CN111550237A - 一种测量冲洗带真实电阻率的方法及电成像测井仪 - Google Patents

一种测量冲洗带真实电阻率的方法及电成像测井仪 Download PDF

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CN111550237A CN202010328705.1A CN202010328705A CN111550237A CN 111550237 A CN111550237 A CN 111550237A CN 202010328705 A CN202010328705 A CN 202010328705A CN 111550237 A CN111550237 A CN 111550237A
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黄琳
张志刚
刘耀伟
马欢波
卢涛
吴兴方
毛保华
张中庆
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Abstract

本发明实施例公开了一种测量冲洗带真实电阻率的方法及电成像测井仪；所述方法应用于电成像测井仪，包括：向金属屏蔽极板和每个钮扣电极输入预定大小的电压；保持所述金属屏蔽极板与所述钮扣电极电位相等，以及保持所述金属屏蔽电极、所述钮扣电极与所述回流电极的电位差恒定，测量多个钮扣电极中任一钮扣电极的电流；根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息；利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。通过本发明的方案，可以测量出地层冲洗带真实电阻率。

Description

一种测量冲洗带真实电阻率的方法及电成像测井仪
技术领域
本发明涉及测井领域，尤其涉及一种测量冲洗带真实电阻率的方法及电成像测井仪。
背景技术
水基泥浆环境微电阻率扫描成像测井能够对井壁周围地层介质直观、清晰、高分辨率成像，有助于解决当前测井技术面临的三大地质难题：砂泥岩薄互层的影响划分，裂缝性油藏的裂缝和储集性能分析，复杂岩性油藏的地层参数评价。
目前，国际上主流的水基泥浆电成像测井仪器均采用钮扣电极进行阵列扫描测量，沿井的纵向、周向、径向大量采集地层信息，利用钮扣电极采集的电流信息描述井壁附近地层电性信息，传输到井上以后通过图像处理技术得到井壁的二维图像或者井眼周围某一探测深度以内的三维图像，利用成像图进行地质分析与地层评价。成像测井相比于常规的测井曲线更精确，更直观，更连续，分辨率更高，该技术的成熟应用为储层评价走向精细、深入提供了有利条件。
在成像测井数据的应用上，多数是利用钮扣电极测量的电流信息对井壁附近地层电性信息进行成像刻画，实现直观的裂缝、层理等地质分析，或者，利用浅电阻率曲线对钮扣电极电流信息进行刻度，由于分辨率上低于高分辨率电成像测井，能够获得趋势相对一致的电阻率信息，而精度上存在不足。因此，如何在不增加仪器结构的前提下，实现一种测量地层冲洗带真实电阻率的方法，是现有技术中亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测量冲洗带真实电阻率的方法及电成像测井仪，可以获得地层冲洗带真实电阻率信息。
本发明提供了一种测量冲洗带真实电阻率的方法，应用于电成像测井仪，所述电成像测井仪包括金属芯棒、推靠支撑臂，在所述金属芯棒的上部设置回流电极，在所述推靠支撑臂上设置所述金属屏蔽极板，在所述金属屏蔽极板上安装多个钮扣电极，包括：
向金属屏蔽极板和每个钮扣电极输入预定大小的电压；
保持所述金属屏蔽极板与所述钮扣电极电位相等，以及保持所述金属屏蔽电极、所述钮扣电极与所述回流电极的电位差恒定，测量多个钮扣电极中任一钮扣电极的电流；
根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息；
