CN106194153A - 过钻具测井方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过钻具测井方法及***，属于石油测井技术领域。所述方法包括：将过钻具测井工具坐挂在空心钻头上；通过导线将所述过钻具测井工具和无线接收模块相连接；拖动钻杆使所述过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使所述过钻具测井工具在滑行过程中采集所述测井数据；通过所述无线接收模块获取所述测井数据。本发明解决了传统过钻具测井方法不能同时满足数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求的问题，实现了提高实时性和安全性，且简化操作步骤的效果，用于石油测井。
Description
技术领域
本发明涉及石油测井技术领域，特别涉及一种过钻具测井方法及***。
背景技术
在石油测井技术领域中，为了解井段地层资料，需要测井并获取井底测井数据。对于特殊井况油气井，常规电缆测井方法由于受水平井井眼轨迹和地质条件的限制，常常无法进行有效测井，而随钻测井和钻杆传送测井等技术虽然能够进行有效测井，获得有效测井资料，但其高昂的价格会直接增加作业成本，因此过钻具测井方法应运而生。过钻具测井方法是钻后测井，采用特殊的钻具组合，把过钻具测井工具从钻具中心孔道送入井底，并由钻具对过钻具测井工具进行拖动操控完成测井。
现有技术中，过钻具测井方法主要分为两种，一种是存储式测井方法，即过钻具测井工具进行测井，并对井底的测井数据进行存储，待过钻具测井工具起出地面后下载并获取测井数据；一种是电缆传输测井方法，即过钻具测井工具进行测井，并通过尾部的电缆把测井数据实时地传输至地面。
由于通过存储式测井方法中的测井数据无法及时传输至地面，使得工程师无法及时分析复杂地层情况，具有延迟性；而电缆传输测井方法虽然能够通过过钻具测井工具尾部的电缆将测井数据实时传输至地面，但由于过钻具测井工具带有电缆，使得过钻具测井工具在井下，特别是在水平井段移动起来比较困难，此外，电缆也容易受到井内钻井液的冲蚀，易造成工程事故，因此，过钻具测井方法的实时性较差，安全性较低，且操作步骤繁琐。
发明内容
为了解决传统过钻具测井方法不能同时满足数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求的问题，本发明提供了一种过钻具测井方法及***。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种过钻具测井方法，所述方法包括：
将过钻具测井工具坐挂在空心钻头上；
通过导线将所述过钻具测井工具和无线接收模块相连接；
拖动钻杆使所述过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使所述过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据；
通过所述无线接收模块获取所述测井数据。
可选的，所述无线接收模块包括发射控制器、发射天线和地面接收天线；
所述通过所述无线接收模块获取所述测井数据，包括：
通过所述过钻具测井工具将所述测井数据由所述导线传输至所述发射控制器；
通过所述发射控制器驱动所述发射天线向地层发射电磁波信号；
通过所述地面接收天线接收所述电磁波信号，获取所述测井数据。
可选的，在所述将过钻具测井工具坐挂在空心钻头上之前，所述方法还包括：
在所述井口通过所述钻杆的通道下入所述过钻具测井工具；
通过钻井液将所述过钻具测井工具送至所述井底的目的层段。
可选的，所述发射天线为套筒式发射天线；
所述套筒式发射天线与所述钻杆固定连接，且靠近所述空心钻头；
所述发射控制器固定在所述套筒式发射天线的内壁。
可选的，以每秒0.5米的速度拖动所述钻杆使所述过钻具测井工具沿着所述井筒从所述井底向所述井口方向滑行。
可选的，在所述通过所述地面接收天线接收所述电磁波信号，获取所述测井数据之后，所述方法包括：
通过地面显示装置接收所述测井数据，显示所述测井数据。
第二方面，提供了一种过钻具测井***，所述***包括：无线接收模块、钻杆、空心钻头、过钻具测井工具和导线；
所述钻杆的一端位于井口，另一端位于井底的目的层段，所述钻杆的内部设置有通道，所述通道的长度等于所述钻杆的长度，所述通道用于使所述过钻具测井工具从井口到达所述空心钻头处；
所述空心钻头固定在所述钻杆位于所述井底的一端；
所述导线用于当所述过钻具测井工具到达所述空心钻头处时，将所述过钻具测井工具和所述无线接收模块相连接；
所述过钻具测井工具用于采集测井数据，并将所述测井数据传输至所述无线模块。
可选的，所述无线接收模块包括发射天线、发射控制器和地面接收天线；
所述发射天线固定在所述钻杆上，且靠近所述空心钻头；
