[發(fā)明專利]套管井所穿過地層的電阻率的測定方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00806781.3
• 申請日: 2000-04-21
• 公開（公告）號: CN1348546A
• 公開（公告）日: 2002-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 瑪麗－特里西·古諾特
• 申請（專利權(quán)）人: 施藍姆伯格技術(shù)公司
• 主分類號: G01V3/24
• 分類號: G01V3/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 魏曉剛,李曉舒

????????????????????????技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測定一配置金屬套管的井穿之而過的地層的電阻率。

????????????????????????背景技術(shù)

電阻率測井對于石油勘探的重要性是為人熟知的。據(jù)知，一地層的電阻率主要取決于它所包含的液體。一包含導電的鹽水的地層所具有的電阻率比一充滿烴類的地層的要低得多，因而電阻率測量結(jié)果對于定位烴類礦層具有不可代替的價值。電阻率測井多年來已經(jīng)廣為實施，特別是借助于具有一些電極的裝置，但現(xiàn)有的各種技術(shù)具有的適用領(lǐng)域局限于未加套管的油井，或者一如石油工業(yè)術(shù)語中它們被稱之為“裸眼”。如果油井中存在金屬套管時，其這種套管具有的電阻率與各種地層的一般數(shù)值相比是微小的(與某一地層在1ohm·m至1000ohm·m范圍內(nèi)的數(shù)值相比，鋼材大約是2×10^-7ohm·m)，但它就代表了對于發(fā)送電流進入圍繞套管的地層的一種不可忽視的屏障。結(jié)果，特別是，不可能在處于生產(chǎn)中的油井中獲得電阻率測量結(jié)果，由于這種油井是配置套管的。

因此，使得可能測定幾段套管井中的電阻率就會是非常有利的。這些測定，在礦層位置處的一生產(chǎn)井中從事，會使得可能定位各水-烴界面并因而監(jiān)測這些界面的位置如何隨時間變動，以便監(jiān)測烴類儲層的性狀和以便優(yōu)化從中的采收。也可能獲得在套管安放就位之前不曾取得任何測量結(jié)果的一口油井(或一個井段)中的電阻率測量結(jié)果，特別是為了補充關(guān)于儲層的知識以及任由選擇地檢測起初未曾定位的各個生產(chǎn)油層。

關(guān)于這一主題在文獻資料中已經(jīng)作出各種建議。專利文件US?2459196中提出的基本測量原理在于使一電流在一些條件下沿著套管流動，以致電流漏出或漏失于地層。這一漏失是依賴于地層電阻率的函數(shù)：地層導電性愈強，電流漏失愈大。通過測量電流漏失，可以確定地層的電阻率。電流漏失可以通過測定安放在油井中不同深度處的各電極之間的電壓降而予以估算。專利文件US?2729784說明了一種測定方法，采用沿著套管間隔開來的兩對測量電極a，b和b，c，電極a和c原則上等距離開電極b。各電流電極安放在各測量電極的兩側(cè)上，以便在相反兩方向上把電流注入到套管里面。一反饋回路伺服控制著注入的電流以致把各外部測量電極置于同一電位上，以便消除由在各測量電極限定的(a，b)和(b，c)兩段中變化的套管電阻的效應。在中心電極b位置處泄漏電流的數(shù)值是通過測定每對電極a，b和b，c間的電壓降并通過取得兩電壓降之間的、一般認為正比于泄漏電流的差值而獲得的。

法國專利文件2207278提出使用如同專利文件US?2729784之中的三個均勻間隔開來的測量電極用于測定泄漏電流，而且說明了一種包含兩個步驟的方法：一第一步驟，用于測定由各外部測量電極所限定的套管段的電阻，在此步驟中使電流沿著套管流動以致無泄漏進入地層；以及一第二步驟，其間電流可以漏向地層。為此目的，設置一電流注入系統(tǒng)，包括一個發(fā)射電極和兩個回流電極，近處的一個測量電極在第一步驟期間發(fā)揮作用，而另一測量電極位于地面處并在第二步驟期間發(fā)揮作用。

專利文件US?4796186說明了一種包括兩個步驟的方法，與以上提及的法國專利文件2207278之中所述方法屬于同一類型，并采用同樣的電極結(jié)構(gòu)。它提出了一種電路，用于消除在兩段套管之間變化的電阻的效應。此電路包括一些連接于每對測量電極的放大器以便在其各輸出端處發(fā)送各自的電壓降。放大器之一是一可變增益放大器，其增益在第一步驟期間予以調(diào)節(jié)以便消除各放大器輸出之間的差別。專利文件US?4820989說明了一種等同補償方法。

利用歐姆定律，為確定地層電阻率，除了了解使用所指出的某種方法測出的泄漏電流之外，還必須了解在測定位置處相對于套管無限遠處的電位差值。在以上提及的各文件中，此差值是借助于一位于地面處并充分地遠離以上提及的地面回流電流的參照電極予以測定的。

采用一參照電極會遭遇到一些操作上的缺陷。相應的測定必須脫離以上所述的各種測定而單獨采取，并因而它代表一附加步驟而增大了各項操作總的延續(xù)時間，它還代表一種誤差源，參照電極的電位可能受到多種現(xiàn)象的影響。已知作出一些建議來棄除這樣一種參照電極。專利文件US?5510712建議在沿縱向間隔開來的兩處向套管供給電流。類似地，專利文件US?5543715建議一附加電流電極。這些建議都會遭遇到使測量裝置復雜化和特別是使其長度增大的缺點。

????????????????????????發(fā)明內(nèi)容