利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；
根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。
一种示例性的实施例中，每个钮扣电极与所述金属屏蔽极板之间通过绝缘材料隔开；
所述电成像测井仪还包括绝缘短节；
所述金属芯棒上部通过所述绝缘短节连接所述金属芯棒下部，所述金属芯棒的下部连接所述推靠支撑臂。
一种示例性的实施例中，所述根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息，包括：根据所测量的电流以及预定大小的电压根据阻抗计算公式计算得到相对应的阻抗信息；
其中，阻抗计算公式为：
Figure BDA0002464173320000021
上述阻抗计算公式中：ZKE表示钮扣电极阻抗响应，uE表示钮扣电极的预定电压，IE表示所测量的钮扣电极的电流。
一种示例性的实施例中，所述利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数，包括：
获取待测地层已测量到的冲洗带电阻率；
根据所述冲洗带电阻率、所述钮扣电极的阻抗信息采用刻度系数计算公式计算得到所述钮扣电极相应的刻度系数；其中，所述刻度系数计算公式为：
Figure BDA0002464173320000031
上述刻度系数计算公式中：KBi表示钮扣电极Bi的刻度系数，Rxo表示地层冲洗带电阻率，ZKEBi表示钮扣电极阻抗响应，i表示电极的编号。
一种示例性的实施例中，所述根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率，包括：
根据所述刻度系数、所述阻抗信息采用电阻率计算公式计算得到冲洗带真实电阻率，其中，电阻率计算公式为：
Rai＝KBi*ZKEBi
上述电阻率计算公式中：Rai表示冲洗带真实电阻率，KBi表示钮扣电极的刻度系数，ZKEBi表示钮扣电极的阻抗响应，i表示电极的编号。
本发明还提供了一种电成像测井仪，包括：金属芯棒、推靠支撑臂；所述金属芯棒的上部设置回流电极；所述金属芯棒的下部连接所述推靠支撑臂，所述推靠支撑臂上设置所述金属屏蔽极板，在所述金属屏蔽极板上设置多个钮扣电极；其中，所述金属屏蔽极板设置为在测量期间输入预定大小的电压，保持与所述钮扣电极电位相等，以及保持与所述回流电极的电位差恒定；所述钮扣电极设置为在测量冲洗带真实电阻率期间，输入预定大小的电压并保持电压恒定，测量所述钮扣电极表面流出的电流；根据所测量的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息；利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。
一种示例性的实施例中，每个钮扣电极与所述金属极板之间通过绝缘材料隔开；
所述电成像测井仪还包括：绝缘短节；
所述绝缘短节，用于连接所述金属芯棒上部和所述金属芯棒下部。
一种示例性的实施例中，所述根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息，包括：根据所测量的电流以及预定大小的电压根据阻抗计算公式计算得到相对应的阻抗信息；
其中，阻抗计算公式为：
Figure BDA0002464173320000041
上述阻抗计算公式中：ZKE表示钮扣电极阻抗响应，uE表示钮扣电极的预定电压，IE表示所测量的钮扣电极的电流。
一种示例性的实施例中，所述利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数，包括：
获取待测地层已测量到的冲洗带电阻率；
根据所述冲洗带电阻率、所述钮扣电极的阻抗信息采用刻度系数计算公式计算得到所述钮扣电极相应的刻度系数；其中，所述刻度系数计算公式为：
Figure BDA0002464173320000042
