空氣介質中識別油氣層的測井方法及儀器的製作方法

2023-10-04 17:45:34

專利名稱：空氣介質中識別油氣層的測井方法及儀器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油、地質領域中在空氣鑽井條件下識別油氣層 的測井方法及測井儀器。
背景技術：
現有技術中，空氣鑽井工程使導電的泥漿變為不導電的空氣，傳 統的側向測井、微球測井、自然電位測井都無法進行，僅以感應測井 獲得的電導率資料識別油氣層是靠不住的，高效率的空氣鑽井技術急 需新的空氣介質測井技術配套完善。發明內容本發明的目的是提供一種在空氣介質條件下識別油氣層的測井 方法及測井儀器，核心內容是依靠新的測井儀器獲得地層電容率資 料，依靠電容率資料計算地層的含油氣飽和度。依據本發明的一方面提供一種測井方法，該方法把被測地層看成為電阻電容並聯的等效電路，其特徵在於採用頻率20Hz至lOOKHz 的交變電流送入發射線圈，發射線圈產生交變電磁場，交變電磁場穿 過空氣介質後進入地層形成渦流，渦流在電容中形成虛部電流，接收 線圈在渦流作用下產生感應電動勢，感應電動勢通過對應的相敏檢波 電路分解出虛部Ic,虛部Ic通過電容網絡刻度方式轉換為電容率， 電容率資料採用飽和度公式S(Fl^(C-Cw)計算獲得含油(氣)飽和度 數據。依據本發明的一方面提供一種測井儀器，包括信號源l、發射電路2、採樣電路3、發射線圈4、接收線圈6、放大電路7、信號分選 電路8、參考信號9、傳輸通道10及計算系統11,信號源1產生頻 率20Hz至100KHz範圍內的基本信號傳送給發射電路2，發射電路2 傳送給採樣電路3，採樣電路3將信號傳送給參考信號9並將發射電 流傳送給發射線圈4，發射線圈4將電磁波送給被測地層5，接收線 圈6從被測地層5感應獲得信號傳送給放大電路7,放大電路7傳送 給信號分選電路8，參考信號9傳送給信號分選電路8，信號分選電 路8將實部Ir、虛部Ic、模Iz、相位e信號傳送給傳輸通道10，傳 輸通道10將信號傳送給計算系統11，計算系統11按Ic = Iz*Sin e 、 Ic- Vl7^ 、 Ic=IR*tg 6三種方式計算虛部Ic並按飽和度公式 ScfK(C-Cw)計算含油氣飽和度數據。


