过套管地层电阻率测井仪器和过套管地层电阻率测量方法与流程

本发明涉及石油勘探开发，具体而言，涉及一种过套管地层电阻率测井仪器和过套管地层电阻率测量方法。

背景技术：

1、老油区的油田开发进入中后期后，长期的水驱采油会导致主力油层水淹严重，油水关系复杂。跟踪饱和度的变化，了解和掌握剩余油饱和度的宏观和微观空间分布，做好剩余油分布的评价与监测，确定地层剩余油的可采储量，提高采收率，监测生产和注水井中的流体界面位置，调整开发方案，延长油田开采寿命，为油藏经营管理决策提供重要依据，这都是老油田目前面临的迫切问题。有时在裸眼井测井过程中，因扩径或塌方而未完成裸眼井地层电阻率测量，对于储层含油性的评价非常不利。此外，受以往技术发展水平限制的老油田，存在着一些疏忽、漏判、错判的油层，以及多年开采油气二次运移重新饱和的油层，也是油藏开发面临的重要问题。

2、目前存在两种过套管电阻率的测量方式。第一种为已经商业化的直流电接触型定点过套管电阻率测井方式，此方式除了测量速度慢，对井筒环境要求极为苛刻，要求所有电极完全紧密贴靠在没有油污、没有锈蚀的套管壁上才能给出满意的结果，只要有一个电极不满足条件，测量结果就不准确，采集数据相关性和数据可靠性较低。但在经过多年开采的油井内，套管变形和内壁锈蚀在所难免，且洗井不可能将井壁上的油污完全洗掉。因此该仪器的测量条件过于苛刻，致使该仪器的推广应用一直不太好。同时，由于测量模式的限制，接触型过套管电阻率测井也难以与其他套后测井形成完整的套后储层评价测井系列。第二种为瞬变电磁测量方式，鉴于金属套管的屏蔽，天线发射的电磁波只有非常小的一部分透过套管进入地层，然后在地层内感应二次场，同样的原因，二次场也只有非常小的部分穿过金属套管进入井内，到达接收天线，但这部分信号非常微小难以测量，给仪器的研发造成了很大困难。

3、也就是说，现有技术中过套管地层电阻率测量方法存在测量误差大的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种过套管地层电阻率测井仪器和过套管地层电阻率测量方法，以解决现有技术中过套管地层电阻率测量方法测量误差大的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种过套管地层电阻率测井仪器，过套管地层电阻率测井仪器放置在金属套管内，过套管地层电阻率测井仪器包括：至少一个发射电极模块，发射电极模块用于向金属套管发射交流电；多个接收电极模块，多个接收电极模块之间间隔设置，且发射电极模块与接收电极模块间隔设置，交流电经过金属套管和地层返回接收电极模块，交流电在发射电极模块与金属套管之间、接收电极模块与金属套管之间以位移电流的形式传输；绝缘连接件，相邻两个接收电极模块通过绝缘连接件连接，相邻的发射电极模块与接收电极模块之间通过绝缘连接件连接；电子线路模块，电子线路模块与发射电极模块和接收电极模块电连接。

3、进一步地，发射电极模块和接收电极模块嵌入到绝缘连接件内。

4、进一步地，绝缘连接件为一个，发射电极模块和接收电极模块为筒状结构，发射电极模块和接收电极模块均套设在绝缘连接件上。

5、进一步地，绝缘连接件为多个，相邻两个绝缘连接件之间通过发射电极模块或接收电极模块连接。

6、进一步地，发射电极模块发射的交流电的交流频率大于等于10khz且小于等于500khz。

7、进一步地，发射电极模块为多个，不同的发射电极模块发射的交流电的频率不同。

8、进一步地，发射电极模块包括：发射电极；发射电路模块，发射电极与发射电路模块电连接，发射电路模块用于产生交流电，发射电极用于发射交流电。

9、进一步地，接收电极模块包括：接收电极，接收电极用于接收传输到金属套管上的交流电；采集电路模块，接收电极与采集电路模块电连接，采集电路模块用于采集接收电极上的电压或电流信号。

10、进一步地，电子线路模块包括：主控模块，主控模块与发射电极模块电连接，并控制发射电极模块发射交流电；数据处理传输模块，数据处理传输模块与接收电极模块电连接，数据处理传输模块用于接收接收电极模块上采集的电压信号或电流信号，并通过电压信号或电流信号的相位信息或幅度信息计算地层电性参数，从而实现对金属套管外侧地层信息的测量。

11、根据本发明的另一方面，提供了一种过套管地层电阻率测量方法，采用上述的过套管地层电阻率测井仪器进行测量，过套管地层电阻率测量方法包括：电子线路模块控制发射电极模块发射交流电；接收电极模块接收对应深度处的金属套管与地层的电压信号或电流信号；电子线路模块处理接收电极模块接收的电压信号或电流信号，并获得接收电极模块的电压信号或电流信号的相位信息或幅度信息；根据不同的接收电极模块接收到的相位信息或幅度信息计算地层电性参数。

