一种基于地层电阻抗的测井方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于地层电阻抗的测井方法及系统，所述方法包括通过电桥法测量目标地层电阻抗，将测量数据发送至地面接收模块，进行数据存储及实时显示；从所述电阻抗中提取目标地层的电阻率信息，将所述电阻率作为该地层等效纯砂岩地层电阻率，根据等效纯砂岩地层电阻率，利用Archie公式确定泥质砂岩地层含油饱和度。本发明专利技术提出通过测量地层的电阻抗，利用Archie公式确定泥质砂岩地层含油饱和度的方法，相比于线圈法测量具有测量直接，精度高，抗干扰能力强，仪器简单，制造、维修和使用的技术难度小等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及石油或地质勘测
，尤其设及一种基于地层电阻抗的测井方法 及系统。
技术介绍
电阻率测井已有80多年的发展历史，是目前技术最成熟、规模最大、应用范围最 广的石油地球物理测井方法。Archie公式的诞生，将储层电阻率与含油性建立起联系，使 电阻率测井受到地质家们重视，推动了石油测井技术的发展。然而，Archie公式是在岩性 比较均匀、不含泥质、孔隙比较发育的条件下得出的，其用于陆相沉积的泥质砂岩储层效果 不好。几十年来，测井分析家在泥质砂岩储层使用Archie公式时，尝试过多种方法，迄今为 止，还没有一种方法具有普适性，大量的研究工作仍在进行中。问题的难度在于，运些解释 方法或模型大多是建立在区域地质基础上的，都是经验性的，不具有普遍意义；再有，一些 模型的参数很难确定，例如Waxman-Smith模型和"双水"模型中的阳离子交换量、离子迁移 率、近水、远水、比表面等。近年来发展起来的复电阻率测井方法，试图利用岩石的复电阻率 来解决问题，但是目前还没有建立起基于复电阻率的解释模型；采集方面，还无法采集到地 层的复电阻率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于地层电阻抗的 测井方法及系统。 电阻抗测井就是，通过测量地层电阻抗，从中提取地层的实部电阻率信息，W此电 阻率作为该地层等效纯砂岩地层的电阻率，进而直接利用Archie公式进行地层含油性解 释。本专利技术给出一套W岩石电阻抗特性为基础的测井评价方法，弥补Archie公式在作泥质 砂岩地层评价时的局限性，形成一种新的测井方法用于石油勘探和开发。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下： 一种基于地层电阻抗的测井方法，包括如下步骤： 通过电桥法测量目标地层电阻抗，将测量数据发送至地面接收模块，进行数据存 储及实时显示； 从所述电阻抗中提取目标地层的电阻率信息，将所述电阻率视为该地层等效纯砂 岩地层电阻率，根据等效纯砂岩地层电阻率，利用Archie公式确定泥质砂岩地层含油饱和 度，其中，等效纯砂岩地层电阻率为：与泥质砂岩地层的地质特性相同时的纯砂岩地层电阻 率。 本专利技术的有益效果是：本专利技术提出通过测量地层的电阻抗、用其实部等效为纯砂 岩电阻率，进而直接用Archie公式确定泥质砂岩地层含油饱和度的方法，能弥补现有的用 经验方法修正Archie公式的局限性；用电桥法测量地层的电阻抗，相比于线圈法具有测量 直接、精度高，抗干扰能力强，仪器简单，制造、维修和使用的技术难度小等优点。 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可W做如下改进。 进一步，通过电桥法测量目标地层电阻抗的具体实现为：将测量电极采集的目标 地层电阻抗作为自平衡电桥的未知桥臂连接到测量回路中，利用自平衡电桥的自平衡调节 功能使自平衡电桥的检流计G中无电流通过，自平衡电桥达到平衡状态，从而获得未知桥 臂的测量数据。 进一步，所述未知桥臂的测量数据包括目标地层电阻抗信息，表达成如下复数形 式：[001 引Z=R+巧 其中，Z是岩石的阻抗，R是岩石阻抗的实部电阻巧分量），是由传导电流产生的； X是岩石阻抗的虚部狂分量），是由位移电流或极化产生的，X分量也称电抗，包括容抗和 感抗，在实际地层中，感抗部分可W忽略，X分量中只有容抗的贡献。 进一步，利用R分量乘W电极系数得到目标地层的电阻率。 进一步，通过电桥法测量目标地层电阻抗还包括在测量电极采集到地层信号后， 对地层信号进行放大滤波处理，经放大滤波处理后的地层信号传递至自平衡电桥。 