CN117846566A - 一种用于测井的自然电位测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测井的自然电位测量方法及系统,该方法包括:在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测第一测点和第二测点之间的第一电位差,其中,第一测点和第二测点位于随钻测量短节沿井筒轴向方向上的任意两点;根据第一电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得待测量井段的自然电位特征。本发明在不采用测井电缆的前提下,实现了对井下自然电位的测量,提高了自然电位数值的测量准确度。
Description
技术领域
本发明属于石油测井领域,尤其是涉及一种用于测井的自然电位测量方法及系统。
背景技术
现今,随着油气勘探开发技术的不断进步,以复杂岩性、深部地层和高水淹特性等为代表的高难度开发领域逐渐成为油气勘探开发的主要方向和增储上产的主要阵地。对于这些难勘探和难开发地层,尽管水平井和大斜度井技术显著提高了边际经济油田的产能,降低了综合成本,提高了油层的开采量,但这些勘探开发技术也给电缆测井带来了极大的挑战。由于施工工艺的限制,绝大部分的水平井和大斜度井中已无法进行电缆测井施工,并且,克服了电缆测井施工困难所获得的测井资料的质量也较差。
自然电位作为最早的电法测井项目之一,在渗透层划分、沉积相研究等方面有重要作用。自然电位测井方法从诞生至今一直被作为标准电测井项目服务于油气勘探领域。传统的自然电位测量方法需要通过测井电缆将地面电位传递到井下仪器或者将地层电位传递到地面系统,来实现自然电位的测量。但是在无电缆测井条件下,自然电位测井方法则会由于缺少电缆无法传递地面参考信号或井下测量信号,从而导致无法实现对自然电位的准确测量。
发明内容
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种用于测井的自然电位测量方法,包括:在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测第一测点和第二测点之间的第一电位差,其中,所述第一测点和所述第二测点位于随钻测量短节沿井筒轴向方向上的任意两点;根据第一电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得所述待测量井段的自然电位特征。
优选地,在获得所述待测量井段的自然电位特征的步骤中,包括:以所述指定参考层段的自然电位为基准值,利用相邻层段之间的自然电位与第一电位差的关系,对不同钻井位置的自然电位进行归位处理,从而获得不同钻井位置的初始自然电位。
优选地,在获得不同钻井位置的初始自然电位之后,所述方法还包括:通过对获得所述初始自然电位的过程中所产生的电极距的偏差进行校正,使得所述初始自然电位与实际钻井位置相匹配。
优选地,在获得所述待测量井段的自然电位特征之前,所述方法还包括:收集随钻测量过程中的第一电位差信息,并对所述第一电位差信息中的异常电位差数据进行剔除,而后对剩余的电位差数据进行滤波处理,以利用滤波后的电位差数据获得所述自然电位特征。
优选地,在指定参考层段的自然电位的步骤中,包括:对随钻测量过程中第一电位差的变化趋势进行分析,并将具有平稳变化特征的电位差数据所在的层段确定为所述指定参考层段。
优选地,所述方法还包括:通过分别设置在所述第一测点和所述第二测点处的电极来实时采集相应测点之间的第一电位差。
优选地,所述随钻测量短节选自直推式存储式测井仪器、泵出式测井仪器、过钻头测井仪器和随钻测井仪器中的一种。
另一方面,本发明还提供了一种用于测井的自然电位测量系统,所述自然电位测量系统包括:电位差采集装置,其用于实时采集第一测点与第二测点之间的第一电位差;自然电位处理模块,其用于在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测所述第一电位差,并根据第一电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得所述待测量井段的自然电位特征。
优选地,所述自然电位处理模块,其还用于以所述指定参考层段的自然电位为基准值,利用相邻层段之间的自然电位与第一电位差的关系,对不同钻井位置的自然电位进行归位处理,从而获得不同钻井位置的初始自然电位。
优选地,所述电位差采集装置包括:分别设置在所述第一测点和所述第二测点位置的第一电极和第二电极。
与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:
本发明提出了一种用于测井的自然电位测量方法及系统。该方法在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测储层中位于随钻测量短节上的沿井筒轴向方向的任意两个测点之间的电位差。而后,根据电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得待测量井段的自然电位特征。本发明无需使用测井电缆,实现了对自然电位的准确测量,提高了测井资料的质量,满足了地质应用需要。
