一種地層電阻率的測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及數據測量【技術領域】，公開了一種地層電阻率的測量裝置，包括：至少2個發(fā)射電極、至少1個參考電位電極、至少4個測量探頭、至少2個回路電極、至少1個電流感應元件、放大模塊、單片機及電源模塊；發(fā)射電極、參考電位電極、測量探頭和電流感應元件均設置在過套管地層電阻率測井儀的套管上；回路電極設置在地面上；參考電位電極、測量探頭和電流感應元件輸出信號到放大模塊；放大模塊輸出信號到單片機；電源模塊為發(fā)射電極、參考電位電極、測量探頭、回路電極、電流感應元件、放大模塊、單片機供電。本實用新型通過復用測量探頭測得的電壓，實現了在一次測量中，同時完成多個相鄰地層段的電阻率的測量，從而提高了儀器的測量效率。
【專利說明】一種地層電阻率的測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及數據測量【技術領域】，主要適用于地層電阻率的測量裝置。
【背景技術】
[0002]地層電阻率是評價儲層含烴量必不可少的要素。地層電阻率主要取決于地層所含的液體，含導電鹽水的地層的電阻率要比充滿烴類介質的地層的電阻率小的多，因而電阻率的測量對于定位烴類礦層具有不可替代的工程價值。傳統(tǒng)的電阻率的測量是在裸眼井中進行的，由于金屬套管的電阻率與地層電阻率相比是極微小的(地層的電阻率在I歐姆/米到1000歐姆/米之間，而金屬套管的電阻率的典型值為2X 10_7歐姆/米)，因此傳統(tǒng)的電阻率測井儀器無法實現對地層電阻率的測量，有必要發(fā)展過套管地層電阻率測井儀器。該儀器通過測量套管上微小的電壓降，從而達到測量地層電阻率的目的。
[0003]過套管地層電阻率測井儀是一種在套管井中測量地層視電阻率的儀器。它的重要特點在于探測深度大，適用于不同孔隙度和地層水礦化度的地層。國內套管井電阻率測井需求量大，尤其在大慶、遼河、吐哈等高含水開發(fā)后期的油田，中石油股份公司利用斯侖貝謝公司的套管井地層電阻率測井儀器進行了上百口井的測井。因此，這種測量儀器對于油氣層監(jiān)測，確定老井中死油氣帶的位置和剩余油飽和度的分布以便延長老井開采壽命具有十分重要的意義。但是，目前該儀器存在的一個主要問題就是每次只能完成一段地層的電阻率的測量，降低了地層電阻率的測量效率。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種地層電阻率的測量裝置，它能夠在一次測量中，完成多個相鄰地層段的電阻率的測量，提高了地層電阻率的測量效率。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種地層電阻率的測量裝置，應用于過套管地層電阻率測井儀中，所述測量裝置包括:至少2個發(fā)射電極、至少I個參考電位電極、至少4個測量探頭、至少2個回路電極、至少I個電流感應元件、放大模塊、單片機及電源模塊；所述發(fā)射電極、所述參考電位電極、所述測量探頭和所述電流感應元件均設置在所述過套管地層電阻率測井儀的套管上；所述回路電極設置在地面上；所述發(fā)射電極用于向所述過套管地層電阻率測井儀的套管發(fā)射大功率信號；一個所述回路電極為從所述發(fā)射電極發(fā)出的電流提供回路；另一個所述回路電極為所述參考電位電極提供電位參考零點；所述參考電位電極采集相對于地面參考點的電勢差，并輸出到所述放大模塊進行信號的放大；所述測量探頭采集電壓，并輸出到所述放大模塊進行信號的放大；所述電流感應元件采集電流，并輸出到所述放大模塊進行信號的放大；所述放大模塊輸出放大后的信號到所述單片機；所述單片機利用接收到的信號基于地層的視電阻率公式計算得到地層電阻率；所述電源模塊為所述發(fā)射電極、所述參考電位電極、所述測量探頭、所述回路電極、所述電流感應元件、所述放大模塊、所述單片機進行供電。
[0006]進一步，還包括:調頻模塊；所述放大模塊輸出放大后的信號到所述調頻模塊進行信號的調頻，所述調頻模塊輸出調頻后的信號到所述單片機；所述電源模塊為所述調頻模塊進行供電。
[0007]進一步，還包括:調幅模塊；所述調頻模塊輸出調頻后的信號到所述調幅模塊進行信號的調幅，所述調幅模塊輸出調幅后的信號到所述單片機；所述電源模塊為所述調幅模塊進行供電。
[0008]進一步，還包括:模數轉換模塊；所述調幅模塊輸出調幅后的信號到所述模數轉換模塊進行信號的轉換，所述模數轉換模塊輸出轉換后的信號到所述單片機；所述電源模塊為所述模數轉換模塊進行供電。
[0009]進一步，還包括:通信模塊；所述單片機將計算出的地層電阻率輸出到所述通信模塊；所述電源模塊為所述通信模塊進行供電。
