一种裂缝感应测井响应水槽模拟装置的制作方法

本发明属于测井物理模拟装置技术领域，具体地说，尤其涉及一种裂缝感应测井响应水槽模拟装置。

背景技术：

裂缝既是重要的油气储集空间，又是低渗透储层的重要运移通道。裂缝发育与否，直接关系到油气产能。随着油气勘探开发工作的深入，裂缝性储层的测井评价工作日益引起人们的重视。裂缝参数评价是测井解释面临的一个重要难题，电阻率测井是目前常规测井评价裂缝的有效手段。

在碳酸盐岩储层中，由于围岩电阻率较高，多采用双侧向测井测量地层电阻率。目前已经研制出了裂缝参数对双侧向测井响应影响的模拟实验装置，进行了裂缝参数对双侧向测井响应影响的实验，理清了裂缝参数与双侧向测井响应的关系，提出了裂缝参数双侧向测井定量评价模型。

但是，在背景电阻率比较低的砂岩、页岩储层中，多采用感应测井测量。目前，针对裂缝参数对感应测井影响的模拟装置研究设计较少，与实际情况吻合较差，且模型中没有考虑裂缝、井眼、基岩导电，泥浆侵入影响及相互耦合关系，仅可对裂缝响应进行定性模拟，从而阻碍了裂缝参数变化对感应测井影响的定量研究，影响感应测井裂缝参数定量评价。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供了一种裂缝感应测井响应水槽模拟装置，用以精确定量模拟裂缝感应测井响应。

根据本发明的一个实施例，提供了一种裂缝感应测井响应水槽模拟装置，包括：

水槽，用于盛放矿化度可控的溶液，以模拟不同电阻率地层基岩导电；

裂缝模拟组件，由金属网组构成，设置于所述水槽中以模拟不同地层裂缝；

感应测井模拟组件，模拟测井仪器，用于进行地层裂缝感应测井测量；

井眼模拟组件，穿过所述金属网组，用于放置所述感应测井模拟组件以模拟井眼环境。

根据本发明的一个实施例，所述金属网组包括若干金属网，所述金属网由模拟裂缝浅部特征的靠近测井仪器的内部导电网和模拟裂缝深部特征的远离测井仪器的外部导电网拼接构成。

根据本发明的一个实施例，所述内部导电网为环形导电网，所述环形导电网的中心使所述感应测井模拟组件通过，所述环形导电网的半径等于预设泥浆侵入半径。

根据本发明的一个实施例，所述金属网组固定于所述水槽中，并可与所述感应测井模拟组件呈任一角度。

根据本发明的一个实施例，所述金属网组中的多张所述金属网平行排列以模拟平行裂缝或相交排列以模拟相交裂缝。

根据本发明的一个实施例，所述金属网的金属丝的半径、金属丝之间的间距及所述金属网的大小可变。

根据本发明的一个实施例，所述井眼模拟组件穿过所述导电网的中心。

根据本发明的一个实施例，所述井眼模拟组件为填充不同电阻率导电胶的管状部件。

根据本发明的一个实施例，所述模拟装置还包括用于悬挂及固定所述感应测井模拟组件的悬挂固定部件。

根据本发明的一个实施例，所述模拟装置还包括用于采集及记录测井感应信号的信号采集部件。

本发明的有益效果：

本发明所述的裂缝感应测井响应模拟装置，填补了裂缝性地层感应测井定量模拟装置的空白，其模拟结果明确了不同参数裂缝感应测井响应特征，奠定了裂缝性地层感应测井评价解释的基础。本发明还可以用于建立裂缝型地层感应测井裂缝解释评价模型，进而用于砂岩、页岩、火山岩地层感应测井裂缝参数定量评价、油水层识别、产能评价及储量计算。

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

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明的一个实施例的一种裂缝感应测井响应水槽模拟装置结构示意图；以及

