CN101438188B - 从带套管的井筒内部测量岩层电导率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了从带套管的井筒内部测量岩层电导率的方法和装置。公开了一种用于确定其中具有导电导管的井筒周围的地球岩层电阻率的空间分布的方法。该方法包括以下步骤：利用在选定轴向位置处对沿所述导管的电流泄漏的测量，来测量所述地球岩层的电阻率。从所述导管内测量所述地球岩层的电磁性质。与根据电流泄漏进行的电阻率测量相比，对电磁性质进行的测量与更大的轴向距离和更大的横向距离相对应。联合转化电流泄露测量结果和电磁测量结果，以获得所述空间分布的模型。

Description

从带套管的井筒内部测量岩层电导率的方法和装置
技术领域
本发明总体涉及地球岩层(formation)电阻率测量装置的领域。更具体地说，本发明涉及用于从导电导管(pipe)或套管(casing)内部测量岩层电阻率的、包括测量时移动(moving while measuring)装置和方法的井筒(wellbore)设备。
背景技术
在本领域中已知用地球岩层的电阻率测量结果来确定所测量的地球岩层的性质。所关心的性质包括地球岩层的孔隙的流体含量。本领域中已知的井筒电阻率测量装置通常需要通过使井筒钻穿地球岩层而使其露出，并且需要这种岩层保持露出给井筒以使得可以从露出的岩层内进行测量。
当井筒完全钻穿所关心的地球岩层时，常常将钢导管或套管插入并将其固定(cement)在井筒内的适当位置处以保护地球岩层，防止地下岩层之间的液压传递(hydraulic communication)，并提供井筒的机械完整性。钢套管是高度导电的，结果使得难以使用传统(所谓的“裸井(openhole)”)技术从钢导管或套管内确定各种地球岩层的电阻率。
本领域中已知进行测量以从导电套管或导管内部确定地球岩层的电阻率。许多参考文献公开了进行这种测量的技术。公开了用于从导电套管内部确定地球岩层的电阻率的各种装置和方法的参考文献的列表包括：由Alpin，L.M.(1939)提交的标题为“The method for logging in casedwells”的苏联发明人证书第56052号；由Alpin，L.M.(1939)提交的标题为“Process of the electrical measurement of well casing”的苏联发明人证书第56026号；授予Stewart，W.H.(1949)的标题为“Electrical loggingmethod and apparatus”的美国专利第2,459,196号；授予Fearon，R.E.(1956)的标题为“Method and apparatus for electric well logging”的美国专利第2,729,784号；授予Fearon，R.E.(1959)的标题为“Method and apparatus forelectric well logging”的美国专利第2,891,215号；由Desbrandes，R.和Mengez，P.(1972)提交的标题为“Method & Apparatus for measuring theformation electrical resistivity in wells having metal casing”的法国专利申请第72.41218号；由Benimeli，D.(2002)提交的标题为“A method andapparatus for determining of a formation surrounding a cased well”的国际专利申请公开第WO 00/79307 A1号；授予Kaufman，A.A.(1989)标题为“Conductivity determination in a formation having a cased well”的美国专利第4,796,186号；授予Vail，III，W.(1989)的标题为“Methods and apparatusfor measurement of the resistivity of geological formation from within casedboreholes”的美国专利第4,820,989号；授予Gard等(1989)的标题为“Method and Apparatus for measuring the electrical resistivity of formationthrough metal drill pipe or casing”的美国专利第4,837,518号；授予Vail，III，W.(1989)的标题为“Methods and apparatus for measurement of electronicproperties of geological formationsthrough boreholecasing”的美国专利第4,882,542号；授予Vail，III，W.(1991)的标题为“Methods and apparatus formeasurement of electronic properties of geological formations throughborehole casing”的美国专利第5,043,668号；授予Vail，III，W.(1991)的标题为“Electronic measurement apparatus movable in a cased borehole andcompensation for casing resistance differences”的美国专利第5,075,626号；授予Vail，III，W.(1993)的标题为“Methods of apparatus measuringformation resistivity from within a cased well having onemeasurement andtwo compensation steps”的美国专利第5,223,794号；授予Sezginer等(1996)的标题为“Methodand apparatus for measuring formation resistivity incased holes”的美国专利第5,510,712号；授予Singer等(1996)的标题为“Method and apparatus for measuring formation resistivity through casingusing single-conductor electrical logging cable”的美国专利第5,543,715号；授予Moulin(1996)的标题为“Methodand apparatus for determiningformation resistivity in a cased well using three electrodes arranged in aWheatstone bridge”的美国专利第5,563,514号；授予Locatelli等(1997)的标题为“Induction measuringdevice in the presence of metal walls”的美国专利第5,654,639号；授予Vail，III，W.(1996)的标题为“Determiningresistivity of a formation adjacent to a borehole having casing using multipleelectrodesand resistances being defined between the electrodes”的美国专利第5,570,024号；授予Koelman，J.M.V.A.(1997)的标题为“Arrangementof the electrodes for an electrical logging system for determining the electricalresistivity of subsurface formation”的美国专利第5,608,323号；授予Vail，III，W.(1997)的标题为“Formation resistivity measurements from within acased well used to quantitatively determine the amount of oil and gas present”的美国专利第5,633,590号；授予Gissler等(1997)的标题为“Apparatusfor measuring formation resistivity through casing having a coaxial tubinginserted therein”的美国专利第5,680,049号；授予Tamarchenko(1998)的标题为“Method of simulating the response of a through-casing resistivitywell logging instrument and its application to determining resistivity of earthformations”的美国专利第5,809,458号；授予Vail，III，W.(2000)的标题为“Determining resistivity of a formation adjacent to a borehole having casingby generaing constant current flow in portion of casing and using at least twovoltage measurement electrodes”的美国专利第6,025,721号；授予Vail，III，W.(2000)的标题为“Formation resistivity measurements from within a casedwell used to quantitatively determine the amount of oil and gas present”的美国专利第6,157,195号；授予Vail，III，W.(2001)的标题为“Determiningresistivity of formation adjacent to a borehole having casing with an apparatushavingall current conducting electrodes within the cased well”的美国专利第6,246,240 B1号；授予Kostelnicek等(2003)的标题为“Simultaneous currentinjection for measurement of formation resistance throughcasing”的美国专利第6,603,314号；以及授予Benimelli的标题为“Method and apparatus fordetermining theresistivityof a formation surrounding a cased well”的美国专利第6,667,621号。