上述刻度系数计算公式中：KBi表示钮扣电极Bi的刻度系数，Rxo表示地层冲洗带电阻率，ZKEBi表示钮扣电极阻抗响应，i表示电极的编号。
一种示例性的实施例中，所述根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率，包括：
根据所述刻度系数、所述阻抗信息采用电阻率计算公式计算得到冲洗带真实电阻率，其中，电阻率计算公式为：
Rai＝KBi*ZKEBi
上述电阻率计算公式中：Rai表示冲洗带真实电阻率，KBi表示钮扣电极的刻度系数，ZKEBi表示钮扣电极的阻抗响应，i表示电极的编号。
与现有技术相比，本发明提供了一种测量冲洗带真实电阻率的方法及电成像测井仪；所述方法应用于电成像测井仪，包括：向金属屏蔽极板和每个钮扣电极输入预定大小的电压；保持所述金属屏蔽极板与所述钮扣电极电位相等，以及保持所述金属屏蔽电极、所述钮扣电极与所述回流电极的电位差恒定，测量多个钮扣电极中任一钮扣电极的电流；根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息；利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。通过本发明的方案，解决了现有技术中无法获取地层冲洗带真实电阻率的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为一种技术中电成像测井仪结构示意图；
图2为一种技术中电成像测井仪金属极板和钮扣电极结构示意图；
图3为本发明实施例一的测量冲洗带真实电阻率的方法流程图；
图4为一种技术中电成像测井仪工作原理示意图；
图5为一个示例中钮扣电极B12测量响应计算中的刻度系数示意图；
图6为一个示例中钮扣电极B12待测地层模型示意图；
图7为一个示例中钮扣电极B12测量响应计算中的伪几何因子与侵入深度关系示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图3为本申请的测量冲洗带真实电阻率的方法流程图，该测量冲洗带真实电阻率的方法，应用于电成像测井仪。该电成像测井仪的一种示例性结构如图1所示，该电成像测井仪包括金属芯棒、绝缘短节和推靠支撑臂；其中，该金属芯棒上部设置回流电极，金属芯棒上部通过绝缘短节连接金属芯棒下部；金属芯棒下部连接推靠支撑臂；在推靠支撑臂上设置金属屏蔽极板，在金属屏蔽极板上安装多个钮扣电极。通过绝缘环将金属屏蔽极板和每个钮扣电极进行隔开。该电成像测井仪的金属屏蔽极板上设置的钮扣电极，一个示例如图2所示，该钮扣电极可以在金属屏蔽极板上按照上下两排进行安装，该钮扣电极的个数可以为24个，对24个钮扣电极进行编号B1-B24，钮扣电极与金属屏蔽极板间用绝缘材料隔开。其中，在金属屏蔽极板上设置的钮扣电极的数量并不进行具体的限定，也可以在金属屏蔽极板上设置12个钮扣测量电极。
本申请的测量冲洗带真实电阻率的方法，如图3所示，实现流程包括：
步骤300.向金属屏蔽极板和每个钮扣电极输入预定大小的电压。
在本实施例中，采用成像测井仪进行电成像测量时，可以将多个钮扣电极紧贴在待测井壁上以进行高分辨率或高井眼覆盖率扫描测量等相关测量。
在成像测井仪下部的金属屏蔽极板和钮扣电极上施加低频近稳态电压，比如：输入预定大小的电压为1V或者5V。
步骤301.保持金属屏蔽极板与多个钮扣电极中任一钮扣电极电位相等，以及保持该金属屏蔽电极、待测的钮扣电极与回流电极的电位差恒定，测量该钮扣电极的电流。
在本实施例中，以多个钮扣电极中的任一个钮扣电极为例，比如以B12为例，保持金属屏蔽极板与钮扣电极B12电位相等，同时在成像测井仪金属芯棒上部设置回流电极，且保持金属芯棒下部的金属屏蔽电极与钮扣电极B12与金属屏蔽极板上部回流电极之间的电位差恒定，在该电位差驱动下，电流由下部电极发射区表面流出返回到上部回流电极。其它钮扣电极的情况可以类推，这里不再赘述。
步骤302.根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息。
