专利名称：过套管电阻率测井仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油井参数测量仪器，具体涉及一种过套管电阻率测井仪。
背景技术：
弄清楚地层的油量储备和地层的油层分布情况是油田进行各项开采工作的基础， 而对地层进行电阻率测量是探明油层分布和储备情况的重要手段之一。在裸眼井中，可以 通过直接测量流过地层的电流和电位来计算出地层的电阻率，但是在已经下过套管的老井 中，由于套管对电流的导通作用，无法用传统的方法对地层进行电阻率的测量。但是由于过 去技术落后等多种原因，许多老井或者废井周围的油层还有很大的潜力可挖，通过测量此 类井的电阻率来判断油气储层显得尤为必要。过套管电阻率测井仪就是一种可以测量已下 套管的油井周围地层的电阻率的一类仪器。目前与本申请相接近的技术原理都是测出某一段套管上的电压以及泄露到地层 的泄露电流，然后根据欧姆定律计算出地层的电阻率，这种技术需要进行三次测量才能得 出所需要的参数，并且比较突出的缺点有两点一是测井前需要对油井进行清洗，作业效率 较差；二是需要测量电极按照一定的尺寸或者规律进行排列，这样做的后果是明显降低了 测量数据的准确性，并且也不能消除掉套管接触处的接箍对测量带来的误差。总结起来目前的过套管电阻率测井仪存在以下缺点(1)对裸眼井的电阻率测量技术成熟，但对过套管电阻率测井仪的研究多限于理 论阶段。(2)需要对套管形变或者套管节箍引起的数据变化进行复杂的校正。(3)探头需要对称放置，仪器采用硬连接，不能单独调节使效果达到最佳，使测量 误差偏大。
发明内容本实用新型涉及一种过套管电阻率测井仪，其解决了背景技术中透过套管测量电 阻率后续校正复杂以及测量误差大的技术问题。本实用新型的技术解决方案是一种过套管电阻率测井仪，包括电缆连接的井下测量装置、地面控制装置和计算 机，所述井下测量装置负责数据的采集并和地面控制装置进行通信，将采集到得数据发送 到地面控制装置中；所述地面控制装置为井下测量装置供电并将井下测量装置传输到地面 的数据进行转换后传输到计算机中；所述计算机内置有将传输到计算机中的数据算出最终 的结果、并以图形或者图表的方式呈现出来的软件。其特殊之处在于所述井下测量装置包括与电缆连接的遥测单元、电源转换单元、与电源转换单元 依次连接的上测量单元、电极推靠单元、电极以及下测量单元；所述电极包括两个电流电极和并列分布的若干测量电极，所述若干测量电极与下测量单元连接；所述两个电流电极分布于若干测量电极两侧，并与上测量单元的两侧分别连接构 成两路供电电流电路；所述电极推靠单元和电极之间设有腔液，所述电极推靠单元的电极推靠包括两部 分功能，一是通过腔液将两个电流电极拱起，钉入金属套管内壁中；二是通过腔液将若干测 量电极紧贴在金属套管内壁上。上述下测量单元对负责若干测量电极的差压、二次差压以及中间测量电极的电位 进行测量；所述上测量单元负责对两路供电电流电路电流的测量。上述电缆与两个电流电极之间还设置一电流切换装置；所述地面控制装置将电流 转换成1-10赫兹的低频交流电源，然后经电缆传输至井下，并由井下的电源转换单元分时 切换至两个电流电极，时间大小由地面系统或者软件界面上手动确定。上述地面控制装置包括以一种总线连接的方式连接、互相可以通信的电源，供电 与控制单元，附加控制单元以及地面控制装置遥测单元；所述电源输出的电流连接到电缆缆芯上，由电缆传输至井下的电流电极；所述供电与控制单元为井下测量装置供电，同时控制着电流源的输出电流的大小 为5-10安培；所述附加控制单元对井下测量装置的参数如传输至井下的电压大小以及转换至 井下调测系统可以使用的电压大小、两个电流电极的电流大小、井下的温度进行显示与监 控，也提供启动测量、开始数据传输等一些输入功能，用以在没有或者不用计算机干涉的情 况下进行仪器的检修与调试；所述地面控制装置遥测单元与井下测量装置的遥测单元对应 实现通信。上述井下测量装置的各个部分是一种软连接，并以一种总线方式进行内部连接， 相互之间可以进行通信。上述内部总线可以是485总线或者CAN总线。上述电流切换装置为继电器或者单刀双掷开关。上述若干测量电极为奇数个测量电极。上述奇数个测量电极以3个、5个或7个测量电极为佳。本实用新型的优点在于(1)不需刮洗井，作业成本低、施工效率高。(2)深探测，分辨率更高，更真实反应地层特性。(3)无放射源，对环境无放射性污染。 (4)数据采集前和采集过程中，对数据的质量有监控手段，保证数据的准确性。(5)可以消除套管电阻率的不均勻性带来的影响。(6)采用软连接的方式，可以调节每个探头使其以套管柱壁紧密接触，达到最优的 效果。