引用了相关技术的美国专利申请公报包括：由Vinegar等提交的标题为“Focused through-casing resistivity measurement”的第2001/0033164A1号；由Amini，Bijan K.提交的标题为“Logging tool for measurement ofresistivity through casing using metallic transparencies and magnetic lensing”的第2001/0038287 A1号；由Amini，Bijan K.提交的标题为“Measurementsof electrical properties through non magnetically permeable metals usingdirected magnetic beams and magnetic lenses”的第2002/0105333 A1号；以及由Vinegar等提交的标题为“Wireless communication using wellcasing”的第2003/0042016 A1号。
下面简要概括前述技术。美国专利第2,459,196号描述了一种通过使电流沿着导电套管流动以使一些电流“泄漏”进入周围的地球岩层而在带套管的井筒(cased wellbore)内进行测量的方法。电流泄漏的量与地球岩层的电导率有关。该第2,459,196号专利没有公开针对套管内的电不均一性而对测量结果进行校正的任何技术。
美国专利第2,729,784号公开了一种技术，在该技术中使用三个电势电极来创建与井筒套管相接触的两个相对的电极对。使电流流过放置在所述电势电极的上方和下方的两对电流电极的两个相对的“环”，以使套管的电不均一性的效果为零。跨这两个电极对的电压降与进入地球岩层的泄漏电流相关。美国专利第2,891,215号的公开包括布置在第2,729,784号专利所公开的装置的测量电极之间的电流发射电极，以提供一种完全补偿泄漏电流的技术。
美国专利第4,796,186号公开了最经常用来通过导电套管确定电阻率的技术，并包括测量进入地球岩层的泄漏电流，并且公开了对沿着测量了泄漏电流的套管的相同部分流动的电流进行测量，以针对沿着套管的电阻变化来补偿泄漏电流的测量结果。其他的参考文献描述了对通过套管进行电阻率测量的该基本技术的各种扩展和改进。
可以如下概括本领域中已知的通过套管测量电阻率的方法。将其上具有至少一个电极(A)的设备降入井筒，电极(A)被放置为与套管在该套管的不同深度相接触。将套管电流返回电极B布置在套管的顶部并与套管相连接。将岩层电流返回电极B*布置在距井筒一定距离的地表处。对电压降以及从位于井筒的不同深度的电极A首先流到位于套管的顶部的电极B并随后流到岩层返回电极B*的电流进行记录。针对套管的不均一性的效果，使用通过套管(A-B)的电流和电压降来校正通过岩层(A-B*)的电压降和电流的测量结果。
如果地球和套管都是均一的，则对沿套管的针对深度的电压降以及通过套管和岩层的电压降的记录将基本上是线性的。如本领域中所公知的，即使是新的，套管也有不均一性，这是由建造偏差、成分偏差、甚至用来将多段套管彼此连接的“套环(collar)”(螺纹连接件)所引起的。当然，地球岩层完全不是均一的，电阻较大的岩层通常是地下勘测的目标，因为这些地球岩层易于与石油的存在相关联，而传导率较高的岩层易于与孔隙中的原生水(connate water)的存在相关联。因此，在使用本领域已知的技术针对所关心的深度的用来确定套管外的地球岩层的电阻率的电压降记录中存在扰动。
地球岩层的传导率与从套管漏出到岩层中的电流的量相关。当电流在A和B*之间流动时，关于深度的岩层传导率一般与沿着A-B的电压降关于深度的二次导数相关。通常，使用布置得与套管相接触的最少三个轴向隔开的电极来测量电压降的二次导数，所述电极连接到级联差分放大器，最终连接到电压测量电路。已证明有用处的对该基本方法的改进包括这样的系统，该系统创建沿着套管的小的轴向区，在该轴向区中基本上没有沿着套管自身流动的电流，从而减小了套管的不均一性对泄漏电流电压降的测量结果的影响。
在实践中，本领域已知的设备和方法需要设备从井筒内的固定位置进行其测量，这使得对由典型井筒穿透的所关心的岩层的测量花费较长时间。此外，被测量的电压降很小，因而受到用于对电压降进行测量的电子系统的噪声的限制。另外，本领域中已知的用于提供用来测量电压降的无电流区或已知电流值的系统通常是模拟系统，因而受到这种模拟系统的精度的限制。
另外，本领域中已知使用低频交流电(AC)来引起沿着套管流动并流进地球岩层的电流。使用AC来避免在使用连续直流电(DC)时套管和电极的电极化(electrical polarization)所引起的误差。通常，必须将AC的频率限制为大约0.01到20Hz以避免由介电效应和集肤效应(skin effect)所引起的测量误差。本领域还已知使用经极性转换的DC来完成套管电阻率的测量，这避免了极化问题，但是在转换极性时可能引入瞬态效应测量误差。使用本领域中已知的系统不容易解决瞬态效应误差和低频AC误差。
近来，在本领域中已知对通过套管(through-casing)的电阻率测量设备的响应进行仿真。例如，参见授予Tamarchenko(1998)的标题为“Method of simulating the response of a through-casing resistivity welllogging instrument and its application to determining resistivity of earthformations”的美国专利第5,809,458号。如在Tamarchenko的第5,809,458号专利中所公开的，在从导电导管或套管内部确定岩层的电阻率的过程中，构成地球岩层的初始模型，并对电阻率测量装置的预期响应进行仿真。对仿真响应与由该设备实际测得的响应进行比较。调整该模型，重复仿真和比较，直到仿真响应与测得响应之间的差达到最小值。当该差达到最小值时，将存在于该点的模型确定为表示导电导管或套管周围的地球电阻率的空间分布。虽然第5,809,458号专利的方法是有效的，但是因为用本领域已知的用于从导电套管内部测量电阻率的电阻率测量系统进行电压测量极为复杂，所以该方法执行起来计算强度大，并且能够与测得响应相一致的可能的地球模型的数量会使得对地球模型的初始化耗费时间。需要的是这样的通过导电导管或套管测量电阻率的设备，该设备包括能够有效地限制初始地球模型以使随后的逆处理更快地收敛到解模型的测量。
发明内容
本发明的一个方面是一种通过井筒中的导电导管测量岩层电阻率的设备。该设备包括多个首尾相连的机架，所述机架适于在井筒中来回移动。至少一个电极布置在各机架上。各个电极适于被放置为与所述导管的内侧电接触。该设备包括：电流源；数字电压测量电路；以及开关。所述开关被布置为将所述电流源连接在所述电极之一与位于所述导管顶部和距所述导管顶部选定距离的靠近地表的位置中的一个可选位置处的电流返回之间。所述开关还被布置为将所述电极的选定对连接到所述数字电压测量电路。选择所述对以进行与所述地球岩层中的选定轴向距离和选定横向深度相对应的电压测量。在所述多个机架中的至少一个内布置有至少一个电磁发射器、至少一个电磁接收器、以及控制电路，所述控制电路适于选择性地向所发送的至少一个供电并检测来自所述至少一个电磁接收器的信号。
本发明的另一方面是一种用于确定其中具有导电导管的井筒周围的地球岩层电阻率的空间分布的方法。该方法包括利用在选定轴向位置处对沿所述导管的电流泄漏的测量，来测量所述地球岩层的电阻率。从所述导管内测量所述地球岩层的电磁性质。与根据电流泄漏进行的电阻率测量相比，对电磁性质进行的测量与更大的轴向距离和更大的横向距离相对应。联合转化电流泄露测量结果和电磁测量结果，以获得所述空间分布的模型。该组合使得测量装置能够慢速移动。
根据下面的说明以及所附权利要求，本发明的其他方面和优点将会显而易见。
附图说明
图1示出了通过在带套管的井筒中使用的根据本发明的套管装置而进行的示例电阻率测量。
图2更详细地示出了图1的示例装置的电路系统。
图3a至3c示出了用于完成根据本发明的套管电阻率测量的电流波形的不同示例。
图4示出了用于通过导电导管测量电阻率的、包括电流聚焦系统的示例设备。
图5示出了在探测器心轴(sonde mandrel)上包括可选的电极阵列的装置的另选实施例。
图6示出了如图4所示的设备的操作的流程图，所述设备适于根据基于模型的设备响应，自动优化对电极使用的控制。
图7示出了用于通过导电导管测量电阻率的、包括中央控制单元和多个“卫星”单元的系统。
图8示出了其中包括电磁测量装置的卫星单元的具体实施例。
图9示出了结合电流测量和电磁测量的一个实施例的流程图。
图10示出了其中包括核辐射测量装置的卫星单元的具体实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于在井筒14内具有导电导管或套管时从井筒14内测量地球岩层的电阻率的测井(well logging)设备的一个实施例。设备10可以包括探测器或类似的心轴型机架(housing)18。机架18优选地由不导电的材料制成或者在其外表面上具有这种不导电材料。机架18适于通过本领域中已知的任何测井设备传送工具(conveyance)而插入到井筒14中和从井筒14中拔出。在本示例中，传送工具可以是由绞盘38进行收放的铠装电缆16。可以使用本领域中已知的其他传送工具，这些传送工具包括卷管、钻杆、成品管等。因此，所述传送工具并不限制本发明的范围。
使井筒14钻穿以22、24和26示意性地示出的各个地球岩层。通常在钻完井筒14之后，将导电导管12或套管插入到井筒14中。如果导管12是套管，那么套管12通常被固定在井筒14内的适当位置处，但将导管或套管固定并不是设备10的操作所必需的。虽然图1所示的实施例是针对将“套管”插入并固定到钻出的井筒中而进行描述的，但是应该理解，其他类型的导电导管(诸如钻杆、卷管、成品管等)也可以与根据本发明的设备一起使用。例如，导管12不是套管，而可以是钻杆。在本领域中已知钻杆会卡在井筒14中。在这种情况下，如将进一步解释的，可将设备10用铠装电缆16降入到卡住的钻杆中来进行岩层电阻率测量。