在本实施例中，可以分别测量每个钮扣电极的电流，根据所测量的钮扣电极的电流和该钮扣电极的电压分别计算得到每个钮扣电极的阻抗信息。例如：以B12为例，测量编号为12的钮扣电极B12的电流，根据钮扣电极B12的电压，计算钮扣电极B12的阻抗信息。
一种示例性的实施例中，根据所测量的钮扣电极电流和输入的预定大小的电压根据阻抗计算公式计算该钮扣电极相应的阻抗信息；
其中，阻抗计算公式为：
Figure BDA0002464173320000071
上述阻抗计算公式中：ZKE表示钮扣电极的阻抗响应，uE表示钮扣电极的预定电压，IE表示所测量的钮扣电极的电流。
步骤303.利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；
在本实施例中，可以根据步骤303中计算所得到的钮扣电极的阻抗信息，以及预先获取的待测地层的冲洗带的电阻率，根据该阻抗信息和相应的冲洗带的电阻率根据刻度系数计算公式计算对应的钮扣电极的刻度系数。
一种示例性的实施例中，利用钮扣电极的阻抗信息计算钮扣电极的刻度系数，包括：获取待测地层已测量到的冲洗带电阻率；根据冲洗带电阻率、所述钮扣电极的阻抗信息采用刻度系数计算公式计算得到所述钮扣电极相应的刻度系数；其中，所述刻度系数计算公式，包括：
Figure BDA0002464173320000081
上述刻度系数计算公式中：KBi表示钮扣电极Bi的刻度系数，Rxo表示地层冲洗带电阻率，ZKEBi表示钮扣电极阻抗响应，i表示电极的编号。该地层冲洗带电阻率是预先设置的值，该地层冲洗带电阻率是根据待测地层的模型参数预先设置的值。
步骤304.根据刻度系数、阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。
在本实施例中，当该钮扣电极所探测的深度较浅时，该钮扣电极所探测的阻抗信息反映的将是地层冲洗带的信息，根据该钮扣电极的刻度系数、该钮扣电极的阻抗信息就能够计算得到待测地层的冲洗带真实电阻率；当该电成像测井仪中所有的钮扣电极分别计算出每个钮扣电极相对应的待测地层的冲洗带真实电阻率后，对所有的钮扣电极的所计算出的待测地层的冲洗带真实电阻率进行数据处理，经过数据处理后获得一个汇总后的冲洗带真实电阻率。
对于将所有的钮扣电极经过数据处理后获得一个汇总后的的冲洗带真实电阻率的具体实现方式，本文并不进行限定。
一种示例性的实施例中，根据所述刻度系数、所述阻抗信息采用电阻率计算公式计算得到冲洗带真实电阻率；
其中，电阻率计算公式为：
Rai＝KBi*ZKEBi
上述电阻率计算公式中：Rai表示冲洗带真实电阻率，KBi表示钮扣电极的刻度系数，ZKEBi表示钮扣电极的阻抗响应，i表示钮扣电极的编号，比如当金属屏蔽极板上设置24个钮扣电极时，i的取值范围为1～24之间任意一个正整数。
当该电成像测井仪中所有的钮扣电极分别计算出每个钮扣电极相对应的待测地层的冲洗带真实电阻率后，对所有的钮扣电极的所计算出的待测地层的冲洗带真实电阻率进行数据处理，经过数据处理后获得一个汇总后的冲洗带真实电阻率Ra。
对于将所有的钮扣电极经过数据处理后获得一个汇总后的的冲洗带真实电阻率Ra的具体实现方式，本文并不进行限定。
下面从技术原理的角度分析，当钮扣电极的探测深度较浅时，利用上述测量冲洗带真实电阻率的方法可以根据该钮扣电极所探测的阻抗信息、该钮扣电极相对应的刻度系数计算得到的相应电阻率，该电阻率即待测地层冲洗带真实电阻率。
这里以钮扣电极B12为例进行仿真来进行原理分析；仿真过程如下：
步骤a.预先建立待测地层模型。
在本步骤中，根据待测地层已知的相关参数建立的地层模型，如图6所述：井眼直径8.0英寸，泥浆电阻率0.1Ω·m，侵入带电阻率1.0Ω·m，地层电阻率10.0Ω·m，均质无限厚地层。
步骤b.计算伪几何因子。
在本步骤中，该伪几何因子可以反映仪器的探测深度，定义伪几何因子大小为0.5时的侵入深度作为仪器探测深度。
伪几何因子计算公式为：
