專利名稱：全梯度合成測井方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于地球物理測井中的測井方法，更具體地說是在電法測井理論基礎(chǔ)上的一種新方法，用這種方法得到的視電阻率曲線，可以準(zhǔn)確的劃分薄層或互層組地層，并可真實(shí)、準(zhǔn)確、形象地反映出井下薄地層或互層組地質(zhì)剖面電阻率特性的變化圖。
常規(guī)的電法測井主要有電位電極測井和梯度電極測井，這類測井方法是把井下測井設(shè)備-電極系放入井內(nèi)，測量巖層電阻率沿縱向變化的曲線，用以研究井所穿過的地質(zhì)剖面的油、氣、水層及巖性剖面。已有技術(shù)中的電極系是由發(fā)射電極和接收電極構(gòu)成。(見附

圖1)在發(fā)射電極中一個(gè)回路電極B設(shè)置在地面，另一個(gè)電極A放入井內(nèi)，放入井內(nèi)的發(fā)射電極A稱之為供電電極，它由地面裝置提供電流，在巖層中造成人工電場，一組接收電極M、N也稱之為測量電極，這種測量電極通常設(shè)置在供電電極A的一側(cè)(見附圖2)，有時(shí)可設(shè)置在供電電極的頂部，有時(shí)可設(shè)置在供電電極的底部，但無論怎樣設(shè)置，成對測量電極組均設(shè)置在單供電電極的一側(cè)。這種測量電極位置的設(shè)置用以接收和測量巖層在人工電場中M、N兩點(diǎn)的電位差，由此而獲取的井下巖層視電阻率，即電位或梯度視電阻率測井曲線，從而可以計(jì)算出巖層的電阻率，這種測量方法直接測量的物理量是地層剖面的視電阻率，測量出的曲線在地層邊界處無明顯特征。這類曲線不能逐點(diǎn)反映出井下巖層視電阻率的真實(shí)值。
本發(fā)明是在電場理論基礎(chǔ)上提供出一種全梯度合成測井方法，該方法包括1、全梯度合成測井電極系的設(shè)置;2、全梯度測井的基本原理;3、全梯度合成測井解釋方法;4、繪制全梯度合成測井視電阻率測井圖。
該方法的井下電極系位置的設(shè)置與已有技術(shù)不同，供電電極A1、A2是以測量電極M、N為中心上下對稱地設(shè)置的。A1、A2為兩個(gè)分別獨(dú)立的互不連接的供電電極系，而兩供電電極系供電的極性相同。上下對稱設(shè)置的供電電極與測量電極之間的距離相等。從而得到兩供電電極對同一組的測量電極M、N上所測的電位梯度的疊加和，即得出原始全梯度合成測井曲線，根據(jù)全梯度合成測井的解釋方法，將原始全梯度合成測井曲線解釋為全梯度合成視電阻率測井圖。
從原理上講本方法有兩個(gè)獨(dú)立供電電極，A1、A2，產(chǎn)生兩個(gè)電場，而由中間的同一測量電極M、N接收，這種測井方法將反映出井下巖層視電阻率變化的相對值。把地層深度位置與電阻率兩種物理量統(tǒng)一在一個(gè)曲線形態(tài)中，這種測井方法可以直觀地反映出巖層剖面上任意一點(diǎn)的視電阻率變化的真實(shí)值。從而達(dá)到準(zhǔn)確簡便地劃分地層深度和地層厚度。特別是對于薄地層非均質(zhì)互層組層界面的劃分以及扣夾層，高礦化度泥漿測井，以及定量求解儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)等，這比常規(guī)測井方法有更加清晰、準(zhǔn)確的效果，本發(fā)明的目的就在于此。
附圖1是已有技術(shù)中電法測井的井下電極位置設(shè)置示意圖，1為記錄儀，2是供電電源。
附圖2是已有技術(shù)中梯度電極系與電位電極系供電電極和測量電極位置設(shè)置示意圖。
附圖3a為全梯度合成測井、供電電極與此測量電極位置設(shè)置示意圖，其中3為絕緣棒，4為電極環(huán)。