图1为本实用新型结构示意框图；图2为本实用新型地面设备的组成结构图；[0036]图3为本实用新型下井仪的结构示意图；图4为本实用新型下井仪的测量原理图。附图标号说明1_电缆，2-井下测量装置，201-遥测单元，202-电源转换单元， 203-上测量单元，204-电极推靠单元，205-电极，2051-电流电极，2052-测量电极，206-下 测量单元，207-腔液，3-地面控制装置，301-电源，302-供电与控制单元，303-附加控制单 元，304-地面控制装置遥测单元，4-计算机，5-电流切换装置。
具体实施方式
参见图1，图2及图3，一种过套管电阻率测井仪，包括电缆1连接的井下测量装置 2、地面控制装置3和计算机4，所述井下测量装置2负责数据的采集并和地面控制装置3进 行通信，将采集到得数据发送到地面控制装置3中；所述地面控制装置3为井下测量装置2 供电并将井下测量装置2传输到地面的数据进行准换后传输到计算机4中；所述计算机4 内置将传输到计算机4中的数据算出最终的结果、并以图形或者图表的方式呈现出来的软 件，所述井下测量装置2包括与电缆1连接的遥测单元201、电源转换单元202、与电源转换 单元202依次连接的上测量单元203、电极推靠单元204、电极205以及下测量单元206 ；由 于电缆1上传输下来的电压不适合整个测量电路，所以必须要将电压进行转换之后才能为 整个井下系统供电，电缆1传输进来的供给电流电极2051的大电流也在电源转换单元202 进行切换并分别供应相应的电流电极2051 ；所述电极205包括两个电流电极2051和并列 分布的若干测量电极2052，所述若干测量电极2052与下测量单元206连接；所述两个电流 电极2051分布于若干测量电极2052两侧，并与上测量单元203的两侧分别连接构成两路 供电电流电路；所述电极推靠单元204和电极205之间设有腔液207，所述电极推靠单元 204的电极推靠包括两部分一是通过腔液207将两个电流电极2051拱起，钉入金属套管内 壁中；二是通过腔液207将若干测量电极2052紧贴在金属套管内壁上。所述下测量单元206对负责若干测量电极2052的差压、二次差压以及中间测量电 极2052的电位进行测量；所述上测量单元203负责对两路供电电流电路电流的测量。所述 电缆1与两个电流电极2051之间还设置一继电器或者单刀双掷开关；所述地面控制装置3 将电流转换成1-10赫兹的低频交流电源，然后经电缆1传输至井下，并由井下的电源转换 单元202分时切换至两个电流电极2051，时间大小由地面系统或者软件界面上手动确定。 所述地面控制装置3包括以一种总线连接的方式连接、互相可以通信的电源301，供电与控 制单元302，附加控制单元303以及地面控制装置遥测单元304 ；所述电源301输出的电流 连接到电缆1缆芯上，由电缆1传输至井下的电流电极2051 ；所述供电与控制单元302为 井下测量装置2供电，同时控制着电流源的输出电流的大小为5-10安培；所述附加控制单 元303对井下测量装置2的参数如传输至井下的电压大小以及转换至井下调测系统可以使 用的电压大小、两个电流电极的电流大小、井下的温度进行显示与监控，也提供启动测量、 开始数据传输等一些输入功能，用以在没有或者不用计算机4干涉的情况下进行仪器的检 修与调试；所述地面控制装置遥测单元304与井下测量装置2的遥测单元201对应实现通 信。所述井下测量装置2的各个部分是一种软连接，并以一种总线方式进行内部连接，相互 之间可以进行通信。所述若干测量电极2052为奇数个测量电极。所述奇数个测量电极以 3个、5个或7个测量电极为佳。[0041]本实用新型的测量原理图如图4所示，测量时，首先给其中一个电流电极加上电流，然后测量中间测量电极2052点电 位，以及其余各个测量电极2052到中间测量电极2052的电压差，最后将数据传输到地面系 统中，得出最终的结果。其中电源301与井下测量装置2发出的差分信号在遥测变压器的 输出端进行叠加与转换，以镜像供电的方式传输至井下。电源301发出的电流经继电器或 者单刀双掷开关分时导通两个电流电极2051的其中之一，电流电极2051放出后由油井套 管和周围地层的传导，最后再回流，形成一个封闭的回路。仪器的操作步骤为(1)地面的计算机4供电-地面控制装置3供电-井下测量装置2供电-地面计算机4启动测量。(2)逐点采集数据，对仪器采集的多个数据进行监控，对不符合要求的点进行重新 推靠、重复采集，直到达到要求，是否达到要求由操作员及地面监控软件决定。逐点的意思 是仪器采用的测量方式是点测，仪器到达某一深度之后，静止不动，然后轮流给上下两个电 流电极2051供电，然后将采集到得数据经过电缆1传回到地面。对某一点的数据测量必须 是在同一推靠下进行，如果某一个数据不能达到要求，则需要重新推靠。每一个测量点完成 之后需要卸掉仪器推靠压力，然后在下一个点重新推靠。每一个点的测量需对上下电极进 行各进行一次供电，每一个点的数据由地面计算机4整理并存储，所有点测量完成之后，由 地面计算机将所有点连接成电阻率测井曲线。(3)测量完成之后，卸掉下井仪压力，断开仪器电源，将下井仪冲洗干净，放入保护
