侧向测井仪电极系以及侧向测井仪制造技术

本发明专利技术涉及侧向测井仪器电极系及侧向测井仪，侧向测井仪器电极系具备绝缘芯棒及安装其上的电极系，构成电极系的电极串装在绝缘芯棒上且电极间采用绝缘材料隔开，电极系包括：第一环状电极；一对主电极，分别位于第一环状电极的两侧且通过导线连接；一对第一屏蔽电极，分别位于一对主电极的外侧且通过导线连接；一对第二屏蔽电极，分别位于一对第一屏蔽电极的外侧且通过导线连接；一对电压测量电极，分别位于第一屏蔽电极和第二屏蔽电极之间；分别依次位于主电极与第一屏蔽电极之间的一对第二、第三及第四环状电极。根据侧向测井仪器的三种工作模式的组合得到地层信息，选取不同的监督条件而获取6组具有不同分层能力的曲线。

【技术实现步骤摘要】
侧向测井仪电极系以及侧向测井仪
本专利技术涉及一种油田测量工具，特别涉及一种用于石油勘探开发的测井装置的侧向测井仪电极系以及侧向测井仪。
技术介绍
双侧向测井仪器是在裸眼井中测量地层电阻率，研究地层侵入变化，估算含油饱和度的主要仪器。传统的双侧向测井仪器主要包括电极系、电子线路、绝缘短节，总长约7~10米，深侧向探测深度约1~1.5米，浅侧向探测深度约0.2~0.5米，纵向分辨率约为0.6米。传统双侧向测井仪在进行深侧向测井时，采用硬聚焦的方式，环状电极发射电流进入地层，柱状电极发射屏蔽电流对主电流聚焦，在电子线路中需要有反馈回路调节屏蔽电流，控制监督电极处于等电位。理论上，这种聚焦方式要求放大器具有无限大的增益，但在实际中，由于放大器的增益是有限的，监督电极不是严格等电位，并在测量结果中引入误差。这一误差在传统双侧向测井中很小，但是在高分辨率侧向测井中会很大。阵列侧向测井仪可以同时获取6条测井曲线，且每条曲线具有不同的探测深度，相同的纵向分辨率，但仪器的工作频率个数较多。然而随着油气勘探开发的深入，薄互层等储层也逐渐成为勘探的重点，这就需要具有高分辨率的侧向测井仪器，且软聚焦方法通过叠加两个未聚焦的测量值来抵消监督电位差，使得聚焦条件被无条件满足，避免了硬聚焦测量方式所引起的误差，因此提高了测量的精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有多种分层能力的高分辨率侧向测井仪电极系以及侧向测井仪。为了实现上述目的，本专利技术提供一种侧向测井仪电极系，其特征在于，所述侧向测井仪电极系具备绝缘芯棒以及安装在所述绝缘芯棒上的电极系，所述电极系通过导线与测量电路连接，构成所述电极系的电极串装在所述绝缘芯棒上并且电极之间采用绝缘材料隔开，所述电极系包括：第一环状电极（M0），位于所述绝缘芯棒的中间；一对主电极（A0、A0’），分别位于所述第一环状电极（M0）的两侧，并且所述一对主电极（A0、A0’）之间通过导线连接；一对第一屏蔽电极（A1、A1’），分别位于所述一对主电极（A0、A0’）的外侧，并且所述一对第一屏蔽电极（A1、A1’）之间通过导线连接；一对第二屏蔽电极（A2、A2’），分别位于所述一对第一屏蔽电极（A1、A1’）的外侧，并且所述一对第二屏蔽电极（A2、A2’）之间通过导线连接；一对电压测量电极（A1*、A1*’），分别位于所述第一屏蔽电极和所述第二屏蔽电极之间，用于测量所述第一屏蔽电极的电压；分别依次位于所述主电极与所述第一屏蔽电极之间的一对第二环状电极（M1、M1’）、一对第三环状电极（M2、M2’）以及一对第四环状电极（M3、M3’）。此外，在本专利技术的侧向测井仪电极系中，所述绝缘芯棒的中心为一根金属棒，所述金属棒的中心具有贯通孔，并且所述金属棒与所述电极系之间绝缘。此外，在本专利技术的侧向测井仪电极系中，所述第一屏蔽电极以及所述第二屏蔽电极是柱状电极并且用于发射屏蔽电流而对所述主电极发射的主电流进行聚焦。