CN111350489A - 一种过射孔眼测量地层电阻率的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种过射孔眼测量地层电阻率的系统及方法，所述系统包括测量短接，所述测量短接外壁上固定有三个或三个以上间距相等的环形的探针簇阵列；测量短接的底部固定有一个环形的固定销阵列，测量短接的内部封装有测量电子线路；所述方法包括，通过测量两个有效电极之间的电阻，从而得出地层的电阻率。本发明系统通过在测量短接内设置测量电子线路，与测量电极相配合，能够准确测量出地层的电阻率，为油田开发中实现地层电阻率永久监测提供了一种新手段，解决了剩余油饱和度评价难题；本发明方法利用所述系统进行测量地层的电阻率，测量方法精确，而且操作简单，测量时间短，能够较快的出结果，且受其他因素的影响较小，安全无污染。

Description

一种过射孔眼测量地层电阻率的系统及方法
技术领域
本发明属于石油地质勘探技术领域，具体涉及一种过射孔眼测量地层电阻率的系统及方法。
背景技术
油田进入开发中后期，由于长期注水，多数主力油层已被水淹，给油田继续稳产、高产带来难度；利用测井技术正确评价油层水淹程度，确定油层含油饱和度，寻找剩余油富集区，指导油田进一步调整和开发，是油田急需解决的难题。目前主要有核测井和过套管电阻率测井两种方法，核测井方法存在放射性风险高、探测浅(20-45cm)、受孔隙度影响大、中子管寿命短等缺点；过套管电阻率测井需贴井壁测量，对井眼要求高，采用点测的方式，测试时间过长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过射孔眼测量地层电阻率的系统及方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，包括测量短接及套设在测量短接外的套管，及与测量短接顶端连接的电缆；所述测量短接外壁上固定有三个或三个以上间距相等的环形的探针簇阵列；测量短接的底部固定有一个环形的固定销阵列，测量短接的内部封装有测量电子线路；
所述探针簇阵列包括两个或两个以上的探针，所述探针的前端为导电材料，后端为绝缘材料并连接入测量短接内；所述探针的内部贯通有导线，导线一端连接测量电子线路，另一端连接探针前端的导电材料，探针通过电磁阀控制能够弹出或收回；
所述测量电子线路包括：发射系统、采集系统、探针状态检测系统和探针开收控制系统；发射系统用于产生频率为50Hz、电流为50mA的恒流源；采集系统用于对检测信号进行放大滤波和数字化处理；探针状态检测系统用于判断每个探针是否与套管接触；探针开收控制系统用于打开或收拢探针。
进一步的，所述两个相邻探针簇阵列之间的间距等于两个相邻的射孔通道的间距。
进一步的，所述探针的直径小于或等于5mm，长度分布在测量短接的外径和套管的内径之间。
进一步的，所述探针的直径为5mm，长度为60mm。
进一步的，所述探针簇阵列按照1米16个探针簇等间距分布，相邻两个的探针簇阵列的间距为62.5mm，每个探针簇阵列包括23个探针。
进一步的，所述固定销阵列包括固定销，每个固定销均能够伸出和回收，且具有轴向弹性功能。
一种基于过射孔眼测量地层电阻率的系统的测量方法，包括以下步骤：
S1将测量短接下到目的地层，打开探针，使探针顶住套管的内壁，缓慢上提测量短接，判断是否有固定销进入射孔通道，如果有固定销进入射孔通道则立即停止上提；
S2通过探针状态检测系统对探针的状态进行检测，将所有探针分为两组；第一组为与套管接触的探针，视为无效探针；第二组为通过射孔通道进入到地层的探针，视为有效探针；如果有效探针数量小于2，则将探针和固定销收回，将测量短接拉出地面，重新执行S1；
S3把有效探针分类为发射探针、回路探针、测量电极，所述测量电极为第一测量探针和第二测量探针；在发射探针和回路探针上施加I0的恒流源；测量出第一测量探针和第二测量探针之间的电压U及电流I；根据公式
Figure BDA0002413132140000021
计算出第一测量探针和第二测量探针之间地层的电阻率Ra，K为探针的电极常数。
进一步的，S2中，通过测量探针电极与套管壁之间的电位差判断探针状态，以探针电极与套管壁接触电位作为基准值，电位差大于基准值判断探针为有效探针，电位差与基准值接近判断探针为无效探针。
进一步的，S3中，对第一测量探针和第二测量探针之间的电压U及电流I信号进行固定增益放大处理，然后进行AGC自动增益调整，接着进行AD转化，将数字化结果送到DSP中进行数字相敏检波处理，最终将处理结果通过CAN总线传到上位机，得到第一测量探针和第二测量探针之间的电压U(j)及电流I(j)。