铠装电缆16包括一个或更多个被绝缘的电导体(没有单独示出)并且被安排为将电功率传导到布置在井筒14中的设备10。可以使用电缆16中的电导体从布置在地表处的记录单元30导出电功率，并且可以将来自设备10的信号发送到记录单元30。还可以使用记录单元30来记录和/或解释从井筒14中的设备10传送至其的信号。记录单元30可以包括电源32，电源32用于进行确定各个地球岩层22、24、26的电阻率的测量。在本说明书中，用于使得能够进行与岩层电阻率相对应的测量的任何电源将被称为“测量电流源”。还可以使用电源32仅向设备10中在图1的20处大体示出的各种测量和控制电路提供电功率。下面将参照图2进一步解释该设备10中的各种电路所提供的功能。
仍然参照图1，在距井筒14选定距离的地表处设置测量电流返回电极34B*。通常将测量电流返回电极34B*插入到靠近地表的岩层中，以向井筒14所穿透的地球岩层22、24、26提供导电路径。具体地说，测量电流返回电极34B*提供了用于电测量从设备10上的源电极A流出的电流的通过地球岩层22、24、26的电流路径。电流返回电极34B*可以如图1所示连接到记录单元30中的电路35B*，或者另选地可以连接到电缆16中的电导体中的一个(没有单独示出)。显示为与导管或套管12的顶部相连的套管电流返回电极34B提供了用于电测量从设备10上的电流源电极A流到套管12的顶部的电流的返回路径。套管电流返回电极34B可以连接到记录单元30中的电路35B，或者可以连接到电缆12中的导体中的一个(未示出)，以返回到设备10中的电路20。
设备10包括以A以及P0至P6示出的多个电极，所述多个电极布置在探测器心轴18上轴向隔开的多个位置处。布置在探测器心轴18的外部或形成探测器心轴18的不导电材料将电极A、P0-P6彼此电绝缘。电极A、P0-P6中的每一个被机械调整和电调整为与套管12良好地电接触。本领域中已知各种类型的套管接触电极，这些电极包括电刷、液压制动“钉(spike)”、钉齿式轮以及类似装置。电极A、P0-P6分别连接到设备10中的电子电路20的选定部分。
在设备10由铠装电缆传送时的操作期间，绞盘38放下电缆16，以使设备10定位在井筒14中的选定深度处。电功率通过套管12，并且经由选择性的连接而通过地球岩层22、24、26，所述选择性的连接处于位于电流路径的一端的源电极A与分别位于电流路径的另一端的套管返回34B或岩层返回34B*之间。对如图1中的电极P0所示的基准电势电极与一个或更多个电势测量电极(图1中的P1-P6)之间存在的电压进行测量。根据所使用的电极的类型(例如电刷或钉齿式接触轮)，在一些实施例中，在进行测量的同时可以使设备10沿着井筒14慢慢移动。其他类型的电极(诸如液压制动钉)会要求设备10在任何一个测量序列期间保持基本静止。在进行电压测量时，不论设备10是静止还是移动，从井筒14逐渐拔出设备10，直到井筒14的包括所关心的岩层22、24、26的选定部分已使用套管电流返回34B和岩层电流返回34B*两者完成了与所述岩层相对应的电压测量为止。
图2更详细地示出了电子电路20的一个实施例。电路20的本实施例可包括中央处理单元(CPU)50，CPU 50可以是预编程微型计算机或可编程微型计算机。在本实施例中，CPU 50适于从由记录单元(图1中的30)发送到遥测收发器和电源单元48的格式化遥测信号内检测控制命令。遥测收发器48还执行以下功能：对由CPU 50传送的数据信号进行格式化，以沿着电缆导体16A发送到记录单元(图1中的30)；以及接收并调整沿着导体16A发送的电功率以供电路20的各个部件使用。当遥测收发器48检测到对CPU 50进行重新编程的命令信号并且该信号被传导到CPU 50时，还可以用所述命令信号对CPU 50进行重新编程。重新编程例如可包括改变用于进行先前解释的电压降测量的测量电流的波形。在其他示例中，重新编程还可包括改变测量电流的大小，并且可包括改变电压降测量的采样率。将参照图4至6解释重新编程的其他形式。
虽然图2所示的实施例包括电遥测收发器48，但是应该清楚地理解，在一些实施例中可以使用光遥测，并且在这种实施例中，遥测收发器48将包括本领域中已知的合适的光电传感器和/或发送装置。在这种实施例中，电缆16应该包括至少一根用于传导这种遥测信号的光纤。在授予Rafie等人的美国专利第5,495,547号中公开了其中包括了用于信号遥测的光纤的铠装电缆的一个实施例。其他实施例可以使用光纤将电操作功率从记录单元30发送到设备10。可以在这种其他实施例中使用在Rafie等人的第5,495,547号专利中公开的电缆或者类似的纤维光缆，来将功率经过光纤发送到所述设备。
CPU 50在其初始编程(或者可以通过对遥测信号重新编程而被如此编程)中可包括用于给地球岩层(图1中的22、24、26)和套管(图1中的12)通电以确定地球岩层(图1中的22、24、26)的电阻率的各种电流波形的数字表示。该数字表示包括关于频率含量、波形的形状以及要通过岩层和套管进行传导的电流的幅度的信息。可以将该数字表示传导到数模转换器(DAC)42，DAC 42根据该数字表示产生模拟信号。然后将DAC 42的模拟信号输出传导到功率放大器44的输入。功率放大器44的输出连接在电流源电极A和开关47之间。开关47由CPU 50控制。开关47在套管返回电极B与岩层返回电极B*、或者其他电极布置的其他电流电极之间，交替改变功率放大器44的另一输出端子的连接。另选的是，功率放大器44的该另一输出端子可以连接到一个或更多个电缆导体(16A或其他电导体)，并且可以在记录单元(图1中的30)内执行套管返回和岩层返回之间的切换。另一另选例从电路20中省略了DAC 42和功率放大器44，并使用记录单元(图1中的30)中的电源(图1中的32)以及电缆(图1中的16)中的适当导体(未示出)，来提供测量电流和切换特征。在后一示例实施例中，可以使用一个或更多个电缆导体(诸如图2中的16A)将测量电流传导到源电极A。
在本实施例中，可以测量电势基准电极P0与从电势测量电极P1-P6中选定的一个电势测量电极之间的电压。在任何时刻，可由多路器(MUX)40控制电压测量电极中对其进行了测量的所述一个电势测量电极，MUX40自身可由CPU 50控制。MUX 40的输出连接到低噪声前置放大器或放大器38的输入。前置放大器38的输出连接到模数转换器(ADC)36。ADC 36可以是西格马德尔塔转换器(sigma delta converter)、逐次近似寄存器、或者本领域中已知的任何其他模数转换装置，并且优选地可以提供至少24位的输入信号分辨率(resolution)。从ADC 36输出的数字信号表示测得的基准电极P0与从电压测量电极P1-P6中多路选出的一个之间的电势。使用如图2所示的MUX 40和单个前置放大器38的一个可能的优点是：不管询问电压测量电极P1-P6中的哪一个来确定相对于P0的电势降，电压测量电路的模拟部分都将是基本相同的。因而，可以减少或消除由前置放大器38的响应差异所引起的测量误差。优选的是，ADC 36是能够精确地分辨表示一纳伏(1×10-9伏特)那么小的电压差的测量结果的二十四位装置。作为另一选择，各个测量电极P1-P6可以连接到用于各个电极P1-P6的分立的前置放大器(图中未示出)的一个输入端子，从而从该模拟输入电路中去掉MUX 40。
可以将表示电压测量结果的数字字(word)从ADC 36传导到CPU50，以包括在遥测结果中传导至记录单元(图1中的30)。作为另一选择，CPU可以包括其自身的存储器或其他存储装置(没有单独示出)，用于在设备(图1中的10)从井筒(图1中的14)移出之前存储数字字。在一些实施例中，ADC 36的采样率在几千赫兹(kHz)的范围内，用于提供极大量的电压信号采样，优选地为电流波形的每个周期提供至少一千个采样，并且能够在将经转换的DC用作进行电阻率测量的电流源时能够对瞬态效应进行采样。在这种实施例中，该经转换的DC的转换频率可以在大约0.01至20Hz的范围内，从而使ADC 36能够优选地在经转换的DC的每个周期内进行至少一千次(多达几千次)电压测量采样。
在本实施例中，ADC 36基本上连续地运行，对于电流源波形的每个周期提供相当大数量的数字信号采样。在本实施例中，ADC 36的这种基本上连续的运行可以提供以下优点，即，准确迅速地确定电压测量中的任何DC偏压(DC bias)。为了根据电压测量结果精确地确定岩层电阻率，必须考虑这种DC偏压。在本领域中已知的不使电压测量装置基本上连续运行的系统中，必须通过其他手段确定DC偏压。例如，参见授予Rueter等人的第5,467,018号美国专利。
如先前所解释的，可以通过从CPU 50或其他存储装置(未示出)将波形数值传导到DAC 42，来产生测量电流波形。现在将参照图3a至3c来解释特别适合于进行通过套管(或通过导电导管)的电阻率测量的几种类型的电流波形。图3a是功率放大器(图2中的44)的电流输出相对于时间的图。图3a中的电流波形60是低频(0.01至20Hz)方波，可以使用经转换的DC或者通过将表示这种波形的适当数字传导到DAC(图2中的42)来产生所述低频方波。图3a中的波形60是周期性的，这意味着该波形在选定的时间范围内具有基本恒定的频率，并且波形60具有100％的占空比(duty cycle)，这意味着电流基本上一直流动。
图3b中以60示出了另一可能的电流波形。图3b中的电流波形是随机或伪随机频率方波，其也具有100％的占空比。如同先前的实施例(图3a)，可以通过将适当的数字字从CPU(图2中的50)传导到DAC(图2中的42)来产生图3b所示的电流波形的实施例。对于避免混淆(aliasing)或者与周期性数据采样相关的其他不利影响而言，随机转换是有利的。
图3c中以60示出了另一可能的波形。图3c中的电流波形60是占空比小于100％的周期性方波。可以根据62处所示的时间间隔没有电流流动来推断出占空比小于100％。如同先前的实施例(图3a)，可以通过将适当的数字字从CPU(图2中的50)传导到DAC(图2中的42)来产生图3c所示的电流波形的实施例。在测得的电压降大得足以使得可以减少测量的电压采样的数量的情况下，对于节省电功率而言，使用小于100％的占空比可能是有利的。使用小于100％的占空比还可以使得能够通过测量在电流切断之后在短的时间间隔期间跨各个电极(图1中的P0和P1-P6之间)的电压降，来确定某些瞬态效应。这种感应电势(IP)效应与地球岩层(图1中的22、24、26)的孔隙内的流体组成有关。使用小于100％的占空比还可以使得能够通过使用没有电流流动的时间62作为测量基准，来更好地确定任何DC偏压。
