专利名称：一种电阻率测井仪的刻度校验方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明是关于石油钻井工程技术，特别是关于随钻电磁波电阻率测量技术，具体的讲是关于一种电阻率测井仪的刻度校验方法及装置。
背景技术：
在石油、天然气及非常规油气资源的勘探开发过程中，导向钻井系统实时测量钻遇地层的电阻率参数，不仅为钻井系统提供有用的导向信息，而且为实时地层综合评价提供不可或缺的地质参数。随钻电磁波电阻率测量技术利用了电磁波在介质中的传播原理， 通过多组发射天线向地层发射不同频率的电磁波，同时接收传播至接收天线处的电磁波， 根据电磁波信号在传播过程中幅度和相位的变化，以此来推算传播所途径地层的电阻率。 在储层油气评价中，地层电阻率是非常重要的地质参数之一，对该参数的准确获取是电阻率测量技术的关键。为了使实际测量的地层电阻率数据准确、可靠，对电磁波电阻率仪器进行精细的刻度和校验至关重要。现有的电磁波电阻率仪器通常沿用电缆测井电阻率仪器的刻度方法，将仪器置于露天大直径盐水罐中，通过改变罐中盐水的电阻率模拟地层变化来对仪器进行刻度标定，这种刻度罐装置体积庞大，制作复杂，刻度操作严格，不利于仪器日常、测前或测后刻度校验。部分公司采用的室内的刻度和校验装置属于电子类地层模拟器，这种地层模拟装置的原理是，通过电子元器件对电磁波信号的衰减来模拟地层对电磁波信号衰减，仅仅针对仪器天线和电路部分的调试和检查，不能对电磁波电阻率仪器进行整体的刻度和校验。美国专利No. 4876511公开了一种电磁波测井仪的刻度测试方法与装置，该装置包括一个带有屏蔽的发射装置和一个带有屏蔽的接收装置，分别安装在电磁波电阻率仪器的接收天线和发射天线的周围，屏蔽的发射装置向仪器接收天线发射不同幅度和相位的电磁波信号，用于模拟发射天线信号通过实际地层后到达接收天线的信号，即用电子装置来模拟实际地层对信号的衰减，以达到刻度和校验仪器的目的。这种纯电子装置的刻度校验方法，对刻度天线及电子线路的稳定性要求高，制作和操作复杂。美国专利No. 5001675公开了一种电磁波传播地层评价仪的相位和幅度刻度系统，该系统可以自动补偿由于井眼温度和压力变化导致的测量误差。具体的做法是，将两个刻度天线通过紧密耦合方式向两个测量接收天线注入相同相位和相同幅度的电磁波参考信号，根据两个接收信号之间的幅度和相位差异来对实际测量进行校正，从而消除两个信号通道之间的差异对电阻率测量数据的影响。此方法中，刻度天线与接收电线安装在一起， 刻度和测量交替切换，使得天线结构和电子线路复杂，增加了仪器的不可靠性。美国专利No. 5293128提出了一种类似于电缆感应测井仪的导电环刻度装置，在导电环中接入不同阻抗的电子元件以模拟不同电阻率的地层，这种导电环刻度方法不适用于随钻电磁波电阻率测井仪。
发明内容
本发明提供一种电阻率测井仪的刻度校验方法及装置，以保证电阻率测井仪获得准确的电阻率数据。为了实现上述目的，本发明提供一种电阻率测井仪的刻度校验方法，该方法包括 电阻率测井仪刻度步骤测量将该电阻率测井仪暴露于空气中时信号的幅度比Rtl及相位差 Dtl和将不同电阻率的模拟地层置于该电阻率测井仪周围时信号的幅度比及相位差Dn ；根据^、 、!^及Dn确定该电阻率测井仪的幅度比响应函数关系和相位差响应函数关系；电阻率测井仪校验步骤测量将电阻率为P的模拟地层置于该测井仪周围时信号的幅度比R及相位差D ；根据R、D、幅度比响应函数关系及相位差响应函数关系计算幅度比电阻率及相位差电阻率，并分别计算该幅度比电阻率及相位差电阻率与该电阻率P的差值，如果该幅度比电阻率及相位差电阻率与该电阻率P的差值均小于预设的仪器测量误差，则该的电阻率测井仪通过校验。进一步地，在进行电阻率测井仪刻度步骤之前，所述的方法还包括将所述电阻率测井仪吊至高空绝缘支架上。进一步地，在进行电阻率测井仪校验步骤之前，所述的方法还包括将所述电阻率测井仪吊至高空绝缘支架上。进一步地，测量将所述电阻率测井仪暴露于空气中时信号的幅度比Rtl及相位差Dtl 和将不同电阻率的模拟地层置于所述电阻率测井仪周围时信号的幅度比I^n及相位差Dn，包括测量将所述电阻率测井仪暴露于空气中时不同发射频率、不同发射频率-接收频率组合下的信号的幅度比Rtl及相位差Dtl ；将不同电阻率的模拟地层置于所述电阻率测井仪周围时不同发射频率、不同发射频率-接收频率组合下的信号的幅度比I^n及相位差Dn。进一步地，根据所述!^、 、!^及Dn确定所述电阻率测井仪的幅度比响应函数关系和相位差响应函数关系包括如下步骤根据电阻率测井仪的测量原理、数值模拟计算或模拟地层测量点的分布形态确定所述电阻率测井仪的幅度比响应函数关系式和相位差响应函数关系式；根据所述IVDpI^及Dn确定所述幅度比响应函数关系式和相位差响应函数关系式的系数及系数的协方差矩阵；判定拟合质量并确定多项式阶数。