Figure BDA0002464173320000091
上述伪几何因子计算公式中，Jxo表示伪几何因子，Ra表示通过上述步骤305计算所得到的冲洗带真实电阻率，Rxo表示待测地层的冲洗带电阻率，Rt表示原状地层阻抗响应。
根据上述公式获得如图7所示的探测深度和伪几何因子的关系示意图，当钮扣电极B12测量地层的探测深度在1.0in左右时，该钮扣电极的伪几何因子为0.5，按照仪器探测深度的定义，伪几何因子为0.5时探测深度所反映的是井壁附近冲洗带的信息，通过该伪几何因子和探测深度的关系示意图可知，根据上述公式计算得到的电阻率Ra为冲洗带真实电阻率。
本申请实施例还提供了一种电成像测井仪，如图1所示，包括：所述金属芯棒的上部设置回流电极；所述金属芯棒的下部连接所述推靠支撑臂，所述推靠支撑臂上设置所述金属屏蔽极板，在所述金属屏蔽极板上设置多个钮扣电极；其中，所述金属屏蔽极板设置为在测量期间输入预定大小的电压，保持与所述钮扣电极电位相等，以及保持与所述回流电极的电位差恒定；所述钮扣电极设置为在测量冲洗带真实电阻率期间，输入预定大小的电压并保持电压恒定，测量所述钮扣电极表面流出的电流；根据所测量的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息；利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。
一种示例性的实施例中，每个钮扣电极与所述金属极板之间通过绝缘材料隔开；
所述电成像测井仪还包括：绝缘短节；
所述绝缘短节，用于连接所述金属芯棒上部和所述金属芯棒下部。
一种示例性的实施例中，所述根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息，包括：根据所测量的电流以及预定大小的电压根据阻抗计算公式计算得到相对应的阻抗信息；
其中，阻抗计算公式为：
Figure BDA0002464173320000101
上述阻抗计算公式中：ZKE表示钮扣电极阻抗响应，uE表示钮扣电极的预定电压，IE表示所测量的钮扣电极的电流。
一种示例性的实施例中，所述利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数，包括：
获取待测地层已测量到的冲洗带电阻率；
根据所述冲洗带电阻率、所述钮扣电极的阻抗信息采用刻度系数计算公式计算得到所述钮扣电极相应的刻度系数；其中，所述刻度系数计算公式为：
Figure BDA0002464173320000111
上述刻度系数计算公式中：KBi表示钮扣电极Bi的刻度系数，Rxo表示地层冲洗带电阻率，ZKEBi表示钮扣电极阻抗响应，i表示电极的编号。
一种示例性的实施例中，所述根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率，包括：
根据所述刻度系数、所述阻抗信息采用电阻率计算公式计算得到冲洗带真实电阻率，其中，电阻率计算公式为：
Rai＝KBi*ZKEBi
上述电阻率计算公式中：Rai表示冲洗带真实电阻率，KBi表示钮扣电极的刻度系数，ZKEBi表示钮扣电极的阻抗响应，i表示电极的编号。
成像测井仪工作原理示意图如图4所示，该成像测井仪测量时，在下部金属屏蔽极板和钮扣电极上施加低频交流电压，保持金属屏蔽极板与钮扣电极电位相等，同时在仪器金属芯棒上部设置回流电极，且保持下部金属屏蔽电极与钮扣电极同上部回流电极电位差恒定，在该电位差驱动下，电流由下部电极发射区即钮扣电极表面流出回流到上部回流电极，测量钮扣电极表面电流大小，根据欧姆定律，可以获得钮扣电极阻抗信息，根据钮扣电极阻抗信息进行井壁成像。
下面用一个示例进行说明。
该示例应用在如图1所示的电成像测井仪中。如图2所示为金属屏蔽极板和钮扣电极结构示意图，在金属屏蔽极板上安装上下两排24个钮扣电极，从上到下，由左至右编号依次为B1、B2、B3….B24，各个钮扣电极外侧布置绝缘材料，使钮扣电极间以及钮扣电极与金属屏蔽极板间隔开。以多个钮扣测量电极中的任意一个(以B12)为例确定冲洗带真实电阻率的实现过程，其余钮扣电极与B12电极的实现原理和实现过程相同，本实施例在此不进行限定。
