CN1021521C - 全梯度合成测井方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地球物理测井中的测井方法，该方法包括井下电极系位置的设置，全梯度合成测井的解释方法，以及全梯度合成测井视电阻率测井图。使用这种方法得到的视电阻率曲线，可以准确地划分薄层或互层组地层，并可真实准确、形象地反映出井下薄地层或互层组地质剖面电阻率特性的变化图。

Description

本发明是一种用于地球物理测井中的测井方法，更具体地说是在电法测井理论基础上的一种新方法，用这种方法得到的视电阻率曲线，可以准确的划分薄层或互层组地层，并可真实、准确、形象地反映出井下薄地层或互层组地质剖面电阻率特性的变化图。

常规的电法测井主要有电位电极测井和梯度电极测井，这类测井方法是把井下测井设备-电极系放入井内、测量岩层电阻率沿纵向变化的曲线，用以研究井所穿过的地质剖面的油、气、水层及岩性剖面。已有技术中的电极系是由发射电极和接收电极构成。（见附图1）在发射电极中一个回路电极B设置在地面，另一个电极A放入井内，放入井内的发射电极A称之为供电电极，它由地面装置提供电流，在岩层中造成人工电场，一组接收电极M、N也称之为测量电极，这种测量电极通常设置在供电电极A的一侧（见附图2），有时可设置在供电电极的顶部，有时可设置在供电电极的底部，但无论怎样设置，成对测量电极组均设置在单供电电极的一侧。这种测量电极位置的设置用以接收和测量岩层在人工电场中M、N两点的电位差，由此而获取的井下岩层视电阻率，即电位或梯度视电阻率测井曲线，从而可以计算出岩层的电阻率，这种测量方法直接测量的物理量是地层剖面的视电阻率，测量出的曲线在地层边界处无明显特征。这类曲线不能逐点反映出井下岩层视电阻率的真实值。

本发明是在电场理论基础上提供出一种全梯度合成测井方法，该方法包括：1、全梯度合成测井电极系的设置;2、全梯度测井的基本原理;3、全梯度合成测井解释方法;4、绘制全梯度合成测井视电阻率测井图。

该方法的井下电极系位置的设置与已有技术不同，供电电极A1、A2是以测量电极M、N为中心上下对称地设置的。A1、A2为两个分别独立的互不连接的供电电极系，而两供电电极系供电的极性相同。上下对称设置的供电电极与测量电极之间的距离相等。从而得到两供电电极对同一组的测量电极M、N上所测的电位梯度的叠加和，即得出原始全梯度合成测井曲线，根据全梯度合成测井的解释方法，将原始全梯度合成测井曲线解释为全梯度合成视电阻率测井图。

从原理上讲本方法有两个独立供电电极，A1、A2、产生两个电场，而由中间的同一测量电极M、N接收，这种测井方法将反映出井下岩层视电阻率变化的相对值。把地层深度位置与电阻率两种物理量统一在一个曲线形态中，这种测井方法可以直观地反映出岩层剖面上任意一点的视电阻率变化的真实值。从而达到准确简便地划分地层深度和地层厚度。特别是对于薄地层非均质互层组层界面的划分以及扣夹层，高矿化度泥浆测井，以及定量求解储层地质参数等，这比常规测井方法有更加清晰、准确的效果，本发明的目的就在于此。

附图1是已有技术中电法测井的井下电极位置 设置示意图，1为记录仪，2是供电电源。

附图2是已有技术中梯度电极系与电位电极系供电电极和测量电极位置设置示意图。

附图3a为全梯度合成测井、供电电极与此测量电极位置设置示意图，其中3为绝缘棒，4为电极环。

附图3b为测量电极M、N电极环，其中的一种具体结构示意图，这种测量电极环分别由四个小弧度型环构成，电极环4均匀地分布在绝缘棒3上。

附图4是全梯度合成测井供电电极对称设置位置示意图，其中供电电极可以在不同距离内设置。

附图5是全梯度测井方法解释图板集之一，曲线模数为h/d＝4，16，32，h为厚度，d为井径。

附图6是计算机模拟全梯度合成测井典型曲线示意图，其中图6a为地层条件，图6b为测量出的△Ra/Rm曲线，图6c为全梯度合成测井电阻率曲线。例R1＝4欧姆/米（指单位米条件下的欧姆数）。