所述发射控制器固定在所述发射天线上；
所述地面接收天线固定在井场地面上；
所述过钻具测井工具通过所述导线与所述发射控制器连接，用于将所述测井数据传输至所述发射控制器；
所述发射控制器用于驱动所述发射天线向地层发射电磁波信号；
所述地面接收天线用于接收所述电磁波信号，获取所述测井数据。
可选的，所述发射天线为套筒式发射天线，所述钻杆包括第一钻杆和第二钻杆，所述第一钻杆的一端位于井口，另一端位于所述井底的目的层段，且与所述套筒式发射天线的一端固定连接，所述第二钻杆位于所述井底的目的层段，所述第二钻杆的一端与所述套筒式发射天线的另一端固定连接，所述第二钻杆的另一端与所述空心钻头固定连接；
所述套筒式发射天线靠近所述空心钻头，所述套筒式发射天线的内径与所述钻杆的内径相等；
所述发射控制器固定在所述套筒式发射天线的内壁。
可选的，所述***还包括：地面显示装置；
所述地面显示装置用于显示所述测井数据。
本发明提供了一种过钻具测井方法及***，通过导线将过钻具测井工具和无线接收模块相连接，再拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据，最后通过无线接收模块获取测井数据，相较于现有的过钻具测井方法，无需对测井数据进行存储，也无需在过钻具测井工具尾部连接电缆传输数据，因此，提高了获取测井数据的实时性和测井时的安全性，且简化了操作步骤，同时满足了数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种过钻具测井方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种过钻具测井方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种过钻具测井***的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种过钻具测井工具坐挂在空心钻头的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种过钻具测井***的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种钻杆连接套筒式发射天线和空心钻头的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的又一种过钻具测井***的结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种过钻具测井方法，如图1所示，该方法可以包括：
步骤101、将过钻具测井工具坐挂在空心钻头上。
步骤102、通过导线将过钻具测井工具和无线接收模块相连接。
步骤103、拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据。
步骤104、通过无线接收模块获取测井数据。
综上所述，本发明实施例提供的过钻具测井方法，通过导线将过钻具测井工具和无线接收模块相连接，再拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据，最后通过无线接收模块获取测井数据，相较于现有的过钻具测井方法，无需对测井数据进行存储，也无需在过钻具测井工具尾部连接电缆传输数据，因此，提高了获取测井数据的实时性和测井时的安全性，且简化了操作步骤，同时满足了数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求。
进一步的，无线接收模块包括发射控制器、发射天线和地面接收天线，相应的，步骤104可以包括：通过过钻具测井工具将测井数据由导线传输至发射控制器；通过发射控制器驱动发射天线向地层发射电磁波信号；通过地面接收天线接收电磁波信号，获取测井数据。在通过地面接收天线接收电磁波信号，获取测井数据之后，该方法还可以包括：通过地面显示装置接收测井数据，显示测井数据。
步骤101之前，该方法还可以包括：在井口通过钻杆的通道下入过钻具测井工具；通过钻井液将过钻具测井工具送至井底的目的层段。
可选的，发射天线为套筒式发射天线；套筒式发射天线与钻杆固定连接，且靠近空心钻头；发射控制器固定在套筒式发射天线的内壁。
可选的，以每秒0.5米的速度拖动钻杆使过钻具测井工具通过钻杆的通道从井底向井口方向滑行。
综上所述，本发明实施例提供的过钻具测井方法，通过导线将过钻具测井工具和无线接收模块相连接，再拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据，最后通过无线接收模块获取测井数据，相较于现有的过钻具测井方法，无需对测井数据进行存储，也无需在过钻具测井工具尾部连接电缆传输数据，因此，提高了获取测井数据的实时性和测井时的安全性，且简化了操作步骤，同时满足了数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求。