进一步的，S3中，测量电极为发射电极和接收电极本身，或发射电极和接收电极之间的成对电极。
本发明的有益效果如下：
1、本发明系统通过在测量短接内设置测量电子线路，与测量电极相配合，能够准确测量出地层的电阻率，为油田开发中实现地层电阻率永久监测提供了一种新手段，可以解决剩余油饱和度评价难题，对于油田及时调整开发方案，提高采收率具有重要意义；
2、本发明方法利用所述系统进行测量地层的电阻率，测量方法精确，而且操作简单，测量时间短，能够较快的出结果，且受其他因素的影响较小，安全无污染。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的测量系统结构示意图；
图2是本发明的测量系统的探针分布示意图；
图3是本发明的测量系统的探针结构示意图；
图4是本发明的测量系统的固定销结构示意图；
图5是本发明的测量系统电路构成图；
其中：1地层，2套管，3射孔通道，4电缆，5测量短接，6探针簇阵列，7固定销阵列，71固定销，8探针。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
如图1所示，一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，包括测量短接5及套设在测量短接5外的套管2，及与测量短接5顶端连接的电缆4；所述测量短接5外壁上固定有三个或三个以上间距相等的环形的探针簇阵列6；测量短接5的底部固定有一个环形的固定销阵列7，测量短接5的内部封装有测量电子线路；
所述探针簇阵列6包括两个或两个以上的探针8，所述探针8的前端为导电材料，后端为绝缘材料并连接入测量短接5内；所述探针8的内部贯通有导线，导线一端连接测量电子线路，另一端连接探针8前端的导电材料，探针8通过电磁阀控制能够弹出或收回；
如图5所示，所述测量电子线路包括：发射系统、采集系统、探针状态检测系统和探针开收控制系统；发射系统用于产生频率为50Hz、电流为50mA的恒流源；采集系统用于对检测信号进行放大滤波和数字化处理；探针状态检测系统用于判断每个探针8是否与套管2接触；探针开收控制系统用于打开或收拢探针8。
进一步的，所述两个相邻探针簇阵列6之间的间距等于两个相邻的射孔通道3的间距。
进一步的，所述探针8的直径小于或等于5mm，长度分布在测量短接5的外径和套管2的内径之间。
进一步的，所述探针8的直径为5mm，长度为60mm。
进一步的，所述探针簇阵列6按照1米16个探针簇等间距分布，相邻两个的探针簇阵列6的间距为62.5mm，每个探针簇阵列6包括23个探针8。
进一步的，所述固定销阵列7包括固定销71，每个固定销71均能够伸出和回收，且具有轴向弹性功能。
一种基于过射孔眼测量地层电阻率的系统的测量方法，包括以下步骤：
S1将测量短接5下到目的地层1，打开探针8，使探针8顶住套管2的内壁，缓慢上提测量短接5，判断是否有固定销71进入射孔通道3，如果有固定销71进入射孔通道3则立即停止上提；
S2通过探针状态检测系统对探针8的状态进行检测，将所有探针8分为两组；第一组为与套管2接触的探针8，视为无效探针；第二组为通过射孔通道3进入到地层1的探针，视为有效探针；如果有效探针数量小于2，则将探针8和固定销71收回，将测量短接5拉出地面，重新执行S1；
S3把有效探针分类为发射探针、回路探针、测量电极，所述测量电极为第一测量探针和第二测量探针；在发射探针和回路探针上施加I0＝50mA的恒流源；测量出第一测量探针和第二测量探针之间的电压Uj及电流Ij；根据公式
Figure BDA0002413132140000051
计算出第一测量探针和第二测量探针之间地层的电阻率Ra，K为探针8的电极常数。
进一步的，S2中，通过测量探针电极与套管壁之间的电位差判断探针状态，以探针电极与套管壁接触电位作为基准值，电位差大于基准值判断探针为有效探针，电位差与基准值接近判断探针为无效探针。
进一步的，S3中，对第一测量探针和第二测量探针之间的电压Uj及电流Ij信号进行固定增益放大处理，然后进行AGC自动增益调整，接着进行AD转化，将数字化结果送到DSP中进行数字相敏检波处理，最终将处理结果通过CAN总线传到上位机，得到第一测量探针和第二测量探针之间的电压U(j)及电流I(j)。
