[发明专利]一种用于套管井状态下地层表观电阻率的检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于套管井状态下地层表观电阻率的检测方法及装置,属于地球物理测井技术领域。提出新型的、无接触式、套管井状态下地层表观电阻率的检测方法及其装置。包括同轴同向依次连接的探头电流源的激励线圈、补偿线圈和接收线圈，匹配模块以及与之头尾相连的记录装置，其特征在于：配备有额外环形电感线圈，其带有由铁磁材料芯体，通过切换元件连接接收线圈，同匹配模块并联，在切换元件处于关闭时刻下，达到为环形电感线圈所设定的固定时间区，而切换元件处于打开状态时刻下，达到为进行环形电感线圈的信号测量及锁定的而设定的固定时间区。具有抗干扰检测范围广的显著特点，特别是对当前储油地层的电阻率检测的精确度很高。

技术领域

本发明公开了一种用于套管井状态下地层表观电阻率的检测方法及装置。属于地球物理测井技术领域。

背景技术

本发明做出以前，已知的套管井状态下地层表观电阻率检测方法有：INTECH-NEK法(俄罗斯特维尔市，HPP GERS公司)、ECOS-31-7M法(俄罗斯皮亚季戈尔斯克 HPPGT地球物理公司)，以及EKRAN法(俄罗斯秋明工业地球物理公司)。这些方法都是建立在同一原理之上，该原理由Alpin L.M.教授1939年提出，由Kaufman A.A.进行了发展和完善。

此类技术(原理)使用电流探头及测量电极探头。

测量过程中，设备向套管施加电流。在管壁上向上和向下传导至地表电极。电流的主要部分(超过99.99％)沿着管壁传导，同时，有很小一部分逸散至地层——即测量该特定部分电位。

该技术的测量方法如下：在钢制管壁上，上下相对对称地分布检测点，从时间上交替地通过电流电极提供几个安培的电流。返回电流电极位于地表(正规方法上，应该使用邻近井口)。在位于井口，距离较远的N点来进行电位检测。电位接收点间为第一电位差Δ U。(ECOS-31-7M设备的间隔为1米)。以及检测基地M1NM2(电极N位于电极M1和 M2中间)的第二电位差d2U，这种检测为设备静态下的点测。每个点不少于2次测量，即通过A1电极和A2电极向管壁提供电流。进行检测时的主要要求-保持检测平稳性的条件。即对管体双电流信号记录的整个时间周期不能有条件的改变。

地层典型的电阻率约为钢制套管电阻率的10⁸以上，所以，电位差的测量是在纳伏(毫微伏)及以下级别(10-9V)。

该方法应用有限，尤其是对老旧油气井的地球物理检测，储油地层电阻率检测，用于评估其价值性的方面。

该类技术的广泛应用受限。首先，要求电极同套管壁的很好的充分接触，老旧井中是很难保证的，井下管壁完整性损伤是很常见的。其次，在井筒中只能用带有固定装置的传感器进行逐点测量，每个点达15分钟，极大增加了测井时间。

探头必须具备能够在充满油水导电混合液或者干井状态下检测电阻率范围为0～200 欧姆米。

所以，美国斯伦贝谢使用的CHFR系统，及俄罗斯开发的ECOS-31-7M及NEK系统并不保证电阻率检测的精确度，特别是当前储油地层的电阻率检测的精确度。

发明内容

本发明目的就是避免以至于消除已有技术的不足，提出新型的、无接触式、套管井状态下地层表观电阻率的检测方法及其装置。

本发明使用了非耦变模式电磁场检测模式来实现该目标。

脉冲谐波模式和非耦变模式测量相比较，其本质的区别在于：用脉冲谐波模式对二次电磁场的测量是在脉冲发生器启动时进行，该时段，激发的脉冲的电磁场要比要测量的信号高很多倍，为了弥补激发信号的影响需要做很多工作。这就是CHFR及其类似设备所做的主要工作，意指外部影响、噪声很大。而在使用非耦变激发模式及场像测量时，对涡流电磁场的接收测量是在激发脉冲关闭的情况下进行，当一次场完全不存在时，在被激发脉冲感生电磁场衰减的过程中进行详细测量。