[發明專利]微電阻率三維掃描測井儀及測井方法

在審

• 申請號: 201811569003.1
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109490972A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 肖加奇;高峰
• 申請（專利權）人: 山東藍?？扇急碧介_發研究院有限公司;威海海冰能源科技有限公司
• 主分類號: G01V3/20
• 分類號: G01V3/20;G01V3/34;E21B49/00
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 馬千會

本發明屬于礦場地球物理測井技術領域，具體涉及微電阻率掃描測井儀及方法。微電阻率三維掃描測井儀，由多個紐扣電極系板和一個軸電極系體組成；在紐扣電極系板上設置許多相互絕緣的紐扣電極，紐扣電極沿井周方向排布，可排成一排或多排；多個同類型的紐扣電極系板貼向井壁，紐扣電極系板布置在同一軸向深度位置上，或多個軸向深度位置上，在軸電極系體上設置多個不同位置的返回電極，返回電極之間設置絕緣電極；采用分頻方式，使不同頻率的測量電流，經紐扣電極系板上的紐扣電極回到不同的返回電極。本發明的儀器測量井壁附近電阻率沿井軸方向、貼井壁周方向和半徑方向的變化，測量結果為三維數據體，經虛擬現實等圖像技術處理形成多維圖像。

技術領域

本發明屬于礦場地球物理測井技術領域，涉及微電阻率測井技術，具體涉及微電阻率掃描測井儀器及方法。

背景技術

礦場地球物理測井被稱為地下的“眼睛”，它應用各種物理方法測量井下地層的巖性、物性、滲透性和含油氣性等。隨著科學技術的發展，測井技術經歷了模擬測井、數字測井和成像測井時代，現在正處于多維測井技術發展時期，出現了三維感應測井、三維側向測井和三維核磁共振測井等。

微電阻率測井儀采用貼井壁方式測量井壁附近區域的地層電阻率，高分辨地測量到井壁附近區域電阻率變化，隨著儀器沿井軸（深度）方向移動，其測量結果為一維測井曲線。在微電阻率測井基礎上，通過擴展測量電極的結構，將大量紐扣電極沿井周方向排布，發展了微電阻率掃描成像測井儀，隨著儀器沿井軸（深度）方向移動，測量井壁附近區域電阻率沿井軸（深度）方向和井周方向的變化，測量結果為二維數據，經成像處理形成二維圖像，圖像外觀類似于巖心剖面。

微電阻率掃描成像測井儀是典型的貼井壁成像類儀器，它利用多個極板，如4極板或6極板或8極板，每極板上設置多排紐扣狀小電極。極板向地層發射接收電流，由于每個紐扣電極接觸的巖石局部的電阻率不同，引起各紐扣電極流經的電流不等，各自反映其接觸井壁處的電阻率。記錄每個紐扣電極的電流強度和對應的測量電位差，通過轉換，形成微電阻率曲線，眾多的紐扣電極對應眾多的微電阻率曲線。這些微電阻率曲線，經成像處理，顯示成圖像。

微電阻率掃描成像測井儀通過貼井壁極板上沿井周方向大量排列的紐扣電極使微電阻率測井從一維變成了二維。然而，隨著技術的發展，大斜度井和水平井的大量使用，以及儲層復雜度的增加，探測井眼周邊地層的三維變化的需求變得非常迫切。

此外，微電阻率掃描成像測井儀器極板和回路電極間的似穩電場形成于井壁附近。它的分布形態直接關系到紐扣電極微電阻率測量的徑向探測深度和分辨率；徑向探測深度和分辨率成此消彼長關系。因地層微電阻率掃描成像結果對極板貼井壁好壞很敏感，為使極板緊貼井壁，一般會加大極板推靠壓力；但極板推靠壓力太大，會增加儀器移動的阻力，致使儀器不能連續光滑地移動，而出現“卡?！S—卡停--跳躍”地運動，從而嚴重影響成像質量。既要極板緊貼井壁，又要儀器運動連續光滑，這對矛盾是傳統微電阻率掃描成像測井儀器使用時的一個痛點。徑向探測淺，則成像分辨率高，但要求極板貼井壁良好，否則極板與井壁間的小凸凹間隙會在成像上產生假變化；徑向探測深，成像結果對極板與井壁間的小凸凹間隙的敏感度降低，但成像分辨率也同時降低。而我們卻希望既探測深度大，又分辨率高。這對矛盾是微電阻率掃描成像測井儀器設計時的一個痛點。實際測井中，地層變化大，井壁條件隨地層巖性、地層構造和鉆井施工工藝變化而變化，一種能適應多變井壁環境的微電阻率掃描成像儀器十分重要。

發明內容

本發明提供一種微電阻率三維掃描測井儀，它測量井壁附近電阻率沿井軸（深度）方向、井周方向和半徑方向的變化，測量結果為三維數據體，經虛擬現實等圖像技術處理形成三維圖像，也可經任一方向切片抽取得到許多層析二維成像，其中按半徑方向切片抽取得到的二維成像與傳統的微電阻率掃描測井儀測得的圖像具同一屬性。