[发明专利]一种基于电阻抗测量的油气钻井气侵早期发现方法

权利要求书

1.一种基于电阻抗测量的油气钻井气侵早期发现方法，其特征在于采用测量短节实施，在靠近钻头或井下动力钻具的地方将测量短节与钻具连接，使电极与井筒钻井液接触，再将测量短节与位于井下的井下信号发射装置连接，信号发射装置与位于地面的信号接收装置以无线方式连接，最后将信号接收装置与数据处理计算机连接；测量时，依次对两个棱柱之间的一组电极施加电流激励，在钻井液中建立电场，施加激励的过程为，将一个电极固定为电源激励的一极，然后依次将其他电极作为电源的另一极，直到所有电极使用完毕，施加激励的同时测量其他未激励电极上的电位数据，测量短节将测量到的电位数据发送给信号发射装置，然后由信号发射装置发送至地面信号接收装置，地面信号接收装置接收电位数据后传送给数据处理计算机，数据处理计算机通过其中的电阻抗计算和成像软件对电位数据进行计算和成像，基于气侵气体电阻抗与钻井液电阻抗之间存在差异的原理，气侵发生时，气侵处的钻井液的电阻抗值发生变化，另外在图像中，气体与钻井液以不同的颜色或不同深度的颜色呈现，综合利用计算得到的电阻抗值和图像，能够实现气侵是否发生与气侵程度的判断所述测量短节的主体结构包括空心管、通孔、棱柱、倒角、凹槽、测量电路板、导线、电极、盖板、电极紧固件、绝缘密封层、走线孔和螺钉；圆柱形结构的空心管的圆心处开设有圆柱形结构的通孔，空心管的圆周表面等间距设置有三个梯形断面结构的棱柱，棱柱在空心管的外表面分割出三个流道，棱柱的顶端和底端分别设置有倒角，相邻棱柱之间的空心管的外表面向内开设有矩形结构的凹槽，凹槽的内部设置有矩形板状结构的测量电路板，测量电路板通过圆柱形结构的导线分别与6-10个电极的一端电连接，电极的另一端伸出覆盖在凹槽外表面的弧形板状结构的盖板并与盖板的外表面平齐，电极位于凹槽中的一端通过电极紧固件与盖板卡扣式连接，电极与盖板之间的缝隙填充有绝缘密封层，凹槽的顶端开设有圆形结构的走线孔，空心管通过盖板上均匀布置的螺钉与盖板连接。

2.根据权利要求1所述的基于电阻抗测量的油气钻井气侵早期发现方法，其特征在于所述井下信号发射装置、地面信号接收装置、数据处理计算机均为市售产品；电阻抗的计算和成像软件能够利用现有技术中的成熟算法。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的基于电阻抗测量的油气钻井气侵早期发现方法，其特征在于所述空心管为空心管状结构，便于井下使用；通孔的设置为钻井液提供通道；棱柱用于分割空心管的外表面使三组电极相互独立，防止三组电极之间的干扰，同时，棱柱在空心管的外表面分割出的三个流道对钻井液形成导流作用，钻井液对电极进行冲刷，避免了泥质或其他固体覆盖电极的表面，保证了电极的测量精度；倒角能够减轻棱柱的自重并使棱柱在井下的通过性更好；凹槽作为测量电路板、导线和电极的存储空间；测量电路板上按照电学原理和电阻抗测量要求设置有电源部件和电路系统用于产生激励电源并测量电极的电位；导线用于连接测量电路板和电极以及测量电路板和井下信号发射装置；电极的外端与钻井液直接接触，用于传递激励电流和测量电位，三组电极的设置提高了测量短节的可靠性；盖板的作用是保护、隔离和密封；电极紧固件用于加固电极与盖板的连接；绝缘密封层使电极与盖板之间达到绝缘和密封的效果；走线孔用于布设电路导线，便于实现测量电路板与井下信号发射装置的连接，以使测量电路板测量到的电位数据传递给井下信号发射装置；螺钉便于空心管与盖板的连接。