深浅并测三侧向测井仪制造技术

本发明专利技术属于电测量仪器。它适用于油田测井，通过测量地层电阻率，快速直观判断油（气）水层，也可用于煤田探井和其它划分地质剖面的地球物理探测。本发明专利技术使用已知的三侧向电极系，实现深浅并测。由井下仪器装置产生两种频率的正弦波，通过电极系在地下形成相应的电场，检测到的不同频率的信号反映了原状地层和侵入带地层电阻率的不同变化。使用本发明专利技术可继续沿用传统的三侧向图板，对于那些需要划分薄层的地区使用本发明专利技术测井仪更为适当。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电测量仪器。它适用于油田测井，通过测量地层电阻率，快速直观判断油(气)水层;也可用于煤田探井和其它划分地质剖面的地球物理探测。目前国内外普遍采用电流聚焦方法测量地层电阻率。主要仪器分二类三侧向和双侧是向。其中，三侧向方法的纵向分层能力较好，可以划分出较薄的地层，而且受井眼、围岩影响较小。但它不能进行深浅同时并测，需两次下井，才能分别测出深浅两条电阻率曲线，工作效率低。两次下井不可能使仪器对应同一地层在井眼中处于同心位置。这种不同心造成曲线对比时的误差，给进一步定量分析解释带来困难。由于这些原因三侧向测量方法没有进一步发展起来，它的线路落后，具有操作不便，动态范围小，测量时间长的缺点。第二类仪器采用双侧向方法，线路复杂，仪器成本高。又由于双侧向方法采用的电极系的尺寸比三侧向方法的电极系长，测量原理不同，所以分层能力差，不利于薄层的划分。已知三侧向测井仪如中国西安石油仪器二厂生产的C×74A型三侧向测井仪(参见，西安石油仪器厂关于C×74A型三侧向测井仪的技术说明书)。它不能进行深浅同时并测，需两次下井才能分别测出深浅两条电阻率曲线，工作效率低。由于两次下井不可能使仪器对应同一地层在井眼中处于同心位置，这种不同心造成曲线对比时的误差。它的动态范围小，不能适应地层电阻率变化范围较大的地域。它的系统平衡时间长，限制了测井速度。它的操作和调整都比较困难。本专利技术的目的在于不改变原来三侧向方法使用的电极系，因此，保留了原三侧向方法的优点，且使原三侧向测井仪用户的原始校正图板和解释方法继续有效。本专利技术对原三侧向线路重新设计并实现深浅并测，克服原三侧向方法的缺点。本专利技术使用已知的三侧向电极系，该电极系由远电极〔11〕、互相依次由绝缘环〔17〕绝缘的电极〔12〕、〔13〕、〔14〕、〔15〕〔16〕组成，其中〔13〕和〔15〕在内部由短路线相连、〔12〕和〔16〕也由短路线相连，三侧向测井仪由地面信号处理装置〔8〕和井下装置〔9〕组成，本专利技术的特点是井下装置的振荡器〔1〕的输出方波信号经滤波稳幅电路〔3〕转变成正弦波后加至浅侧向功放〔6〕，然后接电极〔16〕，振荡器〔1〕输出的方波信号被分频器〔2〕降低N倍频后再经滤波稳幅电路〔4〕转变成正弦波后加至深侧向功放〔5〕然后接远电极〔11〕，浅侧向功放〔6〕和深侧向功放〔5〕的公共端接电极〔13〕，电极〔13〕和电极〔14〕之间跨接一个小于0.01欧姆的采样电阻〔10〕，检测放大器〔7〕的输入端并接在电阻〔10〕两端，检测放大器〔7〕的输出由电缆线判定至地面信号处理装置〔8〕，深侧向功放电路〔5〕为一定压源电路，通过远电极〔11〕向地层发射深侧向电流;该电流一部分穿过泥浆〔20〕及浸入带〔19〕水平流入原状地层〔18〕后返回到主电极〔14〕，再经过电极〔14〕与电极〔13〕间的采样电阻〔10〕回到电极〔13〕，该电流称为深侧向主电流;另一部份通过泥浆〔20〕流回到〔13〕，该电流称为深侧向屏蔽电流，由于屏蔽电流的作用，使主电流能够深入到原状地层中去，保证了一定的探测深度，主电流的大小，反映了原状地层的电阻率变化。浅侧向功放电路也为一定压源电路，通过电极〔16〕向地层发射浅侧向电流，该电流一部分穿过泥浆〔20〕和侵入带〔19〕流回主电极〔14〕，再经过采样电阻〔10〕回到电极〔13〕，称浅侧向主电流，另一部分通过泥浆〔20〕回到到电极〔13〕，称为浅侧向屏蔽电流。浅侧向主电流穿过泥浆〔20〕和浸入带〔19〕返回、探测深度较浅，电流的大小主要反映浸入带的电阻率变化。深侧向主电流和浅侧向主电流均流经采样电阻〔10〕，检测放大器〔7〕将混在一起的不同频率的深侧向主电流信号与浅侧向主电流信号进行放大并由电缆至地面信号处理装置〔8〕。电路框图如图1所示。本专利技术也可以使用频率不同的独立的两个振荡器〔1〕和振荡器〔22〕，电路联接是振荡器〔22〕的输出方波信号经滤波稳幅电路〔4〕转变成正弦后加至深侧向功放〔5〕，功放〔5〕的输出接电极〔13〕，公共端接远电极〔11〕，振荡器〔1〕的输出方波信号经滤波稳幅电路〔3〕转变成正弦波后加至浅侧向功放〔6〕，功放〔6〕的输出接电极〔13〕，公共端接电极〔16〕，电极〔13〕与电极〔14〕之间仍跨接一个小于0.01欧姆的采样电阻〔10〕，检测放大器〔7〕的输入端仍并接在电阻〔10〕两端，并将混在一起的不同频率的深侧向主电流信号与浅侧向主电流信号进行放大并由电缆送至地面信号处理装置〔8〕，如图2所示。图中〔1〕-方波振荡器 〔2〕-分频器〔3〕-滤波稳幅电路 〔4〕-滤波稳幅电路〔5〕-深侧向功放电路 〔6〕-浅侧向功放电路〔7〕-检测放大器 〔8〕-地面信号处理装置〔9〕-井下电路装置 〔10〕-采样电阻〔11〕-远电极 〔12〕-电极〔13〕-电极 〔14〕-主电极〔15〕-电极 〔16〕-电极〔17〕-绝缘环 〔18〕-原状地层〔19〕-侵入带地层 〔20〕-泥浆〔21〕-井壁 〔22〕-振荡器。本专利技术实施样机使用已知的三侧向电极系，该电极系由远电极〔11〕、互相依次由绝缘环〔17〕绝缘的电极〔12〕、〔13〕、〔14〕、〔15〕、〔16〕组成，其中〔13〕和〔15〕在内部由短线路相连，〔12〕和〔16〕也由短路线相连。三测向测井仪由地面信号处理装置〔8〕和井下装置〔9〕组成，井下装置包括振荡器〔1〕，其频率为fc，滤波稳幅电路〔3〕和〔4〕、分频器〔2〕和深侧向定压源功放〔5〕以及浅侧向定压源功放〔6〕，如图1所示。检测放大器〔7〕的输出电压包含两个分量浅侧向主电流分量，其频率为fc深侧向主电流分量，其频率为fc/N，地面信号处理装置〔8〕将此电压进行处理，同时获得原状地层电导率和电阻率，侵入带电导率和电阻率。实施样机测井速度8000米/小时测量范围2.0ΩM～2.0KΩM 误差±1%本专利技术深浅同时并测，一次下井，深浅两条曲线同时测出，工作效率比已有三侧向测井仪高，避免了两次下井带来的测量误差。本专利技术采用交流动态调节，时间常数小，响应快，测井速度达到8000米/小时，而已知三侧向测井仪的测井速度为1200米/小时。本专利技术中电极〔13〕和电极〔14〕之间的采样电阻〔10〕其阻值小于0.01欧姆，保证了两电极的电位近似相等，测量具有足够的精度，线路简单，稳定性好。而已知三侧向测井仪为了使电极〔13〕和〔14〕电位近似相等采用了闭环调节系统，线路复杂，稳定性差，动态范围小。本专利技术采用已知三侧向测井仪的电极系，因而保留了原三侧向方法分层能力高的优点，并且使原三侧向测井仪用户的原始校正图版和解释方法继续有效。本专利技术如在油田和煤田推广应用，可降低制造成本，提高工作效率。对过去原有的三侧向设备，可按本专利技术对其进行线路改造并实现本专利技术的一切优点，而原有一系列校正图版及解释方法可继续沿用。对于那些需要划分薄层的地区使用本专利技术测井仪更为适当。本文档来自技高网...

