CN101235715A

CN101235715A - 空气介质中识别油气层的测井方法及仪器

Info

Publication number: CN101235715A
Application number: CNA2007100483897A
Authority: CN
Inventors: 邓霞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-06

Abstract

本发明提供一种石油、地质领域中在空气钻井条件下识别油气层的测井方法及测井仪器。该方法是采用频率1000Hz的交变电流送入发射线圈，发射线圈产生交变电磁场，交变电磁场穿过空气介质后进入地层形成涡流，涡流在地层电容中形成虚部电流，接收线圈在涡流作用下产生感应电动势，感应电动势通过对应的相敏检波电路分解出虚部I_C，虚部I_C通过电容网络刻度方式转换为电容率，电容率资料采用饱和度公式S₀＝K*(C－C_W)计算获得含油(气)饱和度数据。该仪器主要包括信号源(1)、发射电路(2)、采样电路(3)、发射线圈(4)、接收线圈(6)、放大电路(7)、信号分选电路(8)、参考信号(9)、传输通道(10)及计算系统(11)。该仪器既能在空气介质中测井又能在泥浆介质中测井。

Description

空气介质中识别油气层的测井方法及仪器

技术领域

本发明涉及一种石油、地质领域中在空气钻井条件下识别油气层的测井方法及测井仪器。

背景技术

现有技术中，空气钻井工程使导电的泥浆变为不导电的空气，传统的侧向测井、微球测井、自然电位测井都无法进行，仅以感应测井获得的电导率资料识别油气层是靠不住的，高效率的空气钻井技术急需新的空气介质测井技术配套完善。

发明内容

本发明的目的是提供一种在空气介质条件下识别油气层的测井方法及测井仪器，核心内容是依靠新的测井仪器获得地层电容率资料，依靠电容率资料计算地层的含油气饱和度。

依据本发明的一方面提供一种测井方法，该方法把被测地层看成为电阻电容并联的等效电路，其特征在于采用频率20Hz至100KHz的交变电流送入发射线圈，发射线圈产生交变电磁场，交变电磁场穿过空气介质后进入地层形成涡流，涡流在电容中形成虚部电流，接收线圈在涡流作用下产生感应电动势，感应电动势通过对应的相敏检波电路分解出虚部I_C，虚部I_C通过电容网络刻度方式转换为电容率，电容率资料采用饱和度公式S_O＝K*(C-C_W)计算获得含油(气)饱和度数据。

依据本发明的一方面提供一种测井仪器，包括信号源1、发射电路2、采样电路3、发射线圈4、接收线圈6、放大电路7、信号分选电路8、参考信号9、传输通道10及计算系统11，信号源1产生频率20Hz至100KHz范围内的基本信号传送给发射电路2，发射电路2传送给采样电路3，采样电路3将信号传送给参考信号9并将发射电流传送给发射线圈4，发射线圈4将电磁波送给被测地层5，接收线圈6从被测地层5感应获得信号传送给放大电路7，放大电路7传送给信号分选电路8，参考信号9传送给信号分选电路8，信号分选电路8将实部I_R、虚部I_C、模I_Z、相位θ信号传送给传输通道10，传输通道10将信号传送给计算系统11，计算系统11按I_C＝I_Z*sinθ、I_C＝√I_Z ²-I_R ²、I_C＝I_R*tgθ三种方式计算虚部I_C并按饱和度公式S_O＝K(C-C_W)计算含油气饱和度数据。

附图说明

图1是空气介质中识别油气层的测井仪器原理框图。

具体实施方式：

本发明的理论基础是：将被测量地层看成为电阻电容并联的等效电路，电阻只能流过实部电流，电容只能流过虚部电流。

本发明所采用的测井方法是通过专用设备产生一个或多个频率在20Hz至100KHz范围内的交变电流送入发射线圈，发射线圈产生交变电磁场，交变电磁场穿过空气介质后进入地层形成涡流，涡流在电阻中形成实部电流在电容中形成虚部电流，接收线圈在涡流作用下产生感应电动势，感应电动势通过对应的相敏检波电路分解出实部I_R、虚部I_C、模I_Z、相位θ四种信号，实部信号I_R通过传统的电阻网络刻度方式转换为电导率，虚部信号I_C通过电容网络刻度方式转换为电容率，在没有直接测得虚部信号I_C时任选I_C＝I_Z*sinθ、I_C＝√I_Z ²-I_R ²、I_C＝I_R*tgθ三种方式之一间接计算的虚部I_C与直接测量的虚部I_C相等，电导率资料按传统方式应用，电容率资料采用饱和度计算公式S_O＝K(C-C_W)获得含油气饱和度数据(其中C代表测量获得的电容率、C_W代表岩石骨架100％含水时电容率、K代表电容率与饱和度单位的转换系数，C_W和K具体量值在施工地区实测取得)。

