感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法。通過分別測量兩次不同發(fā)射線圈和接收線圈距離的情況下的視電導(dǎo)率的向量，求解出由電流測量電路中電流互感器和非線性元件所引入的電流測量相位誤差，從而準(zhǔn)確知道電流測量環(huán)節(jié)引入的誤差，并在計算中予以消除，提高陣列感應(yīng)測井儀器的刻度和測量精度。
【專利說明】感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種感應(yīng)測井方法，特別地，涉及一種感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo) 定方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 感應(yīng)測井是利用交流電的互感原理，利用發(fā)射線圈中的交流電流在接收線圈中感 應(yīng)出電動勢，由于發(fā)射線圈和接收線圈都在井內(nèi)，發(fā)射線圈的交流電流必然在井筒周圍地 層中感應(yīng)出渦流，而該渦流又對接收線圈的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生影響，因此該電動勢與渦流的 強(qiáng)度有關(guān)，即與地層的電導(dǎo)率有關(guān)。
[0003] 感應(yīng)測井儀器采用一系列不同線圈距的線圈系對同一地層進(jìn)行測量，然后通過硬 件或軟件聚焦處理獲得不同徑向探測深度的地層電導(dǎo)率，從而有效地識別油氣層。如附圖 1所示，陣列感應(yīng)測井儀器首先通過發(fā)射線圈向地層發(fā)送電磁場（附圖1最上部分為發(fā)射線 圈)，該電磁場在地層單元環(huán)中產(chǎn)生感生電流，激發(fā)二次場（附圖1中間部分為地層單元環(huán))， 然后由各組接收線圈接收，二次場在接收線圈中產(chǎn)生二次場感生電動勢，接收到的信號經(jīng) 井下儀器處理后，通過遙傳系統(tǒng)將信息傳送至地面儀器（附圖1最下部分為接收線圈）。
[0004] 附圖2是發(fā)射線圈、地層單元環(huán)、接收線圈的電流相位的關(guān)系圖。如附圖2所示， 三維陣列感應(yīng)測井儀器的接收線圈會接收到來自發(fā)射線圈的直耦感應(yīng)電動勢和來自地層 的二次場感應(yīng)電動勢，在均勻無限大介質(zhì)中，發(fā)射線圈的交變電磁場直接在接收線圈中產(chǎn) 生的感應(yīng)電動勢二者相位差為90度，該信號為直耦信號，為無用信號，而發(fā)射線圈的交變 電磁場在接收線圈中的二次場相位差為180度。
[0005] 線圈系位于均勻、各向同性地層中，磁導(dǎo)率 #、電導(dǎo)率?χ和介電常數(shù)f均為常數(shù)；地層繞井軸旋轉(zhuǎn)對稱；Γ和5分別為發(fā)射和接收線 圈，匝數(shù)為Wr和Fs,線圈半徑均為^ 為發(fā)射線圈與接收線圈之間的間距，線圈在一定 頻率下工作。
[0006] 設(shè)發(fā)射線圈上加載一個角頻率為ω，幅度為Z0的交變電流，g卩：發(fā)射電流時域信 號表示為= Jp··#或用向量表示為j = J0ZiJ。對于均勻介質(zhì)環(huán)境，為了使分析問題 簡化，不考慮趨膚效應(yīng)和傳播影響，則在接收線圈感應(yīng)電動勢為：

【權(quán)利要求】
1. 一種感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法，對采用陣列感應(yīng)測井儀器進(jìn)行感應(yīng)測井 過程中發(fā)射線圈和接收線圈的距離的微小變化所引起的電流測量的誤差進(jìn)行標(biāo)定，所述陣 列感應(yīng)測井儀器包括前置放大單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，其特征在于， 將測量得到的視電導(dǎo)率向量的差與實(shí)際測量得到的電流向量之間的相位差作為電流 測量相位的修正量對實(shí)測電流進(jìn)行修正，由此獲得實(shí)測的視電導(dǎo)率，包括： (1) 設(shè)定接收線圈與發(fā)射線圈之間的初始距離的步驟； (2) 電流向量和電壓向量提取步驟，從電流測量通道和接收線圈通道的采集信號中提 取兩個向量，分別記為電流向量和電壓向量； (3) 調(diào)整所述接收線圈與所述發(fā)射線圈之間的距離，并重復(fù)進(jìn)行所述電流向量和電壓 向量提取步驟，進(jìn)行電流向量和電壓向量的提取的步驟； (4) 電流修正量確定步驟，根據(jù)步驟（3)中所獲取的電流向量和電壓向量，確定電流值 的修正量； (5) 根據(jù)步驟（4)中所確定的電流值的修正量，根據(jù)下述公式（7)獲得實(shí)測的視電導(dǎo) 率，
其中^為實(shí)測的接收線圈的感應(yīng)電壓向量，K為儀器常數(shù)，It為真實(shí)電流，Oa為視電導(dǎo) 率，Ia為實(shí)測電流，爐為實(shí)測電流和真實(shí)電流的向量夾角，< 為視電導(dǎo)率的實(shí)部，of為視 電導(dǎo)率的虛部。
2. 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法，其特征在于，所述電流 向量和電壓向量提取步驟包括下述步驟： 在發(fā)射線圈中發(fā)射單頻的發(fā)射電流； 對所述前置放大單元和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的增益進(jìn)行標(biāo)定，使得電流測量通道和所述 接收線圈的通道的增益相同； 在測量模式下記錄電流測量通道和接收線圈通道的采集信號后，利用傅氏變換的方法 提取兩個向量，并分別記為電流向量和電壓向量。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法，其特征在于，在所述 電流修正量確定步驟中，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，根據(jù)所獲取的電流向量和電壓向量確定實(shí)測電流 和真實(shí)電流的向量夾角，由此對實(shí)際測得的電流值進(jìn)行修正。
4. 如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法，其特征在于，所述單頻 的發(fā)射電流的頻率為40kHz。
5. 如權(quán)利要求3所述的感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法，其特征在于，所述單頻 的發(fā)射電流的頻率為40kHz。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)測井用電流測量的相位標(biāo)定方法，其特征在于，所述接 收線圈與發(fā)射線圈之間的初始距離為0. 4英寸，調(diào)整后的距離為0. 42英寸。
【文檔編號】E21B49/00GK104453866SQ201310426946
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】梁小兵, 肖加奇, 郝永杰, 孫煜, 韓近躍 申請人:中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司