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的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例共同用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本申请实施例的用于测井的自然电位测量方法的步骤图。
图2为本申请实施例的用于测井的自然电位测量方法的自然电位归位前后的对比图。
图3为本申请实施例的用于测井的自然电位测量系统的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外,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。
现今,随着油气勘探开发技术的不断进步,以复杂岩性、深部地层和高水淹特性等为代表的高难度开发领域逐渐成为油气勘探开发的主要方向和增储上产的主要阵地。对于这些难勘探和难开发地层,尽管水平井和大斜度井技术显著提高了边际经济油田的产能,降低了综合成本,提高了油层的开采量,但这些勘探开发技术也给电缆测井带来了极大的挑战。由于施工工艺的限制,绝大部分的水平井和大斜度井中已无法进行电缆测井施工,并且,克服了电缆测井施工困难所获得的测井资料的质量也较差。
自然电位作为最早的电法测井项目之一,在渗透层划分、沉积相研究等方面有重要作用。自然电位测井方法从诞生至今一直被作为标准电测井项目服务于油气勘探领域。传统的自然电位测量方法需要通过测井电缆将地面电位传递到井下仪器或者将地层电位传递到地面系统,来实现自然电位的测量。但是在无电缆测井条件下,自然电位测井方法则会由于缺少电缆无法传递地面参考信号或井下测量信号,从而导致无法实现对自然电位的准确测量。
因此,为了解决上述问题,本发明实施例提出了一种用于测井的自然电位测量方法及系统。该方法在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测储层中位于随钻测量短节上的沿井筒轴向方向上任意两个测点之间的电位差。而后,根据电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得待测量井段的自然电位特征。本发明无需使用测井电缆,实现了对自然电位的准确测量,提高了测井资料的质量,满足了地质应用需要。同时,本发明能够针对复杂井况条件下的钻具直推测井、泵出测井、过钻头测井和随钻测井等多种测井方式进行自然电位的测量。
实施例一
图1为本申请实施例的用于测井的自然电位测量方法的步骤图。下面参考图1来说明本方法的各个步骤。
在本申请实施例中,待测量井段取自水平井或大斜度井,采用无电缆随钻测井方式针对待测量井段实施随钻测井。尽管无电缆随钻测井方式缺少用于传递大地电位参考信号的测井电缆,然而从自然电位测井原理来看,自然电位绝对数值并没有实际意义。例如:假设大地参考电位为V0,待测量井段所穿过的层段分别为地层1、地层2、地层3、地层4和地层5,并且每个层段所对应的自然电位数值分别为SP1、SP2、SP3、SP4、和SP5。以地层1为参照层段,以地层2为待测量电位层段,则此时参照层段的电位为V0+SP1,待测量电位层段的电位为V0+SP2,参照层段与待测量电位层段之间的电位差为SP2-SP1。由此可知,实际应用中通常使用的是相对自然电位数值,也就是说,以大地电位或待测量井段穿过地层中的某一层段电位为参考电位,来获取待测量井段的自然电位,并不会对最终得到的自然电位计算结果产生影响。
如图1所示,在步骤S110中,在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测第一测点和第二测点之间的第一电位差,其中,第一测点和第二测点位于随钻测量短节的井筒轴向方向上的任意两点。具体地,本实施例从用于完成当前无电缆测井所采用的随钻测井仪器上截取一部分作为随钻测量短节,其中,随钻测量短节的轴向延伸方向与井筒轴线的延伸方向一致。而后,在随钻测量短节上分别设置第一测点和第二测点,使得第一测点和第二测点分别位于随钻测量短节沿井筒轴向方向上的任意两点。接着,基于设置好的第一测点和第二测点,实时监测随钻测井过程中第一测点和第二测点之间的第一电位差。需要说明的是,本发明对用于截取随钻测量短节的无线缆测井仪器不作具体限定,本领域技术人员可以根据实际需要在相应的测井仪器上进行截取。
进一步,随钻测量短节选自直推式存储式测井仪器、泵出式测井仪器、过钻头测井仪器和随钻测井仪器中的一种。
