[發明專利]一種等比例縮小的洞穴地層雙側向測井物理模擬裝置及實驗方法

有效

• 申請號: 201310547654.1
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103615238A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 葛新民;范宜仁;鄧少貴;譚寶海;劉璽
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

1.一種等比例縮小的洞穴雙側向測井物理模擬裝置，其特征在于包括基巖模型、洞穴物理模型與雙側向測井儀；上述基巖模型的電阻率范圍為2000Ω.m～10000Ω.m，基巖模型設置有豎直井眼；上述洞穴物理模型橫置于基巖模型內形成過井眼未填充洞穴，未填充洞穴的電阻率范圍為0.1Ω.m～500Ω.m，未填充洞穴的直徑范圍為50mm～400mm；上述雙側向測井儀包括主電極、監督電極和屏蔽電極，主電極放置在儀器的中間，兩個監督電極緊密分布在主電極上、下的對稱位置，四個屏蔽電極分別對稱放置在監督電極之后。

2.根據權利要求1所述的等比例縮小的洞穴雙側向測井物理模擬裝置，其特征在于：上述基巖模型是在水槽內放入氯化鈉溶液制成，在25℃下礦化度范圍為0.339mg/L～1.833mg/L之間；上述洞穴物理模型是由特種水泥和石墨按照一定比例制成，石墨含量為5%～25%。

3.根據權利要求2所述的等比例縮小的洞穴雙側向測井物理模擬裝置，其特征在于：上述豎直井眼是由電阻率范圍為0.1Ω.m～1Ω.m的導電橡膠管制成的，注入豎直井眼中的泥漿濾液電阻率范圍為0.1Ω.m～1Ω.m，該泥漿濾液是在室溫條件下由礦化度為66895mg/L～5314mg/L的氯化鈉溶液配制而成的。

4.根據權利要求1所述的等比例縮小的洞穴雙側向測井物理模擬裝置，其特征在于：上述雙側向測井儀配置有實時控制與調制電路和載有信號實時處理與采集軟件系統的計算機平臺，實時控制與調制電路包括信號發射電路、信號接收電路、淺側向屏流源、深側向屏流源、監控回路、電壓檢測、電流檢測、直流電源和控制信號發生器；淺側向屏流源的工作頻率為512Hz，深側向屏流源的工作頻率為128Hz；上述實時控制與調制電路用于信號實時傳輸與信息反饋，控制井下儀器的運行及信息采集；計算機平臺用于實時數據采集、命令發送、曲線顯示及記錄隨時響應硬件接口所傳輸的數據，經過解碼和反演后生成曲線數據，并以數值顯示和曲線顯示的方式在計算機屏幕上滾動顯示。

5.根據權利要求3所述的等比例縮小的洞穴雙側向測井物理模擬裝置，其特征在于：上述雙側向測井儀配置有實時控制與調制電路和載有信號實時處理與采集軟件系統的計算機平臺，實時控制與調制電路包括信號發射電路、信號接收電路、淺側向屏流源、深側向屏流源、監控回路、電壓檢測、電流檢測、直流電源和控制信號發生器；淺側向屏流源的工作頻率為512Hz，深側向屏流源的工作頻率為128Hz；上述實時控制與調制電路用于信號實時傳輸與信息反饋，控制井下儀器的運行及信息采集；計算機平臺用于實時數據采集、命令發送、曲線顯示及記錄隨時響應硬件接口所傳輸的數據，經過解碼和反演后生成曲線數據，并以數值顯示和曲線顯示的方式在計算機屏幕上滾動顯示。

6.一種使用如權利要求5上述縮小比例洞穴雙側向測井物理實驗模擬裝置進行實驗的方法，包括以下步驟：

a根據數值模擬結果在基巖模型上構建規格為2m×2m×2m的模擬井；

b將模擬井內充滿配置好的具有一定礦化度的氯化鈉溶液；

c應用實時控制系統將制作好的洞穴物理模型和豎直井眼放入模擬井內預設位置；

d通過實時控制系統和調制電路進行垂直情況下的數據采集及測量；首先給主電極通電并發出恒定電流，四個屏蔽電極同時發出與主電極相同極性的穩定電流，通過調節電子線路使得主電極與屏蔽電極之間的電位相等；此時再調節監督電極使得兩個監督電極的電位相等；最后再測量任一監督電極的電位；

e根據設定的模擬條件重復步驟b至d，若模擬條件結束，則轉步驟f；

f對采集后的數據進行解碼和反演，生成測井曲線并分析。