[发明专利]一种用于三维感应测井实验的模拟井装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于三维感应测井实验的模拟井装置。

背景技术

目前，一种新型测井的仪器在投入使用之前，大都会经过理论研究、实验方法研究和样机的研制、最后才到大批量的生产和投入使用这一流程。实验方法研究是非常关键的，既可用来验证理论的正确性、方案的可行性，也能根据实验结果对仪器的一些参数设计提供指导，同时在仪器产业后也能提供可靠的质检方法。

现在，国内外感应仪器的试验井大都建于地上，如图1所示，溶液罐8建于地面之上，井眼4位于溶液罐8中，测井的仪器5在井眼4中进行测井工作。这种结构测得的数据较为准确，这是由于在试验井径向上外界为空气，所以测井的仪器5在测井时不受径向外界电环境影响，便于测量数据的准确评估。但是这种设计方案也存在严重不足：实验室层高较高，造成制作成本非常高；另外，外层水罐由于直接建在大气中，需承受极大的溶液压力，溶液遭到破坏，存在很大危险隐患；最后，由于试验时存在高空作业，操作安全性较差。

还有一种方案是在地下建一大的溶液罐作为实验井，如图2所示。它在径向上可看成两层模型，溶液层1和溶液罐8外的实际地层3，由于井外实际地层3的电导率未知，且可能是非均匀性，同时井外的电导率可能会变化(如下雨过后其湿度增加，电导率也可能增加)。为了发挥实验井的作用，能够评价仪器5在一确定的模型下的响应与理论预估值是否一致，需提供一个已知的确定性模型，也即需将溶液罐8外不确定性地层3的影响尽量减小。我们通过数值仿真程序考察实际地层3对仪器5响应的影响，考察溶液罐8半径r多大时，外界的影响足够小。井外界实际的地层3的电导率假设变化范围为0.01-0.1S/m，溶液罐8内的电导率为0.5S/m左右，发射到接收线圈的距离取39in。当地层3取不同的电导率时，响应变化很小则认为外界的影响较小，考察响应的变化误差随溶液罐8的径向半径r变化情况。响应的变化误差error定义为：error＝[f(δout＝0.1)-f(δout＝0.01)]/f(δout＝0.1)，其中f(δout＝0.1)表示实际地层3电导率为0.1S/m时的响应；f(δout＝0.01)表示实际地层3电导率为0.01S/m时的响应。误差error随溶液罐8半径r的变化关系如图3所示，图中zz曲线指的是z向的线圈发射、z向线圈接收的响应误差(即共轴线圈发射，共轴线圈接收)，图中xx曲线指的是x向的线圈发射、x向线圈接收的响应误差(共面线圈发射，共面线圈接收)。

从图3可以看出：为了使地层3的影响不至于使仿真与测量的响应的变化误差超过5％，则需径向深度即溶液罐8半径不小于3.7m，如果线圈距增大或溶液的电导率减小都可能造成所需的溶液罐8半径增大。显然建一个半径如此大，高度一般需要6m以上的溶液罐8所需成本是非常大的，而且在实验过程中还需要经常更换溶液，或改变溶液的电导率，溶液罐8半径过大会导致实验成本增高，实验周期增长，效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低廉、安全性高，且数据可靠的感应仪器的试验井。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于三维感应测井实验的模拟井装置，包括：溶液罐、溶液层、井眼和填充层；其中，

所述溶液罐设置在地层下；

所述溶液层为具有一定电导率的溶液，该溶液层填充在所述溶液罐中，用于模拟井下环境；

所述井眼设置在所述溶液层内，用于放置进行测井的仪器；

所述填充层设置在所述溶液罐和地层之间，用于降低所述地层对所述溶液罐内模拟环境的影响，所述填充层内内填充有具有一定电导率的液体。

进一步，所述液体是电导率为0.02-0.1S/m的盐溶液。

进一步，所述填充层和地层之间还设置有防水层。

进一步，所述井眼的管壁为具有一定电导率的玻璃钢。

进一步，所述溶液层为盐溶液。

本发明具有如下优点：

1、本发明采用填充层屏蔽地层对仪器测井的干扰，不但可以提高仪器测井试验的准确性，还能大大降低溶液罐的半径，减少溶液层体积，从而降低模拟井的制作成本。

2、本发明中的防水层，可以使得本发明在进行测井试验过程中可靠性得到提高。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1示出了建于地表的试验井模型；

图2示出了传统建于地下的试验井模型；

图3示出了图2所示试验井中地层的影响误差随溶液罐半径变化关系示意图；

图4示出了本发明一种用于三维感应测井实验的模拟井装置结构示意图；

图5示出了本发明中各向异性层结构示意图；