接下来,在步骤S120中,根据第一电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得待测量井段的自然电位特征。具体地,随着当前无电缆随钻测井进程的推进,根据第一电位差的变化,即可得到关于待测量井段所穿过的层段之间自然电位的相对关系。也就是说,本实施例以待测量井段所穿过的地层中的某一层段作为指定参考层段,以当前指定参考层段的电位为参考电位,结合实时监测到的第一电位差,即可获得以参考电位和第一电位差表示的当前地层中任意层段的电位,即:自然电位特征。据此,来实现在无电缆测井条件下对待测量井段的自然电位的测量。
进一步,以指定参考层段的自然电位为基准值,利用相邻层段之间的自然电位与第一电位差的关系,对不同钻井位置的自然电位进行归位处理,从而获得不同钻井位置的初始自然电位。具体地,当前实时监测到的第一电位差的变化仅能够反映第一测点和第二测点之间自然电位的幅度差,故不便直接用于测井数据的处理和解释。因此,需要对实时监测到的第一电位差进行进一步处理才能用于计算待测量井段的自然电位。本实施例从待测量井段所穿过的地层中指定任意层段为指定参考层段,而后以指定参考层段的自然电位为基准值,利用指定层段的自然电位和第一电位差来表示待测量井段所穿过的地层中除指定层段之外的其他层段的自然电位。接着,利用相邻层段之间的自然电位与第一电位差的关系,将待测量井段所穿过的地层中的每个层段,均以指定层段的自然电位和第一电位差来表示,以对不同钻井位置的自然电位进行归位处理。最后,将归位后得到的不同钻井位置的自然电位作为相应钻井位置的初始自然电位。其中,本实施例以指定参考层段的自然电位为基准值,按井深顺序依次向上或向下对相应层位的自然电位进行归位处理。
在本申请的一个具体实施例中,待测量井段所穿过的地层包括n个层段,每个层段对应的电位差测量值分别为V1、V2、……、Vn,假设当前n个层段相对大地电位V0的自然电位数值分别为SP1、SP2、……、SPn,则:
将式(1)整理后得到式(2),基于式(2)可以得到,除地层1以外的n-1个层段的自然电位数值都可以用地层1的自然电位数值与相应的第一电位差来表示。由此,便得到了以地层1的自然电位为参考电位进行归位的待测量井段不同井深位置的自然电位。
需要说明的是,本发明对指定参考层段的选取不做具体限定,本领域技术人员可以根据实际需要进行选取。
在监测到第一电位差后,本实施例收集随钻测量过程中所产生的第一电位差信息,其中,第一电位差信息中包括随钻测量过程中所产生的全部第一电位差数据。而后,对第一电位差信息中的异常电位差数据进行剔除,以保证参与自然电位测量的第一电位差数据的准确性。接着,对剔除异常电位差数据后剩余的第一电位差数据进行滤波处理,来滤除收集第一电位差信息过程中相应的信息采集装置所产生的噪声干扰。最终,利用滤波后的电位差数据获得自然电位特征。
接下来,在获得不同钻井位置的初始自然电位之后,本实施例通过对获得初始自然电位的过程中所产生的电极距的偏差进行校正,使得初始自然电位与实际钻井位置相匹配。具体地,由于本实施例采用按照井深顺序依次向上或向下对相应层位的自然电位进行归位处理的规则,所获得的待测量井段的全井段的自然电位测量结果会与实际井深有一个电极距(第一测点与第二测点之间的距离)的偏差。因此,需要对当前的电极距偏差进行校正,使得初始自然电位与实际钻井位置相匹配,以实现对初始自然电位的校正。
在指定参考层段时,本实施例根据随钻测量过程中所产生的第一电位差信息,来对第一电位差的变化趋势进行分析,以获取第一电位差的变化特征。接着,将具有平稳变化特征的电位差所在的层段确定为指定参考层段。
进一步,通过分别设置在第一测点和第二测点处的电极来实时采集相应测点之间的第一电位差。本实施例将两个电极分别设置于第一测点和第二测点处,利用相应的信息采集装置来实时监测并采集电极与电极之间的电位差数据,以实现对测点之间的第一电位差的采集。
图2为本申请实施例的用于测井的自然电位测量方法的自然电位归位前后的对比图。参照图2,自然电位经过归位后具有与常规利用测井电缆的测井方式相似的测井曲线形态。
实施例二
基于上述实施例一所述的用于测井的自然电位测量方法,本发明实施例还提供了一种用于测井的自然电位测量系统(以下简称“自然电位测量系统”)。图3为本申请实施例的用于测井的自然电位测量系统的示意图。下面结合本发明实施例对自然电位测量系统的结构及功能进行详细说明。
自然电位测量系统至少包括:电位差采集装置和自然电位处理模块。电位差采集装置用于实时采集第一测点与第二测点之间的第一电位差。自然电位处理模块用于在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测电位差采集装置所采集的第一电位差,并根据第一电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得待测量井段的自然电位特征。
在本申请的一个具体实施例中,电位差采集装置与自然电位处理模块均设置在钻具上,电位差采集装置靠近井眼,并且与自然电位处理模块相邻,其中,电位差采集装置位于自然电位处理模块与井眼之间。