图2是根据本发明的一个实施例的导电网结构示意图，

其中，1.金属网；2.导电网夹持部分固定夹；3.感应测井仪器；4.链接螺母；5.测井电缆；6.天滑轮；7.支架；8.地滑轮支架；9.地滑轮；10.计算机；11.感应测井采集部分；12.绞车；13.导电网夹持部分；14.水槽；15.导电胶；16.井眼模拟组件；17.外部导电网；18.内部导电网；19.导电网中心孔。

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。

如图1所示，该裂缝感应测井响应水槽模拟装置包括水槽14、裂缝模拟组件、感应测井模拟组件3和井眼模拟组件16。其中，水槽14用于盛放矿化度可控的溶液，以模拟不同电阻率地层基岩导电；裂缝模拟组件由金属网组1构成，设置于水槽14中以模拟地层裂缝；感应测井模拟组件3用于模拟测井仪器(通常该感应测井模拟组件可直接选取实际的测井仪器)，以进行地层裂缝感应测井测量；井眼模拟组件穿过金属网组1，用于盛放感应测井模拟组件3。

该裂缝感应测井响应水槽模拟装置通过调节水槽14中充填溶液的电阻率，用以模拟不同基岩电阻率对裂缝性地层感应测井响应的影响，通过调整裂缝模拟组件的金属网组1实现不同电阻率、倾角、长度的裂缝感应测井响应模拟，解决了不同裂缝参数感应测井响应特征定量模拟测量难题。

如图1所示，模拟基岩导电的水槽14可为立方体水槽，充填矿化度可控的蒸馏水溶液，用以模拟不同电阻率地层基岩导电。例如，在水槽14中充注矿化 度可控的氯化钠溶液，调节氯化钠浓度以使溶液电阻率等于基岩电阻率。

在本发明的一个实施例中，该金属网组1包括若干金属网，单张金属网由模拟裂缝浅部特征的靠近测井仪器的内部导电网18和模拟裂缝深部特征的远离测井仪器的外部导电网17拼接构成，如图2所示。其中，内部导电网18的电阻率与外部导电网17的电阻率不同。内部导电网18和外部导电网17由导电丝单层编织制成。制作金属网时，采用导电丝先编织成单张正方形导电网，该导电网的电阻率可根据面电阻率公式计算，调整导电丝的直径及之间的间距，使导电网电阻率等于所需电阻率，通过调节导电网大小以模拟不同延伸长度裂缝的测井响应。

确定泥浆侵入后的裂缝电阻率分布特征(增阻侵入，裂缝深部低阻，浅部高阻；减阻侵入，裂缝深部高阻，浅部低阻)及侵入半径后，分别制作电阻率与裂缝深部电阻率和浅部电阻率相同的两张正方形导电网，并按图2所示形状裁剪、拼接。具体的，将模拟裂缝浅部特征的内部导电网裁剪为圆形，半径等于预先设置的侵入半径。将模拟裂缝深部特征的外部导电网的中部剪去相同半径的圆形，将模拟裂缝浅部特征的圆形导电网与模拟裂缝深部特征的去除中部圆形的导电网按图2拼接起来。最后，在内部导电网中心挖一孔19，以使感应测井仪器顺利通过。多张以上结构的金属网按照不同间距、不同角度组合到一起，形成金属网组1。

在本发明的一个实施例中，金属网组固定于水槽14中，并与感应测井模拟组件3呈任意角度。具体的，制作多张如图2所示模拟裂缝的金属网，将金属网通过金属网夹持部分13、固定部分2固定在水槽14中，如图1所示。多张导电金属网可以与感应测井模拟组件3呈任意夹角α平行排列以模拟模拟与井轴不同夹角的平行裂缝组响应特征，或者也可以相互焊接耦合以模拟相交排列的多条裂缝存在时的感应测井响应特征。

在本发明的一个实施例中，井眼模拟组件16为填充不同电阻率导电胶的管状结构。该管状结构包括聚氯乙烯管(pvc管)。该导电pvc管模拟井眼，其中充填不同电阻率的导电胶，使导电胶电阻等于井眼中泥浆电阻。将模拟井眼的导电pvc管置于内部导电网18的环形中心，将感应测井模拟组件3设置于导电pvc管中，完成裂缝地层感应测井模型制作。

