过套管电阻率应用[1]

CHFR仪器通过硬件补偿方式，使
dPz dz
为零
dPz dPz 而俄罗斯方法的处理是，即使不知道 ，而使设置一种环境使 dz dz
为零，这样一次导数项就从上式中消失。
二、俄罗斯过套管测井原理
公式推导 在测量电极处位置达到电位极值的方法是：在以N点为中心放置两个电源 A1和A2，并选择A1和A2的发射电流强度，使得相对N点两个对称的电极 M1和M2之间的电位差为零，即
U ( z) Pr
U (z ) ：井轴 z 处的电位 J z (z ) ：经过同一坐标的套管横截面的电流
J r (z ) ：由单位长度深度段井壁进入周围地层的电流
Pr ：介质对电流 J r (z ) 的电阻
Pz ：一段套管对轴向电流的电阻
二、俄罗斯过套管测井原理
俄罗斯过套管测井的基本方程
2
d U ( z ) 1 dPz dU ( z ) Pz U ( z) 0 2 dz Pz dz dz Pr
二、俄罗斯过套管测井原理
技术特点：
推靠方式：仪器使用独创的液压驱动技术，使电极尖穿过套管腐蚀层， 挤进套管，接触电阻小于0.1Ω ·m，保证测量质量。 回路电极：仪器的回路电极接到了邻井套管上，使供电电极的电流线直 接垂直于本井套管，使得探测深度更深。 测量方法：仪器由上下电流电极A1、A2轮流供电，做两步测量，每点可做 多次测量。 测量范围：仪器测量的动态范围较大，地层电阻率一般是1—300Ω ·m。 分辨能力：仪器的分辨率为1.0m，对薄层的分辨能力较强，围岩的 影响相对较小。 系统刻度：上井前在基地进行严格的刻度，测井中利用稳定的泥岩或水层 进行K因子校正。 施工条件：测量前不需要洗井、刮井，节约了大量的占井时间和作业 费用。 科学计算地层电阻率：使用俄罗斯专利技术计算地层电阻率，而且每次计 算结果均由几百次计算结果的平均。
其中，k1 U ( I 2 ) U ( I1 ) 0
二、俄罗斯过套管测井原理
公式推导 设单极供电电极位于井轴线上Z点，则产生的电位沿井轴的分布根据欧姆定律 可表述为：
1 dU ( z ) J z ( z) Pz dz
当 Pr Pz 1 时： J r ( z )
式中
二、俄罗斯过套管测井原理
进而转化为计算公式：

2 U I U I 2U I U I M 2 M 1 A1 A2 M 2 M 1 A2 A1 K I I A1 A2 U I U I I 2 U I U N A1 M 2M 1 N A2 M 2M 1 1 I 2U I U I 2U I U M 2 M 1 A1 M 2 M 1 A2 A2 A1
n

U N (I 2 )
，U N ( I 1 )
——相应为向电极系的上供电电极和下供电电极供电时， 测量电极N同套管的接触点的套管电极的电位； 电极系的两个边电极M1、M2的一阶差分；
U N ( I 1 ) ，U N ( I 2 ) ——为相应上供电电极和下供电电极供电时，
2U N ( I1， 2U N ( I 2 ) ——为向电极系的上供电电极和下供电电极供电时， )
求平均：
R0
Rn
1
m
m
m
计算标准误差：
i
Rn
1
R
2
m
二、俄罗斯过套管测井原理
在R1 R2 R3 … Rn … Rm中去掉Ro+2σ及Ro-2σ的数，如去掉
个数对剩下的数再求平均：
R
M பைடு நூலகம்1
Rn
m
这个平均值被视为测量值，其误差为：

m 1
Rn R
测量的主要要求：在记录两 种电流产生的信号整个时间 内，保证测量电极同套管接 触可靠（不大于0.1 Ω）。
过套管电极系的电路示意图
FLASH演示.exe
二、俄罗斯过套管测井原理
俄罗斯过套管电阻率的基本理论（传输线理论基本方程）:
d 2U ( z ) 1 dPz dU ( z ) Pz U ( z) 0 2 dz Pz dz dz Pr
式中 U (z) ：井轴z 处的电位 Pr ：介质对电流 J r (z)的电阻 Pz ：一段套管对轴向电流的电阻
二、俄罗斯过套管测井原理
其中 1 dP z dU ( z ) × 包含电势的一阶变化 P z dz dz 和金属套管的电阻变化

