[发明专利]随钻感应测井电场刻度方法

说明书

本发明公开了一种随钻感应测井电场刻度方法，采用电场刻度方法获得的随钻感应测井电导率近似为地层真电导率，与真电导率之间的误差小于刻度环刻度获得的视电导率与真电导率之间的误差，提高了随钻感应电阻率测井仪器的测量精度；该方法既可适用于随钻感应电阻率测井仪刻度，也可用于电缆感应电阻率测井仪器刻度。

技术领域

本发明属于石油天然气钻探领域，具体涉及随钻感应测井电场刻度方法。

背景技术

感应测井直接测量不是电导率而是感应电动势，把电动势转化为视电导率并消除包括线圈系和电子线路等系统误差的过程称为感应测井仪器刻度。

感应测井刻度方法一般可分为实体刻度和模拟刻度。早期使用实体刻度，即在地层或等效地层的实体中刻度，其刻度条件难以得到满足，且成本较高。随着感应测井几何因子理论的提出和应用，感应测井仪器的刻度一般采用模拟刻度，即刻度环刻度。刻度环刻度方法就是：用刻度环模拟均匀地层对仪器进行刻度，即采用串接纯电阻R的刻度环，按照Doll几何因子理论，令刻度环在空气中产生的感应电动势与线圈系在忽略趋肤效应(或传播效应)的均匀介质(电导率为σ)中产生的感应电动势相等，求出感应电动势转换为均匀介质电导率的转换因子(即刻度因子)，用该刻度因子将仪器测井测量的感应电动势转换为视电导率。

传统的感应测井仪器刻度一般采用模拟刻度方法，即基于Doll几何因子理论的刻度环刻度方法。具体方法如下：

将纯电阻R串接于刻度环中，令刻度环在空气中产生的感应电动势与线圈系在忽略趋肤效应(或传播效应)的均匀介质(电导率为σ)中产生的感应电动势相等(田子力等，1984，《感应测井理论及应用》，石油工业出版社)，即

式中：左边是刻度环产生的感应电动势，右边是仪器在忽略趋肤效应的均匀介质中产生的感应电动势。在(8)式中，r为刻度环半径；Z为刻度环的电抗，包含金属环(线)电阻、串接电阻R、容抗(刻度环分布电容产生)、感抗(刻度环分布电感产生)等；m、n分别为发射、接收线圈个数；i、j分别为发射、接收线圈序号；g_ij为第i发射、第j接收线圈构成双线圈系的Doll几何因子；K_ij为对应双线圈系仪器常数(张庚骥，1984，《电法测井》上册，石油工业出版社)。

刻度环等效的均匀介质电导率可表达为：

通过(9)式可以看出，刻度环串接不同电阻R可以等效不同电导率σ的均匀介质，这就是刻度环刻度的理论基础。

除电动势转化为地层视电导率外，刻度还有一个目的，即消除线圈系误差和电子线路误差。为此目的，传统感应测井仪器刻度环刻度一般采用两点刻度，即低刻(空气介质，电导率为0，刻度环开路)和高刻(某一均匀介质，电导率为σ，用刻度环串一电阻R闭合来模拟)。用刻度环电动势测量值和对应的介质电导率值，确定仪器刻度因子K(乘因子)、B(加因子)，如图附1所示，刻度因子计算用公式(10)。

式中：σ_CL、σ_CH、V_mL、V_mH分别为低、高刻点介质真电导率(或刻度环模拟介质电导率)及测量电动势。

在实际测井中，利用K、B将仪器测量电动势转换为视电导率，获得视电导(阻)率曲线。

从(9)式也可以看出，刻度环等效的均匀介质电导率也与刻度环本身的电阻、分布电感和分布电容有关。在理想情况下，消除刻度环本身的电阻、分布电感和分布电容的影响，(9)式变为：

实际上，刻度环的电抗(电阻、分布电感和分布电容)是很难准确测量，因此，采用刻度环刻度就会引起电导率测量误差。