CN101793973A - 随钻电法 - Google Patents
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一种随钻电法，有：供电电极A极，由地面向地下或由地下向地上逐渐改变深度的且按设定时间间隔供电的电极是采用钻机不断钻进的钻杆作为供电电极A极，或钻机在提钻、下钻过程中不断改变深度的钻杆作为供电电极A极。供电电极B极，固定在地表下的电极，以一电极插入地下作为供电电极B极，或以已下入在完钻井内的套管作为供电电极B极，或向未下套管的井下设置电缆作为供电电极B极。地表检测系统布设在地表，在设置供电电极A极的观测目标井为直井时，以观测目标井为中心，采用放射状布设结构，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上测点的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器的灵敏度。本发明提高目的层供入的电流强度，可以提高目的层探测的准确性和分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电法勘探技术。特别是涉及一种能够精确测量不同深度地质体结构的随钻电法。
背景技术
在资源勘探中，获得勘探地区地下电性特征和结构构造信息十分重要。通过电性结构构造信息可以判明探测目标的大小、空间位置及附存状态，通过电性特征信息，可以判明探测目标是什么或含有什么矿物。因此，如何获得勘探地区地下准确的电性特征和结构构造信息是业界十分关注的问题，同时也是亟待解决的问题。电法是一项用于石油、天然气、煤等化石类矿藏探测及金属、非金属矿藏探测常用技术。按其探测方式和信号激发方式可有多种分类。
目前，为了获得勘探地区地下电性特征和结构构造信息，常用的人工场源的电法勘探技术可以分为如下四类：第一类为航空电法，它采用在飞机上激发机上接收的方式工作；第二类为可控源电法，它采用在地面激发地面接收的方式工作；第三类为井地电法，它采用钻井套管激发地面接收的方式工作；第四类为井间电法，它采用在钻井中激发钻井中接收的方式工作。上述四类人工场源的电法勘探技术勘探原理类似，工作方法各异，勘探能力各有特点。
航空电法和地面可控源电法，是由激发的一次场经地面向下传播，传播过程中能量损失很大；当到达目标体后，在目标体内产生二次场，二次场再向地面传播，同样，传播过程中能量大量损失。由此可见，只有规模大、电性差异明显的目标体才有可能被探测到。因此，航空电法和地面可控源电法分辨率不高，多解性比较严重。
井间电法采用在井中激发井中接收方式工作，激发源和接收装置接近目标体，波场在传播过程中能量损失小，因此，井间电法分辨率较高，多解性较少。但是，由于套管的影响及多种因素的制约，造成井间电法不易在实际勘探中应用。
井地电法采用钻井套管激发一次场，激发源接近目标体，在目标体内产生二次场，二次场再向地面传播，传播过程中能量损失很大。相对地面可控源电法而言，波场传播过程中能量只有单程损失，因此，井地电法分辨率相对较高，多解性相对少。但是，套管是固定的，不易改变激发方式，也限制了井地电法的探测能力。
至今大多数电法都是先布置好供电模式和接收模式后进行测量，当然也可改变供电模式和接收模式再进行测量。信号激发方式大多在地表，而井地电法也只是将信号激发放至某一目的层部位。
现有电法技术要测量不同深度地质体电信息的方法，都是在地表不断改变供电电极AB间的距离，或改变供电的频率以达到测深的目的。
能否固定供电B极，而使供电A极不断下入不同深度，且连续在地面测量不同A极深度供电时产生的电场？若能实现，就可实现在目的地层内部供电，地表测量的目的。还可减少地表供电所产生的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现在目的地层内部供电，在地表精确测量不同深度地质体结构的随钻电法。
本发明所采用的技术方案是：一种随钻电法，包括：供电电极A极，供电电极B极和接收电信号的地表检测系统，所述的供电电极A极，是由地面向地下或由地下向地上逐渐改变深度的且按设定时间间隔供电的电极；所述的供电电极B极是固定在地表下的电极；所述的地表检测系统布设在地表。
所述的供电电极A极，是采用钻机不断钻进的钻杆作为供电电极A极，或钻机在提钻、下钻过程中不断改变深度的钻杆作为供电电极A极。
所述的供电电极A极，是在裸眼井筒中用电缆使电极不断改变深度作为供电电极A极。
所述的供电电极B极，是以一电极插入地下作为供电电极B极，或以已下入在完钻井内的套管作为供电电极B极，或向未下套管的井下设置电缆作为供电电极B极。
所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为直井时，以观测目标井为中心，采用放射状布设结构，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上测点的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器的灵敏度。
