一种地层电阻率的测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及地层电阻率测量技术领域，公开了一种地层电阻率的测量方法及系统。该方法包括：在套管上设置至少2个发射电极、至少1个参考电位电极和至少4个测量探头；在地面上设置至少2个回路电极；测量部分套管和地层的总电阻；得到每2个连续的测量探头之间的电阻；得到泄露到地层的电流；将参考电位和不同区间内泄露到地层的电流代入地层的视电阻率公式，得到3个连续的测量探头之间的地层电阻率。本发明专利技术通过复用测量探头实现了在一次测量中，同时完成多个相邻地层段的电阻率的测量，从而在不增加测量仪器长度和复杂度的基础上，提高了仪器的测量效率，进而提高了仪器的使用效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地层电阻率测量
，特别涉及一种地层电阻率的测量方法及系统。
技术介绍
地层电阻率是评价储层含烃量必不可少的要素。地层电阻率主要取决于地层所含的液体，含导电盐水的地层的电阻率要比充满烃类介质的地层的电阻率小得多，因而电阻率的测量对于定位烃类矿层具有不可替代的工程价值。传统的电阻率的测量是在裸眼井中进行的，由于金属套管的电阻率与地层电阻率相比是极微小的（地层的电阻率在1欧姆/米到1000欧姆/米之间，而金属套管的电阻率的典型值为2×10-7欧姆/米），因此传统的电阻率测井仪器无法实现对地层电阻率的测量，有必要发展过套管地层电阻率测井仪器。该仪器通过测量套管上微小的电压降，从而达到测量地层电阻率的目的。过套管地层电阻率测井仪是一种在套管井中测量地层视电阻率的仪器。它的重要特点在于探测深度大，适用于不同孔隙度和地层水矿化度的地层。国内套管井电阻率测井需求量大，尤其在大庆、辽河、吐哈等高含水开发后期的油田，中石油股份公司利用斯仑贝谢公司的套管井地层电阻率测井仪器进行了上百口井的测井。因此，这种测量仪器对于油气层监测，确定老井中死油气带的位置和剩余油饱和度的分布以便延长老井开采寿命具有十分重要的意义。但是，目前该仪器存在的一个主要问题就是每次只能完成一段地层的电阻率的测量，降低了地层电阻率的测量效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种地层电阻率的测量方法及系统，它能够在一次测量中，完成多个相邻地层段的电阻率的测量，提高了地层电阻率的测量效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种地层电阻率的测量方法,包括：在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置至少2个发射电极、至少1个参考电位电极和至少4个测量探头；在地面上设置至少2个回路电极；将电流Io注入一个所述发射电极，所述电流Io从一个所述回路电极流出；测量所述参考电位电极对应于一个所述回路电极的电位Vo；基于欧姆定律得到测量部分套管和地层的总电阻Q为：将电流In注入一个所述发射电极，所述电流In从另一个发射电极流出；测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1′、V2′和V3′；基于欧姆定律得到每2个连续的测量探头之间的电阻分别为：R3=V3′In;]]>将电流Im注入一个所述发射电极，所述电流Im从一个所述回路电极流出；测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1、V2和V3；基于欧姆定律得到每2个连续的测量探头之间的电流分别为V1/R1、V2/R2和V3/R3；在套管和地层所产生的电动势为QIm，即此时的参考电位为QIm；连续的两电流的差值就分别为不同区间内泄露到地层的电流，即为：ΔIa=V1R1-V2R2,]]>ΔIb=V2R2-V3R3;]]>将所述参考电位和所述不同区间内泄露到地层的电流代入地层的视电阻率公式并将所述每2个连续的测量探头之间的电阻代入视电阻率公式，得到3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率和另外3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率其中，V为参考电位；ΔI为泄露到地层的电流；K＝kΔz，k为刻度因子，Δz是所述3个连续的测量探头的最大间距的一半。进一步，所述刻度因子k的测量方法包括：在非测量地层区间测量得到参考电位、所述每2个连续的测量探头之间的电压和测量电流；基于已知的所述非测量地层区间的地层电阻率和Δz反算出刻度因子k；具体地，将地层电阻率公式转换为K=ρ/(QImIn(V2V2'-V3V3′)-1),]]>反算得到k=KΔz.]]>进一步，所述在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置至少1个参考电位电极和至少4个测量探头的步骤具体为：在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置2个参考电位电极和8个测量探头，且所述参考电位电极是水平对称设置在所述套管上的，所述测量探头是每两个为一组从上往下水平对称设置在套管上的。进一步，每组所述测量探头从上往下等间距设置在所述套管上。进一步，所述参考电位电极设置在所述测量探头的上方。本专利技术还提供了一种地层电阻率的测量系统，包括：安装模块，用于在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置至少2个发射电极、至少1个参考电位电极和至少4个测量探头；在地面上设置至少2个回路电极；第一电阻测量模块，用于将电流Io注入一个所述发射电极，所述电流Io从一个所述回路电极流出；测量所述参考电位电极对应于一个所述回路电极的电位Vo；基于欧姆定律得到测量部分套管和地层的总电阻Q为：第二电阻测量模块，用于将电流In注入一个所述发射电极，所述电流In从另一个发射电极流出；测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1′、V2′和V3′；基于欧姆定律得到每2个连续的测量探头之间的电阻分别为：R1=V1′In,R2=V2′In,R3=V3′In;]]>电流测量模块，用于将电流Im注入一个所述发射电极，所述电流Im从一个所述回路电极流出；测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1、V2和V3；基于欧姆定律得到每2个连续的测量探头之间的电流分别为V1/R1、V2/R2和V3/R3；在套管和地层所产生的电动势为QIm，即此时的参考电位为QIm；连续的两电流的差值就分别为不同区间内泄露到地层的电流，即为：ΔIa=V1R1-V2R2,]]>ΔIb=V2R2-V3R3;]]>运算模块，用于将所述参考电位和所述不同区间内泄露到地层的电流代入地层的视电阻率公式并将所述每2个连续的测量探头之间的电阻代入视电阻率公式，得到3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率和另外3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率其中，V为参考电位；ΔI为泄露到地层的电流；K＝kΔz，k为刻度因子，Δz是所述3个连续的测量探头的最大间距的一半。