图3a、3b和3c所示的前述示例不是可以使用图2所示的CPU/DAC组合而产生的仅有的电流波形。本领域的技术人员将容易理解，通过将合适的数字字传导到DAC(图2中的42)，基本上可以产生任何频率和波形，这些波形例如包括正弦波形。在一些实施例中，可以将数字字存储在CPU(图2中的50)中。在其他实施例中，可以将数字字自身或者激活所选的波形数字字的命令通过电缆(图1中的16)从记录单元(图1中的30)发送到设备(图1中的10)。在其他实施例中，波形可以是伪随机二进制序列(PRBS)。
再次参照图2，一些实施例可以包括以下特性中的一个或更多个特性，这些特性被编程到CPU 50中或者被编程到记录单元(图1中的30)中的地面计算机中。一些实施例可以包括对跨一个或更多个电极对(P0与P1-P6中任一个之间的对)得出的电压测量结果进行自动编辑。例如，如果特定数字电压采样表示所选范围之外的数字，则可以丢弃该采样，并可以将内插值写入到CPU 50中的存储器，或者发送到记录单元(图1中的30)，用作该越界采样值(outlying sample value)。作为另一选择，如果电压测量结果没有随着P0和各个测量电极P1-P6之间的间距的增加而单调增加，则可以丢弃该异常电压采样；对电压测量结果进行内插以写入到存储器，或者不直接将电压测量结果写入到存储器。其他实施例可包括将电压测量字入栈(stack)以显著提高测量结果的信噪比，所述电压测量字对应于位于井筒中大致相同深度处的相同的电极对(P0和P1-P6中的任一个之间的对)。
再次参照图1，其他实施例可以包括套管16内的永久安装的电极阵列，如图1中以A以及P0至P6所示。可以使用电缆或类似的装置在靠近含石油储层(reservoir)(例如图1中的岩层24)的选定深度处进行从井筒14内部到地表的电连接。在井筒14的工作寿命期间，可以在选定的时间进行测量，以确定水接点(water contact)(图1中未示出)相对于时间的移动。就电极A、P0-P6的这种永久性放置而言，可以将电路20布置在地表处，或者可以将其自身布置在井筒14中，就像本文先前描述的由电缆传送的设备那样。
可以以很多不同的方式来执行对设备的操作，在此将解释其中的几种。在常规测量模式下，可以将设备10移动到井筒14中要进行测量的选定深度处。首先，通过对CPU(图2中的50)的内部编程或从记录单元(图1中的30)发送的命令来操作电路20，以首先使得能够测量由完全沿着套管12流动的电流所引起的电压降。为了进行对套管电压降的测量，将功率放大器(图2中的44)连接在设备10上的电流源电极A和套管电流返回电极34B之间，套管电流返回电极34B在地表处与套管(图1中的12)的顶部连接。然后进行P0与P1至P6中的任何一个或更多个之间的电压测量。然后切换功率放大器(图2中的44)的输出，以将测量电流返回到地表处的测量电流返回电极34B*。进行P0与P1至P6中的所述相同电极之间的另一组电压测量。然后可以将设备10沿着井筒14移动选定的轴向距离，并且可以重复该测量过程。可以将在P0与P1至P6中的任何一个或更多个之间得到的电压差的值数学变换为测得的电压降相对于井筒14的深度的二次导数。这种二次导数的值与泄漏到地球岩层22、24、26中的基于深度的电流相关，从而与各个岩层22、24、26的电传导率相关。有利的是，基本上如图1和2所示构成的设备不需要测量跨级联差分放大器(所有级联差分放大器都是模拟的)的电压降来确定电压降相对于深度的二次导数。
可以通过提供聚焦电流系统以在轴向上限制测量电流通过各个地球岩层的流动，来提高根据本发明的设备的性能。图4中示意性地示出了包括聚焦电流系统的示例设备。在授予Fearon的第2,729,784号美国专利(通过引用合并于此)中描述了图4所示的示例设备的测量原理。图4中的设备包括沿着该设备的心轴或机架(图1中的18)布置在选定位置处的电极阵列。这些电极在机械和电学构造上可以与以上参照图1所描述的电极相似。这些电极适于与井筒(图1中的14)中的导管或套管(图1中的12)进行电接触。
图4的实施例中的电极包括以B1A、B1B以及B2A、B2B示出的两对聚焦电流电极，这两对电极在中心测量电流源电极M0的轴向两侧大致等距地隔开。基准电势测量电极R1A、R1B以及R2A、R2B分别布置在各个聚焦电流电极对(B1A、B1B；B2A、B2B)与测量电流源电极M0之间。各个聚焦电流电极对B1A、B1B以及B2A、B2B被连接为分别跨对应的聚焦电流功率放大器44A、44C的输出。在本实施例中，通过使用对应的DAC 42A、42C的输出来驱动各个功率放大器44A、44C，从而产生聚焦电流。各个DAC 42A、42C可以连接至到CPU 50的总线或者其他类似的数据连接。如以上参照图2所解释的实施例那样，图4中所示的实施例可包括由CPU 50存储或解释的数字字，该数字字表示要由各个功率放大器44A、44C产生并传导到套管(图1中的12)的聚焦电流的波形。可以控制的波形的方面包括幅度、相位、频率和占空比等。
各基准电势测量电极对R1A、R1B以及R2A、R2B被连接为跨相应的低噪声前置放大器38A、38B(或者说低噪声放大器，与参照图2所描述的前置放大器相似)的输入端子。各低噪声前置放大器38A、38B将其输出连接至ADC 36、36B。ADC 36、36B的输出连接至总线或者连接至CPU 50。在本实施例中，ADC 36、36B优选地是24位分辨率的装置，其与参照图2所描述的ADC相似。在本实施例中，对跨各基准电势电极对R1A、R1B以及R2A、R2B的电势差分别进行测量。CPU 50接收分别表示跨各基准电极对R1A、R1B以及R2A、R2B的测得电势的数字字。CPU 50可以控制由各个功率放大器44A、44C输出的聚焦电流的大小，以分别使跨各基准电势电极对R1A、R1B以及R2A、R2B的测得电势基本等于零。CPU 50例如通过改变幅度或者改变功率放大器44A、44B的输出的占空比或者改变两者，可以进行这种调整。可以对功率放大器44A、44B中的一个或它们两者进行幅度和/或占空比的改变。本领域的技术人员将会想到用于改变或调整各个聚焦电流功率放大器44A、44C的功率输出的其他方法。进行这种聚焦电流的幅度调整以分别使跨基准电极R1A、R1B以及R2A、R2B的电势基本保持为零的目的是：确保在套管(图1中的12)内存在这样的区域，在该区域中，基本上没有沿着套管向上或向下流动的净电流。
图4的实施例可以包括数控测量电流源。在本实施例中，该源包括连接至总线或者连接至CPU 50的测量电流DAC 42B。通过将波形字传导到DAC 42B(DAC 42B将所述字转换为用于测量电流功率放大器44B的驱动信号，测量电流功率放大器44B的输入端连接至DAC 42B的输出端)而产生测量电流。从测量电流功率放大器44B输出的测量电流被连接至测量电流源电极M0，并且可在返回电极34B*处或者另选地在套管电流返回34B处返回地表。测量电势电极M1A、M1B分别布置在测量电流源电极M0的两侧。各个测量电势电极M1A、M1B以及源电极M0连接为跨相应的测量电势低噪声放大器38B、38C的输入。各个测量电势低噪声放大器38B、38C的输出连接至对应的ADC 36B、36C，在该处将表示跨各个对应的测量电势电极对M1A、M0以及M1B、M0的测得电势的值的数字字传导到CPU 50以进行处理。测量电势ADC 36B、36C优选地也是24位分辨率的装置。套管外部的地球岩层的电阻率与跨测量电势电极的电势以及测量电流的大小相关。可以以与参照图2的实施例所解释的方式基本相似的方式控制测量电流的波形、频率和占空比。
如图4所示的系统的可能的优点包括可以对聚焦电流的性质进行比先前更精确的控制，从而使对跨测量电极M1A、M1B的电势的测量更精确。
图5示意性地示出了根据本发明的设备的另一实施例。该设备包括布置在设备机架18上的沿轴向隔开的位置处的电极阵列。这些电极由A、B、P、O、N和M指示。这些电极通过由“控制单元”50A(其可以与控制器的形成部件相关联，所述控制器与图2的CPU 50的设计相似)所指示的切换系统相连接。控制单元50A选择要将哪些电极连接到哪一个或选定的电路。所述电路包括电流源52。电流源52可以是数字合成器，并且可包括DAC和功率放大器(没有单独示出)。所述电路可包括电压(或电势)测量电路51，该电压(或电势)测量电路51可包括如参照图2所解释的低噪声前置放大器和ADC(没有单独示出)。所述电路还可包括电压反馈单元53，该电压反馈单元53可以与参照图4所解释的聚焦电流源的构造相似。
为了进行各种类型的测量，图5所示的设备可以选择要应用的测量电流源和聚焦电流源、以及要跨所述电极中的选定电极和选定电极对而进行的电压测量。在下面的表中解释了各种测量模式的示例、以及用于存各个模式下进行测量的电极：
  测量模式  电流源和返回电极   测得的电势所跨的电极
  向下钻孔，全包含  A，B   M和N；O和P
深穿透电阻率  B，电流返回位于远离套管顶部的地表处(返回34B*) M和N；O和P
  快速测量  M和N   A和B；O和P
  混合  混合源   混合对
在上面的表中，“电流源和返回电极”列表示连接至测量电流源52的电极。跨“测得的电势所跨的电极”这一列所示的电极对进行电势测量。
根据本发明的包括合适地编程了的CPU(图2中的50)的设备的各种结构可以对用于如上参照图4所解释的目的的各种电极的选择(即电压测量电极的轴向间距以及提供给各种聚焦电极的聚焦电流的间隔和量)提供基本上实时的自动控制。图6示出了显示被编程为执行前述功能的系统的一个实施例的归纳流程图。在70，初始配置的电极、电流源和电压测量电路分别发出测量电流、聚焦电流以及进行电压测量。初始配置可由系统操作者设定，或者可被预编程。经预编程或操作者选定的初始配置可以是基于参数的，所述参数诸如各种地球岩层的预期厚度以及各种地球岩层的预期电阻率等。在71，至少测量一对电压测量电极的电压。在例如参照图4所解释的包括基准电势电极的构造中，还可测量这种基准电势。在72，分析测得的电压。分析可包括确定沿套管的电压降的大小从而确定套管电阻，并且可包括确定进入岩层的泄漏电流的电压降。分析可包括针对并不基本等于零的基准电势测量结果确定极化方向(polarization direction)。在75，使用所述分析来确定所获得的响应是否表示岩层电阻率计算的稳定集合。如果该响应是稳定的，则在77，使用所述电压测量结果，典型地如先前所解释地通过确定针对靠近测量进行处的套管电阻变化而校正的泄漏电流的大小相对于深度的二次导数，来确定岩层电阻率。