一种基于地层电阻抗的测井系统，包括供电电源、电桥测量模块、数据传输模块、 地面接收模块和含油饱和度计算模块； 所述供电电源与电桥测量模块连接，用于对目标地层及电桥测量模块供电；所述 电桥测量模块，用于通过电桥法测量目标地层电阻抗；所述数据传输模块，用于将电桥测量 模块获取的测量数据发送至地面接收模块；所述地面接收模块，用于将接收的测量数据存 储并实时显示；所述含油饱和度计算模块，用于从所述电阻抗中提取所述目标地层的电阻 率信息，将所述电阻率作为该目标地层等效纯砂岩地层电阻率，根据等效纯砂岩地层电阻 率，利用Archie公式确定泥质砂岩地层含油饱和度，其中，等效纯砂岩地层电阻率为：与 泥质砂岩地层的地质特性相同时的纯砂岩地层电阻率。 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可W做如下改进。 进一步，所述电桥测量模块包括测量电极、自平衡电桥和单片机，所述测量电极包 括测量电极M和测量电极N，将测量电极M和测量电极N接于自平衡电桥上，使电极M和电 极N之间的地层作为自平衡电桥的未知桥臂，通过自平衡电桥的自平衡功能使自平衡电桥 的检流计G中无电流通过，自平衡电桥达到平衡状态；将未知桥臂的测量数据输送给单片 机进行处理，将处理后的数据通过数据传输模块传输到地面接收模块。 进一步，所述电桥测量模块还包括两个屏蔽电极A'和两个屏蔽电极A'的回路电 极B'，两个所述屏蔽电极A'位于测量电极M两侧，回路电极B'位于两个所述屏蔽电极A' 的一侧。 采用上述进一步方案的有益效果是：所述屏蔽电极为电极M聚焦，使其电流更多、 更深入地流入地层，W增加探测深度和接收信号质量。 进一步，所述供电电源通过供电电极对目标地层供电，所述供电电极与自平衡电 桥的两个输入端连接。进一步，所述数据传输模块采用传输电缆，所述地面接收模块还可根据需要打印 输出所述测量数据。【附图说明】 图1为本专利技术所述一种基于地层电阻抗的测井系统框图； 图2为本专利技术所述电桥法测量电阻抗原理示意图。【具体实施方式】W下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并 非用于限定本专利技术的范围。 本专利技术通过测量地层电阻抗提取地层的电阻率信息，W此电阻率作为该地层等效 纯砂岩地层的电阻率，进而直接利用Archie公式进行地层含油性解释。 等效纯砂岩地层电阻率的概念：与泥质砂岩地层的孔隙度、渗透率、孔隙结构、粒 度分布、比表面、连通性等地质特性均相同时的纯砂岩地层电阻率。在本专利技术中，就是将泥 质砂岩的实部电阻率视为相同地质特性条件下的纯砂岩地层电阻率。 在泥质砂岩地层，导电因素不仅有传导电流，还有位移电流。泥质颗粒表面的负离 子吸附孔隙流体中的正离子形成双电层，双电层具有电容性质，地层的宏观电容是由无数 个微分电容构成的，因此地层具有阻容性。 在低频段，岩石的电阻抗可W表达成如下复数形式：Z=R+巧（1) 式中：Z是岩石的阻抗，R是岩石阻抗的实部电阻巧分量），是由传导电流产生的； X是岩石阻抗的虚部狂分量），是由位移电流或极化产生的。X分量也称电抗，包括容抗和 感抗，在实际地层中，感抗部分可W忽略，X分量中只有容抗的贡献。 (1)式中的R分量乘W电极系数，即可得到地层的电阻率，该电阻率值与相同电极 系、相同频率下用常规方法测得的地层电阻率值是不一样的。在海相沉积地层，砂岩比较均 匀纯净，X信号很小，由R分量提取的电阻率值与常规方法测得的地层电阻率值差别不大； 而在陆相沉积的泥质砂岩地层，由于泥质的存在，X信号不容忽略，用常规方法测得的地层 电阻率值与（1)式中R分量提取的电阻率值会有较大差别。 泥质砂岩地层的电导率，是由孔隙离子的传导电流和泥质的位移电流而形成的。 根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于地层电阻抗的测井方法，其特征在于，包括如下步骤：通过电桥法测量目标地层电阻抗，将测量数据发送至地面接收模块，进行数据存储及实时显示；从所述电阻抗中提取目标地层的电阻率信息，将所述电阻率作为该地层等效纯砂岩地层电阻率，根据等效纯砂岩地层电阻率，利用Archie公式确定泥质砂岩地层含油饱和度；其中，等效纯砂岩地层电阻率为：与泥质砂岩地层的地质特性相同时的纯砂岩地层电阻率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟男，王大威，
申请(专利权)人：王伟男，
类型：发明
国别省市：北京;11