进一步地，所述圆柱形模拟地层为浸入盐水的非导电海绵或用高分子复合材料发泡技术生产的导电海绵。进一步地，所述非导电海绵的电阻率的确定步骤如下将海绵加工成长方体，并浸入盐水中；采用阻抗分析仪测量经盐水浸泡后的海绵的电阻值，并转换成电阻率；通过阻抗测量仪表的不确定度确定非导电海绵的电阻率的不确定度。为了实现上述目的，本发明提供一种电阻率测井仪的刻度校验装置，该装置包括 圆柱形电阻率测试仪，与地面通信系统连接，所述的圆柱形电阻率测试仪的侧面安装发射天线及接收天线；圆柱形模拟地层，包覆住所述圆柱形电阻率测试仪的侧面，所述圆柱形电阻率测试仪的直径等于所述圆柱形模拟地层内径，所述圆柱形模拟地层外径尺寸为所述电阻率测井仪径向探测深度的两倍。进一步地，所述圆柱形模拟地层为浸入盐水的非导电海绵或用高分子复合材料发泡技术生产的导电海绵。进一步地，所述模拟地层的长度比所述电阻率测井仪天线间最大距离长20-40cm。
本发明实施例的有益效果在于，本发明提出一种电阻率测井仪的刻度校验方法及装置，用于仪器生产调试、日常检修维护、下井测量前及测量后的刻度和校验，保证随钻电磁波电阻率测井仪在实际测量中获得准确可靠的地层电阻率数据。
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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中图1为本发明实施例电阻率测井仪的刻度校验方法流程图；图2为本发明实施例随钻电磁波电阻率测井仪刻度流程；图3为本发明实施例随钻电磁波电阻率仪器与刻度装置位置示意图；图4为本发明实施例随钻电磁波电阻率测井仪校验流程；图5为本发明实施例随钻电磁波电阻率仪器模拟地层断面结构；图6为本发明实施例盐水海绵制成的模拟地层结构示意图；图7为本发明实施例盐水海绵定值小样结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。如图1所示，本实施例提供一种电阻率测井仪的刻度校验方法，该方法包括SlOl 电阻率测井仪刻度步骤测量将该电阻率测井仪暴露于空气中时信号的幅度比Rtl及相位差Dtl和将不同电阻率的模拟地层置于该电阻率测井仪周围时信号的幅度比 I^n及相位差Dn ；根据IVDtl、!^及Dn确定该电阻率测井仪的幅度比响应函数关系和相位差响应函数关系。本发明电阻率测井仪刻度方法适用于随钻电磁波电阻率测井仪，也适用于其它井下电阻率测量仪器。随钻电磁波电阻率测井仪刻度的目的是将测量得到的电信号(射频信号幅度比及相位差)转换成地层电阻率参数。因此，用电磁波电阻率仪器在电阻率已知的标准地层中测量，就可得到电阻率仪器幅度比和相位差与地层电阻率的对应关系系数，刻度流程如图2所示。随钻电磁波电阻率测井仪刻度操作的具体实施如下首先将电阻率测井仪通过起吊装置悬吊至高空绝缘支架上，通过供电及通信电缆将待刻度的电阻率测井仪与地面通信系统连接(Sii)。待电阻率测井仪通电至工作稳定之后，测量并记录不同发射频率、不同发射-接收组合(Si》下的信号的幅度比(Rtl)和相位差值(D0) (S13)。将电阻率为P工的模拟地层31置于在电阻率测井仪32的外周(如图3)，所有发射天线和接收天线33被包围在地层中。测量并记录不同发射频率、不同发射-接收组合下的信号的幅度比(R1)和相位差值犰)。
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将电阻率为P2的模拟地层置于在仪器的外周，所有发射和接收天线被包围在地层中。测量并记录不同发射频率、不同发射-接收组合下的信号的幅度比(R2)和相位差值 0>2)。重复上述测量步骤，直至最后一个模拟地Pn，测量并记录不同发射频率、不同发射-接收组合下的信号的幅度比(Rn)和相位差值(Dn) (S14)。随钻电磁波电阻率测井仪响应关系，即电阻率仪器幅度比和相位差与地层电阻率的响应函数关系式(S15)。仪器响应关系的具体确定方法如下a、确定响应函数形式。根据仪器测量原理、数值模拟计算或模拟地层装置测量点的分布形态确定响应函数形式。对于多项式函数形式，确定响应函数形式时，多项式阶数预先设定。最后在数据拟合过程中确定多项式阶数。b、确定响应函数系数及其协方差矩阵。若响应函数采用公式(1)所示的多项式形式
权利要求