附圖3b為測量電極M、N電極環(huán)，其中的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖，這種測量電極環(huán)分別由四個(gè)小弧度型環(huán)構(gòu)成，電極環(huán)4均勻地分布在絕緣棒3上。
附圖4是全梯度合成測井供電電極對稱設(shè)置位置示意圖，其中供電電極可以在不同距離內(nèi)設(shè)置。
附圖5是全梯度測井方法解釋圖板集之一，曲線模數(shù)為h/d＝4，16，32，h為厚度，d為井徑。
附圖6是計(jì)算機(jī)模擬全梯度合成測井典型曲線示意圖，其中圖6a為地層條件，圖6b為測量出的△Ra/Rm曲線，圖6c為全梯度合成測井電阻率曲線。例R1＝4歐姆/米(指單位米條件下的歐姆數(shù))。
附圖7a、b、c是全梯度合成測井解釋后的實(shí)例示意圖。圖7a為地層深度，圖7b為測量的△Ra/Rm曲線，圖7c最終成果全梯度合成測井電阻率曲線。
下面結(jié)合兩個(gè)供電電極A1、A2設(shè)置在測量電極M、N上下位置上的附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明從附圖3可以看出一對測量電極MN設(shè)置在供電電極系的中心部位，即兩個(gè)獨(dú)立供電電極A1、A2，以MN測量電極為中心，成對地設(shè)置在M、N兩側(cè)，這兩個(gè)供電電極A1、A2與中心部位的測量電極M、N之間的距離相等，A1、A2供電電極的極性相同。其中測量電極M、N分別由4個(gè)獨(dú)立小半環(huán)構(gòu)成即M(m1、m2、m3、m4)、N(n1、n2、n3、n4)小環(huán)之間由絕緣物隔離。測量時(shí)可以將4個(gè)小半環(huán)短路聯(lián)接成一個(gè)M環(huán)N環(huán)，進(jìn)行全梯度合成測井工作。同理也可以將4個(gè)小半環(huán)分別獨(dú)立作測量電極進(jìn)行測量，即得到4對測量電極組，即m1n1、m2n2、m3n3、m4n4。在同一供電電極A1、A2電作用下，可同時(shí)得到4條同深度全梯度合成視電阻率測井曲線。
從附圖4可以看出根據(jù)全梯度測井方法的需要，可以以測量電極為中心設(shè)置供電電極，但其距離可以不同。由全梯度合成測井方法而獲得井下巖層視電阻率變化的相對值。
從附圖6a的原始全梯度測井曲線在地層邊界處呈極大值，而在均勻介質(zhì)中即A1、M、N、A2所處同一介質(zhì)中出現(xiàn)零值，即其電位疊加和為零。
根據(jù)全梯度合成測井解釋方法可以把地層深度位置與電阻率物理量統(tǒng)一在一個(gè)曲線形態(tài)中，做出測井全梯度合成測井圖。
全梯度測井解釋方法。
1、準(zhǔn)確劃分地層厚度，依據(jù)全梯度合成測井原理曲線圖7b可以看出地層上下邊界處呈正負(fù)極大值，由圖7b上的極大值1點(diǎn)和2點(diǎn)處劃出地層邊界值。1點(diǎn)對應(yīng)井深為1986.5米曲線，2點(diǎn)對應(yīng)的井深為1989.5米，根據(jù)兩點(diǎn)對應(yīng)的井深便可計(jì)算出地層厚度h＝3米。
2、全梯度測井中曲線特征極大值(即幅度變化值)，將代表為相鄰兩地層電阻率的差值。根據(jù)公式可得A1、M、N梯度得視電阻率Ral=K2(△U)/(IO)A2、N、M梯度得視電阻率Ral=K2(△U)/(IO)
∵A1、M、N＝A2、N、M∴K1＝K2I1＝I2，則實(shí)際上，△R＝Ra1+Ra2，即兩個(gè)不同的供電電源在M、N上的電場梯度的疊加和，當(dāng)兩電極處在不同介質(zhì)時(shí)，則其視電阻率的差值是全梯度合成曲線幅度值的函數(shù)。
