[發明專利]高分辨率電阻率地層成像器

無效

• 申請號: 200680032746.4
• 申請日: 2006-07-06
• 公開（公告）號: CN101258424A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: G·B·伊特斯科維奇;A·N·貝斯帕羅弗
• 申請（專利權）人: 貝克休斯公司
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00;G01V3/02;G01V3/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 朱智勇

技術領域

本發明一般與涉及對穿過地層的井眼的電勘測的碳氫化合物勘探有關。具體地說，本發明涉及通過在沿井眼移動的測井儀上的電極與地層的電容耦合將各個勘查電流注入井眼的壁進行測量的高度定位的井眼勘測技術。

背景技術

地層井眼電測井是眾所周知的，為此已提出了各種設備和各種技術。概括地說，用于電測井設備的有兩種設備。第一種是使用測量電極(電流源或宿)與廣散的返回電極(諸如測井儀的本體)配合。測量電流流入連接電流源與測量電極的電路，通過地層流到返回電極，再回到測井儀內的電流源。第二種是感應式測井儀，測量儀器內的天線在地層內感應出電流。感應電流的值由同一個天線或單獨的接收天線檢測。本發明屬于第一種。

有幾種工作模式：一種是保持測量電極上的電流不變而測量電壓，另一種是固定電極的電壓而測量電極流出的電流。理想的是，希望如果改變電流以保持在監視電極上測量的電壓不變，那么電流與在勘地層的電阻率成反比。相反，希望如果將電流保持不變，則在監視電極上測量到的電壓與在勘地層的電阻率成正比。歐姆定律表明，如果電流和電壓都改變，地層的電阻率與電壓與電流之比成正比。

Birdwell(美國專利3365658)提出用聚焦電極來確定地表下地層的電阻率。勘查電流從中央勘查電極射入相鄰地層。勘查電流由于設置成與勘查電極相鄰和處在勘查電極兩側附近的聚焦電極射出的聚焦電流聚焦成較窄的電流束從井眼射出。Ajam等人(美國專利4122387)揭示了一種設備，可以用一些設置在由測井電纜降入井眼的測井儀上的屏蔽電極系統對橫向離井眼不同距離的地層同時進行測井。單個振蕩器控制兩個流過處于所希望的離井眼不同橫向深度處的地層的地層電流的頻率。測井電纜的外皮起著屏蔽電極系統之一的電流返回極的作用，而電纜電極組件內測井儀上方緊接的電纜電極起著第二屏蔽電極系統的電流返回極的作用。還揭示了兩個實施例，用來測量電纜電極組件內的電極與屏蔽電極系統之間的基準電壓。

業已提出用一些測量電極陣列來勘測地層的技術。例如，可參見授予Baker的美國專利No.2930969、授予Mann等人的加拿大專利No.685727、授予Gianzero的美國專利No.4468623和授予Dory等人的美國專利No.5502686。Baker的專利建議使用多個電極，每個電極由一些由軟線與嵌入伸縮式管的表面的鈕扣和導線電連接的鈕扣形成。Mann的專利提出使用由一些安裝在測井儀或墊上的小電極鈕扣組成的陣列，依次給每個小電極鈕扣引入獨立可測量的勘查電流，對地層進行電勘測。這些電極鈕扣設置在一個水平平面內，電極之間沿外周隔開，設備依次激勵這些電極，測量從電極流出的勘查電流。

Gianzero的專利揭示了測井儀安裝的墊，每個墊具有多個小測量電極，可測量的勘查電流從測量電極逐個射向井眼的壁。這些測量電極排列成陣列，沿著至少外周方向(圍繞井眼軸)相隔一定距離配置成將勘查電流射入一些井眼的壁段，使得這些井眼的壁段隨著測井儀沿著井眼移動相互有預定程度的交疊。這些測量電極小到可以對周圍接近井眼段的進行詳細的電勘測，以便得到井眼的壁附近的地層的情況以及裂縫和它們的取向的跡象。在一種技術中，在中心電極周圍配置了一個空間閉環形測量電極陣列，用來檢測中心電極所注射的電能的空間模式。在另一個實施例中，配置了直線形測量電極陣列，將電流射入緊鄰井眼段周圍的地層。電流的一些離散部分是可分別測量的，以便從陣列得到多個表示電流密度的勘查信號，從而隨著測井儀沿井眼移動可以從此得出連續的井眼的壁段周圍的清晰電圖像。在另一個形式的測量電極陣列中，測量電極排列成諸如圓圈形的閉環，以允許直接測量異常結構的電阻率的取向。受讓人與本發明的相同的、其內容在這里列為參考予以引用的授予Evans等人的美國專利6714014提出利用與油基泥漿和水基泥漿的電容耦合。

Dory的專利揭示了用聲傳感器與墊安裝的電極配合，由于使用聲傳感器，就能填補用墊安裝的電極得到的圖像內的空缺，因為在大直徑的井眼內，這些墊必然提供不了對井眼的完整覆蓋。