所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为斜井时，以重点目的层中部设计井眼的地表投影点为中心，采用放射状布设结构，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上测点的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器的灵敏度。
所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为直井时，以观测目标井为中心，采用矩阵方式布设，相临两条测线、每条测线上测点MN的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器灵敏度。
所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为斜井时，以重点目的层中部设计井眼的地表投影点为中心采用矩阵方式布设，相临两条测线、每条测线上测点MN的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器灵敏度。
所述的观测点的距离为等距，或不等距。
所述的观测点的距离为不等距时，离中心越远间距越大。
本发明的随钻电法，以不断钻进的钻杆作为供电的A极且以一个设定的时间间隔供电，地表以放射状或矩阵观测系统连续进行测量，以获取自目的层供入电流而产生的电信息，来减少地表供电产生的影响。提高目的层供入的电流强度，相应的就能提高目的层探测的准确性，从而提高地质体的分辨率。
附图说明
图1是本发明的地表检测系统放射性布线的结构示意图；
图2是本发明的地表检测系统矩阵布线的结构示意图；
图3是本发明的供电电极A极钻杆供电结构示意图；
图4是本发明的供电电极B极套管供电结构示意图。
图中：
A：供电电极A极 B：供电电极B极
M：测点 N：测点
am、m、n、l：间距 E：接收电极
F：隔离电源 G：仪器车
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的随钻电法做出详细说明。
如图1所示，本发明的随钻电法，包括：供电电极A极，供电电极B极和接收电信号的地表检测系统。
所述的供电电极A极，是由地面向地下或由地下向地上逐渐改变深度的且按设定时间间隔供电的电极，如图3所示，可以是采用钻机不断钻进的钻杆作为供电电极A极，或钻机在提钻、下钻过程中不断改变深度的钻杆作为供电电极A极。所述的供电电极A极还可以是在裸眼井筒中用电缆使电极不断改变深度来作为供电电极A极。
所述的供电电极B极是固定在地表下的电极。所述的供电电极B极，如图4所示，是以一电极插入地下作为供电电极B极，或以已下入在完钻井内的套管作为供电电极B极，或向未下套管的井下设置电缆作为供电电极B极，以确保电流供入地下。
所述的地表检测系统布设在地表。如图1所示，在设置供电电极A极的观测目标井为直井时，所述的设置在地表的检测系统是：以观测目标井为中心，采用放射状布设结构，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上的测点MN的数量和距离取决观测精度的要求和仪器的灵敏度。具体为相邻两条放射线间的夹角为1°～60°，每条放射线上测点MN的数量为3～30个，每条放射线上测点MN的距离为10～1000米。
在设置供电电极A极的观测目标井为斜井时，所述的设置在地表的检测系统是：以重点目的层中部设计井眼的地表投影点为中心，采用放射状布设结构，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上观测点MN的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器的灵敏度。具体为相邻两条放射线间的夹角为1°～60°，每条放射线上测点MN的数量为3～30个，每条放射线上的测点MN的距离为10～1000米。
如图2所示，所述的设置在地表的检测系统还可以是：在设置供电电极A极的观测目标井为直井时，以观测目标井为中心，采用矩阵方式布设，相临两条测线、每条测线上测点MN的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器灵敏度。具体为相邻两条测线间的距离为10～1000米，每条测线上测点MN的数量为3～100个，每条测线上测点MN的距离为10～1000米。
在设置供电电极A极的观测目标井为斜井时，所述的设置在地表的检测系统是：以重点目的层中部设计井眼的地表投影点为中心采用矩阵方式布设，相临两条测线、每条测线上测点MN的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器灵敏度。具体为相邻两条测线间的距离为10～1000米，每条测线上测点MN的数量为3～100个，每条测线上测点MN的距离为10～1000米。
本发明中所述的观测点MN的距离可等距，也可不等距。不等距时离中心越远间距可越大。
本发明中所用的供电电流可是直流，也可是时间域或方波电流频率域交流电流。
由于本发明的随钻电法是以不断钻进的钻杆作为供电电极A极，在地表布好相应的检测系统和供电电极B极，随钻机的不断钻进，供电电极A极的代电深度不断增加，供入电流以不一定的时间间隔供电，地表检测系统连续进行测量。这样，供电电极A极深入到地质体内部供电，克服了地表供电的很多缺点的影响，提高了目的层供入的电流强度，相应的提了高目的层电信息探测的准确性，从而提高了地质体的分辨率。