钮扣电极B12测量冲洗带真实电阻率的方法的流程图。
步骤1.构建电成像测井仪稳流场响应方程。
根据待测区域的电位构建电成像测井仪稳流场响应方程：
用u(x,y,z)表示待测区域的电位，该电位包括电成像测井仪和地层的电位，σ表示电导率，在直角坐标系(x,y,z)下，电成像测井仪稳流场响应方程可以采用以下微分方程描述：
Figure BDA0002464173320000121
对于上述公式1，设置相应的边界条件，该边界条件是方程求解过程中的部分已知量和约束条件，本实施例中包括恒压和恒流条件。具体的边界条件如下：
第一类边界条件：
第一、在恒压电极上，比如在测井仪的金属屏蔽极板上其为一等势面即所有节点的电压值相等；而在无穷远边界上，比如待测地层，可以假设地层待测量范围为10米，其电压为已知固定常数值，一般设置该固定已知常数值为零；第二、在恒流电极上，u＝未知常数。
第二类边界条件：
在恒流电极表面
Figure BDA0002464173320000122
公式2中，IA表示恒流电极电流，σm表示泥浆电导率，S表示恒流电极表面面积，n表示边界面法线方向；在绝缘边界面上，
Figure BDA0002464173320000123
根据上述定解问题构造出的泛函数为：
Figure BDA0002464173320000124
其中，
Figure BDA0002464173320000131
Φ2＝-∑IEuE 公式5
Ω为仪器表面和无穷远边界所包围的整个空间，IE表示电极电流，uE表示电极电位。
步骤2.计算钮扣电极的阻抗响应。
在本步骤中，利用有限元数值仿真方法求解公式3即求得钮扣电极电流响应IE,根据该计算所得的钮扣电极的电流和电位，根据阻抗计算公式计算该钮扣电极阻抗响应，阻抗计算公式为：
Figure BDA0002464173320000132
上述阻抗计算公式中，ZKE表示钮扣电极阻抗响应，uE表示钮扣电极的电压，IE表示钮扣电极的电流。
步骤3.建立地层模型。
在本步骤中，可以根据待测地层的相关参数，建立地层模型，如图6钮扣测量电极B12待测地层的地层模型示意图所示，井眼直径8.0英寸，设置泥浆电阻率与地层冲洗带电阻率相同，无限厚均质地层，地层电阻率范围为0.1～10000Ω·m。
步骤4.利用有限元数值模拟方法计算钮扣电极B12刻度系数。
在本步骤中，根据步骤3建立的在均质地层模型下，利用有限元数值模拟方法计算钮扣电极B12在不同地层电阻率下的阻抗响应ZKB12、冲洗带电阻率采用刻度系数计算公式计算得到所述钮扣电极相应的刻度系数；其中，
钮扣电极B12刻度系数KB12的计算公式为：
Figure BDA0002464173320000133
上述刻度系数计算公式中：KB12表示钮扣电极B12刻度系数，Rxo表示地层冲洗带电阻率。
其中，该地层冲洗带电阻率可以根据预先建立的地层模型所设置的值。
由图5可知，钮扣电极B12刻度系数KB12为0.0001435m，还可以建立有井眼条件下钮扣电极刻度系数，从而实现从电成像测井响应中获得地层冲洗带电阻率定量信息。
步骤5.根据刻度系数、阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。
在本步骤中，钮扣电极B12刻度系数KB12，钮扣电极B12的阻抗信息根据电阻率计算公式，计算该钮扣电极B12测量得到的电阻率信息，由于电成像仪器测量深度浅，主要反映的是冲洗带电阻率，因此，冲洗带真实电阻率Ra的计算公式为：
Ra12＝KB12*ZKB12 公式8
上述公式8中：Ra12表示冲洗带真实电阻率，KB12表示钮扣电极B12刻度系数，ZKB12表示钮扣电极B12阻抗响应。
