[發明專利]一種用于三維感應測井實驗的模擬井裝置

有效

• 申請號: 200910088947.1
• 申請日: 2009-07-14
• 公開（公告）號: CN101609170A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 羅曦;孫向陽;李愛勇;馬明學
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡劍輝;龍 洪

技術領域

本發明涉及一種用于三維感應測井實驗的模擬井裝置。

背景技術

目前，一種新型測井的儀器在投入使用之前，大都會經過理論研究、實驗方法研究和樣機的研制、最后才到大批量的生產和投入使用這一流程。實驗方法研究是非常關鍵的，既可用來驗證理論的正確性、方案的可行性，也能根據實驗結果對儀器的一些參數設計提供指導，同時在儀器產業后也能提供可靠的質檢方法。

現在，國內外感應儀器的試驗井大都建于地上，如圖1所示，溶液罐8建于地面之上，井眼4位于溶液罐8中，測井的儀器5在井眼4中進行測井工作。這種結構測得的數據較為準確，這是由于在試驗井徑向上外界為空氣，所以測井的儀器5在測井時不受徑向外界電環境影響，便于測量數據的準確評估。但是這種設計方案也存在嚴重不足：實驗室層高較高，造成制作成本非常高；另外，外層水罐由于直接建在大氣中，需承受極大的溶液壓力，溶液遭到破壞，存在很大危險隱患；最后，由于試驗時存在高空作業，操作安全性較差。

還有一種方案是在地下建一大的溶液罐作為實驗井，如圖2所示。它在徑向上可看成兩層模型，溶液層1和溶液罐8外的實際地層3，由于井外實際地層3的電導率未知，且可能是非均勻性，同時井外的電導率可能會變化(如下雨過后其濕度增加，電導率也可能增加)。為了發揮實驗井的作用，能夠評價儀器5在一確定的模型下的響應與理論預估值是否一致，需提供一個已知的確定性模型，也即需將溶液罐8外不確定性地層3的影響盡量減小。我們通過數值仿真程序考察實際地層3對儀器5響應的影響，考察溶液罐8半徑r多大時，外界的影響足夠小。井外界實際的地層3的電導率假設變化范圍為0.01-0.1S/m，溶液罐8內的電導率為0.5S/m左右，發射到接收線圈的距離取39in。當地層3取不同的電導率時，響應變化很小則認為外界的影響較小，考察響應的變化誤差隨溶液罐8的徑向半徑r變化情況。響應的變化誤差error定義為：error＝[f(δout＝0.1)-f(δout＝0.01)]/f(δout＝0.1)，其中f(δout＝0.1)表示實際地層3電導率為0.1S/m時的響應；f(δout＝0.01)表示實際地層3電導率為0.01S/m時的響應。誤差error隨溶液罐8半徑r的變化關系如圖3所示，圖中zz曲線指的是z向的線圈發射、z向線圈接收的響應誤差(即共軸線圈發射，共軸線圈接收)，圖中xx曲線指的是x向的線圈發射、x向線圈接收的響應誤差(共面線圈發射，共面線圈接收)。

從圖3可以看出：為了使地層3的影響不至于使仿真與測量的響應的變化誤差超過5％，則需徑向深度即溶液罐8半徑不小于3.7m，如果線圈距增大或溶液的電導率減小都可能造成所需的溶液罐8半徑增大。顯然建一個半徑如此大，高度一般需要6m以上的溶液罐8所需成本是非常大的，而且在實驗過程中還需要經常更換溶液，或改變溶液的電導率，溶液罐8半徑過大會導致實驗成本增高，實驗周期增長，效率降低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低廉、安全性高，且數據可靠的感應儀器的試驗井。

為了解決上述問題，本發明提供了一種用于三維感應測井實驗的模擬井裝置，包括：溶液罐、溶液層、井眼和填充層；其中，

所述溶液罐設置在地層下；

所述溶液層為具有一定電導率的溶液，該溶液層填充在所述溶液罐中，用于模擬井下環境；

所述井眼設置在所述溶液層內，用于放置進行測井的儀器；

所述填充層設置在所述溶液罐和地層之間，用于降低所述地層對所述溶液罐內模擬環境的影響，所述填充層內內填充有具有一定電導率的液體。

進一步，所述液體是電導率為0.02-0.1S/m的鹽溶液。

進一步，所述填充層和地層之間還設置有防水層。

進一步，所述井眼的管壁為具有一定電導率的玻璃鋼。

進一步，所述溶液層為鹽溶液。

本發明具有如下優點：

1、本發明采用填充層屏蔽地層對儀器測井的干擾，不但可以提高儀器測井試驗的準確性，還能大大降低溶液罐的半徑，減少溶液層體積，從而降低模擬井的制作成本。

2、本發明中的防水層，可以使得本發明在進行測井試驗過程中可靠性得到提高。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明：

圖1示出了建于地表的試驗井模型；

圖2示出了傳統建于地下的試驗井模型；

圖3示出了圖2所示試驗井中地層的影響誤差隨溶液罐半徑變化關系示意圖；

圖4示出了本發明一種用于三維感應測井實驗的模擬井裝置結構示意圖；

圖5示出了本發明中各向異性層結構示意圖；