在73，使用电压测量结果来开发围绕靠近设备(图1中的10)的井筒(图1中的14)的外部的电阻率分布模型。例如，在授予Tamarchenko(1998)的标题为“Method of simulating the response of a through-casingresistivity well logging instrument and its application to determiningresistivity of earth formations”的美国专利第5,809,458号中公开了用于确定地球岩层模型的方法。在74，该模型经受敏感度分析。在76，使用适当的敏感度分析，可以利用该模型来确定聚焦电流电极的最佳排列。如果所确定的最佳聚焦电流电极的排列不同于初始或当前配置，则在79改变该配置，并在78改变聚焦电流参数以提供具有最佳敏感度响应的模型。
图7示意性地示出了可以用来勘测电极间相对较长的轴向跨度(span)以及较短的轴向跨度的不同实施例。图7中的实施例包括共同以62示出的通过电缆段17彼此轴向相连的多个“卫星”或辅助设备单元。在具体的实现中可以使用多个辅助单元62。各个辅助单元62可包括像先前所解释的那样得到的并且适于与套管(图1中的12)进行电接触一个或更多个电极。各个辅助单元62可包括像参照图2所解释的那样配置的一个或更多个电流源以及也像参照图2所解释的那样配置的一个或更多个电压测量电路。然而，电缆段17的长度并不限制本发明的范围，可以想到：电缆段的长度通常约为1到1.5米。
可将辅助单元62布置在中央控制单元60沿轴向的任一侧并电连接到中央控制单元60。中央控制单元60可包括与参照图2所解释的CPU结构相似的中央处理器。控制单元60可将不同的辅助单元62当作测量电流或聚焦电流或这两者的电流源电极和/或电流返回电极进行操作，这些电流跟参照图4所解释的一样。也像参照图4所解释的那样，还可将辅助单元62上的各种电极配置为对测量电流和聚焦电流之一或这两者进行电压测量。在一些实施例中，中央控制单元60自身可包括一个或更多个电流源(没有单独示出)以及一个或更多个电压测量电路(没有单独示出)。中央控制单元60还可包括与参照图2所解释的收发器结构相似的遥测收发器，该遥测收发器适于沿着电缆16以选定的遥测结果格式将测量信号传送到地表并接收来自地表的命令信号。作为另一选择，控制单元60可包括如参照图2所解释的记录装置，该记录装置用于在从井筒(图1中的14)拔出设备之前存储测量结果。
在一些实例中，图7所示的实施例可被电子地配置为例如通过选择最内侧的辅助单元(在轴向上最接近控制单元60的辅助单元)来提供聚焦电流源电极并且选择最外侧的辅助单元62(在轴向上距控制单元60最远的辅助单元)来提供聚焦电流返回电极，来提供跨非常长的轴向跨度的聚焦电流。本领域的技术人员将容易理解，这种聚焦电流的长轴向跨度可以提供测量电流的相对较大的径向(横向)“勘测深度”，因为这种测量电流被限制为：当聚焦电流行进了较小的轴向跨度时，所述测量电流横向流动了较大距离。
图7所示的控制单元60/辅助单元62的设计的可能优点是：各种电极可被中央控制单元60选择性地电子配置和重新配置，以对导电导管外部的地球岩层电阻率进行宽范围的不同径向深度和轴向分辨率的测量。更具体地说，各辅助单元62上的一个或更多个电极之间的电连接可由中央控制单元60中的电路单独寻址。虽然图7所示的结构无疑可以适于单个加长的设备机架，但本领域的技术人员容易理解，则一组通过柔性电缆段17互连的在轴向上较短的单元(60，62)将会更易于插入井筒和从井筒拔出，如果井筒不是基本上垂直或者井筒包括轨迹曲率(“狗腿严重度”)相对较高的地方，尤其如此。
辅助单元62中的任何一个或更多个可包括现有技术中已知的在井筒内使用的任何类型的地震接收器(seismic receiver)SR。每个这种地震接收器SR可包括适于检测从布置在地表处的地震能量源65到达井筒中的地震能量的一个或更多个地音探听器(geophone)、水下测音器(hydrophone)、加速计或其他装置。如下面参照图9所解释的，可将从一个或更多个地震接收器SR所进行的测量中得出的图像用来限制从电阻率测量结果中得出的地球岩层模型。
在另一实施例中，如图7所示的多单元(中央单元和辅助单元)系统可包括各种形式的电磁测量装置。可使用这种测量装置来补充根据先前描述的实施例而进行的测量。图8示出了包括电磁测量装置的系统的一个实施例。在授予Strack的第6,541,975号美国专利(通过引用包括于此)中完整地描述了图8所示的电磁测量装置。如图8所示，除了图7所描述的部件之外，中央控制单元60还可包括如发射器148/接收器150所示的一个或更多个3分量电磁发射器/接收器，发射器148/接收器150分别包括三个线圈148a、148b和148c、以及150a、150b和150c，这些线圈用于沿着三个正交朝向发射或检测磁场。可将发射器/接收器线圈配置为发射或检测磁场。中央控制单元60通常会包括两个电磁发射器/接收器，而辅助单元62通常会仅包括一个电磁发射器/接收器，因为通常从中央单元60进行近井筒测量。中央单元60还可包括至少三个配环(ring-mounted)电极组件144、145和146。虽然在图8中将这些电极组件示出为位于中央单元60内，但是通常将配环电极组件安装在中央单元60的心轴149的外表面上。
中央单元60通常还会包括朝向传感器152，朝向传感器152可以是本领域的普通技术人员已知的标准定向装置，诸如三轴磁力计和/或陀螺仪。
如图8所示，各个辅助单元62通常会包括至少一个3分量电磁发射器/接收器133，所述3分量电磁发射器/接收器133包括用于沿三个正交朝向检测或发射磁场的三个线圈133a、133b和133c。可将发射器/接收器线圈配置为用作发射器或接收器。如果期望在同一辅助单元内发射和接收磁信号，则还可包括第二个3分量电磁发射器/接收器135，该3分量电磁发射器/接收器135包括三个线圈135a、135b和135c。
各个辅助单元62通常还会包括如图8中的配环电极组件138、139和140所示的至少三个配环电极组件。各个辅助单元60通常还会包括地震传感器158，该地震传感器158可以是适于感测三个正交方向的每个方向的纵波地震信号的3分量地音探听器。在特定实施例中，地震传感器可以是4分量传感器，其中与3分量地音探听器一起使用压力传感器，诸如水下测音器。还可采用四分量地音探听器，其中四个传感器不是像3分量地音探听器通常那样正交，而是彼此相距54度角。在特定实施例中，地震传感器可以是5分量传感器，其中与4分量地音探听器一起使用压力传感器。
中央单元60通常会包括控制和处理单元154。控制和处理单元154包括用于功能控制和通信(包括将数据发送到地表)的装置、以及用于提供控制传送的缓冲的电子器件。控制和处理单元154还包括用于进行近井筒定义的装置。本领域的普通技术人员将会理解，除了包括本发明的设备之外，近井筒测量还可采用钻孔测井设备。近井筒定义可包括但不限于对以下的定义：工具偏心度、钻孔粗糙度、断口、泥浆侵入、松裂倾度和方位角、以及与钻孔状况有关的其他参数、环境修正、侵入效应和近井筒岩层参数。控制和处理单元154从地表接收控制信号。控制和处理单元154进而将适当的控制信号施加到电磁发射器/接收器以及电极。控制和处理单元154对在任意给定的时间哪个电磁发射器/接收器以及哪个电极用作发射器以及哪个电极用作接收器进行控制。
控制和处理单元154还将控制信号发送到各辅助单元62中的辅助控制和处理单元155并从其接收数据信号。辅助控制和处理单元155进而将适当的控制信号施加到辅助单元中的电磁发射器/接收器以及电极，以发射或接收适当信号。辅助控制和处理单元155还控制地震检测器58对地震信号的接收。中央单元60与辅助单元62之间的通信通常是数字的，各个辅助单元具有唯一的地址。控制和处理单元154还可执行特定的信号处理，包括但不限于：发射器和系统响应校正、噪声滤波、数据平均以及信噪比提高。
在图8所示的系统中，可利用电磁发射器/接收器以及电极来产生和检测多个不同模式下的信号。如在此使用的，术语“时域”指的是使用其中电流被突然转换的激励信号从而产生瞬时信号而进行的测量。对于时域激励，激励信号通常是方波、或者脉冲波或三角波、或者伪随机二进制序列(PBRS)信号。“频域”测量通常使用正弦波激励信号。
其中可由设备进行测量的不同模式的示例包括但不限于以下模式：
模式1：时域测量，其中，由电磁发射器(3分量x、y、z)产生信号，并由电磁接收器(3分量x、y、z)对信号进行检测。这种测量主要对岩层的导电层的电导率敏感。
模式2：时域测量，其中，由电偶极(仅z方向)产生信号，并由电磁接收器(3分量x、y、z)对信号进行检测。这种测量具有对岩层的电导部分和电阻部分的混合敏感性。因为所产生的信号是由电偶极产生的时域(瞬时)信号，所以这种测量对岩层的电阻率敏感。因为所述信号是被电磁接收器(其对与岩层中的电流成比例的磁场敏感)感测到的，所以这种测量对岩层的电导率敏感。
模式3：时域测量，其中，由电偶极(仅z方向)产生信号，并由电偶极接收器(3分量x、y、z)对信号进行检测。这种测量主要对电阻岩层敏感。
模式4：时域测量，其中，由电磁发射器(3分量x、y、z)产生信号，并由电偶极(3分量x、y、z)对信号进行检测。这种测量提供与由模式2的测量所提供的信息基本相同的信息，但是可以针对冗余度执行。因为所产生的信号是由电磁发射器产生的时域(瞬时)信号，所以这种测量对岩层的电导率敏感。因为所述信号是被偶极接收器(其对电流产生的电压敏感)感测到的，所以这种测量对岩层的电阻率敏感。
在图8所示的系统的具体应用中，使用基本如参照图2至7所示出和解释的那样配置的系统来测量井筒周围的地球岩层的电阻率。可以想到，使用根据图2至7的系统进行的测量将使用隔开的电极进行，以提供1至5米的数量级的轴向分辨率。同时或者随后可以使用基本如图8所示并且如上所述地配置的设备进行对地球岩层电阻率的测量，以进行时域电磁测量(包括对感应出的磁场和电场的性质进行测量)、频域电磁测量(包括对感应出的磁场和电场的性质进行测量)的任意组合。本领域的技术人员容易理解，可将图8中的设备配置为利用用作发射器的线圈和/或电极与用作接收器的线圈和/或电极之间的对应轴向间距，以相对较低的轴向分辨率(10至100米的数量级)进行前述电测量和电磁测量。使用长的轴向间距和得出的轴向分辨率将会进行横向(行进到设备和井筒的纵轴)勘测性质相对较深的测量。正是在这些距井筒的横向距离较深的地方，地球岩层的电阻率更可能不受来自井筒的钻探流体渗透(侵入)的影响。在时域中进行电磁测量的实施例中，测量的轴向分辨率会相对较短，这与上面参照图1至5解释的沿着套管进行电流测量的情况相同。
