哈里伯顿随钻核磁共振测井仪井下部分的介绍_精品文档.pdf

1、6科技资讯科技资讯 S C I E N C E&T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N2 0 0 6 N O.6S C I E N C E&T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N高 新 技 术1.M R I-L W D 的井下电路图 1是 M R L桳 W D测井仪的井下电路的原理框图。泥浆涡轮带动泥浆发电机,对可充电电池充电。存于可充电电池上的电压经过电压转换，脉冲储能单元，为发射器部分供电。该部分实现的功能是为井下电路提供稳定可靠的电源。在没有涡轮发电机的时候，可用高能锂电池组取代。2.M R-L W

2、D的天线阵列磁天线部分是整个测井仪器的技术核心,其结构如图2 所示。全长3 1 5 厘米,其中2 1 0 和2 2 0 是两块铝镍钴合金的永久磁铁，具有1.2 5特斯拉的强剩磁感应能力。它被设计成空心柱状结构，根据不同的用途，可采用浇铸或烧结工艺。该磁铁的直径为1 3厘米，柱高为 6 0厘米。在每一块永久磁铁的每个磁极，轴向排列着六个轴对称磁棒，分别为 230A,2 3 0 B，2 3 0 C，2 3 0 D。这些磁棒由高导磁材料如软磁铁、铁镍合金制成，为实心圆柱状，柱高 3 0厘米。在磁棒的一头，敷着一层铁磁材料，并与永久磁铁的一个磁极相对，因此，在这些磁棒和磁铁之间，形成强磁场。磁棒和磁铁

3、通过粘合或螺栓的形式连接在一起，为了提高效率，应将磁棒和磁铁间的间隙降到最小。磁棒的内壁紧贴着一根圆柱形磁轭,磁轭的轴心线2 0 5 是该仪器的轴心线,它与现场的井眼方向一致,磁轭的径向长度一般为8 0 厘米,是射频天线的支架。通常磁棒的内壁并不是紧紧地贴在磁轭上,而是允许有一定程度的相对运动,以避免过度弯曲造成的变 形。在该图的中间是磁天线部分2 4 0,外部的保护套2 7 0 使其屏蔽为一个非导电,非导磁区间。磁芯2 5 0 由软糍材料制成,其上缠绕着线圈组2 6 0。线圈组有三个,其中,两个为马鞍型绕法。根据实际需要,马鞍型线圈的匝数可以被设计成一圈或多圈,它们分别被定义为X O Y平面

4、内的 X 轴向和 Y轴向的接发线圈,因此，在绕制时，要严格正交；一个为螺线型绕法，它被定义为与X O Y 平面垂直的Z 轴向也就是与井眼方向一致的的接发线圈。图示的该线圈共有8匝，总电感约 2.71 0-1 1亨。理论上,磁棒决定了静磁场B 0 的形状,如图3，磁力线从磁铁的一端向外各自穿过磁棒进入地层，然后向内到达磁铁的另一端。磁棒有助于改善测量环空区间的磁密度的特性。一般情况下，两个永久磁铁间的距离是8 0厘米,这个距离越大，磁场越弱，磁致越均匀,反之，距离越小，磁场越强，磁致越不均 匀。在发射期间,发射器通过三个线圈向周围地层发射信号,形成的磁场 B与静磁场 B 0正交。在接收期间,这三

5、个线圈感应到的 N M R信号被接收、放大、处理成为能够反映周围地层情况的实时数据。3.M R-L W D 的应用图4 所示的是H a l l i b u r t o n 公司的 M R-L W D作为标准地层评价仪器成功应用于英国南北海油田，它不但能提供油层孔隙度和产油流裂块，还可以提供地层渗透率等地层地质参数。做为对照，图中同时给出了有线 N M R的垂直分辨率的比较。从左至右，第一道伽玛曲线，第二道，深度由上至下逐渐增深，第三、四道，有线 NMR，其中三道为渗透曲线，四道为碎裂曲线，第五道为电阻率成像，第六、七道分别为 N M R-L W D碎裂和渗透曲线。从曲线中可以看出，较好的油层在

6、 X X 8 3 0-X X 8 7 0 英尺，而且在 X X 9 2 5英尺左右，能清楚地看到页岩夹层。在高含沙量，气井，高饱和盐等复杂油区，核磁共振 L W D显示出较高的垂直分辨率，其信号处理能力更接近于成像数据。4.结束语随钻核磁共振（N M R L W D）起始于 1 9 9 9年底，于 2 0 0 1年正式投入商业应用。目前，能够成熟运用该技术进行现场服务的公司只有哈里伯顿，斯伦贝谢，和贝克休斯等少数几家公司。国内还没有相应的仪器，因此，尽快熟悉并掌握该技术，对于早日实现我国自主研发同类仪器，具有重要意义。参考文献 1 S P E 7 7 3 9 5 n u c l e a r m

7、 a g n e t i c r e s o n a n c e w h i l e d r i l l i n gi n t h e U.K s o u t h e r n n o r t h s e a 2 0 0 2-1 0 2 P r a m m e r M a n f r e d e t a l.S Y S T E M S A N D M E T H O D SF O R N M R L O G G I N G,W o r l d I n t e l l e c t u a l P r o p e r t yO r g a n i z a t i o n(W I P O),W O 2

8、 0 0 4 0 9 9 8 1 7,2 0 0 4-1 1-1 8,H a l l i b u r t o n E n e r g y S e r v i c e I n c 3 A k k u r t e t a l.S Y S T E M A N D M E T H O D S F O R T 1-B A S E D L O G G I N G,W I P O,W O 2 0 0 5 0 3 6 2 0 8,2 0 0 5-0 4-2 1,H a l l i b u r t o n E n e r g y S e r v i c e I n c 4 P r a m m e r M a n

9、 f r e d,S y s t e m a n d m e t h o d s f o r f o r m a-t i o n e v a l u a t i o n w h i l e d r i l l i n g,U.S P a t e n t,U S 2 0 0 3 1 4 1 8 6 9,2 0 0 3-1 2-1 2,H a l l i b u r t o n E n e r g y S e r v i c e I n c哈里伯顿随钻核磁共振测井仪M R-L W D 井下部分的介绍林楠 李会银 杨锦舟（胜利油田钻井工艺研究院 中国石油大学）中图分类号：T E 9 3 文献标识码：A