[發明專利]一種透過金屬套管測量套管外地層電阻率的方法

有效

• 申請號: 201310044180.9
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103135139A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 嚴正國
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01V3/20
• 分類號: G01V3/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及油田勘探開發測井，特別涉及一種透過金屬套管測量套管外地層電阻率的方法。

背景技術

地層電阻率是油田勘探區別油水層的重要參數，對于油層識別，原油儲量，剩余油飽和度，油藏動態評估具有重要意義。傳統地層電阻率測量儀器采用電法測井儀器在裸眼井中測量，套管井中由于金屬套管對電場的屏蔽作用電法測井很難實施。采用電測方法測量金屬套管外地層的電阻率是近年來電阻率測井的一個重要研究領域。

1939年，前蘇聯Alpin提出了在套管內用三個電極來測量差分電壓，從而估計泄漏到地層的電流，計算出地層電阻率，實現過金屬套管測井的目的。然而，由于這項專利存在以下缺陷而未能投入具體實施：1)從原理上看，該方案僅能獲得地層的相對電導率，而不能測得地層電導率的絕對值；2)該方案不能確定出套管厚度和套管電導率的變化對測量結果的影響；3)電極距選擇不當，與理想的電極距差別很大，對測量結果可產生重大影響；4)Alpin沒有認識到，為了消除電場畸變對電壓測量結果的影響，電流電極與泥巖電極之間必須保持一定的距離。

專利文件US2459196中提出的基本測量原理是使一電流在一定條件下沿著套管流動，致使電流泄漏于地層中，通過測定電流泄漏，可以確定地層的電阻率。而電流泄漏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US2729784說明了一種測定泄漏到地層的電流的方法。沿著套管等距離間隔安放3個測量電極a，b，c，在相反兩個方向上把電流通過安放在測量電極的兩側的電流電極注入套管，在中心電極b位置處泄漏電流的數值是通過測定電極a，b間和電極b，c間的電壓降，并計算兩電壓降之間的差值得到的。

專利文件FR2207278提出使用三個均勻間隔開來的測量電極用于測定泄漏電流，而且還說明了一種包含兩個步驟的方法：一第一步驟，發射電極和近處的回流電極組成回路，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泄漏到地層的電流可以忽略不計；以及一第二步驟，發射電極和遠處回流電極組成回路，電流可以漏向地層。

專利文件US6765387提出了一種不需要刻度步驟但是可以快速測定套管外地層電阻率的方法。在儀器的三個電流電極B、M、A之間分別安放兩對測量電極C、D和E、F，分別調整注入電流電極B、M、A上的電流，使得測量電極C、D和E、F的電壓降為零，測量點M處的地層視電阻率是通過電流電極M上注入的電流估算的。

專利文件US6603314提出使用兩個電流同時注入套管來測定套管外地層電阻率的方法。在儀器的第一、第二電流電極之間安放三個可以與套管良好接觸的測量電極，并在地面遠離套管井口處安放一個回路電極，同時在第一、第二電流電極上加頻率相同、相位不同的電流，套管外地層電阻率的數值是第一個和第二個測量電極間的電壓幅度和相位、第二個和第三個測量電極間的電壓幅度和相位、第一個電流電極注入的電流的幅度和相位、第二個電流電極注入的電流的幅度和相位、測量電極的二階差分電位差和電纜電導率共同決定的。

以上現有技術方法解決了測量金屬套管外地層電阻率的方法、并考慮了金屬套管的不均勻性、電極位置、間距對測量的影響，提出了提高測井效率的方法以及地層電阻率的計算公式，具有重要使用價值，并有商業化產品問世，但目前的技術和產品存在以下技術局限性：

1）激勵電流都是通過電纜傳送到井下，在電纜上造成了巨大的功率損耗；

2）為了避免纜芯之間信號的相互耦合，激勵信號頻率小于1Hz，不利于低頻噪聲的抑制。

以上因素作用的結果使得實際注入地層的有效激勵電流很難提高，低頻噪聲影響較大，微弱信號檢測精度很難提高，最終使得有效的地層電阻率測量范圍較小，通常在0～50歐姆米左右。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種透過金屬套管測量套管外地層電阻率的方法，采用雙電源激勵的方法避免了將激勵信號經過測井電纜傳輸到井下，避免了大電流流經測井電纜造成的功率損耗，消除了纜芯之間信號的相互耦合造成的激勵信號對測量信號的影響。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種透過金屬套管測量套管外地層電阻率的方法，包括以下步驟：

步驟一、部件的連接：