地層電阻率Rt應(yīng)為鄰層電阻率Ro加目的層與鄰層的視電阻率差值即Rt＝Ro+(R目-R鄰)＝Ro+△R推論互層中第i層的求解視電阻率方程為Ri＝Ro+△R1+△R2+……△Ri其中Ri為第i地層視電阻率;Ro為第O地層視電阻率;
△R1為第0層與第1層視電阻率之差即△R＝R1-Ro;
△R2為第1層與第二層視電阻率之差即△R2＝R2-R1，△Ri＝Ri-1-Ri。
該方法是采用遞推法，即預(yù)求互層組中第i層的電阻率Ri時(shí)，首先應(yīng)知道互層組的起始端Ro的電阻率。再用差剖面數(shù)列的數(shù)值求出剖面中各相鄰地層電阻率的差值。
3、根據(jù)上述條件做出全梯度合成測井曲線圖。
(1)已知Ra＝4歐姆/米，Rm＝1歐姆/米;
(2)再按圖5的解釋圖板h＝3米，d＝0.25米，查曲線求出△R＝12歐/米;
(3)則R1＝Ro+△R＝4+12＝16歐/米;求出圖7c視電阻率值R1＝16歐/米。
下面各層的視電阻率以此類推，由此得到全梯度合成測井最終結(jié)果的合成曲線，即圖7c。
權(quán)利要求
1.一種全梯度合成測井方法，該方法包括a、供電電極以測量電極為中心，上下對稱地設(shè)置獨(dú)立的、互不連接的供電電極系，供電電極系的極性相同，上下對稱設(shè)置的供電電極與測量電極之間的距離相等；b、全梯度合成測井解釋方法；c、根據(jù)其解釋方法繪制全梯度合成測井視電阻率測井圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全梯度合成測井方法，其特征在于以測量電極為中心，至少有一對供電電極上下對稱地設(shè)置，其極性相同，與測量電極之間的距離相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全梯度合成測井方法，其特征在于測量電極可以分別由四個(gè)小弧度型的環(huán)構(gòu)成，也可以采用電極環(huán)為一整體的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全梯度合成測井方法，其特征在于(1)在全梯度合成曲線的地層邊界處呈極大值;(2)在均勻介質(zhì)中，即A1、M、N、A2所處均勻介質(zhì)中出現(xiàn)零值，即電位疊加和為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測井方法，其特征在于測井解釋方法包括a、根據(jù)原始全梯度合成測井曲線在地層邊界處呈極大值，依此劃分出地層上下邊界得到的地層厚度;b、根據(jù)已知的地層厚度c，利用全梯度合成測井方法解釋圖板，由此求出相鄰兩地層電阻率差值。c、采用遞推法，求出全梯度合成測井曲線在互層組中任意層的視電阻率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地球物理測井中的測井方法，該方法包括井下電極系位置的設(shè)置，全梯度合成測井的解釋方法，以及全梯度合成測井視電阻率測井圖。使用這種方法得到的視電阻率曲線，可以準(zhǔn)確地劃分薄層或互層組地層，并可真實(shí)準(zhǔn)確、形象地反映出井下薄地層或互層組地質(zhì)剖面電阻率特性的變化圖。
文檔編號G01V3/26GK1045866SQ8910142
公開日1990年10月3日 申請日期1989年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月18日
發(fā)明者王紹民, 褚人杰, 張志學(xué), 沈聯(lián)蒂, 劉明新, 胡杰, 陳英豪 申請人:石油工業(yè)部石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院油氣田開發(fā)研究所