[发明专利]研究岩体性质的方法和设备

权利要求书

1.一种研究岩体性质的方法，包括以下步骤：

通过利用油管柱将冲洗流体泵送通过井眼对岩体或岩体的一部分进行热干扰，其中冲洗流体的温度不同于岩体的温度，选择该热干扰的程度以保证差分电信号和井眼热噪声电信号达到要求的比率；

在热干扰之前、期间和之后，连续地或周期性地以预先选择的持续时间间隔，记录与井眼温差成比例的差分电信号，其中，根据井眼中热噪声的性质和需要确定的岩体性质的可能的偏差程度确定所述持续时间间隔，其中，利用至少一对沿着井眼轴线方向设置的温度传感器进行记录，以便使得温度传感器位置的深度范围覆盖所关心岩体的区域，根据对具有不同性质的岩体油层的边界位置所要求的测量精度、被区分的岩体区域的最小和最大可能长度、以及井眼中热噪声的性质和程度，预先选择成对的温度传感器之间的距离和成对温度传感器的对数；

将在热干扰之前由成对温度传感器测量的差分电信号与热干扰期间由同样的成对温度传感器测量的差分电信号、和由沿着井眼轴线设置的不同传感器对测量的差分电信号进行比较；

根据差分电信号的比较结果表征具有不同性质的各种岩体区域的差异；和

识别具有不同热性质的岩体区域之间的边界。

2.如权利要求1的方法，其中在热激发之前、在热激发期间和取消热激发之后，测量沿着井眼在所关心的深度范围内的流体温度或井眼的所关心的深度范围内的单独部分中的流体温度，并且，通过得到的数据来确定在热激发期间以及热激发之后岩体松弛的过程中的温度恢复期间的温度变化的性质，基于获得的数据确定差分电信号测量的开始时间、间隔和结束时间，以及做出结束热激发的决定。

3.如权利要求1的方法，其中岩体热激发或它的单独部分的热激发是以每一个热激发的预设持续时间周期性地执行，以及在预设持续时间之间暂停，以及同时测量所关心的差分信号的振幅、相对于岩体或岩体的单独部分的热激发的该差分信号的相移、岩体温度的振幅以及岩体温度变化的相移。

4.如权利要求1的方法，其中按照谐波定律以预设频率和强度执行对岩体或岩体的一部分的热激发，同时测量所关心的差分信号的振荡幅度、所关心的差分信号相对于该岩体或岩体的一部分的热激发的相移、岩体温度变化的幅度、和岩体温度变化的相移。

5.如权利要求1的方法，其中通过使得冲洗流体在油管柱内循环且周期性改变冲洗流体的运动方向实施对岩体或岩体的一部分周期性的热激发，其中，油管柱的下端定位在所关心的岩体区域的下方，使得冲洗流体温度相对于所关心岩体温度的周期性的变化发生在所关心的岩体区域内，其中，循环冲洗流体方向改变的间隔、循环冲洗流体的流速、和油管柱的下端在井眼中的位置根据井眼温度梯度来设定以提供充分的差分电信号的幅度。

6.如权利要求1的方法，其中温度传感器位于油管柱处，且对温度传感器所位于的油管柱部分的直径和材料进行选择以提供：最大的差分电信号、在油管柱与套管柱壁或井眼壁之间的间隙中的流体对流运动对在岩体或岩体的单独部分的热激发期间或在热激发结束后在油管柱与套管柱壁或井眼壁之间的间隙中产生的热噪声的最小影响、以及具有不同性质的岩体层段之间的温度边界模糊最小值。

7.如权利要求1的方法，其中根据作为时间的函数的井眼热噪声和根据在差分电信号测量时存在的井眼热噪声值，对岩体或岩体的单独部分的热激发的持续时间和强度以及在热激发期间差分电信号测量的时间进行选择，以获得差分电信号对井眼热噪声的最大比率。

8.如权利要求1的方法，其中根据测量差分电信号之前出现的井眼热噪声的性质和值，对岩体或岩体的单独部分的热激发的持续时间和强度以及在热激发期间差分电信号测量的时间进行选择，使得在具有不同性质的岩体区域之间的层段处的差分电信号的空间测量定位于沿井眼的最短距离范围内。

9.如权利要求1的方法，其中在岩体或岩体的一部分热激发期间和热激发终止之后，确定作为时间的函数的差分电信号改变的性质、差分电信号的最大值、和达到差分电信号的最大值的时间，以及根据这些数值确定冲洗流体穿透区域的深度和岩体或岩体的单独部分的含油饱和度。