本发明实施例提供了另一种过钻具测井方法，如图2所示，该方法可以包括：
步骤201、在井口通过钻杆的通道下入过钻具测井工具。
对于特殊井况油气井，常规电缆测井方法受水平井井眼轨迹和地质条件的限制，常常无法进行有效测井，如无法通过易卡井段。而随钻测井(英文：LoggingWhile Drilling；简称：LWD)和钻杆传送测井等技术虽然能够进行有效测井，获得有效测井资料，但其高昂的价格会直接增加作业成本。
为克服上述问题，过钻具测井方法(英文：Through Bit Logging；简称：TBL)应运而生。当遇到钻井壁稳定性差、井眼不规则的复杂井段时，工程上需要对该井段地层资料进行了解。过钻具测井方法是：通过采用特殊的钻具组合，把过钻具测井工具从钻具中心孔道送入井底，并由钻具对过钻具测井工具进行拖动操控完成测井。TBL被认为是高风险井的安全和可靠的一种测井方法，与常规LWD相比，TBL是钻后测井，它的可靠性较强、操作风险较低，数据质量较高，钻机时间较少，可在直井、斜井和水平井等多种类型的井中使用。
如图3所示，钻杆3003的一端位于井口，另一端位于井底的目的层段401，钻杆3003的内部设置有通道30031，通道的长度等于钻杆的长度，通道用于使过钻具测井工具从井口到达空心钻头处。在井口通过钻杆3003的通道30031下入过钻具测井工具3002的结构示意图如图3所示，图3中3001为无线接收模块，3004为空心钻头。
步骤202、通过钻井液将过钻具测井工具送至井底的目的层段。
通过钻井液将过钻具测井工具从井口送至井底的目的层段，即将过钻具工具送至图3中401所标注的位置。
步骤203、将过钻具测井工具坐挂在空心钻头上。
如图3所示，空心钻头3004固定在钻杆3003位于井底的一端。接着步骤202，如图4所示，将过钻具测井工具3002坐挂在空心钻头3004上。图4中的其他标号可以参考图3中的标号进行说明，在此不再赘述。
步骤204、通过导线将过钻具测井工具和发射控制器相连接。
如图5所示，当过钻具测井工具3002坐挂在空心钻头3004上时，再通过导线3005将过钻具测井工具3002和无线接收模块相连接。可选的，如图5所示，无线接收模块3001包括发射控制器30011、发射天线30012和地面接收天线30013。其中，发射天线30012可以与钻杆3003固定连接；发射控制器30011可以固定在发射天线30012上；地面接收天线30013可以固定在井场地面上。则可以通过导线3005将过钻具测井工具3002和发射控制器30011相连接。
示例的，如图5所示，发射天线30012可以为套筒式发射天线；套筒式发射天线可以与钻杆固定连接，且靠近空心钻头3004；发射控制器30011可以固定在套筒式发射天线30012的内壁。
步骤205、拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据。
示例的，可以以每秒0.5米的速度拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，且拖动的速度也可以小于每秒0.5米，拖动的速度根据实际应用来确定，本发明对此不作限定。
步骤206、通过过钻具测井工具将测井数据由导线传输至发射控制器。
按照步骤205，通过过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据的同时，过钻具测井工具会将采集到的测井数据由导线实时传输至发射控制器。
步骤207、通过发射控制器驱动套筒式发射天线向地层发射电磁波信号。
通过发射控制器接收测井数据后，发射控制器会驱动发射天线向地层发射电磁波信号。在现代通信和遥感***中，套筒式发射天线以其良好的宽频带特性得到了较为广泛的应用。套筒式发射天线的抗干扰能力、防雷能力、抗震能力、运行的稳定性和安全性都比较高，因此，使用套筒式发射天线更加有利于测井数据的实时传输。
步骤208、通过地面接收天线接收电磁波信号，获取测井数据。
通过地面接收天线接收发射天线发射的电磁波信号，从而获取测井数据。地面接收天线将接收到的电磁波信号转换为高频电流信号，获取测井数据。
步骤209、通过地面显示装置接收测井数据，显示测井数据。
最后通过地面显示装置接收地面接收天线获取到的测井数据，地面显示装置对实时得到的测井数据进行显示。地面显示装置可以为多种类型的显示装置，如台式机、笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑等。