1.一种电阻率测井仪的刻度校验方法，其特征在于，所述的方法包括电阻率测井仪刻度步骤测量将所述电阻率测井仪暴露于空气中时信号的幅度比Rtl及相位差Dtl和将不同电阻率的模拟地层置于所述电阻率测井仪周围时信号的幅度比及相位差Dn;根据所述IVDtl、!？11及1\确定所述电阻率测井仪的幅度比响应函数关系和相位差响应函数关系；电阻率测井仪校验步骤测量将电阻率为P的模拟地层置于所述测井仪周围时信号的幅度比R及相位差D ；根据所述R、D、幅度比响应函数关系及相位差响应函数关系计算幅度比电阻率及相位差电阻率，并分别计算所述幅度比电阻率及相位差电阻率与所述电阻率 P的差值，如果所述幅度比电阻率及相位差电阻率与所述电阻率P的差值均小于预设的仪器测量误差，则所述的电阻率测井仪通过校验。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行电阻率测井仪刻度步骤之前，所述的方法还包括将所述电阻率测井仪吊至高空绝缘支架上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行电阻率测井仪校验步骤之前，所述的方法还包括将所述电阻率测井仪吊至高空绝缘支架上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量将所述电阻率测井仪暴露于空气中时信号的幅度比Rtl及相位差Dtl和将不同电阻率的模拟地层置于所述电阻率测井仪周围时信号的幅度比&及相位差Dn，包括测量将所述电阻率测井仪暴露于空气中时不同发射频率、不同发射频率-接收频率组合下的信号的幅度比R0及相位差Dtl ；将不同电阻率的模拟地层置于所述电阻率测井仪周围时不同发射频率、不同发射频率-接收频率组合下的信号的幅度比I^n及相位差Dn。
5.根据权利要求1、或4所述的方法，其特征在于，根据所述礼為七及化确定所述电阻率测井仪的幅度比响应函数关系和相位差响应函数关系包括如下步骤根据电阻率测井仪的测量原理、数值模拟计算或模拟地层测量点的分布形态确定所述电阻率测井仪的幅度比响应函数关系式和相位差响应函数关系式；根据所述礼、D0, 1^及Dn确定所述幅度比响应函数关系式和相位差响应函数关系式的系数及系数的协方差矩阵；判定拟合质量并确定多项式阶数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆柱形模拟地层为浸入盐水的非导电海绵或用高分子复合材料发泡技术生产的导电海绵。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非导电海绵的电阻率的确定步骤如下将海绵加工成长方体，并浸入盐水中；采用阻抗分析仪测量经盐水浸泡后的海绵的电阻值，并转换成电阻率；通过阻抗测量仪表的不确定度确定非导电海绵的电阻率的不确定度。
8.—种电阻率测井仪的刻度校验装置，其特征在于，所述的装置包括圆柱形电阻率测试仪，与地面通信系统连接，所述的圆柱形电阻率测试仪的侧面安装发射天线及接收天线；圆柱形模拟地层，包覆住所述圆柱形电阻率测试仪的侧面，所述圆柱形电阻率测试仪的直径等于所述圆柱形模拟地层内径，所述圆柱形模拟地层外径尺寸为所述电阻率测井仪径向探测深度的两倍。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述圆柱形模拟地层为浸入盐水的非导电海绵或用高分子复合材料发泡技术生产的导电海绵。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述模拟地层的长度比所述电阻率测井仪天线间最大距离长20-40cm。
全文摘要
一种电阻率测井仪的刻度校验方法及装置，该方法包括电阻率测井仪刻度步骤测量将该电阻率测井仪暴露于空气中时信号的幅度比R0及相位差D0和将不同电阻率的模拟地层置于该电阻率测井仪周围时信号的幅度比Rn及相位差Dn；根据R0、D0、Rn及Dn确定该电阻率测井仪的幅度比响应函数关系和相位差响应函数关系；电阻率测井仪校验步骤测量将电阻率为ρ的模拟地层置于该测井仪周围时信号的幅度比R及相位差D；根据R、D、幅度比响应函数关系及相位差响应函数关系计算幅度比电阻率及相位差电阻率，并分别计算该幅度比电阻率及相位差电阻率与该电阻率ρ的差值，如果该幅度比电阻率及相位差电阻率与该电阻率ρ的差值均小于预设的仪器测量误差，则该的电阻率测井仪通过校验。
文档编号G01V13/00GK102565875SQ20111045530
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者宋延淳, 窦修荣, 艾维平, 贾衡天, 邓乐 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院