本发明所提供测井仪器包括信号源1、发射电路2、采样电路3、发射线圈4、接收线圈6、放大电路7、信号分选电路8、参考信号9、传输通道10及计算系统11，信号源1产生一个或多个频率在20Hz至100KHz范围内基本信号传送给发射电路2，发射电路2将基本信号进行功率放大后传送给采样电路3，采样电路3采集电流信号传送给参考信号9并将发射电流传送给发射线圈4，发射线圈4将电流能量转换为电磁波，电磁波穿过空气介质后进入被测地层5形成涡流，接收线圈6从被测地层5的涡流中感应获得信号传送给放大电路7，放大电路7将信号放大后传送给信号分选电路8，参考信号9产生相敏检波必需的门信号传送给信号分选电路8，信号分选电路8采用与发射电流同相(或反相)的参考信号检波得到实部I_R、采用与发射电流相位差90度的参考信号检波得到虚部I_C、采用与发射电流相位差90度的参考信号检波得到相位θ(被检波信号放大为方波)、采用自相关的参考信号检全波得到模I_Z，信号分选电路8将信号传送给传输通道10，传输通道10将全部信号传送给计算系统11，计算系统11按I_C＝I_Z*sinθ、I_C＝√I_Z ²-I_R ²、I_C＝I_R*tgθ三种方式计算虚部I_C并按饱和度计算公式S_O＝K(C-C_W)计算含油气饱和度数据。

发射线圈4和接收线圈6机械结构技术采用传统感应测井探头成熟技术。

信号分选电路8采用只分选虚部I_C的方案能够把电路变得最简单；信号分选电路8采用将四个信号全分选的方案能够资料相互印证降低失误率。

优选地，信号分选电路8分选实部I_R、虚部I_C信号。

优选地，信号源1产生1000Hz的基本信号。

由于电磁波既能够穿过空气介质又能够穿过泥浆介质，因此该仪器既能在空气介质中测井又能在泥浆介质中测井。

Claims

1. 一种测井方法，把被测地层看成为电阻电容并联的等效电路，其特征在于采用频率20Hz至100KHz的交变电流送入发射线圈，发射线圈产生交变电磁场，交变电磁场穿过空气介质后进入地层形成涡流，涡流在电容中形成虚部电流，接收线圈在涡流作用下产生感应电动势，感应电动势通过对应的相敏检波电路分解出虚部I_C，虚部I_C通过电容网络刻度方式转换为电容率，电容率资料采用饱和度公式S₀＝K*(C-C_W)计算获得含油(气)饱和度数据。

2. 一种测井仪器，包括信号源(1)、发射电路(2)、采样电路(3)、发射线圈(4)、接收线圈(6)、放大电路(7)、信号分选电路(8)、参考信号(9)、传输通道(10)及计算系统(11)，信号源(1)产生频率20Hz至100KHz范围内的基本信号传送给发射电路(2)，发射电路(2)传送给采样电路(3)，采样电路(3)将信号传送给参考信号(9)并将发射电流传送给发射线圈(4)，发射线圈(4)将电磁波送给被测地层(5)，接收线圈(6)从被测地层(5)感应获得信号传送给放大电路(7)，放大电路(7)传送给信号分选电路(8)，参考信号(9)传送给信号分选电路(8)，信号分选电路(8)将实部I_R、虚部I_C、模I_Z、相位θ信号传送给传输通道(10)，传输通道(10)将信号传送给计算系统(11)，计算系统(11)按I_C＝I_Z*sinθ、

I_{C} = \sqrt{{I_{Z}}^{2} - {I_{R}}^{2}}

、I_C＝I_R*tgθ三种方式计算虚部I_C并按饱和度公式S₀＝K(C-C_W)计算含油(气)饱和度数据。

3. 根据权利要求2所述的测井仪器，其特征在于信号源1产生频率1000Hz的基本信号。