一种裂缝感应测井响应模拟装置的制作方法

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

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，且模型中没有考虑井眼影响以及裂缝与井眼、地层的耦合关系，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模拟装置，包括：

地层模拟组件，由多个导电环组构成，用于模拟地层导电；

裂缝模拟组件，由金属网组构成，与所述地层模拟组件耦合，用于模拟地层裂缝；

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，穿过所述金属网组和多个所述导电环组，用于模拟井眼环境。

根据本发明的一个实施例，所述导电环组由同心环形导电环构成，每个环形导电环串接标准电阻箱以实现每个导电环电阻可控。

根据本发明的一个实施例，每个所述导电环组由固定于同一绝缘板上、以预定间距排列的多个同心导电环构成。

根据本发明的一个实施例，所述金属网组包括多个金属网，所述金属网的金属丝的直径、金属丝之间的间距及所述金属网的大小可调。

根据本发明的一个实施例，所述金属网组与所述导电环组按预定夹角连接，用以模拟地层与裂缝耦合。

根据本发明的一个实施例，所述感应测井模拟组件贯穿所述导电环组和所述金属网组的中心。

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，所述管状部件为聚氯乙烯管。

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：

本发明可以定量确定不同参数下裂缝感应测井响应特征，建立裂缝参数定量评价模型，进而通过感应测井资料实现裂缝评价。

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模拟装置结构示意 图；

图2是根据本发明的一个实施例的导电环组结构示意图，以及

图3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.导电环；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.导电胶；15.pvc管；16.横向导电丝；17.纵向导电丝；18.绝缘板。

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，本发明的裂缝感应测井响应模拟装置包括地层模拟组件、裂缝模拟组件、感应测井模拟组件和井眼模拟组件。其中，地层模拟组件由多个导电环组构成，用于模拟地层导电；裂缝模拟组件由金属网组构成，与地层模拟组件耦合，用于模拟地层裂缝；感应测井模拟组件模拟测井仪器(通常该感应测井模拟组件可直接选取实际的测井仪器)，用于进行地层裂缝感应测井测量；井眼模拟组件穿过金属网组和多个导电环组，用于模拟井眼环境。

该裂缝感应测井响应模拟装置构造简单，易于实现，通过调整多个导电环组的参数来模拟不同电阻率地层导电，通过调整金属网组的参数来模拟不同情况的裂缝，从而可以定量确定不同参数下的裂缝感应测井响应特征，建立裂缝参数定量评价模型，进而通过感应测井资料实现裂缝评价。同时，本发明的模拟装置也可以用于感应测井仪器研发、刻度，以及感应测井方法原理示范教学。

在本发明的一个实施例中，导电环组由同心环形金属丝构成，每个导电环串接标准电阻箱以实现每个导电环电阻可控。

在本发明的一个实施例中，每个导电环组由固定于同一绝缘板18上、以预定间距排列的多个同心导电环2组成，如图3所示。地层的导电效应可以等效成多个带导电丝的绝缘板的导电效应叠加。测量时将感应测井仪器3中心置于导电环组中心。通过调节导电环2的电阻率，可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，解决了不同基岩电阻率条件下裂缝感应测井响应特征定量模拟测量难题。

制作在绝缘板18上固定的同心导电环2，以一定间距排列来模拟地层导电效应，同心导电环组的等效地层电导率可依据下式计算：

其中，σa为导电环组的等效电阻率，gi为第i个导电环所在位置的单元环几何因子，di为第i个导电环直径，ri为第i个导电环串接电阻值。调整导电环直径、间距使多组导电环等效空间电阻率等于地层电阻率。这样，可以用导电环组等效模拟不同电阻率地层。

在本发明的一个实施例中，金属网组包括多个金属网1，金属网1由金属丝编织制成，金属丝的直径、金属丝之间的间距及金属网的大小可调。具体的，如图2所示，采用横向导电丝16及纵向导电丝17编织正方形导电金属网1，金属网面电阻率可根据面电阻率公式计算，调整金属丝直径dw及金属丝间距hw以使金属网电阻率等于给定裂缝电阻率。这样，可以用不同电阻率的金属网等效模拟地层中不同电阻率的裂缝。通过调节导电金属网的大小可以模拟不同延伸长度裂缝的测井响应。设置多个金属网，即可以模拟多个地层中的裂缝。

在本发明的一个实施例中，金属网组与导电环组按预定夹角连接，用以模拟地层与裂缝耦合。具体的，金属网1与同心导电环2接触处由导电胶粘连或通过金属焊接在一起，以模拟地层与裂缝的耦合。如图1所示，金属网1由夹持器13固定，将模拟裂缝的金属网1与模拟地层的同心导电环2按夹角α相互耦合焊接，以模拟地层中与地层夹角为α的裂缝。对于其他倾角裂缝，可以制作不同夹角模型进行模拟。

在本发明的一个实施例中，感应测井模拟组件3贯穿导电环组和金属网组的中心，如图1所示。这样设置可以模拟感应测井仪器伸入具有裂缝的地层中的情况。

在本发明的一个实施例中，井眼模拟组件15为填充不同电阻率导电胶14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，其中充填导电胶，使导电胶电阻率等于井眼中泥浆电阻率。将模拟井眼的导电pvc管置于导电环2和金属网组的中心，将感应测井模拟组件3设置于导电pvc管中心，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15中，该模拟装置还包括用于悬挂及固定感应测井仪器的悬挂固定部件。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12，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3，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。

本发明所述的裂缝感应测井响应模拟装置，构造简单，易于实现，可以通过调整金属网1的导电金属丝直径以及导电金属丝之间的间距来模拟不同电阻率裂缝的感应测井响应；通过调节金属网与多组导电环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；通过调节不同金属网间距模拟不同间距裂缝组测井响应；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，通过调节导电环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，实现了不同裂缝参数感应测井响应特征定量模拟测量难题。

本发明的测量结果可以定量确定不同参数下裂缝感应测井响应特征，建立裂缝参数定量评价模型，进而通过感应测井资料实现裂缝评价。

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3位于模拟井眼(pvc管)15的底端。通过感应测井信号采集部分11，向感应测井仪3供电，感应测井仪3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1和多组模拟地层的导电环2中产生感应电流，该感应电流的大小与导电金属网1电阻率、金属网1长度、导电环2电阻率、两者夹角α、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。

制作不同电阻率金属网1、不同电阻率多组导电环2、不同两者夹角模型、不同边长正方形金属网1、不同电阻率导电胶14模型，即可模拟不同裂缝电阻率、 不同地层电阻率、不同裂缝倾角、不同裂缝延伸长度以及不同泥浆电阻率模型感应测井响应特征。

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。