下面结合图1给出一具体实施例：
观测系统设计及布设：对于直井，以井点主中心，采用放射状布设观测系统，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上测点MN的数量和距离取决于测量仪器同时可测量测点数量、灵敏度及测量要求。以天津英驰光电科技有限公司生产的CDMA电法仪为例，该仪器现可同时测量(39×2)78个测点。现场已实施的一口井采用了60°夹角，每条线上测点M与中心的距离是50米，每条线上测点是5个，测点间距50米，测量每条测线的50与100米、50与150米、150与200米、150与250米间的电位资料。共测有6个测量方向、每个方向4个测量值，测量间隔为2分钟。另一口井也采用了60°夹角，每条线上测点M与中心的距离是50米，每条线上测点是7个，测点间距60米，测量是每条测线的50与110米、110与170米、170与230米、230与290米、290与350米、350与410米间的电位资料。共测有6个测量方向，每个方向6个测量值，测量间隔为2分钟。每个测量点采用铜电极钉入地下20至30厘米，确保接触良好。采用信号线连接至仪器。
供电电极A极和供电电极B极的布设：以不断钻进的钻杆作为供电电极A极，仪器上出来的供电电源线直接接到钻机下部与钻驱动转盘相连接的金属件上即可。供电电极B极则在大于取大目的层深度值的远处插入电极，采用电线连接到仪器上。现场已实施的一口井因目的层浓度不到350米，B极距井的距离是800米。另一口井的目的层浓度不到1900米，B极距井的距离是2000米
测量：所有电极都连接到仪器对应位置后启动仪器进行连续测量。CDMA电法仪采用2分钟左右一个周期，完成一次供电和测量过程，一个周期接一个周期进行。测量的起点可是该井开钻时，也可从钻至某一深度才进行。
数据整理：连续测得记录到的电信息，要用时间与不同时刻钻具深度资料进行深度对应确定，以确保测到的资料有对应的时间和深度。
Claims (10)
1.一种随钻电法，包括：供电电极A极，供电电极B极和接收电信号的地表检测系统，其特征在于，所述的供电电极A极，是由地面向地下或由地下向地上逐渐改变深度的且按设定时间间隔供电的电极；所述的供电电极B极是固定在地表下的电极；所述的地表检测系统布设在地表。
2.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的供电电极A极，是采用钻机不断钻进的钻杆作为供电电极A极，或钻机在提钻、下钻过程中不断改变深度的钻杆作为供电电极A极。
3.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的供电电极A极，是在裸眼井筒中用电缆使电极不断改变深度作为供电电极A极。
4.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的供电电极B极，是以一电极插入地下作为供电电极B极，或以已下入在完钻井内的套管作为供电电极B极，或向未下套管的井下设置电缆作为供电电极B极。
5.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为直井时，以观测目标井为中心，采用放射状布设结构，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上测点(MN)的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器的灵敏度。
6.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为斜井时，以重点目的层中部设计井眼的地表投影点为中心，采用放射状布设结构，相临两条放射线间的夹角及每条放射线上测点(MN)的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器的灵敏度。
7.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为直井时，以观测目标井为中心，采用矩阵方式布设，相临两条测线、每条测线上测点MN的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器灵敏度。
8.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的设置在地表的检测系统是：在设置供电电极A极的观测目标井为斜井时，以重点目的层中部设计井眼的地表投影点为中心采用矩阵方式布设，相临两条测线、每条测线上测点MN的数量和距离取决于观测精度的要求和仪器灵敏度。
9.根据权利要求1所述的随钻电法，其特征在于，所述的观测点(MN)的距离为等距，或不等距。
10.根据权利要求9所述的随钻电法，其特征在于，所述的观测点(MN)的距离为不等距时，离中心越远间距越大。
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