在图9中以流程图的形式示出了前述处理的一个实施例。在160，如上面参照图2至7所解释的，利用“电流泄露”原理进行通过套管的电阻率测量。如162所示，使用如图8所示(并包括图2至图7的通过套管的电阻率测量装置)的系统，利用低轴向分辨率的电磁测量进行岩层的横向“纵深”电阻率的测量。在164，产生电阻率的空间分布的初始模型。通常，因为层边界具有较高的轴向分辨率，所以根据电流泄露(通过套管的)电阻率测量结果选择层边界。根据“深”电磁测量结果选择未侵入(纵深)的电阻率值。在166，针对初始模型计算深系统和电流泄露系统两者的预期响应。在168，对计算出的响应与来自各种设备的实际测量结果进行比较。在170，所述比较确定是否达到最小差，或者如170所示，确定目标函数的值是否达到最小值。如果是，则完成了处理，并将该模型确定为电阻率值最可能的空间分布。如果不是，则在172，模型被扰动(perturb)，从在166处计算预期设备响应开始，重复该处理。利用上述技术可以从带套管的井筒内部提供对岩层电阻率的空间分布的良好分析。
图10示出了辅助单元62的另一实施例。图10的实施例包括与前面的实施例中一样(例如图8所示)的处理、遥测以及控制电路155。图10中的实施例包括核辐射感测装置，该装置使得测量能够与井筒周围的地球岩层的各种组分性质相对应。这种测量使得能够对岩层电阻率、孔隙的体积比率(fractional volume)(孔隙度)进行初始估计，以及对存在于地球岩层中的任何碳氢化合物的形态是否为液体和/或气体进行估计。该感测装置包括脉冲型中子产生管174，该脉冲型中子产生管174发射中子的受控时长“脉冲串(burst)”，所述中子具有14兆电子伏特(MeV)数量级的能量。这种中子脉冲串的定时和时长可由控制器155控制。在辅助单元的机架内被间隔开的位置处，有两个或更多个辐射检测器179、181。在本实施例中，各个辐射检测器包括闪烁检测器晶体176、180，其可以是掺杂铊的碘化钠或者本领域中已知的用于检测核辐射的类似材料。本领域中已知的用于晶体176、180的其他材料包括掺杂铈的氧原硅酸钆(cerium-doped gadolinium oxyotrhosilicate)。例如，参见授予Roscoe等人的美国专利第5,521,378号。用于晶体176、180的材料不是要限制本发明的范围。各个闪烁晶体176、180连接到对应的光电倍增管178、182。各个管178、182的输出连接到控制器155。控制器155中的电路(没有单独示出)对由各个管178、182产生的电脉冲进行检测并对脉冲计数，以及测量它们各自的幅度。可以使用对来自各个管178、182的脉冲的定时、数量和幅度的测量来推断地球岩层的孔隙度、以及地球岩层的宏观中子捕获截面(macroscopic neutron capture cross section)。一些实现还可根据前述脉冲分析来推断地球岩层的矿物组分。进行这种测量和分析的装置在本领域中是已知的。例如，参见授予Mickael的美国专利第6,124,590号，通过引用将其包括于此。
在图10的实施例中，关于地球岩层的组分和流体含量的初始推断可用来产生对地球岩层的电阻率的初始估计。在一些实施例中，可使用这种初始估计来限制初始模式(图9中的160)。在其他实施例中，尤其在将根据本发明的设备用来监控地下流体的运动的情况下，如果具有如图10所示的感测装置，就能够减少由图1至5的电流(电流泄露)电阻率测量装置进行的测量次数。图1至5的电流测量装置需要使设备停在井筒中或者以相对较慢的轴向速度移动，从而降低了测量操作的效率。因此，如图10所示的核装置会提高对特定井筒进行评价的有效速度。
虽然针对有限数量的实施例描述了本发明，但是从本公开中获益的本领域的技术人员将会理解，可以设计出不脱离在此公开的本发明的范围的其他实施例。因此，本发明的范围应该仅由所附权利要求限制。

Claims (28)

1.一种用于从钻穿了地球岩层的井筒内部的导电导管内测量所述岩层的电阻率的设备，该设备包括：
多个首尾相连的机架，所述机架适于在井筒中移动；
位于各个机架上的至少一个电极，各个电极适于被放置为与所述导管的内侧电接触；
电流源；
数字电压测量电路；
开关，其被布置为将所述电流源连接在所述电极之一与位于所述导管顶部和距所述导管顶部选定距离的靠近地表的位置中的一个可选位置处的电流返回之间，所述开关被布置为将所述电极的选定对连接到所述数字电压测量电路，选择所述对以进行与所述地球岩层中的选定轴向距离和选定横向深度相对应的电压测量；以及
位于所述多个机架中的至少一个内的至少一个电磁发射器、至少一个电磁接收器、以及控制电路，所述控制电路适于选择性地向所述至少一个被发送供电并检测来自所述至少一个电磁接收器的信号，
其中，所述设备还包括聚焦电流源，并且其中，所述开关被布置为将所述电极的选定对连接到所述聚焦电流源，可以控制所述源的输出以将在所述电极之一与靠近地表的所述返回之间流动的电流限制到所述井筒的横向附近的从所述井筒横向向外的路径，
其中，所述设备还包括这样的装置，该装置从所述电磁发射器和接收器中选择用于产生与距所述导管内侧10到100米之间的横向距离相对应的测量结果的电磁发射器和接收器。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述数字电压测量电路包括至少二十四位分辨率的模数转换器。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述模数转换器的采样率至少为用于向所述至少一个电流源电极供电的电流的频率的一千倍。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电流源包括数字合成电流源。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述电流源适于产生经转换的直流电。
6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述电流源适于产生占空比小于百分之百的经转换的直流电。
7.根据权利要求4所述的设备，其中，所述电流源适于产生具有选定频率和波形的交流电。
8.根据权利要求4所述的设备，其中，所述电流源适于产生伪随机二进制序列。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，可以控制所述聚焦电流源以保持跨基准电势电极对的选定电压降，所述基准电势电极可由所述开关从所述多个电极中选择。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述数字电压测量电路适于通过连续地工作来确定存在于所述电压测量电极上的直流偏压。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个机架中的至少一个在其中包括：备用臂，其用于选择性地促使所述机架与所述导管内侧接触；和地震接收器，其用于检测来自地震源的地震信号。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁发射器包括线圈。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁发射器包括偶极天线。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁发射器包括三个正交的线圈。
15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁发射器包括三个正交的偶极天线。
16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁接收器包括线圈。
17.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁接收器包括偶极天线。
18.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁接收器包括三个正交的线圈。
19.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁接收器包括三个正交的偶极天线。
20.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个电磁接收器包括布置在所述多个机架中的所述至少一个的外表面上的电极。
21.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制电路适于以时域信号向所述至少一个电磁发射器供电。
22.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制电路适于以频域信号向所述至少一个电磁发射器供电。
23.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制电路适于以伪随机二进制序列信号向所述至少一个电磁发射器供电。
24.根据权利要求1所述的设备，所述设备在多个所述机架的每一个中还包括至少一个电磁发射器和至少一个电磁接收器，并且其中，所述控制电路适于从所述多个电磁发射器中选出要向其供电的电磁发射器以及从所述多个电磁接收器中选出要从其检测信号的电磁接收器。
25.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关适于使得与1到5米之间的轴向距离相对应的从所述导电导管内部进行的电阻率测量能够进行。
26.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括布置在所述多个机架的至少一个中的核辐射测量装置，所述核辐射测量装置适于对与所述地球岩层的孔隙的组成流体含量和体积比率中的至少一个相对应的辐射度量进行测量。
27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述核辐射测量装置包括脉冲中子产生器和至少一个辐射检测器，所述至少一个辐射检测器包括连接至其的晶体和光电倍增管。
28.根据权利要求27所述的设备，其中，所述控制电路包括适于测量由所述光电倍增管产生的脉冲的数量、定时和幅度的电路。
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU6023200A (en) 1999-08-02 2001-02-19 Shionogi & Co., Ltd. Tricyclic compounds having spla2-inhibitory activities
