含油飽和度測量方法及測量探頭的製作方法
2023-06-25 19:29:01 2
專利名稱：含油飽和度測量方法及測量探頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油工程測量方法及儀器，特別是石油工程含油介質中測量含油飽和度的測量方法及測量儀器。
本發明的技術方案是在被測對象內至少建立一個電位電極系，所述電位電極系包括一對供電電極、一對測量電極和電位測量儀，通過供電電極供給電流，在地層中建立電場，用電位測量儀對測量電極進行電位差測量。
上述電位電極系是將一含油飽和度測量探頭插入被測對象並與電源和電位測量儀相連組合而成的；所述含油飽和度測量探頭包括一絕緣細長圓柱探棒，所述探棒探入被測對象的部分的外周間隔一定距離設置有三個環行電極，所述三個環行電極分別有導線從探棒內引出到探棒的地上端頭的三個接點上；三個接點中與最接近地面的環行電極相連的接點與電源相連，另兩個接點分別有導線與電位測量儀相連。
上述電極為銀電極。
上述探棒上與電源相連的環行電極與電源構成供電電極，另兩個與電位測量儀相連的環行電極構成測量電極。由於地層水與原油在電性上的差異很大，通常地層水電阻率較低，原油電阻率(109-1016歐姆·米)接近無窮大，所以巖石電性最能反映含水飽和度的變化。在外加電場的作用下，通過巖石的全電流是傳導電流和位移電流之和，前者與巖石電導率有關，後者與巖石的介電常數有關，當外場頻率改變時，巖石電導和介電常數都是頻率函數。選擇適合測量的頻率範圍，通過供電極的環行電極供給被測對象地層電流，在地層中建立電場後，探棒外周的另兩個環行電極感受到地層介質的電流變化，用測量儀器對兩個電極進行電位差測量。這個電位差反映了電場分布特性，從而反映電阻率變化。通過電位差的測量在對被測對象的各項係數確定後，就可計算每個測量點的飽和度。因此採用本發明的方法和測量探頭，能夠測量被測對象中每一點油水含量即含油飽和度的動態變化。
在被測對象中建立多個
圖1所示的電極系。
電阻率測量供給低頻(頻率分檔可調)矩形波交流電，測量M和N之間的電位差ΔUMN，並按下式計算電阻率R=KUMNI]]>K為電極系係數，它只與電極系尺寸、類型有關。
假設介質是均勻各向同性，其電阻率為R，以點電源為球心，以r為半徑作一球。在球上電流密度為j=14r2]]>根據歐姆定律微分形式，得E=RI442]]>將E積分得U=RI4r]]>如果電極系是由A、M、N組成，則UM=RI4AM,UN=RI4AN]]>UMN=UM-UN=RI4(1AM-1AN)=MN4AMANRI]]>則R=4AMANMNUMNI]]>電極系係數為K=4AMANMN]]>1.電極系的設計原則(1)電極系尺寸的確定採用的電極系的四個電極A、B為供電極，M、N為測量電極。要在有限介質中準確測量電阻率，電極系尺寸不應該太大，才能滿足點電源的條件。
(2)探測範圍電極距決定了電極系的探測範圍，電極距L＝AM+MN/2，在均勻介質中電電極系的探測半徑約為2倍電極距；梯度電極系得探測半徑為L。
(3)電極系有穩定的溼度性能(4)有一定的機械強度(5)電極間相互絕緣(6)電極系要有擴展性和兼容性為了更好地了解飽和度分布，提供多種測量方式(點測，交替測量，電位測量和梯度測量)；井間監測。
2.電極系係數的確定在已知電導率的均勻無限大介質中標定每個電極系的K值，並與數值計算結果對比。
3.本發明測量探頭電極棒上的三個環行電極選用銀電極，並應精確定位。
4.含油飽和度的計算(1)由阿爾奇公式I=RtRo=bSwn]]>式中Rt——巖石完全含水電阻；Ro——巖石完全含水電阻率；Sw——含水飽和度；b——係數；n——飽和度質數。
(2)確定n的方法巖石實驗法柱狀巖心驅替實驗法。
經驗係數純砂巖一般取a＝b＝1，m＝n＝2。
下面的過程是基於電位電極系測井原理，監測驅替過程中均勻介質內部含水飽和度變化提出的研究思路製作經標定的測量探頭→製作裝有電極系的模型→測量驅替過程中電阻率變化→確定模型的b，n值→計算每個測量點的飽和度本發明的主要優點是能夠測量實驗模型中每一點油水含量即含油飽和度的動態變化。
權利要求
1.一種含油飽和度測量方法，其特徵在於在被測對象內至少建立一個電位電極系，所述電位電極系包括一對供電電極、一對測量電極和電位測量儀，通過供電電極供給電流，在地層中建立電場，用電位測量儀對測量電極進行電位差測量。
2.根據權利要求1所述的含油飽和度測量方法，其特徵在於所述電位電極系是將一含油飽和度測量探頭插入被測對象並與電源和電位測量儀相連組合而成的。
3.根據權利要求2所述的含油飽和度測量方法，其特徵在於所述含油飽和度測量探頭包括一絕緣細長圓柱探棒，所述探棒探入被測對象的部分的外周間隔一定距離設置有三個環行銀電極，所述三個環行電極分別有導線從探棒內引出到探棒的地上端頭的三個接點上。
4.根據權利要求3所述的含油飽和度測量方法，其特徵在於所述含油飽和度測量探頭的地上端頭的三個接點中與最接近地面的環行電極相連的接點與電源相連，另兩個接點分別有導線與電位測量儀相連。
全文摘要
本發明的名稱為含油飽和度測量方法及測量探頭。本發明涉及一種石油工程測量方法及儀器。該測量方法為在被測對象內至少建立一個電位電極系，所述電位電極系包括一對供電電極、一對測量電極和電位測量儀，通過供電電極供給電流，在地層中建立電場，用電位測量儀對測量電極進行電位差測量。本發明提供了一種測量點飽和度的測量方法及該方法涉及的測量探頭，能夠實時測量被測對象某一點含油飽和度及其動態變化。
文檔編號G01V3/02GK1409105SQ0112394
公開日2003年4月9日 申請日期2001年8月7日 優先權日2001年8月7日
發明者王家祿 申請人:王家祿