本申请的示例性实施例所提出的电成像测量冲洗带真实电阻率的方法，在不额外增加测井仪结构的情况下，利用电成像测井仪可以在测量过程测量得到钮扣电极电流，通过计算钮扣电极的阻抗信息，利用有限元数值模拟方法计算钮扣电极相应的刻度系数，根据该刻度系数可以将钮扣电极的阻抗信息转换为冲洗带真实电阻率信息。基于得到的冲洗带真实电阻率可以为油气储层的精细解释与评价提供重要依据。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种测量冲洗带真实电阻率的方法，应用于电成像测井仪，所述电成像测井仪包括金属芯棒、推靠支撑臂，在所述金属芯棒的上部设置回流电极，在所述推靠支撑臂上设置所述金属屏蔽极板，在所述金属屏蔽极板上安装多个钮扣电极，其特征在于，包括：
向金属屏蔽极板和每个钮扣电极输入预定大小的电压；
保持所述金属屏蔽极板与所述钮扣电极电位相等，以及保持所述金属屏蔽电极、所述钮扣电极与所述回流电极的电位差恒定，测量多个钮扣电极中任一钮扣电极的电流；
根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息；
利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；
根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。
2.根据权利要求1所述的测量冲洗带真实电阻率的方法，其特征在于，
每个钮扣电极与所述金属屏蔽极板之间通过绝缘材料隔开；
所述电成像测井仪还包括绝缘短节；
所述金属芯棒上部通过所述绝缘短节连接所述金属芯棒下部，所述金属芯棒的下部连接所述推靠支撑臂。
3.根据权利要求1所述的测量冲洗带真实电阻率的方法，其特征在于，所述根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息，包括：根据所测量的电流以及预定大小的电压根据阻抗计算公式计算得到相对应的阻抗信息；
其中，所述阻抗计算公式为：
Figure FDA0002464173310000011
上述阻抗计算公式中：ZKE表示钮扣电极阻抗响应，uE表示钮扣电极的预定电压，IE表示所测量的钮扣电极的电流。
4.根据权利要求2所述的测量冲洗带真实电阻率的方法，其特征在于，所述利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数，包括：
获取待测地层已测量到的冲洗带电阻率；
根据所述冲洗带电阻率、所述钮扣电极的阻抗信息采用刻度系数计算公式计算得到所述钮扣电极相应的刻度系数；
其中，所述刻度系数计算公式为：
Figure FDA0002464173310000021
上述刻度系数计算公式中：KBi表示钮扣电极Bi的刻度系数，Rxo表示地层冲洗带电阻率，ZKEBi表示钮扣电极阻抗响应，i表示电极的编号。
5.根据权利要求4所述的测量冲洗带真实电阻率的方法，其特征在于，所述根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率，包括：
根据所述刻度系数、所述阻抗信息采用电阻率计算公式计算得到冲洗带真实电阻率，其中，电阻率计算公式为：
Rai＝KBi*ZKEBi
上述电阻率计算公式中：Rai表示冲洗带真实电阻率，KBi表示钮扣电极的刻度系数，ZKEBi表示钮扣电极的阻抗响应，i表示电极的编号。
6.一种电成像测井仪，其特征在于，包括：金属芯棒、推靠支撑臂；
所述金属芯棒的上部设置回流电极；所述金属芯棒的下部连接所述推靠支撑臂，所述推靠支撑臂上设置所述金属屏蔽极板，在所述金属屏蔽极板上设置多个钮扣电极；其中，所述金属屏蔽极板设置为在测量期间输入预定大小的电压，保持与所述钮扣电极电位相等，以及保持与所述回流电极的电位差恒定；所述钮扣电极设置为在测量冲洗带真实电阻率期间，输入预定大小的电压并保持电压恒定，测量所述钮扣电极表面流出的电流；根据所测量的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息；利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数；根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率。