此外，在本专利技术的侧向测井仪电极系中，在第一模式即输出模块对所述一对第一屏蔽电极以及所述一对第二屏蔽电极加载电流且返回回路电极，并且辅助监督电路模块使所述电压测量电极与所述第二屏蔽电极为等电位的情况下，数据采集模块记录所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位，同时记录参考电极的电位，在第二模式即输出模块对所述一对第一屏蔽电极加载电流并且返回到所述一对第二屏蔽电极的情况下，所述数据采集模块记录所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位，同时记录所述参考电极的电位，在第三模式即所述输出模块对所述一对主电极加载电流并且返回到所述一对第一屏蔽电极以及所述一对第二屏蔽电极上，所述监督回路模块使所述电压测量电极与所述第二屏蔽电极为等电位的情况下，所述数据采集模块记录所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位，同时记录所述参考电极的电位以及所述一对主电极上的电流，根据所述第一模式中的所记录的电位值和所述第三模式中所记录的电位值以及电流值得到深侧向视电阻率或者根据所述第二模式中的所记录的电位值和所述第三模式中所记录的电位值以及电流值得到浅侧向视电阻率。此外，在本专利技术的侧向测井仪电极系中，在根据所述第一模式中的所记录的电位值和所述第三模式中所记录的电位值以及电流值得到深侧向视电阻率的情况下，设在所述第一模式中所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位分别为、、、、、、并且所述参考电极的电位为，设在所述第三模式中所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位分别为、、、、、、，所述参考电极的电位为并且所述一对主电极上的电流为、，由此，得到如以下式（1）所示的深侧向视电阻率Ra_di，，（i=1,…,6）（1），其中，（i=1,…,6）为深侧向仪器系数，并且，（2）在上述的式（2）中得到6条具有不同分辨率的深侧向电阻率曲线，其中，（3），在所述第一模式中i=1，在所述第二模式中i=2，在所述第三模式中i=3，且。此外，在本专利技术的侧向测井仪电极系中，在根据所述第二模式中的所记录的电位值和所述第三模式中所记录的电位值以及电流值得到浅侧向视电阻率的情况下，设在所述第二模式中所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位分别为、、、、、、并且所述参考电极的电位为，设在所述第三模式中所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位分别为、、、、、、，所述参考电极的电位为并且所述一对主电极上的电流为、，由此，得到如以下式（4）所示的浅侧向视电阻率Ra_si，，（i=1,…,6）（4），其中，（i=1,…,6）为浅侧向仪器系数，并且，（5），在上述的式（5）中得到6条具有不同分辨率的浅侧向电阻率曲线，其中，（3），在所述第一模式中i=1，在所述第二模式中i=2，在所述第三模式中i=3，且。此外，本专利技术提供一种侧向测井仪，其特征在于，具备如上所述的侧向测井仪电极系。此外，在本专利技术中采用3个工作频率就可以同时获得6组具有不同分辨率的电阻率曲线，高分辨率测井曲线能识别0.1m的薄层，并且能测量得到0.4m薄层的真实电阻率。此外，本专利技术的电极系设计方案可以有效缩短仪器长度，提高仪器在复杂井眼环境下的适用性。附图说明图1是本专利技术的高分辨率双侧向测井仪电极系的结构示意图。具体实施方式以下，基于附图详细地对本专利技术进行说明。图1是本专利技术的高分辨率双侧向测井仪电极系的结构示意图。如图1所示，本专利技术的侧向测井仪电极系结构主要由电极系、绝缘芯棒这两部分构成，电极系通过导线与测量电路连接，此外，在整个系统中还包含有参考电极N，回路电极B。具体地说，本专利技术的电极系由设置在一个绝缘芯棒上的15个电极构成，即，从电极系的一端至另一端的电极名称依次为A2、A1*、A1、M3、M2、M1、A0、M0、A0’、M1’、M2’、M3’、A1’、A1*’、A2’。