需要说明的是，本发明实施例提供的过钻具测井方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，如步骤205至步骤209是同时进行的，即过钻具测井工具在采集测井数据的同时，便可以将测井数据传输至发射控制器，发射控制器实时驱动发射天线向地层发射电磁波信号，从而使地面接收天线实时获取测井数据，并由地面显示装置进行显示。同样，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。
本发明实施例将电磁波地层传输技术和传统的过钻具测井技术相结合，提出一种可实现测井数据无线上传到地面的过钻具测井方法，解决了测井数据上传的延迟性、电路板抗高温和无线电磁波信号的远距离传输、测井工具拖动困难、电缆受冲蚀较为严重等问题，达到了实时获取复杂地层测井数据、降低测井风险，提高作业效率的目的。
综上所述，本发明实施例提供的过钻具测井方法，通过导线将过钻具测井工具和无线接收模块相连接，再拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据，最后通过无线接收模块获取测井数据，相较于现有的过钻具测井方法，无需对测井数据进行存储，也无需在过钻具测井工具尾部连接电缆传输数据，因此，提高了获取测井数据的实时性和测井时的安全性，且简化了操作步骤，同时满足了数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求。
本发明实施例提供一种过钻具测井***，如图3所示，该***包括：无线接收模块3001、钻杆3003、空心钻头3004、过钻具测井工具3002和导线(图3未画出)。其中，钻杆3003的一端位于井口，另一端位于井底的目的层段，钻杆3003的内部设置有通道30031，通道30031的长度等于钻杆3003的长度，通道30031用于使过钻具测井工具3002从井口到达空心钻头3004处；空心钻头3004固定在钻杆3003位于井底的一端；导线用于当过钻具测井工具3002到达空心钻头3004处时，将过钻具测井工具3002和无线接收模块3001相连接；过钻具测井工具3002用于采集测井数据，并将测井数据传输至无线接收模块3001。
综上所述，本发明实施例提供的过钻具测井***，通过导线将过钻具测井工具和无线接收模块相连接，再拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据，最后通过无线接收模块获取测井数据，相较于现有的过钻具测井方法，无需对测井数据进行存储，也无需在过钻具测井工具尾部连接电缆传输数据，因此，提高了获取测井数据的实时性和测井时的安全性，且简化了操作步骤，同时满足了数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求。
可选的，如图5所示，无线接收模块3001包括发射天线30012、发射控制器30011和地面接收天线30013；发射天线30012固定在钻杆上，且靠近空心钻头3004；发射控制器30011固定在发射天线30012上；地面接收天线30013固定在井场地面上。
如图5所示，过钻具测井工具3002通过导线3005与发射控制器30011连接，用于将测井数据传输至发射控制器30011；发射控制器30011用于驱动发射天线30012向地层发射电磁波信号；地面接收天线30013用于接收电磁波信号，获取测井数据。示例的，如图6所示，发射天线可以为套筒式发射天线30012，钻杆包括第一钻杆01和第二钻杆02，第一钻杆01的一端a1位于井口，另一端a2位于井底的目的层段，且与套筒式发射天线30012的一端b1固定连接。第二钻杆02位于井底的目的层段，第二钻杆02的一端c1与套筒式发射天线30012的另一端b2固定连接，第二钻杆02的另一端c2与空心钻头3004固定连接；套筒式发射天线30012靠近空心钻头3004，且套筒式发射天线30012的内径r1与钻杆(即第一钻杆01和第二钻杆02)的内径r2相等；发射控制器30011可以固定在套筒式发射天线30012的内壁。
当复杂地层钻完需要测井时，通过本发明实施例提供的测井数据无线上传的过钻具测井***，先在井口下入过钻具测井工具，通过钻井液将过钻具测井工具送至井底，坐挂在过钻具测井对应的空心钻头上；然后通过导线将过钻具测井工具和发射控制器相连接，接着拖动钻杆带动过钻具测井工具沿着井筒从井底至井口方向滑行，在对目的层段进行测井作业的同时，测井数据通过导线传输至发射控制器中，发射控制器驱动套筒式发射天线向地层发射电磁波信号，地面通过地面接收天线接收电磁波信号，获取测井数据。