[0010]進一步，還包括:存儲模塊；所述單片機將計算出的地層電阻率輸出到所述存儲模塊進行信息存儲；所述電源模塊為所述存儲模塊進行供電。
[0011]本實用新型的有益效果在于:
[0012]本實用新型提供的地層電阻率的測量裝置，在使用時，先利用參考電位電極和測量探頭測量電壓，利用電流感應元件測量電流，再通過復用測量探頭測得的電壓(如有測量探頭C、D、E和F，可以通過地層的視電阻率公式分別得到套管C到E段所對應地層的電阻率和套管D到F段所對應地層的電阻率，即復用了測量探頭E測得的電壓)，實現了在一次測量中，同時完成多個相鄰地層段的電阻率的測量，從而在不增加測量儀器長度和復雜度的基礎上，提高了儀器的測量效率，進而提高了儀器的使用效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置的結構框圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置中測量探頭的分布圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置在參考電位測量模式下進行地層電阻率測量的原理圖；
[0016]圖4為本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置在套管電阻測量模式下進行地層電阻率測量的原理圖；
[0017]圖5為本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置在泄露電流測量模式下進行地層電阻率測量的原理圖。
【具體實施方式】
[0018]為進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的地層電阻率的測量裝置的【具體實施方式】及工作原理進行詳細說明。
[0019]本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置是基于地層的視電阻率的公式Pa 進行計算測量的，其中，k為刻度因子，V為參考電位值，AZ為測量地層的長度，A I為在測量地層內泄露的電流。
[0020]參見圖1，本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置，包括:至少2個發(fā)射電極、至少I個參考電位電極、至少4個測量探頭、至少2個回路電極、至少I個電流感應元件、放大模塊、調頻模塊、調幅模塊、模數轉換模塊、單片機、存儲模塊、通信模塊及電源模塊；發(fā)射電極、參考電位電極、測量探頭和電流感應元件均設置在過套管地層電阻率測井儀的套管上；回路電極設置在地面上；參考電位電極采集相對于地面參考點的電勢差，并輸出到放大模塊進行信號的放大；測量探頭采集電壓，并輸出到放大模塊進行信號的放大；電流感應元件采集電流，并輸出到放大模塊進行信號的放大；放大模塊輸出放大后的信號到調頻模塊進行信號的調頻，調頻模塊輸出調頻后的信號到調幅模塊進行信號的調幅，調幅模塊輸出調幅后的信號到模數轉換模塊進行信號的轉換，模數轉換模塊輸出轉換后的信號到單片機；單片機利用接收到的信號基于地層的視電阻率公式計算得到地層電阻率；單片機將計算出的地層電阻率輸出到通信模塊；通信模塊輸出信號到操作站。單片機還將計算出的地層電阻率輸出到存儲模塊進行信息存儲。電源模塊為發(fā)射電極、參考電位電極、測量探頭、回路電極、電流感應元件、放大模塊、調頻模塊、調幅模塊、模數轉換模塊、單片機、存儲模塊及通信模塊進行供電。
[0021]優(yōu)選地，為了保證探頭與套管接觸良好，并使探頭能夠對套管壁施加足夠大的壓力以刺穿結蠟銹蝕層，且當一個探頭失效時有備用探頭使用，以保證地層電阻率測量作業(yè)的正常進行。參見圖2，在本實施例中，回路電極的個數為2，即回路電極B和回路電極G ;發(fā)射電極的個數為2，分別為發(fā)射電極A和發(fā)射電極Z ;參考電位電極的個數為2，分別為參考電位電極J和參考電位電極J’，且參考電位電極是成對設置在套管上的，即參考電位電極J和參考電位電極J’是成對設置在套管上的；測量探頭的個數為8，分別為測量探頭C、測量探頭C’、測量探頭D、測量探頭D’、測量探頭E、測量探頭E’、測量探頭F和測量探頭F’，且測量探頭都是成對設置在套管上的，即測量探頭C和測量探頭C’是成對設置在套管上的；測量探頭D和測量探頭D’是成對設置在套管上的；測量探頭E和測量探頭E’是成對設置在套管上的；測量探頭F和測量探頭F’是成對設置在套管上的。其中，測量探頭等距設置在套管上，即測量探頭C、測量探頭D、測量探頭E和測量探頭F從上往下等距設置在套管上，且相鄰的測量探頭的間距為LI ;測量探頭C’、測量探頭D’、測量探頭E’和測量探頭F’從上往下等距設置在套管上，且相鄰的測量探頭的間距為LI。進一步，為了提高參考電位電極的信號強度，以增加本實用新型的電位測量的有效性，參考電位電極設置在測量探頭的上方，即參考電位電極J設置在測量探頭C的上方，參考電位電極J與測量探頭C的間距為L2 ；參考電位電極J’設置在測量探頭C’的上方，參考電位電極J’與測量探頭C’的間距為L2?；芈冯姌OA設置在參考電位電極J的上方，回路電極Z設置在測量探頭F的下方。