其中，作为环状电极的电极M0（即，第一环状电极）位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种侧向测井仪电极系，其特征在于，所述侧向测井仪电极系具备绝缘芯棒以及安装在所述绝缘芯棒上的电极系，所述电极系通过导线与测量电路连接，构成所述电极系的电极串装在所述绝缘芯棒上并且电极之间采用绝缘材料隔开，所述电极系包括：第一环状电极（M0），位于所述绝缘芯棒的中间；一对主电极（A0、A0’），分别位于所述第一环状电极（M0）的两侧，并且所述一对主电极（A0、A0’）之间通过导线连接；一对第一屏蔽电极（A1、A1’），分别位于所述一对主电极（A0、A0’）的外侧，并且所述一对第一屏蔽电极（A1、A1’） 之间通过导线连接；一对第二屏蔽电极（A2、A2’），分别位于所述一对第一屏蔽电极（A1、A1’）的外侧，并且所述一对第二屏蔽电极（A2、A2’）之间通过导线连接；一对电压测量电极（A1*、A1*’），分别位于所述第一屏蔽电极和所述第二屏蔽电极之间，用于测量所述第一屏蔽电极的电压；分别依次位于所述主电极与所述第一屏蔽电极之间的一对第二环状电极（M1、M1’）、一对第三环状电极（M2、M2’）以及一对第四环状电极（M3、M3’）。

【技术特征摘要】
1.一种侧向测井仪电极系，其特征在于，所述侧向测井仪电极系具备绝缘芯棒以及安装在所述绝缘芯棒上的电极系，所述电极系通过导线与测量电路连接，构成所述电极系的电极串装在所述绝缘芯棒上并且电极之间采用绝缘材料隔开，所述电极系包括：第一环状电极（M0），位于所述绝缘芯棒的中间；一对主电极（A0、A0’），分别位于所述第一环状电极（M0）的两侧，并且所述一对主电极（A0、A0’）之间通过导线连接；一对第一屏蔽电极（A1、A1’），分别位于所述一对主电极（A0、A0’）的外侧，并且所述一对第一屏蔽电极（A1、A1’）之间通过导线连接；一对第二屏蔽电极（A2、A2’），分别位于所述一对第一屏蔽电极（A1、A1’）的外侧，并且所述一对第二屏蔽电极（A2、A2’）之间通过导线连接；一对电压测量电极（A1*、A1*’），分别位于所述第一屏蔽电极和所述第二屏蔽电极之间，用于测量所述第一屏蔽电极的电压；分别依次位于所述主电极与所述第一屏蔽电极之间的一对第二环状电极（M1、M1’）、一对第三环状电极（M2、M2’）以及一对第四环状电极（M3、M3’）。2.如权利要求1所述的侧向测井仪电极系，其特征在于，所述绝缘芯棒的中心为一根金属棒，所述金属棒的中心具有贯通孔，并且所述金属棒与所述电极系之间绝缘。3.如权利要求1或2所述的侧向测井仪电极系，其特征在于，所述第一屏蔽电极以及所述第二屏蔽电极是柱状电极并且用于发射屏蔽电流而对所述主电极发射的主电流进行聚焦。4.如权利要求1或2所述的侧向测井仪电极系，其特征在于，在第一模式即输出模块对所述一对第一屏蔽电极以及所述一对第二屏蔽电极加载电流且返回回路电极，并且辅助监督电路模块使所述电压测量电极与所述第二屏蔽电极为等电位的情况下，数据采集模块记录所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位，同时记录参考电极的电位，在第二模式即输出模块对所述一对第一屏蔽电极加载电流并且返回到所述一对第二屏蔽电极的情况下，所述数据采集模块记录所述第一环状电极、所述一对第二环状电极、所述一对第三环状电极以及所述一对第四环状电极的电位，同时记录所述参考电极的电位，在第三模式即所述输出模块对所述一对主电极加载电流并且返回到所述一对第一屏蔽电极以及所述一对第二屏蔽电极上，所述监督回路模块使所述电压测量电极与所述第二屏蔽电极为等电位的情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海涛，白庆杰，肖占山，余京洋，高秀晓，姚春明，张森峰，朱瑞明，于振南，邵琨，莫立峰，王林，
申请(专利权)人：中国石油集团长城钻探工程有限公司，中油测井技术服务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11