[发明专利]一种用于多分量感应测井仪的刻度装置

说明书

技术领域

本发明属于感应测井技术领域，特别涉及的是多分量感应测井仪器的刻度装置。

背景技术

在测井方面，随着更复杂、更隐蔽油气藏的开发，人们了解油气储层详细结构的需要也愈来愈迫切，因而对测井提出了更高的要求。感应测井作为测井中的一种重要方法，其测井仪器和地层模型也从简单走向复杂。仪器的频率域从单频到多频、空间域从单线圈感应到多线圈感应、极化域也从单个方向极化出现了三个正交方向的极化。

据估计，世界上大约30％的油气存在于砂泥岩薄互层。但在层积的砂泥岩薄互层储层中，通常宏观电阻率表现为单轴各向异性，传统的感应测井仪器得到的电阻率响应主要反映地层的水平电阻率，由此计算的含水饱和度偏高，从而可能出现对油气层的低估甚至漏估，如何正确评价这类储层促进了三分量感应测井仪器的研制，此种新型仪器的线圈系在常规的轴向线圈系(Z向磁偶极子)的基础上加上了横向线圈系(X和Y向磁偶极子)，所以多分量感应测井仪在理论上既能测得水平方向的电导率又能测出垂直方向的电导率，从而更精确地评价岩石物理性质，有助于最大限度地挖掘垂直井、斜井和水平井中的低电阻率、低反差、泥质砂岩产油气层的产能，从而为石油公司获得最大的经济效益，而被视为当今石油测井的技术前沿，受到极大的重视。

在多分量感应测井仪的设计中有一个重要的步骤，就是对仪器的响应进行刻度。感应测井仪进行刻度有两个目的：一是完成电压信号和视电导率信号的对应关系，也就是在不考虑趋肤效应影响的情况下，标定刻度点上仪器读数所对应的地层电导率以及检查仪器读数与地层电导率间的线性关系，还有就是消除线圈系误差和电子线路误差的影响。

比较理想的刻度环境是几种具有不同电导率的无限均匀介质，即建立所谓的实体刻度模型，由于感应测井仪的作用空间范围大，实体刻度模型耗资大，技术难度高，所以直到目前为止尚未看到用于感应测井的一级刻度标准。而感应测井模拟刻度器-刻度环的制作和使用都很方便，在实际中得到了广泛的应用。

对于传统的Z向线圈响应，可采用常规感应仪器一致的水平刻度环进行刻度，但对于X和Y方向的线圈响应，不能再用同样方式的刻度环进行刻度。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对多分量感应测井中X和Y向线圈适用的刻度装置。刻度装置能准确方便的对多分量感应测井仪的X和Y向线圈信号进行刻度，并且该装置还具有易于制作和使用方便的特点。

下面首先说明该刻度装置的工作原理。

为了描述方便，首先对所用术语作如下定义：

本发明中，内外径均为直径，所有的长度单位均为mm，电阻单位均为欧姆，电导率单位均为S/m。

仪器响应(V)：发射线圈(X、Y、Z三个方向)在各组接收线圈(每组均有X、Y、Z三个方向)中产生的感应电动势，共有XX、XY、XZ、YX、YY、YZ、ZX、ZY、ZZ九个分量，每个分量称为信号分量。

刻度系数(Ke)：各信号分量本身所固有的特性参数，反映了刻度电阻与地层电导率的对应关系，定义为：刻度系数＝刻度电阻*地层电导率。

刻度增益(G)：各信号分量本身所固有的特性参数，反映了仪器响应与地层电导率之间的一一对应关系，定义为：刻度增益＝仪器响应/地层电导率。

下面对刻度环的响应进行建模，即通过理论和数值建模的方法得出刻度环接入电阻Re与刻度环内均匀分布的等效电导率σ_e的关系，即得到刻度系数。

刻度环的绕线串绕，设刻度环绕线扎数为N，刻度环半径为r，绕线截面积为ds，刻度环的总的截面积为S，接入电阻为Re，刻度时，把刻度环置于仪器记录点上、并让刻度环与线圈系保持同轴。

对于斜刻度环一圈的长度l为：

l=r∫02π1+(sinθ)2dθ]]>

则N扎绕线的总电阻值为