US7388382B2 (en) * 2004-06-01 2008-06-17 Kjt Enterprises, Inc. System for measuring Earth formation resistivity through an electrically conductive wellbore casing
DE102005016510A1 (de) * 2005-04-08 2006-10-12 Buderus Schleiftechnik Gmbh Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von gehärteten Werkstücken
US8679154B2 (en) * 2007-01-12 2014-03-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Adjustable compression staple and method for stapling with adjustable compression
ATE454532T1 (de) 2005-07-29 2010-01-15 Prad Res & Dev Nv Verfahren und vorrichtung zum senden oder empfangen von information zwischen ein bohrlochmessgerät und der oberfläche
US7386402B2 (en) * 2006-06-22 2008-06-10 Bryant Consultants, Inc. Remotely reconfigurable system for mapping structure subsurface geological anomalies
US8019547B2 (en) * 2006-06-22 2011-09-13 Bryant Consultants, Inc. Remotely reconfigurable system for mapping subsurface geological anomalies
US7813883B2 (en) * 2006-06-22 2010-10-12 Bryant Consultants, Inc. Remotely reconfigurable system for mapping subsurface geological anomalies
US8321160B2 (en) * 2006-06-22 2012-11-27 Bryant Consultants, Inc. Remotely reconfigurable system for mapping subsurface geological anomalies
US7788049B2 (en) * 2006-06-22 2010-08-31 Bryant Consultants, Inc. Remotely reconfigurable system for mapping subsurface geological anomalies
US7665544B2 (en) * 2006-12-05 2010-02-23 Baker Hughes Incorporated Method to improve downhole instruments
EP2102688B1 (en) * 2007-01-03 2013-06-19 Council of Scientific & Industrial Research A process and device for measurement of spectral induced polarization response using pseudo random binary sequence (prbs) current source
US20080314582A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Schlumberger Technology Corporation Targeted measurements for formation evaluation and reservoir characterization
US8008919B2 (en) * 2008-03-25 2011-08-30 Baker Hughes Incorporated Method for compensating drill pipe and near-borehole effect on and electronic noise in transient resistivity measurements
CA2725922C (en) 2008-06-24 2016-08-30 Exxonmobil Upstream Research Company Method for electromagnetic prospecting waveform design
US8756015B2 (en) * 2008-08-20 2014-06-17 Baker Hughes Incorporated Processing of azimuthal resistivity data in a resistivity gradient
US9175559B2 (en) 2008-10-03 2015-11-03 Schlumberger Technology Corporation Identification of casing collars while drilling and post drilling using LWD and wireline measurements
EP2368141B1 (en) 2008-12-02 2013-02-13 Schlumberger Technology B.V. Electromagnetic survey using metallic well casings as electrodes
RU2011128000A (ru) * 2008-12-10 2013-01-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Способ и устройство для каротажа наклонно направленной скважины
US9229125B2 (en) * 2009-09-17 2016-01-05 Baker Hughes Incorporated TDEM forward focusing system for downhole use
US20110109163A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Kenneth Bennett 77-78-93 patriot systems
US8499828B2 (en) * 2009-12-16 2013-08-06 Schlumberger Technology Corporation Monitoring fluid movement in a formation
US8002315B2 (en) * 2009-12-23 2011-08-23 General Electric Corporation Device for measuring fluid properties in caustic environments
US8441261B2 (en) * 2010-06-16 2013-05-14 Schlumberger Technology Corporation Determination of conductive formation orientation by making wellbore sonde error correction
CN102121374B (zh) * 2011-02-17 2012-07-11 长江大学 一种探测金属套管外地层电阻率的井中时域脉冲电磁法
US9500762B2 (en) * 2011-09-19 2016-11-22 Precision Energy Services, Inc. Borehole resistivity imager using discrete energy pulsing
US8800652B2 (en) 2011-10-09 2014-08-12 Saudi Arabian Oil Company Method for real-time monitoring and transmitting hydraulic fracture seismic events to surface using the pilot hole of the treatment well as the monitoring well
US9140102B2 (en) 2011-10-09 2015-09-22 Saudi Arabian Oil Company System for real-time monitoring and transmitting hydraulic fracture seismic events to surface using the pilot hole of the treatment well as the monitoring well
AU2011381066B2 (en) 2011-11-18 2014-06-26 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methodology for detecting a conductive structure
BR112015004945A2 (pt) * 2012-09-07 2017-07-04 Groundmetrics Inc sistema para induzir uma corrente elétrica em profundidade dentro da terra e método para introduzir corrente elétrica na profundidade dentro da terra.