盒中ο
权利要求一种过套管电阻率测井仪，包括电缆(1)连接的井下测量装置(2)、地面控制装置(3)和计算机(4)，所述井下测量装置(2)负责数据的采集并和地面控制装置(3)进行通信，将采集到得数据发送到地面控制装置(3)中；所述地面控制装置(3)为井下测量装置(2)供电并将井下测量装置(2)传输到地面的数据进行准换后传输到计算机(4)中；所述计算机(4)内置将传输到计算机(4)中的数据算出最终的结果、并以图形或者图表的方式呈现出来的软件，其特征在于所述井下测量装置(2)包括与电缆(1)连接的遥测单元(201)、电源转换单元(202)、与电源转换单元(202)依次连接的上测量单元(203)、电极推靠单元(204)、电极(205)以及下测量单元(206)；所述电极(205)包括两个电流电极(2051)和并列分布的若干测量电极(2052)，所述若干测量电极(2052)与下测量单元(206)连接；所述两个电流电极(2051)分布于若干测量电极(2052)两侧，并与上测量单元(203)的两侧分别连接构成两路供电电流电路；所述电极推靠单元(204)和电极(205)之间设有腔液(207)，所述电极推靠单元(204)的电极推靠包括两部分一是通过腔液(207)将两个电流电极(2051)拱起，钉入金属套管内壁中；二是通过腔液(207)将若干测量电极(2052)紧贴在金属套管内壁上。
2.根据权利要求1所述过套管电阻率测井仪，其特征在于所述若干测量电极(2052) 的差压、二次差压以及中间测量电极(2052)的电位测量线以导线连接的方式连接到下测 量单元(206)。
3.根据权利要求1所述过套管电阻率测井仪，其特征在于所述电缆(1)与两个电流 电极(2051)之间还设置一电流切换装置(5)。
4.根据权利要求1 3所述过套管电阻率测井仪，其特征在于所述地面控制装置(3) 包括以一种总线连接的方式连接、互相可以通信的电源(301)，供电与控制单元(302)，附 加控制单元(303)以及地面控制装置遥测单元(304)；所述电源(301)输出的电流连接到电缆⑴缆芯上，由电缆⑴传输至井下的电流电 极(2051)；所述供电与控制单元(302)为井下测量装置(2)供电，同时控制着电流源的输出电流 的大小为5-10安培；所述附加控制单元(303)对井下测量装置(2)的参数进行显示与监控，也提供启动测 量和开始数据传输的输入功能，用以在没有或者不用计算机(4)干涉的情况下进行仪器的 检修与调试；所述地面控制装置遥测单元(304)与井下测量装置(2)的遥测单元(201)对 应实现通信。
5.根据权利要求4所述过套管电阻率测井仪，其特征在于所述井下测量装置(2)的 各个部分是一种软连接，并以一种总线方式进行内部连接，相互之间可以进行通信。
6.根据权利要求5所述过套管电阻率测井仪，其特征在于所述电流切换装置(5)为 继电器或者单刀双掷开关。
7.根据权利要求6所述过套管电阻率测井仪，其特征在于所述若干测量电极(2052) 为奇数个测量电极。
8.根据权利要求7所述过套管电阻率测井仪，其特征在于所述奇数个测量电极为3 个、5个或7个测量电极。
专利摘要一种过套管电阻率测井仪，包括电缆连接的井下测量装置、地面控制装置和计算机，井下测量装置负责数据的采集并和地面控制装置进行通信，将采集到得数据发送到地面控制装置中；地面控制装置为井下测量装置供电并将井下测量装置传输到地面的数据进行转换后传输到计算机中；计算机内置有将传输到计算机中的数据算出最终的结果、并以图形或者图表的方式呈现出来的软件。本实用新型具有不需刮洗井，作业成本低、施工效率高，无放射源，对环境无放射性污染的优点；实现了深探测，分辨率更高，更真实反应地层特性；采用软连接的方式，可以调节每个探头使其以套管柱壁紧密接触，达到最优的效果。
文档编号E21B49/00GK201687468SQ20092024583
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者刘建武, 王宗锐, 雷选锋, 黄向东 申请人:西安思坦仪器股份有限公司