为将感应测井模拟组件3固定于井眼模拟组件16中，该模拟装置还包括用于悬挂及固定感应测井模拟组件3的悬挂固定部件。具体的，如图1所示，该悬 挂固定部件包括测井电缆5、支架7、天滑轮6、地滑轮9、地滑轮支架8以及绞车，将天滑轮6固定于支架7上，将地滑轮9固定于地滑轮支架8上，通过链接螺母4链接测井电缆5与感应测井仪器，测井电缆5另一端绕过天滑轮6，地滑轮9经过绞车12连接用于采集及记录测井感应信号的信号采集部件。该信号采集部件包括感应测井仪器地面信号采集系统11及用于处理、存储数据的计算机10。

本发明的感应测井响应水槽模拟实验装置，构造简单，易于实现，可以通过调整导电金属网导电丝直径以及导电丝之间的间距来模拟不同电阻率裂缝的感应测井响应；通过调整金属网中模拟泥浆侵入的内部导电网的半径和电阻率模拟泥浆侵入特征，通过调节金属网与模拟井轴的导电pvc管夹角模拟不同倾角裂缝(如水平缝，斜交缝，直立缝)的测井响应；通过调节金属网大小模拟不同延伸长度裂缝测井响应；通过调整模拟泥浆的导电胶电阻率模拟不同泥浆条件下裂缝响应特征，通过调节水槽中充填溶液的电阻率模拟不同基岩电阻率对裂缝性地层感应测井响应的影响，亦可通过布置多个相互耦合的金属网实现(平行，相交)裂缝组感应测井响应特征，解决了不同裂缝参数感应测井响应特征定量模拟测量难题。

本发明所述的裂缝感应测井响应模拟装置，填补了裂缝性地层感应测井定量模拟装置的空白，其模拟结果明确了不同参数裂缝感应测井响应特征，奠定了裂缝性地层感应测井评价解释的基础。可以用于建立裂缝型地层感应测井裂缝解释评价模型，进而用于砂岩、页岩、火山岩地层感应测井裂缝参数定量评价、油水层识别、产能评价及储量计算。由于该模型的精确性和直观性，亦可用于感应测井数值模拟结果标定，感应测井方法原理教学等方面。

在采用该模拟装置工作时，首先通过绞车12控制感应测井仪器位于模拟井眼的导电pvc管的底端。通过感应测井信号采集部分11，向感应测井仪器供电，感应测井仪器中发射线圈中的交变电流在空间激发电磁场，该电磁场将在相互耦合的模拟裂缝的金属网组1和模拟地层的水槽14中充注的氯化钠溶液中产生感应电流，该感应电流的大小与金属网组的1电阻率、长度、数量及相互耦合排列方式、溶液电阻率、模拟井眼的导电胶14电阻率相关。该感应电流将在空间激发二次电磁场，二次电磁场信号被感应测井模拟组件3接收线圈探测，进而被感应测井信号采集部分采集，通过计算机10中现有感应测井处理软件记录存储。 这样就完成了感应测井模拟组件3在导电pvc管底端深度处点测量，然后通过绞车12将感应测井仪器3在导电pvc管中缓慢提升，完成整个模型中不同深度点处感应测井响应测量，通过计算机10记录存储下来，这样便完成了单个裂缝参数下感应测井响应的模拟。

制作不同半径及电阻率的内部导电网18和不同电阻率的外部导电网17，并拼接制作金属网，将这些金属网以不同数目与导电pvc井眼呈不同角度平行放置或金属网之间相交放置，制作不同溶液电阻率和不同导电胶电阻率14模型，即可分别模拟不同侵入半径、侵入带电阻率裂缝、不同深部电阻率裂缝、不同密度、倾角平行裂缝组、相交裂缝组以及不同基岩电阻率、不同泥浆电阻率对感应测井响应的影响。

虽然本发明所公开的实施方式如上，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，在不脱离本发明所公开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。