【技术保护点】
深浅并测三侧向测井仪，使用由远电极［１１］、互相依次由绝缘环［１７］绝缘的电极［１２］、［１３］、［１４］、［１５］、［１６］组成的三侧向电极系，其中，［１３］和［１５］在内部由短路线相连，［１２］和［１６］也由短路线相连，三侧向测井仪由地面信号处理装置［８］和井下装置［９］组成，本专利技术的特点是：井下装置的振荡器［１］的输出方波信号经滤波稳幅电路［３］转变成正弦波后加至浅侧向功放［６］，然后接电极［１６］，振荡器［１］输出的方波信号被分频器［２］降低Ｎ倍频后再经滤波稳幅电路［４］转变成正弦波后加至深侧向功放［５］然后接远电极［１１］，浅侧向功放［６］和深侧向功放［５］的公共端接电极［１３］，电极［１３］与电极［１４］之间跨接一个小于０．０１欧姆的电阻［１０］，检测放大器［７］的输入端并接在电阻［１０］两端，检测放大器［７］的输出由电缆线送至地面信号处理装置［８］，本专利技术的浅侧向功放［６］和深侧向功放［５］均是定压源功放电路。

【技术特征摘要】
1.深浅并测三侧向测井仪，使用由远电极[11]、互相依次由绝缘环[17]绝缘的电极[12]、[13]、[14]、[15]、[16]组成的三侧向电极系，其中，[13]和[15]在内部由短路线相连，[12]和[16]也由短路线相连，三侧向测井仪由地面信号处理装置[8]和井下装置[9]组成，本发明的特点是井下装置的振荡器[1]的输出方波信号经滤波稳幅电路[3]转变成正弦波后加至浅侧向功放[6]，然后接电极[16]，振荡器[1]输出的方波信号被分频器[2]降低N倍频后再经滤波稳幅电路[4]转变成正弦波后加至深侧向功放[5]然后接远电极[11]，浅侧向功放[6]和深侧向功放[5]的公共端接电极[13]，电极[13]与电极[14]之间跨接一个小于0.01欧姆的电阻[10]，检测放大器[7]的输入端并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志平，郑庚宇，蔡惟铮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]