[发明专利]一种新型微球聚焦测井仪极板

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种新型微球聚焦测井仪，特别是涉及一种新 型微球聚焦测井仪的传感器-微球极板。

背景技术

在石油地质测井领域中，利用测量地层横向(垂直井轴)不同深度 电阻率的变化来判断地层含油、气、水的性质，是目前最有效的测 井解释方法。微球聚焦测井仪是目前国内外测量地层冲洗带(靠近井 壁)电阻率Rxo的最好方法。微球聚焦测井仪在我国已经使用了24 年，至今仍然是国内外浅探测的最好测井方法。随着测井技术的不 断发展，对微球聚焦测井仪提出更高的要求；要求仪器的测量动态 范围从目前的1万倍提高到10万倍，测量精度从15％提高到5％(最 大)。技术指标的提高包括两个方面：电子线路和传感器-微球极板。

原微球聚焦测井仪极板是在1985年参考schlumberger公司的 MSFL极板设计的。经过二十多年的使用发现该极板存在以下问题：

微球聚焦电子仪器测量地层模拟箱(0.2-2000欧姆米)时，误 差小于5％，当仪器测井时，对高电阻率(1000-2000欧姆米)地层 测量曲线幅度经常偏低(30％--50％)；有时甚至出现负值，使仪器无 法正常工作。其区别就是测量模拟箱时，没有通过极板和地层介质， 而是仪器直接与模拟箱(电阻网络)相连。这个问题早在1992年就 已发现，由于微球聚焦测井仪使用的刻度K值(0.041米)是 Schlumberger公司提出的，它是考虑到大部分测井地质条件(Hmc、 Rmc、Rxo/Rmc)给出的一个经验刻度K值。在我国测井过程发现： 微球聚焦测井仪使用的刻度K值(0.041米)在不同地层条件下，产 生测量误差是不同的(见表1)。

表1Schlumberger公司K值测量误差

当Hmc大于19mm及Rxo/Rmc大于50时，仪器测量的误差会更 大。多年来，很多人都想解决此问题，有人想通过各个油田使用不 同的K值；有人想通过制作精密的校正图版，对测井曲线进行校正 来解决。但最终都不能真正解决微球聚焦测井仪由于极板电场畸变 产生的测量误差。由于这种测量误差的存在，影响仪器的测量动态 范围，老仪器只能达到(0.2-2000欧姆米)。本发明专利通过对微球 聚焦测井电场的分析，通过大量的电场模拟实验，我们认为造成微 球聚焦测井(在某些地质条件下)测量误差大的根本原因是微球聚 焦测井仪的电场畸变，这种电场畸变是由于微球极板电极形状设计 不合理造成的。想通过采用不同K值和校正图版是不能真正解决的。

极板的形状对测井质量和极板使用寿命有很大影响，目前M1 M2电极采用188X138mm长方形，排放在极板的最外边，所以微球 极板的外形也只能是有“两翼”的长方形，如图3所示。测井时， 极板受25公斤以上的推靠力，紧贴井壁快速滑动，当井壁为不规则 的砂岩或石灰岩时，极板的“两翼”部分就容易被井壁刮到而使极 板与井壁接触不良，造成曲线抖动，在组合测井时，由于几种仪器 串连在一起一次下井测量，更容易造成微球极板与井壁接触不好， 使测量曲线异常。严重时极板会被刮坏而影响测井成功。

如图3所示，原极板的电极是长方形的，M1或M2电极上各点 到Ao电极的距离相差很多，M1、M2电极是控制主电场平衡的监督电 极，微球聚焦仪器测量的平衡条件是M1、M2电极之间电位差为零。 由于M1、M2电极上各点到Ao电极的距离不等，在电极中就会有电 流流动，这部分电流我们称为误差电流ΔI，它不但会损耗电场能量 而且还使球形电场发生畸变。地层电阻率越高，球形电场畸变也越 大。通过室内模拟实验可以看到，随地层电阻率增高，测量误差也 会增大，见图5。当在电阻率Rxo/Rmc大于1000以上地层测量时， 因电场的畸变会造成仪器测量误差会增加到100％以上。严重时，仪 器将无法正常工作。

发明内容

本发明的目的是从根本上解决微球聚焦测井仪器极板电场方面 存在的问题，设计一种新型微球聚焦测井仪极板，测量精度高，极 板使用寿命长。