附图7a、b、c是全梯度合成测井解释后的实例示意图。图7a为地层深度，图7b为测量的△Ra/Rm曲线，图7c最终成果全梯度合成测井电阻率曲线。

下面结合两个供电电极A1、A2设置在测量电极M、N上下位置上的附图对本发明作进一步说明：从附图3可以看出一对测量电极MN设置在供电电极系的中心部位，即两个独立供电电极A1、A2，以MN测量电极为中心，成对地设置在M、N两侧，这两个供电电极A1、A2与中心部位的测量电极M、N之间的距离相等，A1、A2供电电极的极性相同。其中测量电极M、N分别由4个独立小半环构成即M（m1、m2、m3、m4）、N（n1、n2、n3、n4）小环之间由绝缘物隔离。测量时可以将4个小半环短路联接成一个M环N环，进行全梯度合成测井工作。同理也可以将4个小半环分别独立作测量电极进行测量，即得到4对测量电极组，即m1n1、m2n2、m3n3、m4n4。在同一供电电极A1、2电作用下，可同时得到4条同深度全梯度合成视电阻率测井曲线。

从附图4可以看出根据全梯度测井方法的需要，可以以测量电极为中心设置供电电极，但其距离可以不同。由全梯度合成测井方法而获得井下岩层视电阻率变化的相对值。

从附图6a的原始全梯度测井曲线在地层边处呈极大值，而在均匀介质中即A1、M、N、A2所处同一介质中出现零值，即其电位叠加和为零。

根据全梯度合成测井解释方法可以把地层深度位置与电阻率物理量统一在一个曲线形态中，做出测井全梯度合成测井图。

全梯度测井解释方法。

1、准确划分地层厚度，依据全梯度合成测井原理曲线图7b可以看出地层上下边界处呈正负极大值，由图7b上的极大值1点和2点处划出地层边界值。1点对应井深为1986.5米曲线，2点对应的井深为1989.5米，根据两点对应的井深便可计算出地层厚度h＝3米。

2、全梯度测井中曲线特征极大值（即幅度变化值），将代表为相邻两地层电阻率的差值。根据公式可得：

A1、M、N梯度得视电阻率Ra1=K1 (ΔU)/(Io)

A2、N、M梯度得视电阻率Ra2=K₂(ΔU)/(I_o)

∵A1、M、N＝A2、N、M

∴K₁＝K₂I₁＝I₂，则实际上，

△R＝Ra1+Ra2，即两个不同的供电电源在M、N上的电场梯度的叠加和，当两电极处在不同介质时，则其视电阻率的差值是全梯度合成曲线幅度值的函数。

地层电阻率Rt应为邻层电阻率R_o加目的层与邻层的视电阻率差值即：

Rt＝R_o+（R目-R邻）＝R_o+△R

推论互层中第i层的求解视电阻率方程为：

Ri＝R_o+△R1+△R2+……△Ri

其中Ri为第i地层视电阻率;R_o为第O地层视电阻率;

△R1为第0层与第1层视电阻率之差即：△R＝R1-R_o;

△R2为第1层与第二层视电阻率之差即： △R2＝R2-R1，△Ri＝Ri+1-Ri。

该方法是采用递推法，即预求互层组中第i层的电阻率Ri时，首先应知道互层组的起始端R_o的电阻率。再用差剖面数列的数值求出剖面中各相邻地层电阻率的差值。

3、根据上述条件做出全梯度合成测井曲线图。

（1）已知Ra＝4欧姆/米，R_m＝1欧姆/米;

（2）再按图5的解释图板：h＝3米，d＝0.25米，查曲线求出△R＝12欧/米;

（3）则R1＝R_o+△R＝4+12＝16欧/米;求出图7c视电阻率值R1＝16欧/米。

下面各层的视电阻率以此类推，由此得到全梯度合成测井最终结果的合成曲线，即图7c。

Claims (2)

1、一种全梯度合成测井方法，该方法包括井下供电电极系的设置，测井的解释方法和根据其解释方法绘制全梯度合成测井视电阻率测井图，其特征在于：

(a)两个供电电极(A₁)和A₂)以一对测量电极(M)、(N)为中心，上下对称地设置，供电电极(A₁)和(A₂)相互独立，互不连接，它们各自与测量电极(M)、(N)的距离相等；

(b)两个供电电极(A₁)和(A₂)分别对同一组测量电极(M)、(N)进行测量，并将所测的电位梯度进行叠加，在同一均匀介质中，其叠加合为零；当全梯度合成曲线在两种电阻率不同的地层边界处，其曲线的电阻率变化最大，即曲线在地层边界处呈极大值。

(c)全梯度合成测井的解释方法包括：

(1)根据原始全梯度合成测井曲线在地层边界处呈极大值，依此划分出地层上下边界得到的地层厚度；

(2)根据已知的地层厚度c₁利用全梯度合成测井方法解释图板，由此求出相邻两地层电阻率差值；

(3)采用递推法，求出全梯度合成测井曲线在互层组中任意层的视电阻率。

2、根据权利要求1所述的全梯度合成测井方法，其特征在于测量电极可以分别由四个小弧度型的环构成，也可以采用电极环为一整体的结构。

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