[發(fā)明專利]一種基于油基泥漿電成像測井的井壁裂縫、孔洞識(shí)別和判斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011019657.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112099098A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高建申;薛菲;劉彥萍;朱凱然;仵杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V3/26
• 分類號(hào): G01V3/26;E21B49/00
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

1.一種基于油基泥漿電成像測井的井壁裂縫、孔洞識(shí)別和判斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、改進(jìn)電成像測井裝置的結(jié)構(gòu)，使鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)向極板(3)內(nèi)部凹陷，得到鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的表面與地層(4)之間的距離的表達(dá)式，分別為：

其中，d₁為鈕扣電極I(1)的表面與地層(4)之間的凹陷距離，d₂為鈕扣電極II(2)的表面與地層(4)之間的凹陷距離，h₁為鈕扣電極I(1)與極板(3)表面之間的距離，h₂為鈕扣電極II(2)與極板(3)表面之間的距離，T_m為極板(3)與地層(4)之間的泥餅(6)的厚度，且滿足h₁≠h₂；

S2、根據(jù)電流的流經(jīng)路徑獲知鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的測量阻抗Z，所述測量阻抗Z為泥餅阻抗Z_m與地層阻抗Z_f之和；

S3、在實(shí)際測井過程中，采集信號(hào)并根據(jù)鈕扣電極I(1)、鈕扣電極II(2)與參考電極的電位差U的實(shí)部U_r和虛部U_i，鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的電流I的實(shí)部I_r和虛部I_i，記錄頻率f，得到鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的測量阻抗Z的計(jì)算表達(dá)式；

S4、根據(jù)鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的測量阻抗Z的實(shí)部和虛部，推導(dǎo)得到泥餅厚度T_m和地層阻抗Z_f的計(jì)算式；

S5、建立均勻地層模型，設(shè)定地層電阻率為R_t^*，在地層模型的中心位置放置電成像極板(3)，在地層模型中構(gòu)建電成像測井滿足的變分問題；

S6、利用有限元方法求解步驟S5中的變分問題，得到鈕扣電極I(1)、鈕扣電極II(2)與參考電極之間的電位差U、電流實(shí)部I_r和虛部I_i，根據(jù)步驟S3中的測量阻抗Z的計(jì)算表達(dá)式，計(jì)算出鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的測量阻抗實(shí)部和虛部；

S7、根據(jù)步驟S6中計(jì)算得到的鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的測量阻抗實(shí)部和虛部，以及步驟S5中設(shè)定的地層電阻率R_t^*，計(jì)算電極系數(shù)K；

S8、在實(shí)際測井過程中，根據(jù)電法測井中地層電阻率與地層阻抗的關(guān)系，借助步驟S7中得到的電極系數(shù)K將步驟S4中得到的地層阻抗Z_f轉(zhuǎn)化為地層電阻率R_t；

S9、在實(shí)際測井過程中，根據(jù)步驟S3中計(jì)算得到的鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的阻抗實(shí)部和虛部及步驟S4的泥餅厚度T_m的計(jì)算式，計(jì)算出泥餅厚度T_m；

S10、根據(jù)計(jì)算出的泥餅厚度T_m和地層電阻率R_t判斷電成像測井的井壁裂縫、孔洞的類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油基泥漿電成像測井的井壁裂縫、孔洞識(shí)別和判斷方法，其特征在于：根據(jù)電容耦合原理，步驟S2中所述的泥餅阻抗Z_m表示為：

其中，j為虛數(shù)單位R_m為油基泥漿電阻率，d為鈕扣電極表面與地層(4)的距離，ω為發(fā)射電流的角頻率，ω與發(fā)射電流的頻率f之間滿足ω＝2πf，ε_mr為油基泥漿的相對(duì)介電常數(shù)，ε₀為真空介電常數(shù)8.85×10^-12F/m，S_b為鈕扣電極的表面積；

那么，鈕扣電極I(1)和鈕扣電極II(2)的測量阻抗分別為：