A所示的開槽天線502沿線BB'的剖面圖。缺口504的形狀各異，可以是圓 形、矩形或任意其他形狀。
[0063]圖6A表示的是定向天線502與多個橫凹槽602部署的示意圖。多個橫凹槽602在外 表面500上形成，增加了定向電阻率測井儀上的內(nèi)凹/滲透區(qū)域，這樣就可以提高開槽天線 502的發(fā)射和接收效率。
[0064]圖6B表示的是開槽天線502沿線CC'的剖面圖。凹槽602的形狀各異，可以是圓形、 矩形、橢圓形或任意其他形狀。
[0065]在運轉(zhuǎn)中，圖6所示的開槽天線502可以作為一個Φ-向磁偶極子，用來發(fā)射/接收 電磁信號。這里所說的Φ-向磁偶極子是指開槽天線502能夠發(fā)射/接收方位中分極的磁場。 因此，開槽天線502也可以稱為Φ-磁偶極天線。鉆井過程中，每當電阻率測井儀接近電阻率 邊界時，天線502上的感應(yīng)電壓就會發(fā)生反映，表示存在界面(通過幅值衰減變化和相移）， 正如相關(guān)技術(shù)中所顯示的。
[0066]圖7A為本發(fā)明中定向電阻率測井儀412其中一種優(yōu)選方案的透視圖（定向電阻率 測井儀至少包括兩個接收器天線和三個發(fā)射器天線，其中第一個發(fā)射器天線和這兩個接收 器天線要部署在測井儀的同一條直線上，而第二和第三個發(fā)射器天線要根據(jù)本發(fā)明的一些 具體情況，部署在接收器天線的對面）。本發(fā)明包括一對接收器天線(第一臺接收器天線702 和第二臺接收器天線704,由于接收器必然需要通過天線才能夠收發(fā)信號，所以本申請中， 所提及的第一臺接收器即是指第一臺接收器天線，或者是第一臺接收器開槽天線，同理，所 提及的第二臺接收器即是指第二臺接收器天線，或者是第二臺接收器開槽天線;接收器組 可以理解為由兩臺接收器所組成的一組天線，也就是，接收器天線702和704、接收器組702 和704等相關(guān)用詞所表示的均是第一臺接收器和第二臺接收器）、一個邊界檢測發(fā)射器天線 706以及一對電阻率測量值發(fā)射器天線(第一臺發(fā)射器天線708和第二臺發(fā)射器天線710,由 于發(fā)射器必然需要通過天線才能夠獲取信號，所以本申請中，所提及的第一臺發(fā)射器即是 指第一臺發(fā)射器天線，或者是第一臺發(fā)射器開槽天線，同理，所提及的第二臺發(fā)射器即是指 第二臺發(fā)射器天線，或者是第二臺發(fā)射器開槽天線；發(fā)射器組可以理解為由兩臺發(fā)射器所 組成的一組天線）。其中，邊界檢測發(fā)射器天線