如图7所示，本发明实施例提供的过钻具测井***还可以包括：地面显示装置3006，该地面显示装置用于显示测井数据。地面显示装置可以为多种类型的显示装置，如台式机、笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑等。图7中的其他标号可以参考图3中的标号进行说明，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的过钻具测井***，通过导线将过钻具测井工具和无线接收模块相连接，再拖动钻杆使过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使过钻具测井工具在滑行过程中采集测井数据，最后通过无线接收模块获取测井数据，相较于现有的过钻具测井方法，无需对测井数据进行存储，也无需在过钻具测井工具尾部连接电缆传输数据，因此，提高了获取测井数据的实时性和测井时的安全性，且简化了操作步骤，同时满足了数据获取实时性、作业高安全性与操作便捷性要求。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种过钻具测井方法，其特征在于，所述方法包括：
将过钻具测井工具坐挂在空心钻头上；
通过导线将所述过钻具测井工具和无线接收模块相连接；
拖动钻杆使所述过钻具测井工具沿着井筒从井底向井口方向滑行，使所述过钻具测井工具在滑行过程中采集所述测井数据；
通过所述无线接收模块获取所述测井数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线接收模块包括发射控制器、发射天线和地面接收天线；
所述通过所述无线接收模块获取所述测井数据，包括：
通过所述过钻具测井工具将所述测井数据由所述导线传输至所述发射控制器；
通过所述发射控制器驱动所述发射天线向地层发射电磁波信号；
通过所述地面接收天线接收所述电磁波信号，获取所述测井数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述将过钻具测井工具坐挂在空心钻头上之前，所述方法还包括：
在所述井口通过所述钻杆的通道下入所述过钻具测井工具；
通过钻井液将所述过钻具测井工具送至所述井底的目的层段。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述发射天线为套筒式发射天线；
所述套筒式发射天线与所述钻杆固定连接，且靠近所述空心钻头；
所述发射控制器固定在所述套筒式发射天线的内壁。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
以每秒0.5米的速度拖动所述钻杆使所述过钻具测井工具沿着所述井筒从所述井底向所述井口方向滑行。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述通过所述地面接收天线接收所述电磁波信号，获取所述测井数据之后，所述方法包括：
通过地面显示装置接收所述测井数据，显示所述测井数据。
7.一种过钻具测井***，其特征在于，所述***包括：无线接收模块、钻杆、空心钻头、过钻具测井工具和导线；
所述钻杆的一端位于井口，另一端位于井底的目的层段，所述钻杆的内部设置有通道，所述通道的长度等于所述钻杆的长度，所述通道用于使所述过钻具测井工具从井口到达所述空心钻头处；
所述空心钻头固定在所述钻杆位于所述井底的一端；
所述导线用于在所述过钻具测井工具到达所述空心钻头处时，将所述过钻具测井工具和所述无线接收模块相连接；
所述过钻具测井工具用于采集测井数据，并将所述测井数据传输至所述无线模块。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述无线接收模块包括发射天线、发射控制器和地面接收天线；
所述发射天线固定在所述钻杆上，且靠近所述空心钻头；
所述发射控制器固定在所述发射天线上；
所述地面接收天线固定在井场地面上；
所述过钻具测井工具通过所述导线与所述发射控制器连接，用于将所述测井数据传输至所述发射控制器；
所述发射控制器用于驱动所述发射天线向地层发射电磁波信号；
所述地面接收天线用于接收所述电磁波信号，获取所述测井数据。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，
所述发射天线为套筒式发射天线，所述钻杆包括第一钻杆和第二钻杆，所述第一钻杆的一端位于井口，另一端位于所述井底的目的层段，且与所述套筒式发射天线的一端固定连接，所述第二钻杆位于所述井底的目的层段，所述第二钻杆的一端与所述套筒式发射天线的另一端固定连接，所述第二钻杆的另一端与所述空心钻头固定连接；
所述套筒式发射天线靠近所述空心钻头，所述套筒式发射天线的内径与所述钻杆的内径相等；
所述发射控制器固定在所述套筒式发射天线的内壁。
10.根据权利要求7至9任意一项权利要求所述的***，其特征在于，所述***还包括：地面显示装置；
所述地面显示装置用于显示所述测井数据。
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