[0022]實施例
[0023]通過本實用新型實施例提供的地層電阻率的測量裝置對地層的電阻率進行測量，首先設置參考電位電極J-J’，用來測量儀器相對地面參考點的電勢差；設置測量探頭C-C，D-D’，E-E’，F-F’ ；設置發(fā)射電極A和發(fā)射電極Z，用來向套管體發(fā)射大功率信號；設置回路電極B和回路電極G，回路電極B為從A到Z發(fā)出的大功率電流提供回路，回路電極G為參考電位電極J提供電位參考零點。
[0024]地層電阻率的測量需要在三種模式下進行，分別為:參考電位測量模式、套管電阻測量模式和泄露電流測量模式。具體步驟包括:
[0025]1.參見圖3，在參考電位測量模式(阻抗測量模式)下，將電流I。注入發(fā)射電極A，從地面的回路電極B返回，測量參考電位電極J的電位V。；具體為:參考電位電極J將測量到的電壓傳輸到放大模塊進行信號放大，放大模塊將經放大的信號傳輸到調頻模塊進行調頻，調頻模塊將經調頻的信號傳輸到調幅模塊進行調幅，調幅模塊將經調幅的信號傳輸到模數轉換模塊進行模數轉換，模數轉換模塊將數字信號輸出到單片機進行運算，得到電位V。。存儲模塊對計算得到的電位V。進行保存。并由通信模塊將電位V。發(fā)送到操作站。這時測量部分套管和地層的總電阻為:
[0026]
【權利要求】
1.一種地層電阻率的測量裝置，應用于過套管地層電阻率測井儀中，其特征在于，所述測量裝置包括:至少2個發(fā)射電極、至少I個參考電位電極、至少4個測量探頭、至少2個回路電極、至少I個電流感應元件、放大模塊、單片機及電源模塊；所述發(fā)射電極、所述參考電位電極、所述測量探頭和所述電流感應元件均設置在所述過套管地層電阻率測井儀的套管上；所述回路電極設置在地面上；所述發(fā)射電極用于向所述過套管地層電阻率測井儀的套管發(fā)射大功率信號；一個所述回路電極為從所述發(fā)射電極發(fā)出的電流提供回路；一個所述回路電極為所述參考電位電極提供電位參考零點；所述參考電位電極采集相對于地面參考點的電勢差，并輸出到所述放大模塊進行信號的放大；所述測量探頭采集電壓，并輸出到所述放大模塊進行信號的放大；所述電流感應元件采集電流，并輸出到所述放大模塊進行信號的放大；所述放大模塊輸出放大后的信號到所述單片機；所述單片機利用接收到的信號基于地層的視電阻率公式計算得到地層電阻率；所述電源模塊為所述發(fā)射電極、所述參考電位電極、所述測量探頭、所述回路電極、所述電流感應元件、所述放大模塊、所述單片機進行供電。
2.如權利要求1所述的地層電阻率的測量裝置，其特征在于，還包括:調頻模塊；所述放大模塊輸出放大后的信號到所述調頻模塊進行信號的調頻，所述調頻模塊輸出調頻后的信號到所述單片機；所述電源模塊為所述調頻模塊進行供電。
3.如權利要求2所述的地層電阻率的測量裝置，其特征在于，還包括:調幅模塊；所述調頻模塊輸出調頻后的信號到所述調幅模塊進行信號的調幅，所述調幅模塊輸出調幅后的信號到所述單片機；所述電源模塊為所述調幅模塊進行供電。
4.如權利要求3所述的地層電阻率的測量裝置，其特征在于，還包括:模數轉換模塊；所述調幅模塊輸出調幅后的信號到所述模數轉換模塊進行信號的轉換，所述模數轉換模塊輸出轉換后的信號到所述單片機；所述電源模塊為所述模數轉換模塊進行供電。
5.如權利要求1-4中任一項所述的地層電阻率的測量裝置，其特征在于，還包括:通信模塊；所述單片機將計算出的地層電阻率輸出到所述通信模塊；所述電源模塊為所述通信模塊進行供電。
6.如權利要求5所述的地層電阻率的測量裝置，其特征在于，還包括:存儲模塊；所述單片機將計算出的地層電阻率輸出到所述存儲模塊進行信息存儲；所述電源模塊為所述存儲模塊進行供電。
【文檔編號】E21B49/00GK203594449SQ201320570088
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】劉杰, 包德洲, 安慰東, 李妙俠, 彭慧琴, 李科 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團測井有限公司