进一步，还包括：刻度因子测量单元，用于在非测量地层区间测量得到参考电位、所述每2个连续的测量探头之间的电压和测量电流；基于已知的所述非测量地层区间的地层电阻率和Δz反算出刻度因子k；具体地，将地层电阻率公式转换为K=ρ/(QImIn(V2V2'-V3V3′)-1),]]>反算得到k=KΔz.]]>进一步，所述安装模块包括：第一安装单元，用于在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置2个参考电位电极和8个测量探头，且所述参考电位电极是水平对称设置在所述套管上的，所述测量探头是每两个为一组从上往下水平对称设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地层电阻率的测量方法，其特征在于，包括：在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置至少2个发射电极、至少1个参考电位电极和至少4个测量探头；在地面上设置至少2个回路电极；将电流Io注入一个所述发射电极，所述电流Io从一个所述回路电极流出；测量所述参考电位电极对应于一个所述回路电极的电位Vo；基于欧姆定律得到测量部分套管和地层的总电阻Q为：将电流In注入一个所述发射电极，所述电流In从另一个发射电极流出；测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1′、V2′和V3′；基于欧姆定律得到每2个连续的测量探头之间的电阻分别为：R3=V3′In;]]>将电流Im注入一个所述发射电极，所述电流Im从一个所述回路电极流出；测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1、V2和V3；基于欧姆定律得到每2个连续的测量探头之间的电流分别为V1/R1、V2/R2和V3/R3；在套管和地层所产生的电动势为QIm，即此时的参考电位为QIm；连续的两电流的差值就分别为不同区间内泄露到地层的电流，即为：ΔIa=V1R1-V2R2,]]>ΔIb=V2R2-V3R3;]]>将所述参考电位和所述不同区间内泄露到地层的电流代入地层的视电阻率公式并将所述每2个连续的测量探头之间的电阻代入视电阻率公式，得到3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率和另外3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率其中，V为参考电位；ΔI为泄露到地层的电流；K＝kΔz，k为刻度因子，Δz是所述3个连续的测量探头的最大间距的一半。...

【技术特征摘要】
1.一种地层电阻率的测量方法，其特征在于，包括：
在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置至少2个发射电极、至少1
个参考电位电极和至少4个测量探头；在地面上设置至少2个回路电极；
将电流Io注入一个所述发射电极，所述电流Io从一个所述回路电极流
出；测量所述参考电位电极对应于一个所述回路电极的电位Vo；基于欧姆
定律得到测量部分套管和地层的总电阻Q为：将电流In注入一个所述发射电极，所述电流In从另一个发射电极流出；
测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1′、V2′和V3′；基于欧姆
定律得到每2个连续的测量探头之间的电阻分别为：R3=V3′In;]]>将电流Im注入一个所述发射电极，所述电流Im从一个所述回路电极流
出；测量每2个连续的所述测量探头之间的电压分别为V1、V2和V3；基于
欧姆定律得到每2个连续的测量探头之间的电流分别为V1/R1、V2/R2和
V3/R3；在套管和地层所产生的电动势为QIm，即此时的参考电位为QIm；连
续的两电流的差值就分别为不同区间内泄露到地层的电流，即为：
ΔIa=V1R1-V2R2,]]>ΔIb=V2R2-V3R3;]]>将所述参考电位和所述不同区间内泄露到地层的电流代入地层的视电
阻率公式并将所述每2个连续的测量探头之间的电阻代入视
电阻率公式，得到3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率
和另外3个所述连续的测量探头之间的地层电阻率
其中，V为参考电位；ΔI为泄露到地层的电流；K＝kΔz，
k为刻度因子，Δz是所述3个连续的测量探头的最大间距的一半。
2.如权利要求1所述的地层电阻率的测量方法，其特征在于，所述刻
度因子k的测量方法包括：
在非测量地层区间测量得到参考电位、所述每2个连续的测量探头之
间的电压和测量电流；基于已知的所述非测量地层区间的地层电阻率和Δz
反算出刻度因子k；具体地，将地层电阻率公式转换为
K=ρ/(QImIn(V2V2'-V3V3′)-1),]]>反算得到k=KΔz.]]>3.如权利要求2所述的地层电阻率的测量方法，其特征在于，所述在
过套管地层电阻率测井仪的套管上设置至少1个参考电位电极和至少4个
测量探头的步骤具体为：在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置2个参
考电位电极和8个测量探头，且所述参考电位电极是水平对称设置在所述
套管上的，所述测量探头是每两个为一组从上往下水平对称设置在套管上
的。
4.如权利要求3所述的地层电阻率的测量方法，其特征在于，每组所
述测量探头从上往下等间距设置在所述套管上。
5.如权利要求4所述的地层电阻率的测量方法，其特征在于，所述参
考电位电极设置在所述测量探头的上方。
6.一种地层电阻率的测量系统，其特征在于，包括：
安装模块，用于在过套管地层电阻率测井仪的套管上设置至少2个发
射电极、至少1个参考电位电极和至少4个测量探头；在地面上设置至少
2个回路电极；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，包德洲，安慰东，李妙侠，彭慧琴，李科，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11