Pz U ( z ) 项包含套管地层等信息 Pr
1 dPz dU ( z ) × 项包含的电导变化信息 ，对测量不利，通过选 择 Pz dz dz
N
Pz 这样就可以确定 ，从而也就可以得出地层视电阻率。 Pr
利用现代电子技术改进了上述方法，其表达式为：
2U ( I1 ) U ( I1 ) 2U ( I 2 ) U ( I 2 ) U N ( I1 ) k1U N ( I 2 ) n K ( )( 2 ) 2 I1 I2 U ( I1 ) k1 U ( I 2 )
U (zN ) d 2U ( z N ) dz 2 Pz U ( z) Pr
即
从该式可以看出只要测量 就可确定比值
zN
处的电位及其二阶导数后，
Pz Pr
二、俄罗斯过套管测井原理
公式推导 实际测量中U电极能测出 z N 的电位，其二阶导数为：
d 2U ( z ) U M 1 U M 2 2U N 2 dz z z
一、前言
2006年长城测井公司根据市场的需求，引进俄罗斯过 套管电阻率测井仪器，力求更好地解决套后剩余油评价的问 题。目前自制过套管仪器已基本完成，正在进行试验阶段。
一、前言
发展历史
当前，过套管电阻率测井技术是过套管条件下评价饱和度行 之有效、广泛应用的方法之一，该技术经过了六十多年不断探索 而完成。该技术的发展主要经历了如下的几个重要阶段： 1939年：前苏联L.M.Alpin提出了测量漏电流方法，并被授予 了专利，为过套管电阻率测井方法的研究奠定了基础；1949年 STEWART也被授予了美国专利。 1972年：一项法国专利授予了六个电极和两步测量法的测井 方法。卡什科等专家研发了五电极测井探头——KP-1型卡什科雷赫林斯基探头，并确定了计算地层电阻率的公式。 1990年：西方Kaufman发表了基于传输线方程的套管井电阻 率测井的近似理论模型和测量理论,奠定了过套管电阻率测井的 基础,随后相继发展了曲面积分法方程等理论,充实了过套管电 阻率测井的理论研究.
I1 ， I 2
所有的三个测量电极同套管接触点之间套管段 上电位的二阶差分； ——分别为A1和A2供电电极向套管处的电流
二、俄罗斯过套管测井原理
误差分析
俄罗斯过套管电阻率测井在测量时,在同一深度上可进行多次采样,可以得 到足够的数据，利用以下处理方法进行: 测量的数据为：R1 R2 R3 … Rn … Rm
2
m
相对误差为 /Ro，所以测量值是可靠的
二、俄罗斯过套管测井原理
仪器技术指标
最大直径： 95 mm 长 耐 度： 8 m 温：-10—125 ℃ 仪器重量： 90 ㎏
耐
压：80 Mpa
纵向分辨率：1m 适用条件：套管直径为5寸半——7寸 测量范围：1－300Ω.m 测量相对误差：± (5+0.1*RT)%
俄罗斯过套管电阻率测井及应用
汇报单位：长城钻探测井公司
日 期：2009年10月
汇报提纲
一、前言
二、俄罗斯过套管测井原理
三、质量控制 四、试验井分析 五、与斯伦贝谢（CHFR）对比 六、资料处理与解释
七、资料的应用
八、总结与建议
一、前言
在套管井中进行剩余油饱和度的评价方法，长期以来依赖 于核测井方法（如碳氧比等） 。但是，核测井本身存在如下三 个方面的局限： 1、探测深度浅； 2、要求孔隙度大； 3、同裸眼井电阻率系列缺乏可比较性。 过套管电阻率测井一直是油田开发地质工作者梦寐以求的 测井方法。在油田开发过程中，通过过套管电阻率的测量可以 达到监测油田开发状况，而通过同裸眼井电阻率比较，可以更 准确地了解油井各储层剩余油情况，进而为油田开发提供准确 依据。 由于过套管电阻率同裸眼井电阻率有很好的可比较性，又 不受孔隙度大小的限制。因此，在剩余油饱和度监测方面，它 又比核测井具有优越的一面。
一、前言
发展历史
• 1995年西方ATLAS公司研发过套管测井的试验样机。 • 1998斯伦贝谢研制成功了商业样机，并投入了使用。
汇报提纲
一、前言
二、俄罗斯过套管测井原理
三、质量控制 四、试验井分析 五、与斯伦贝谢（CHFR）对比 六、资料处理与解释
七、资料的应用
八、总结与建议
二、俄罗斯过套管测井原理
原理：过套管电阻率测井和裸眼电阻率测井在物理上的显著区 别是井眼套管本身就是一个巨大的导体，大部分电流会沿着套 管流动，高频交流电几乎全部留在套管内部，但是低频交流电 流（或者是直流电流）将会有一小部分泄漏到地层中去。在钢 套管内绝大部分电流沿套管流到地面回路电极,而在钢套管内壁 以极低频率流动的电流将钢套管视为传输线,由于钢套管周围地 层介质可视为导电介质,所以将有极小部分电流渗漏到地层,再 流回到地面回路电极。通过检测渗漏到地层中的这部分电流， 就可以计算出地层电阻率。
dU ( z ) 上下电流，可以使在测 量点上 为零，从而消除该项 dz
二、俄罗斯过套管测井原理
在此基础上通过数学处理得到视电阻率为:
U ( I ) k1U N ( I 2 ) 2U ( I1 ) U ( I1 ) 2U ( I 2 ) U ( I 2 ) n K ( )( 2 N 1 ) 2 I1 I2 U ( I1 ) k1 U ( I 2 )