专利名称：在钻探期间确定地层水饱和度的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及地下岩层的岩石物理评价。更特别的，本发明涉及用于定量测定岩层孔隙中的流体饱和度的方法和设备，其不同于基于岩层的电阻率测量。背景领域为了从多孔地下岩层的孔隙中提取流体，通过钻井孔穿透所述岩层。特别的，用所述钻井孔提取油和气。由于经济原因，重要的是要在钻井孔的构造完成前，测定油和/或气占穿透的岩层的孔隙的分数体积。本领域内已知的用于测定原生水和油和/或气所占的孔隙的分数体积的方法基本上基于岩层电阻率的测量。在评价地下岩层中，测定的量是水所占的孔隙的分数体积(被称为“水饱和度”，用Sw表示)，其中假设非水占用的孔隙含有油和 /或气。绝大多数由岩层电阻率的测量来测定水饱和度的技术基于二十世纪四十年代进行的石if究。参见 Archie，G. Ε.，Electrical Resistivity Log as an Aid in Determing Some Reservoir Characteristics，AIME Trans. 146，1942，p.54—62。由Archie (见上)测定的孔隙岩石的电阻率Rt与原生水电阻率Rw、水饱和度Sw和孔隙所占的岩石的分数体积(孔隙度)之间的关系为
R
权利要求
1.一种确定地下岩层中的水饱和度的方法，其包括由多个在钻探入岩层的钻井孔内进行的测量来测定在岩层中的侵入深度，所述测量具有不同的进入岩层的调查横向深度；在与测定侵入深度的位置基本相同的纵向位置上测量岩层中的碳和氧； 用测量的碳和氧以及侵入深度确定岩层的基本上未侵入部分的水饱和度。
2.权利要求1的方法，其中在钻井孔的钻探期间进行测量碳和氧以及测定侵入深度。
3.权利要求1的方法，其中多个测量包括热中子捕获截面测量。
4.权利要求3的方法，其还包括由热中子捕获截面测量来测定未侵入岩层中的水的盐度。
5.权利要求1的方法，其中多个测量包括电阻率测量。
6.权利要求5的方法，其还包括由盐度测定原生水的电阻率。
7.权利要求1的方法，其还包括在选择的时间后重复测量侵入深度、测量碳和氧、以及测定水饱和度，并基于侵入深度和水饱和度的变化表征电阻率和水饱和度之间的关系。
8.权利要求7的方法，其中所述表征包括测定以下等式中的指数m和η: R1=-^-
9.权利要求7的方法，其中所述表征包括测定以下等式中的参数μ(水连接性指数) 和Xw (水连接性系数)
10.权利要求5的方法，其中电阻率测量包括流电测量。
11.权利要求5的方法，其中电阻率测量包括电磁传播测量。
12.权利要求1的方法，其中测量碳和氧包括测量由源自中子源的中子与岩层中原子核的相互作用产生的非弹性伽马射线。
13.一种测井装置，其包括置入在设定为沿钻井孔运动的壳体中的脉冲中子源，该脉冲中子源被设定为对与钻井孔相邻的岩层进行辐射；置入在壳体中并设定为测定由中子源产生的中子与岩层相互作用导致的岩层的辐射的多个辐射探测器，该辐射探测器设定为测定对至少两个不同的由钻井孔进入岩层的横向深度的与至少热中子捕获截面相关的辐射，并测定岩层中的碳和氧含量；以及，设定用于对至少两个不同的由钻井孔进入岩层的横向深度测量岩层电阻率的电阻率传感器，纵向设定所述电阻率传感器和辐射探测器以响应基本上相同侵入深度的岩层。
14.权利要求13的装置，其中电阻率传感器包括聚焦流电传感器。
15.权利要求13的装置，其中电阻率传感器包括电磁传播传感器。
16.权利要求13的装置，其中辐射探测器包含设定为响应岩层密度的伽马射线探测器。
17.权利要求13的装置，其中发射探测器包括设定为响应岩层的氢指数的中子探测 器。
18.权利要求13的装置，其中辐射探测器包括设定为响应岩层的光电效应的伽马射线探测器。
19.权利要求13的装置，其中辐射探测器包括设定为响应热中子捕获伽马射线的伽马射线探测器。
全文摘要
一种确定地下岩层中的水饱和度的方法，包括用多个在钻探入岩层中的钻井孔中进行的测量来测定岩层的侵入深度。测量具有不同的进入岩层的调查的横向深度。在基本上与测量侵入深度的位置相同的纵向位置上测量岩层中的碳和氧。用测量的碳和氧以及侵入深度确定岩层的基本上未侵入部分的水饱和度。
文档编号G01V11/00GK102159970SQ200980137086
公开日2011年8月17日 申请日期2009年8月4日 优先权日2008年8月26日
发明者B·蒙塔龙 申请人:普拉德研究及开发股份有限公司