CN1444055A - 具有多种分层能力的阵列微电阻率测井仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列微电阻率测井仪，包括：多个信号源，产生多个具有不同频率的工作信号；多个屏蔽电极，每个屏蔽电极分别与相应的信号源连接，以向不同地层发射第一工作信号，同时形成对主电极组输出信号的聚焦电场；监督装置，用于接收并放大所述的多组屏蔽电极发射的第一工作信号；主电极组，在屏蔽电极的电场作用下向地层聚焦地发射监督装置输出的主工作信号，其中主电极组包括一个中心电极和从中心电极向外依次排列的多对外层电极，使外层电极的电场对内层电极的输出信号形成再次聚焦；电压测量处理装置，检测和处理主电极的电压；电流检测处理装置，检测和处理流过主电极的电流。本发明能够一次取得多种分层能力和多种探测深度微电阻率曲线。

Description

具有多种分层能力的阵列微电阻率测井仪

技术领域

本发明涉及一种测井仪，特别是一种具有多种分层能力的阵列微电阻率测井仪。

背景技术

现有的微电阻率测量仪包括一个极板、信号源、推靠器和测量电路。电极板由推靠器推靠到井壁上，使其与井壁紧密接触，因而基本消除井眼影响，更准确地测量泥饼，冲洗带和侵入带参数。

上述极板设有一个屏蔽电极和一个主电极，因此在测量时只能取得代表一种分层能力和一种探测深度的微电阻率曲线。

随着油田勘探开发的发展，对地质参数的要求越越来越高，需要对地层进行更加详细的描述，以便解决更加复杂的地质现象，因此上述的微电阻率测量仪已经不能满足地质勘探的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够取得多种分层能力的微电阻率曲线的阵列微电阻率测井仪，此外，该测井仪还能够取得多种探测深度的能力。

本发明的基本原理是，利用对主电流的再聚焦技术提供多种分层能力。也就是说，在多组屏蔽电极的屏蔽电场的作用下，主电极组提供一种分层能力；而主电极组的外层电极对内层电极聚焦电场，则使内层电极输出电流被再次聚焦，从而提供再一种分层能力；此外，通过增加屏蔽电极的数量，提供多种探测深度的能力。

本发明的上述目的是这样实现的，一种阵列微电阻率测井仪，包括：多个信号源，产生多个具有不同频率的工作信号；多个屏蔽电极，每个屏蔽电极分别与相应的信号源连接，以向不同地层发射第一工作信号，同时形成对主电极组输出信号的聚焦电场；监督装置，用于接收并放大所述的多组屏蔽电极发射的第一工作信号；主电极组，在屏蔽电极的电场作用下向地层聚焦地发射监督装置输出的主工作信号，其中主电极组包括一个中心电极和从中心电极向外依次排列的多对电极，使外层电极的电场对内层电极的输出信号形成再次聚焦；电压测量处理装置，检测和处理主电极的电压；电流检测处理装置，检测和处理流过主电极的电流。

其中所述的监督装置包括：至少一对接收屏蔽电极的工作信号的感应电极；以及放大感应电极所接收的信号的监督信号快速跟随放大器。

其中电流检测处理装置包括多个分层电流检测器，分别检测流过主电极组的总电流和流过每对电极和中心电极的电流。

其中电流检测处理装置还包括多个与多个分层电流检测器相对应的处理部分，其每个处理部分包括选频放大器、模数转换器和编码电路。

其中电压测量处理装置包括选频放大器、模数转换器和编码电路。

下面结合附图以具体实例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的极板的示意图；

图2是本发明的原理示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出了本发明的极板的电极分布。3个呈环形的屏蔽电极A3，A2和A1依次对称地分布在主电极组A01、A00的周围。屏蔽电极的作用是：发射第一工作信号(屏蔽电流)，以形成对主电极组的聚焦电场。主电极组包括一个中心电极A00和一个分布在中心电极A00周围的环状外层电极A01。主电极组总体在屏蔽电极的聚焦电场作用，提供一种分层能力，而中心电极A00周围的外层电极A01又对主电极A00提供聚焦电场，使主电极再次被聚焦，而提供另一种分层能力。显然，可以增加分布在中心电极A00外侧周围的外层电极的数量，这样，通过外层电极对内层电极形成再聚焦，可以提供更多的分层能力。环状监督电极M1和N2分布在中心电极组与屏蔽电极之间，用于感应接收屏蔽电极发射的第一工作信号。测量电极N用于测量工作电压。