圖1是空氣介質中識別油氣層的測井儀器原理框圖。
具體實施例方式本發明的理論基礎是將被測量地層看成為電阻電容並聯的等效 電路，電阻只能流過實部電流，電容只能流過虛部電流。本發明所釆用的測井方法是通過專用設備產生一個或多個頻率 在20Hz至lOOKHz範圍內的交變電流送入發射線圈，發射線圈產生 交變電磁場，交變電磁場穿過空氣介質後進入地層形成渦流，渦流在 電阻中形成實部電流在電容中形成虛部電流，接收線圈在渦流作用下 產生感應電動勢，感應電動勢通過對應的相敏檢波電路分解出實部 Ir、虛部Ic、模Iz、相位e四種信號，實部信號lR通過傳統的電阻網絡刻度方式轉換為電導率，虛部信號Ic通過電容網絡刻度方式轉換為電容率，在沒有直接測得虛部信號Ic時任選Ic=Iz *sin 0 、 Ic= VIzMr2、 Ic=IR*tg 9三種方式之一間接計算的虛部Ic與直接測量 的虛部Ic相等，電導率資料按傳統方式應用，電容率資料採用飽和 度計算公式So二K(C-O)獲得含油氣飽和度數據(其中C代表測量獲得 的電容率、O代表巖石骨架100%含水時電容率、K代表電容率與飽 和度單位的轉換係數，O和K具體量值在施工地區實測取得)。本發明所提供測井儀器包括信號源l、發射電路2、採樣電路3、 發射線圈4、接收線圈6、放大電路7、信號分選電路8、參考信號9、 傳輸通道10及計算系統11，信號源1產生一個或多個頻率在20Hz 至100KHz範圍內基本信號傳送給發射電路2，發射電路2將基本信 號進行功率放大後傳送給採樣電路3，採樣電路3採集電流信號傳送 給參考信號9並將發射電流傳送給發射線圈4，發射線圈4將電流能 量轉換為電磁波，電磁波穿過空氣介質後進入被測地層5形成渦流， 接收線圈6從被測地層5的渦流中感應獲得信號傳送給放大電路7， 放大電路7將信號放大後傳送給信號分選電路8，參考信號9產生相 敏檢波必需的門信號傳送給信號分選電路8，信號分選電路8採用與 發射電流同相(或反相)的參考信號檢波得到實部Ir、採用與發射電 流相位差90度的參考信號檢波得到虛部Ic、採用與發射電流相位差 90度的參考信號檢波得到相位e (被檢波信號放大為方波)、採用自 相關的參考信號檢全波得到模Iz，信號分選電路8將信號傳送給傳輸 通道10，傳輸通道10將全部信號傳送給計算系統11，計算系統11 按Ic=Iz*sin 6 、 ic= VIz2-Ir2 、 Ic=IR*tg 0三種方式計算虛部Ic並按飽和度計算公式ScfK(C-O)計算含油氣飽和度數據。發射^圈4和接收線圈6機械結構技術採用傳統感應測井探頭成 熟技術。信號分選龜路8採用只分選^Tle的^l嫩把電路變得最簡 單；信號分選電路8採用將四個信號全分選的方案能夠資料相互印證 降低失誤率。優選地，信號分選電路8分選實部k、虛部Ic信號。優選地，信號源l產生1000Hz的基本信號。由於電磁波既能夠穿過空氣介質又能夠穿過泥漿介質，因此該儀 器既能在空氣介質中測井又能在泥漿介質中測井。
權利要求
1. 一種測井方法，把被測地層看成為電阻電容並聯的等效電路，其特徵在於採用頻率20Hz至100KHz的交變電流送入發射線圈，發射線圈產生交變電磁場，交變電磁場穿過空氣介質後進入地層形成渦流，渦流在電容中形成虛部電流，接收線圈在渦流作用下產生感應電動勢，感應電動勢通過對應的相敏檢波電路分解出虛部IC，虛部IC通過電容網絡刻度方式轉換為電容率，電容率資料採用飽和度公式S0＝K*(C-CW)計算獲得含油(氣)飽和度數據。
2、 一種測井儀器，包括信號源(l)、發射電路(2)、採樣電路(3)、 發射線圈(4)、接收線圈(6)、放大電路(7)、信號分選電路(8)、參考信 號(9)、傳輸通道(10)及計算系統(11)，信號源(l)產生頻率20Hz至 腦KHz範圍內的基本信號傳送給發射電路(2)，發射電路(2)傳送給採 樣電路(3)，採樣電路(3)將信號傳送給參考信號(9)並將發射電流傳送 給發射線斷4)，發射線圈(4)將電磁波送給被測地層(5)，接收線圈(6) 從被測地層(5)感應獲得信號傳送給放大電路(7)，放大電路(7)傳送 給信號分選電路(8)，參考信號(9)傳送給信號分選電路(8)，信號分選 電路(8)將實部lR、虛部Ic、模Iz、相位0信號傳送給傳輸通道(10)， 傳輸通道(10)將信號傳送給計算系統(11)，計算系統(ll)按Ic= Iz *sin 6 、 IC= VIz2-Ir2 、 Ic=IR*tg e三種方式計算虛部Ic並按 炮和度公式ScfK(C-Cw)計算含油(氣)飽和度數據。
3、 根據權利要求2所述的測井儀器，其特徵在於信號源1產生 頻率1000Hz的基本信號。
全文摘要
本發明提供一種石油、地質領域中在空氣鑽井條件下識別油氣層的測井方法及測井儀器。該方法是採用頻率1000Hz的交變電流送入發射線圈，發射線圈產生交變電磁場，交變電磁場穿過空氣介質後進入地層形成渦流，渦流在地層電容中形成虛部電流，接收線圈在渦流作用下產生感應電動勢，感應電動勢通過對應的相敏檢波電路分解出虛部IC，虛部IC通過電容網絡刻度方式轉換為電容率，電容率資料採用飽和度公式S0＝K*(C-CW)計算獲得含油(氣)飽和度數據。該儀器主要包括信號源(1)、發射電路(2)、採樣電路(3)、發射線圈(4)、接收線圈(6)、放大電路(7)、信號分選電路(8)、參考信號(9)、傳輸通道(10)及計算系統(11)。該儀器既能在空氣介質中測井又能在泥漿介質中測井。
文檔編號G01V3/30GK101235715SQ200710048389
公開日2008年8月6日 申請日期2007年2月2日 優先權日2007年2月2日
發明者霞 鄧 申請人:霞 鄧