US20140139225A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 Halliburton Energy Services, Inc. Well monitoring with optical electromagnetic sensors
US9188694B2 (en) * 2012-11-16 2015-11-17 Halliburton Energy Services, Inc. Optical interferometric sensors for measuring electromagnetic fields
CN107035361A (zh) 2012-12-07 2017-08-11 哈利伯顿能源服务公司 用于确定到目标钻井孔的距离和方向的系统及方法
CA2890068C (en) * 2012-12-07 2018-05-01 Halliburton Energy Services, Inc. Gradient-based single well sagd ranging system
CN103135139B (zh) * 2013-02-04 2016-01-20 西安石油大学 一种透过金属套管测量套管外地层电阻率的方法
US9611736B2 (en) * 2013-08-29 2017-04-04 Saudi Arabian Oil Company Borehole electric field survey with improved discrimination of subsurface features
US10816683B2 (en) * 2013-12-12 2020-10-27 Westerngeco L.L.C. Seismic data recording units
CN104007476B (zh) * 2014-06-17 2017-05-10 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种井地电磁勘探装置
WO2015200477A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-30 Schlumberger Canada Limited Multi-electrode electric field downhole logging tool
CN104280326B (zh) * 2014-09-28 2016-08-24 中国石油大学(华东) 一种确定泥浆滤液侵入深度的测量装置
GB2544022B (en) * 2014-10-17 2021-04-21 Halliburton Energy Services Inc Well monitoring with optical electromagnetic sensing system
US10371851B2 (en) * 2014-10-21 2019-08-06 Schlumberger Technology Corporation Method for formation fracture characterization in highly inclined wells using multiaxial induction well logging instruments
US20160124108A1 (en) * 2014-10-30 2016-05-05 Schlumberger Technology Corporation Inversion Technique For Fracture Characterization In Highly Inclined Wells Using Multiaxial Induction Measurements
US10508535B2 (en) 2014-10-30 2019-12-17 Schlumberger Technology Corporation Method for steering a well path perpendicular to vertical fractures for enhanced production efficiency
GB2553982A (en) * 2015-06-05 2018-03-21 Halliburton Energy Services Inc Sensor system for downhole galvanic measurements
US20160361236A1 (en) * 2015-06-09 2016-12-15 National University Of Singapore Nasogastric tube introducer device
US10365394B2 (en) * 2015-08-03 2019-07-30 Groundmetrics, Inc. Workflow to use borehole completion as antenna for geophysical applications
SA116380082B1 (ar) * 2015-11-02 2020-10-27 شلمبيرجر تكنولوجي بي. في. قياس كهرومغناطيسي عن بعد باستخدام إلكترودات سطحية سعوية
JP6754196B2 (ja) * 2016-02-29 2020-09-09 大成建設株式会社 地盤比抵抗測定方法および地盤比抵抗測定装置
EP3430415B1 (en) * 2016-03-15 2020-10-21 Schlumberger Technology B.V. System and method for electric current leakage detection in a land seismic system
CN109313221B (zh) * 2016-06-23 2020-12-29 三菱电机株式会社 电压检测装置及搭载电压检测装置的气体绝缘开关装置
US10061050B2 (en) * 2016-08-08 2018-08-28 Gowell International, Llc Fractal magnetic sensor array using mega matrix decomposition method for downhole application
US10578763B2 (en) 2017-01-13 2020-03-03 Board Of Regents Of The University Of Texas System Modular electrode tool for improved hydraulic fracture diagnostics
CN109138994B (zh) * 2017-06-27 2021-10-01 中国石油化工股份有限公司 一种随钻电阻率测量系统
CN109372500B (zh) * 2018-10-16 2022-02-01 中国石油天然气集团有限公司 一种地层水电阻率测井仪直流微弱信号三级刻度方法
US20220018986A1 (en) * 2020-07-20 2022-01-20 Saudi Arabian Oil Company System and method for mapping and monitoring reservoirs by electromagnetic crosswell and optimizing production
CN112327376B (zh) * 2020-10-13 2022-06-24 长江大学 一种探测射孔金属套管外地层电阻率的井中时域电磁法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2459196A (en) 1938-12-22 1949-01-18 Sun Oil Co Electrical logging method and apparatus
US2729784A (en) 1950-11-30 1956-01-03 Lane Wells Co Method and apparatus for electric well logging
US2891215A (en) 1956-11-13 1959-06-16 Electro Chemical Lab Corp Method and apparatus for electric well logging
SU960700A1 (ru) * 1981-03-06 1982-09-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики Устройство дл электромагнитного каротажа скважин
US4796186A (en) 1985-06-03 1989-01-03 Oil Logging Research, Inc. Conductivity determination in a formation having a cased well
US5223794A (en) 1986-11-04 1993-06-29 Para Magnetic Logging, Inc. Methods of operation of apparatus measuring formation resistivity from within a cased well having one measurement and two compensation steps
US5633590A (en) 1986-11-04 1997-05-27 Paramagnetic Logging, Inc. Formation resistivity measurements from within a cased well used to quantitatively determine the amount of oil and gas present
US5075626A (en) 1986-11-04 1991-12-24 Paramagnetic Logging, Inc. Electronic measurement apparatus movable in a cased borehole and compensating for casing resistance differences
US5570024A (en) 1986-11-04 1996-10-29 Paramagnetic Logging, Inc. Determining resistivity of a formation adjacent to a borehole having casing using multiple electrodes and with resistances being defined between the electrodes
US4820989A (en) 1986-11-04 1989-04-11 Paramagnetic Logging, Inc. Methods and apparatus for measurement of the resistivity of geological formations from within cased boreholes
US4882542A (en) 1986-11-04 1989-11-21 Paramagnetic Logging, Inc. Methods and apparatus for measurement of electronic properties of geological formations through borehole casing
US5043668A (en) 1987-08-26 1991-08-27 Paramagnetic Logging Inc. Methods and apparatus for measurement of electronic properties of geological formations through borehole casing
US4837518A (en) 1987-08-18 1989-06-06 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for measuring the electrical resistivity of geologic formations through metal drill pipe or casing
FR2703471B1 (fr) 1993-03-31 1995-06-23 Schlumberger Services Petrol Procede et appareil pour determiner la resistivite de formation dans un puits tube.
SG50594A1 (en) * 1993-06-10 1998-07-20 Shell Int Research Electrical logging system
US5510712A (en) 1994-05-02 1996-04-23 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring formation resistivity in cased holes
FR2729227A1 (fr) 1995-01-10 1996-07-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesure a induction en presence de parois metalliques
US5543715A (en) 1995-09-14 1996-08-06 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for measuring formation resistivity through casing using single-conductor electrical logging cable
US5680049A (en) 1995-12-11 1997-10-21 Western Atlas International, Inc. Apparatus for measuring formation resistivity through a conductive casing having a coaxial tubing inserted therein
US5809458A (en) 1996-09-05 1998-09-15 Western Atlas International, Inc. Method of simulating the response of a through-casing electrical resistivity well logging instrument and its application to determining resistivity of earth formations
FR2795521B1 (fr) 1999-06-22 2001-09-21 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif pour determiner la resistivite d'une formation traversee par un puits tube
US6603314B1 (en) 1999-06-23 2003-08-05 Baker Hughes Incorporated Simultaneous current injection for measurement of formation resistance through casing
US20010038287A1 (en) 1999-11-20 2001-11-08 Amini Bijan K. Logging tool for measurement of resistivity through casing using metallic transparencies and magnetic lensing
US6633164B2 (en) 2000-01-24 2003-10-14 Shell Oil Company Measuring focused through-casing resistivity using induction chokes and also using well casing as the formation contact electrodes
US7114561B2 (en) 2000-01-24 2006-10-03 Shell Oil Company Wireless communication using well casing
US6630831B2 (en) 2000-09-02 2003-10-07 Em-Tech Sensors Llc Measurements of electrical properties through non magneticially permeable metals using directed magnetic beams and magnetic lenses
US6541975B2 (en) * 2001-08-23 2003-04-01 Kjt Enterprises, Inc. Integrated borehole system for reservoir detection and monitoring
US7388382B2 (en) * 2004-06-01 2008-06-17 Kjt Enterprises, Inc. System for measuring Earth formation resistivity through an electrically conductive wellbore casing

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