图2示出了本发明的电路原理。如图所示，本发明的阵列微电阻率测井仪包括：

产生多个具有不同频率的工作信号的多个信号源，其每个信号源包括一个振荡器和一个功率放大器；

三个屏蔽电极A3、A2和A1分别与相应的信号源连接，以向不同地层发射第一工作信号，同时形成对主电极组输出信号的聚焦电场；

监督装置，包括监督电极M1和M2；以及监督信号快速跟随放大器，用于接收并放大所述的多组屏蔽电极发射的第一工作信号；

主电极组，在屏蔽电极的电场作用下向地层聚焦地发射监督装置输出的主工作信号，其中主电极组包括一个中心电极A00和从中心电极A00向外依次排列的多个环形电极，例如电极A01等，使处于外层的电极(比如，A01)的电场对内层电极(比如，A00)的输出信号形成再次聚焦。显然，中心电极组的电极越多，再聚焦的次数就越多，因而分层能力就越多；

电压测量处理装置，检测和处理主电极的电压；

电流检测处理装置，检测和处理流过主电极的电流。

电流检测处理装置包括多个分层电流检测器，分别检测流过主电极组的总电流和流过每对电极及中心电极的电流。对于两种分层能力的方案，流过电阻R1的电流是总的主电流，它可以反映整个测量地层的电阻率(第一种分层能力)；流过电阻R2的是中心电极的电流，它可以反映测量地层的一个局部地层(薄层)的电阻率。电阻R1和R2两端的电压降提供对电流的检测。电流检测处理装置还包括多个与分层电流检测器相对应的处理部分，其每个处理部分包括选频放大器、模数转换器和编码电路。

电压测量处理装置包括选频放大器、模数转换器和编码电路。

由于信号源使用了多种不同频率(图中示出3种频率)，这些不同频率的工作信号经过聚焦电极分别按照各自的回路流动，从而取得反映同一地层不同深度的视电阻率曲线(因为屏蔽电极位于不同深度)。实际上，视电阻率是通过将电压测量装置所测量的电压除以电流检测装置所检测的电流得到的。由于本发明至少可以得到两个检测电流，而每个电流信号含有3个不同频率，因此本发明一次测量至少可以获得6条视电阻率曲线。

需要说明的，图2所示的电压测量处理装置所测量的电压和电流检测处理装置所检测的电流分别通过各自的编码线路发送给视电阻率处理电路(未示出)，进行计算处理，最后得到电阻率曲线。由于本发明所采用电阻率处理电路属于现有技术，因此省略对其说明。

由于本发明使用了再聚焦技术，即利用主电极的外层电极对内电极的再聚焦作用，从而提供了多种分层能力。

本发明的阵列微电阻率测井仪还可以被设计成，包括多个上述的极板，以及与极板的各个电极对应的信号源、监督装置、电压测量处理装置和电流检测处理装置。这样可以把不同的极板放到井壁的不同位置，从而增加测量曲线。一般来说，如果每块极板被设计成具有三种分层能力(具有三个中心电极)和三种探测深度(即，可以测量九条微电阻率曲线)，那么均匀分布在井壁上的六块基板可一次取得五十四条微电阻率曲线。

此外，利用这五十四条微电阻率曲线还可以精确测量地层倾角。

Claims (5)

1、一种具有多种分层能力的阵列微电阻率测井仪，包括：

多个信号源，产生多个具有不同频率的工作信号；

多个屏蔽电极，分布在主电极组周围，每个屏蔽电极分别与相应的信号源连接，以向不同地层发射第一工作信号，同时形成对主电极组输出信号的聚焦电场；

监督装置，用于接收并放大所述的多组屏蔽电极发射的第一工作信号；

主电极组，在屏蔽电极的电场作用下向地层聚焦地发射监督装置输出的主工作信号，其中主电极组包括一个中心电极和从中心电极向外依次排列的多个环形外层电极，使外层电极的电场对内层电极的输出信号形成再次聚焦；

电压测量处理装置，检测和处理主电极的电压；

电流检测处理装置，检测和处理流过主电极的电流。

2、根据权利要求1所述的测井仪，其中所述的监督装置包括：

至少一对接收屏蔽电极的工作信号的感应电极；以及

放大感应电极所接收的信号的监督信号快速跟随放大器。

3、根据权利要求1所述的测井仪，其中电流检测处理装置包括多个分层电流检测器，用于分别检测流过主电极组的总电流和流过每对电极和中心电极的电流。

4、根据权利要求1所述的测井仪，其中电流检测处理装置还包括多个与多个分层电流检测器相对应的处理部分，其每个处理部分包括选频放大器、模数转换器和编码电路。

5、根据权利要求1所述的测井仪，其中电压测量处理装置包括选频放大器、模数转换器和编码电路。