[發(fā)明專利]一種螺繞環(huán)式的巖心電阻率測量裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113640583B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈將;趙軍;巫振觀;吳博深;劉仕鑫;陳偉峰;宋瑞林
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 韓迎之

本發(fā)明公開了一種螺繞環(huán)式的巖心電阻率測量裝置及方法，涉及巖心電阻率測量技術(shù)領(lǐng)域，具體步驟為：不裝載巖心，將兩電極相對；在發(fā)射螺繞環(huán)上施加固定幅度固定頻率的交流電壓，測量接收螺繞環(huán)的感應(yīng)電壓；利用交流電壓與感應(yīng)電壓計算出回路背景電阻值；在兩電極間裝載巖心，在發(fā)射螺繞環(huán)上施加固定幅度固定頻率的第二交流電壓，測量接收螺繞環(huán)的第二感應(yīng)電壓；利用第二交流電壓和第二感應(yīng)電壓計算出裝載巖心時的回路電阻值；回路電阻值與回路背景電阻值作差，利用巖心尺寸參數(shù)，計算出巖心電阻率。在本發(fā)明中，測量系統(tǒng)和巖心電流通路相互獨立，附加阻抗引入的誤差較小且穩(wěn)定可控，測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖心電阻率測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種螺繞環(huán)式的巖心電阻率測量裝置及方法。

背景技術(shù)

在油氣資源儲層評價中，為了了解儲層電阻率特征和儲層參數(shù)的關(guān)系，需要進行大量的巖石物理實驗對巖石的電阻率進行測量。變飽和度條件下的巖石電阻率測量是最為基本的巖石電阻率實驗，實驗過程中需要對巖心中的液體進行驅(qū)替以改變巖心孔隙結(jié)構(gòu)中的性質(zhì)。

傳統(tǒng)的巖石電阻率測量以電極法和線圈法測量為主。電極法測量原理為伏安法測量，通過測量施加在巖心兩端的電壓和電流利用歐姆定律計算巖心電阻，繼而計算出電阻率。由于電壓和電流信號采集系統(tǒng)會進入巖心所在電流通路，尤其是當(dāng)測量系統(tǒng)老化，內(nèi)阻難以估算，因此測量系統(tǒng)及信號激勵源的內(nèi)阻會對測量結(jié)果造成誤差。線圈法是基于電磁感應(yīng)原理進行測量的，測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在低頻條件下需要設(shè)計復(fù)雜的電路系統(tǒng)以抑制線圈之間的直耦信號。并且，由于是非直接接觸巖心，測量結(jié)果反映的是巖心的局部電阻率信息，在兩相驅(qū)替實驗中，由于油水分布的非均一性，測量結(jié)果無法反映準(zhǔn)確的巖心信息，除此之外，線圈法還有個缺點：需要將線圈置入巖心樣品內(nèi)部，要對樣品進行破壞。

現(xiàn)有技術(shù)中對巖心電阻率進行測量誤差大，無法準(zhǔn)確反映巖心信息，因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，如何提供一種全新的更簡單準(zhǔn)確的巖心電阻率測量方法，是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種螺繞環(huán)式的巖心電阻率測量裝置及方法，測量系統(tǒng)和巖心電流通路相互獨立，附加阻抗引入的誤差較小且穩(wěn)定可控，測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一方面提供一種螺繞環(huán)式的巖心電阻率測量方法，具體步驟包括如下：

不裝載巖心，將兩電極相對；

在發(fā)射螺繞環(huán)上施加固定幅度固定頻率的交流電壓，測量接收螺繞環(huán)的感應(yīng)電壓；

利用所述交流電壓與所述感應(yīng)電壓計算出回路背景電阻值；

在兩電極間裝載巖心，在發(fā)射螺繞環(huán)上施加固定幅度固定頻率的第二交流電壓，測量接收螺繞環(huán)的第二感應(yīng)電壓；

利用所述第二交流電壓和所述第二感應(yīng)電壓計算出裝載巖心時的回路電阻值；

所述回路電阻值與所述回路背景電阻值作差，利用巖心尺寸參數(shù)，計算出巖心電阻率。

通過采用上述技術(shù)方案，具有以下有益的技術(shù)效果：測量系統(tǒng)和巖心電流通路相互獨立，附加阻抗引入的誤差較小且穩(wěn)定可控，測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。信號強度與螺繞環(huán)匝數(shù)有關(guān)，因此可以方便的對小信號進行放大，提高測量準(zhǔn)確性。

優(yōu)選的，計算所述回路背景電阻值的公式為：

其中，K_A為系統(tǒng)比例系數(shù)，U_in為交流電壓，U_out為感應(yīng)電壓。

優(yōu)選的，所述感應(yīng)電壓的計算公式為：

U_out＝K·I；

其中，K為儀器系數(shù)，為常數(shù)；I為回路電流。