接下来,自然电位处理模块还用于以指定参考层段的自然电位为基准值,利用相邻层段之间的自然电位与第一电位差的关系,对不同钻井位置的自然电位进行归位处理,从而获得不同钻井位置的初始自然电位。
如图3所示,电位差采集装置包括:分别设置在第一测点和第二测点位置的第一电极和第二电极。在本申请的一个具体实施例中,将第一电极作为用于测量指定层位电位的参考电极,将第二电极作为用于与第一电极共同作用产生相应的第一电位差的测量电极。其中,第一电极和第二电极分别配置于随钻测量短节的上下两端处,且第一电极和第二电极关于所述随钻测量短节的中点对称。
本发明实施例提出了一种用于测井的自然电位测量方法及系统。该方法在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测储层中位于随钻测量短节上的沿井筒轴向方向上任意两个测点之间的电位差。而后,根据电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得待测量井段的自然电位特征。本发明解决了无电缆测井条件下自然电位测量数值不准确、测井资料质量差、以及测量方法无法满足地质应用等问题,实现了对属于直推存储式测井、泵出式测井、过钻头测井和随钻测井等无电缆测井领域的水平井、大斜度井中的自然电位测井资料的准确获取。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种用于测井的自然电位测量方法,包括:
在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测第一测点和第二测点之间的第一电位差,其中,所述第一测点和所述第二测点位于随钻测量短节沿井筒轴向方向上的任意两点;
根据第一电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得所述待测量井段的自然电位特征。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在获得所述待测量井段的自然电位特征的步骤中,包括:
以所述指定参考层段的自然电位为基准值,利用相邻层段之间的自然电位与第一电位差的关系,对不同钻井位置的自然电位进行归位处理,从而获得不同钻井位置的初始自然电位。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在获得不同钻井位置的初始自然电位之后,所述方法还包括:
通过对获得所述初始自然电位的过程中所产生的电极距的偏差进行校正,使得所述初始自然电位与实际钻井位置相匹配。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的方法,其特征在于,在获得所述待测量井段的自然电位特征之前,所述方法还包括:
收集随钻测量过程中的第一电位差信息,并对所述第一电位差信息中的异常电位差数据进行剔除,而后对剩余的电位差数据进行滤波处理,以利用滤波后的电位差数据获得所述自然电位特征。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的方法,其特征在于,在指定参考层段的自然电位的步骤中,包括:
对随钻测量过程中第一电位差的变化趋势进行分析,并将具有平稳变化特征的电位差数据所在的层段确定为所述指定参考层段。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过分别设置在所述第一测点和所述第二测点处的电极来实时采集相应测点之间的第一电位差。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的方法,其特征在于,所述随钻测量短节选自直推式存储式测井仪器、泵出式测井仪器、过钻头测井仪器和随钻测井仪器中的一种。
8.一种用于测井的自然电位测量系统,其特征在于,所述系统用于执行如权利要求1~7中任一项所述的方法,所述自然电位测量系统包括:
电位差采集装置,其用于实时采集第一测点与第二测点之间的第一电位差;
自然电位处理模块,其用于在待测量井段的随钻测量过程中,实时监测所述第一电位差,并根据第一电位差的变化,结合指定参考层段的自然电位,获得所述待测量井段的自然电位特征。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,
所述自然电位处理模块,其还用于以所述指定参考层段的自然电位为基准值,利用相邻层段之间的自然电位与第一电位差的关系,对不同钻井位置的自然电位进行归位处理,从而获得不同钻井位置的初始自然电位。
10.根据权利要求8或9所述的系统,其特征在于,所述电位差采集装置包括:
分别设置在所述第一测点和所述第二测点位置的第一电极和第二电极。
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