12、应用本发明的技术方案，过套管地层电阻率测井仪器放置在金属套管内，过套管地层电阻率测井仪器包括至少一个发射电极模块、多个接收电极模块、绝缘连接件和电子线路模块，发射电极模块用于向金属套管发射交流电；多个接收电极模块之间间隔设置，且发射电极模块与接收电极模块间隔设置，交流电经过金属套管和地层返回接收电极模块，交流电在发射电极模块与金属套管之间、接收电极模块与金属套管之间以位移电流的形式传输；相邻两个接收电极模块通过绝缘连接件连接，相邻的发射电极模块与接收电极模块之间通过绝缘连接件连接；电子线路模块与发射电极模块和接收电极模块电连接。

13、通过利用发射电极模块发射交流电，使得交流电能够从过套管地层电阻率测井仪器传输到金属套管和地层，通过设置多个接收电极模块，使得交流电能够从地层和金属套管返回过套管地层电阻率测井仪器，同时多个接收电极模块能够增大地层电阻率的纵向测量范围。利用绝缘连接件将发射电极模块和接收电极模块连接在一起，能够为发射电极模块和接收电极模块提供机械支撑，同时避免电流信号在发射电极模块和接收电极模块之间直接传输。通过电子线路模块与发射电极模块和接收电极模块电连接，使得电子线路模块能够控制交流电的发射，另外接收电极模块接收到的电压信号或电流信号的相位信息或幅度信息能够传输至电子线路模块进行计算，并转换成地层电性参数，从而实现对金属套管外地层信息的测量。

14、在发射电极模块、接收电极模块与金属套管之间存在非导电流体或金属套管内部有防锈涂层时，过套管地层电阻率测井仪器与金属套管之间形成绝缘层，阻断了直流电的通路。而利用过套管地层电阻率测井仪器发射出一定范围频率的交流电，基于电容耦合原理，交流电可以通过电容耦合方式在前后两级电路之间传输，因此该交流电可以在过套管地层电阻率测井仪器发射电极模块与金属套管之间传输，也就是该交流电在发射电极模块与金属套管之间以位移电流的形式传输，经过金属套管和地层返回接收电极模块，在接收电极模块与金属套管之间以位移电流的形式传输。通过电子线路模块测量接收电极模块上电压或电流相位信息或幅度信息，转换为金属套管外地层电阻率，实现对金属套管外的地层信息的测量。

技术特征：

1.一种过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述过套管地层电阻率测井仪器放置在金属套管(10)内，所述过套管地层电阻率测井仪器包括：

2.根据权利要求1所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述发射电极模块(20)和所述接收电极模块(30)嵌入到所述绝缘连接件(40)内。

3.根据权利要求1所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述绝缘连接件(40)为一个，所述发射电极模块(20)和所述接收电极模块(30)为筒状结构，所述发射电极模块(20)和所述接收电极模块(30)均套设在所述绝缘连接件(40)上。

4.根据权利要求1所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述绝缘连接件(40)为多个，相邻两个所述绝缘连接件(40)之间通过所述发射电极模块(20)或所述接收电极模块(30)连接。

5.根据权利要求1所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述发射电极模块(20)发射的所述交流电的交流频率大于等于10khz且小于等于500khz。

6.根据权利要求1所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述发射电极模块(20)为多个，不同的所述发射电极模块(20)发射的所述交流电的交流频率不同。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述发射电极模块(20)包括：

8.根据权利要求1至6中任一项所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述接收电极模块(30)包括：

9.根据权利要求1至6中任一项所述的过套管地层电阻率测井仪器，其特征在于，所述电子线路模块包括：

10.一种过套管地层电阻率测量方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的过套管地层电阻率测井仪器进行测量，所述过套管地层电阻率测量方法包括：

技术总结
本发明提供了一种过套管地层电阻率测井仪器和过套管地层电阻率测量方法，过套管地层电阻率测井仪器包括：至少一个发射电极模块，发射电极模块向金属套管发射交流电；多个接收电极模块，多个接收电极模块之间间隔设置，且发射电极模块与接收电极模块间隔设置，交流电经过金属套管和地层返回接收电极模块，交流电在发射电极模块与金属套管之间、接收电极模块与金属套管之间以位移电流的形式传输；绝缘连接件，相邻接收电极模块通过绝缘连接件连接，相邻的发射电极模块与接收电极模块之间通过绝缘连接件连接；电子线路模块，电子线路模块与发射电极模块和接收电极模块电连接。本发明解决了现有技术中过套管地层电阻率测量方法测量误差大的问题。

技术研发人员：胡海涛,肖占山,陈文辉,袁彩华,闫俊杰,李文彬,齐超,姚春明,邵琨
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17