进一步的，S3中，测量电极为发射电极和接收电极本身，或发射电极和接收电极之间的成对电极。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，其特征在于，包括测量短接(5)，所述测量短接(5)外壁上固定有三个或三个以上间距相等的环形的探针簇阵列(6)；测量短接(5)的底部固定有一个环形的固定销阵列(7)，测量短接(5)的内部封装有测量电子线路；
所述探针簇阵列(6)包括两个或两个以上的探针(8)，所述探针(8)的前端为导电材料，后端为绝缘材料并连接入测量短接(5)内；所述探针(8)的内部贯通有导线，导线一端连接测量电子线路，另一端连接探针(8)前端的导电材料，探针(8)通过电磁阀控制能够弹出或收回；
所述测量电子线路包括：发射系统、采集系统、探针状态检测系统和探针开收控制系统；发射系统用于产生频率为50Hz、电流为50mA的恒流源；采集系统用于对检测信号进行放大滤波和数字化处理；探针状态检测系统用于判断每个探针(8)是否与套管(2)接触；探针开收控制系统用于打开或收拢探针(8)。
2.根据权利要求1所述的一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，其特征在于，所述两个相邻探针簇阵列(6)之间的间距等于两个相邻的射孔通道(3)的间距。
3.根据权利要求1所述的一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，其特征在于，所述探针(8)的直径小于或等于5mm，长度分布在测量短接(5)的外径和套管(2)的内径之间。
4.根据权利要求1所述的一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，其特征在于，所述探针(8)的直径为5mm，长度为60mm。
5.根据权利要求1所述的一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，其特征在于，所述探针簇阵列(6)按照1米16个探针簇等间距分布，相邻两个的探针簇阵列(6)的间距为62.5mm，每个探针簇阵列(6)包括23个探针(8)。
6.根据权利要求1所述的一种过射孔眼测量地层电阻率的系统，其特征在于，所述固定销阵列(7)包括固定销(71)，每个固定销(71)均能够伸出和回收，且轴向具有弹性。
7.一种基于权利要求1～6任一项所述的过射孔眼测量地层电阻率的系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将测量短接(5)下到目的地层(1)，打开探针(8)，使探针(8)顶住套管(2)的内壁，缓慢上提测量短接(5)，判断是否有固定销(71)进入射孔通道(3)，如果有固定销(71)进入射孔通道(3)则立即停止上提；
S2通过探针状态检测系统对探针(8)的状态进行检测，将所有探针(8)分为两组；第一组为与套管(2)接触的探针(8)，视为无效探针；第二组为通过射孔通道(3)进入到地层(1)的探针，视为有效探针；如果有效探针数量小于2，则将探针(8)和固定销(71)收回，将测量短接(5)拉出地面，重新执行S1；
S3把有效探针分类为发射探针、回路探针、测量电极，所述测量电极包括第一测量探针和第二测量探针；在发射探针和回路探针上施加I0的恒流源；测量出第一测量探针和第二测量探针之间的电压U(j)及电流I(j)；根据公式
Figure FDA0002413132130000021
计算出第一测量探针和第二测量探针之间地层的电阻率Ra，K为探针(8)的电极常数。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，S2中，通过测量探针电极与套管壁之间的电位差判断探针状态，以探针电极与套管壁接触电位作为基准值，电位差大于基准值判断探针为有效探针，电位差与基准值相等判断探针为无效探针。
9.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，S3中，对第一测量探针和第二测量探针之间的电压U(j)及电流I(j)信号进行固定增益放大处理，然后进行AGC自动增益调整，接着进行AD转化，将数字化结果送到DSP中进行数字相敏检波处理，最终将处理结果通过CAN总线传到上位机，得到第一测量探针和第二测量探针之间的电压U(j)及电流I(j)。
10.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，S3中，测量电极为发射电极和接收电极本身，或发射电极和接收电极之间的成对电极。
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