7.根据权利要求6所述的电成像测井仪，其特征在于，每个钮扣电极与所述金属极板之间通过绝缘材料隔开；
所述电成像测井仪还包括：绝缘短节；
所述绝缘短节，用于连接所述金属芯棒上部和所述金属芯棒下部。
8.根据权利要求6所述的电成像测井仪，其特征在于，所述根据所测量的钮扣电极的电流和所述预定大小的电压计算得到该钮扣电极相对应的阻抗信息，包括：根据所测量的电流以及预定大小的电压根据阻抗计算公式计算得到相对应的阻抗信息；
其中，阻抗计算公式为：
Figure FDA0002464173310000031
上述阻抗计算公式中：ZKE表示钮扣电极阻抗响应，uE表示钮扣电极的预定电压，IE表示所测量的钮扣电极的电流。
9.根据权利要求6所述的电成像测井仪，其特征在于，所述利用所述钮扣电极的阻抗信息计算所述钮扣电极的刻度系数，包括：
获取待测地层已测量到的冲洗带电阻率；
根据所述冲洗带电阻率、所述钮扣电极的阻抗信息采用刻度系数计算公式计算得到所述钮扣电极相应的刻度系数；其中，所述刻度系数计算公式为：
Figure FDA0002464173310000032
上述刻度系数计算公式中：KBi表示钮扣电极Bi的刻度系数，Rxo表示地层冲洗带电阻率，ZKEBi表示钮扣电极阻抗响应，i表示电极的编号。
10.根据权利要求6所述的电成像测井仪，其特征在于，所述根据所述刻度系数、所述阻抗信息计算得到待测地层冲洗带真实电阻率，包括：
根据所述刻度系数、所述阻抗信息采用电阻率计算公式计算得到冲洗带真实电阻率，其中，电阻率计算公式为：
Rai＝KBi*ZKEBi
上述电阻率计算公式中：Rai表示冲洗带真实电阻率，KBi表示钮扣电极的刻度系数，ZKEBi表示钮扣电极的阻抗响应，i表示电极的编号。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106837320A (zh) * 2017-01-05 2017-06-13 杭州迅美科技有限公司 一种极板内部发射回流的电成像测量装置及方法
CN109490972A (zh) * 2018-12-21 2019-03-19 山东蓝海可燃冰勘探开发研究院有限公司 微电阻率三维扫描测井仪及测井方法
CN109577965A (zh) * 2018-11-20 2019-04-05 中国石油天然气集团有限公司 一种井壁微电阻率扫描成像测井仪的分段刻度方法
CN110094195A (zh) * 2019-04-12 2019-08-06 西安石油大学 一种基于凹陷电极结构的油基泥浆电成像测井方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106837320A (zh) * 2017-01-05 2017-06-13 杭州迅美科技有限公司 一种极板内部发射回流的电成像测量装置及方法
CN109577965A (zh) * 2018-11-20 2019-04-05 中国石油天然气集团有限公司 一种井壁微电阻率扫描成像测井仪的分段刻度方法
CN109490972A (zh) * 2018-12-21 2019-03-19 山东蓝海可燃冰勘探开发研究院有限公司 微电阻率三维扫描测井仪及测井方法
CN110094195A (zh) * 2019-04-12 2019-08-06 西安石油大学 一种基于凹陷电极结构的油基泥浆电成像测井方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李瑛;: "微电极测井仪的刻度与质量控制" *
柯式镇;汤天知;郭彦军;肖宏;朱涵斌;: "微电阻率井周成像测井仪器常数研究" *

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