[发明专利]一种用于普通电阻率测井和双侧向测井的复合教学演示装置及方法

说明书

本发明公开一种用于普通电阻率测井和双侧向测井的复合教学演示装置，包括水池、地层模型、模拟电极系以及电极系传动装置；地层模型设置在水池中，在地层模型的顶面中线处设置有用于模拟井眼的第一半圆柱形凹槽，在水池中注入有盐水溶液，盐水溶液的液面接近但不超过地层模型的顶面；模拟电极系设置在水池的上部，模拟电极系与用于带动其沿水池长度方向滑动的电极系传动装置连接；模拟电极系和电极系传动装置均与控制装置连接，控制装置连接计算机。本发明可以进行普通电阻率和双侧向测井的模拟测量，起到教学演示作用。本发明使用的地层模型由两种不同电阻率的材料组装得到，可以模拟地层的高侵和低侵特征，有利于提升双侧向测井的教学演示效果。

技术领域

本发明涉及教学演示装置领域，具体地说是涉及一种在地球物理测井相关专业教学中用于演示普通电阻率测井和双侧向测井测量原理的复合教学演示装置及方法。

背景技术

电阻率测井是一类在井筒中连续测量不同深度地层电阻率的地球物理测井方法，电阻率测井资料可以为定性识别储层流体性质和定量评价储层流体饱和度提供依据。普通电阻率测井和双侧向测井是电阻率测井中最为基础和重要的两种方法，对石油工程、资源勘查工程和勘查技术与工程等能源专业的教育而言是必修核心内容。

普通电阻率测井采用四个电极，分别记为A、B、M和N。其中，B为回路电极，放在地面与信号地连接。A为供电电极，M和N为测量电极，都放在井下仪器上。测量时供电电极A产生测量电压或电流，M和N之间产生电位差，其大小与地层电阻率直接相关。井下仪器上的所有电极构成了仪器的电极系，普通电阻率测井的电极系结构如图1所示，其中(a)示出底部梯度电极系，(b)示出顶部梯度电极系。图1中A为供电电极，M和N为测量电极，B为回路电极，101为井筒，102为供电系统，103为底部梯度电极系，104为顶部梯度电极系。其中，A称为不成对电极，M和N称为成对电极。如果M和N的距离小于A到最近成对电极的距离，称为梯度电极系。如果成对电极M和N在不成对电极的上方，电极系称为顶部梯度电极系；反之，如果成对电极M和N在不成对电极的下方，电极系称为底部梯度电极系。顶部梯度电极系和底部梯度电极系的测量曲线特征因电极系结构不同而具有差异。

相比于普通电阻率测井，双侧向测井是具有聚焦功能的电阻率测井，除地面回路电极外，井下仪器具有九个电极，分别为主电极A0、四个监督电极M1、M2、M1’和M2’，以及四个屏蔽电极A1、A1’和A2、A2’，电极系结构如图2所示。双侧向测井具有深浅两种测井模式，两种测量模式同时进行，获取两种探测深度的电阻率曲线。深侧向测井时，由主电极A0发生恒定电流I0，屏蔽电极A1、A1’和A2、A2’施加与主电路I0极性相同的屏蔽电流。根据监督电极M1和M2(或M1’和M2’)之间的电位差调节屏蔽电流的大小，使得仪器聚焦平衡，此时监督电极M1和M2(或M1’和M2’)之间的电位差为零。测量任意监督电极与回路电极的电位差，其结果与地层视电阻率成正比。浅侧向测量模式的测量过程与深侧向测井类似，区别在于将屏蔽电极A2和A2’改为回路电极接地，使得探测深度变得较浅。

一般认为，深侧向和浅侧向的测量曲线分别反映原状地层和侵入带的电阻率特征。在淡水泥浆环境下，如果储层为水层，原状地层电阻率低于侵入带，深侧向的视电阻率小于浅侧向视电阻率，这种结果称为高侵现象。反之，如果储层为油气层，原状地层电阻率高于侵入带，深侧向的视电阻率大于浅侧向视电阻率，称为低侵现象。因此，根据深侧向和浅侧向视电阻率的相对大小关系可以定性识别储层流体性质。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于普通电阻率测井和双侧向测井的复合教学演示装置及方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种用于普通电阻率测井和双侧向测井的复合教学演示装置，包括水池、地层模型、模拟电极系以及电极系传动装置；

地层模型设置在水池中，在地层模型的顶面中线处设置有用于模拟井眼的第一半圆柱形凹槽，在水池中注入有盐水溶液，盐水溶液的液面不超过地层模型的顶面；