一種裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置的制作方法

本發(fā)明屬于測井物理模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，尤其涉及一種裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置。

背景技術(shù)：

裂縫既是重要的油氣儲集空間，又是低滲透儲層的重要運(yùn)移通道。裂縫發(fā)育與否，直接關(guān)系到油氣產(chǎn)能。隨著油氣勘探開發(fā)工作的深入，裂縫性儲層的測井評價(jià)工作日益引起人們的重視。裂縫參數(shù)評價(jià)是測井解釋面臨的一個(gè)重要難題，電阻率測井是目前常規(guī)測井評價(jià)裂縫的有效手段。

在碳酸鹽巖儲層中，由于圍巖電阻率較高，多采用雙側(cè)向測井測量地層電阻率。目前已經(jīng)研制出了裂縫參數(shù)對雙側(cè)向測井響應(yīng)影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了裂縫參數(shù)對雙側(cè)向測井響應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)，理清了裂縫參數(shù)與雙側(cè)向測井響應(yīng)的關(guān)系，提出了裂縫參數(shù)雙側(cè)向測井定量評價(jià)模型。

但是，在背景電阻率比較低的砂巖、頁巖儲層中，多采用感應(yīng)測井測量。目前，針對裂縫參數(shù)對感應(yīng)測井影響的模擬裝置研究設(shè)計(jì)較少，與實(shí)際情況吻合較差，且模型中沒有考慮井眼影響以及裂縫與井眼、地層的耦合關(guān)系，僅可對裂縫響應(yīng)進(jìn)行定性模擬，從而阻礙了裂縫參數(shù)變化對感應(yīng)測井影響的定量研究，影響感應(yīng)測井裂縫參數(shù)定量評價(jià)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置，用以精確定量模擬裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置，包括：

地層模擬組件，由多個(gè)導(dǎo)電環(huán)組構(gòu)成，用于模擬地層導(dǎo)電；

裂縫模擬組件，由金屬網(wǎng)組構(gòu)成，與所述地層模擬組件耦合，用于模擬地層裂縫；

感應(yīng)測井模擬組件，模擬測井儀器，用于進(jìn)行地層裂縫感應(yīng)測井測量；

井眼模擬組件，穿過所述金屬網(wǎng)組和多個(gè)所述導(dǎo)電環(huán)組，用于模擬井眼環(huán)境。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)電環(huán)組由同心環(huán)形導(dǎo)電環(huán)構(gòu)成，每個(gè)環(huán)形導(dǎo)電環(huán)串接標(biāo)準(zhǔn)電阻箱以實(shí)現(xiàn)每個(gè)導(dǎo)電環(huán)電阻可控。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)所述導(dǎo)電環(huán)組由固定于同一絕緣板上、以預(yù)定間距排列的多個(gè)同心導(dǎo)電環(huán)構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述金屬網(wǎng)組包括多個(gè)金屬網(wǎng)，所述金屬網(wǎng)的金屬絲的直徑、金屬絲之間的間距及所述金屬網(wǎng)的大小可調(diào)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述金屬網(wǎng)組與所述導(dǎo)電環(huán)組按預(yù)定夾角連接，用以模擬地層與裂縫耦合。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述感應(yīng)測井模擬組件貫穿所述導(dǎo)電環(huán)組和所述金屬網(wǎng)組的中心。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述井眼模擬組件為填充不同電阻率導(dǎo)電膠的管狀部件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述管狀部件為聚氯乙烯管。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述模擬裝置還包括用于懸掛及固定所述感應(yīng)測井模擬組件的懸掛固定部件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述模擬裝置還包括用于采集及記錄測井感應(yīng)信號的信號采集部件。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明可以定量確定不同參數(shù)下裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)特征，建立裂縫參數(shù)定量評價(jià)模型，進(jìn)而通過感應(yīng)測井資料實(shí)現(xiàn)裂縫評價(jià)。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單的介紹：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置結(jié)構(gòu)示意 圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電環(huán)組結(jié)構(gòu)示意圖，以及

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1.金屬網(wǎng)；2.導(dǎo)電環(huán)；3.感應(yīng)測井儀器；4.鏈接螺母；5.測井電纜；6.天滑輪；7.支架；8.地滑輪支架；9.地滑輪；10.計(jì)算機(jī)；11.感應(yīng)測井采集部分；12.絞車；13.導(dǎo)電網(wǎng)夾持部分；14.導(dǎo)電膠；15.pvc管；16.橫向?qū)щ娊z；17.縱向?qū)щ娊z；18.絕緣板。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

如圖1所示，本發(fā)明的裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置包括地層模擬組件、裂縫模擬組件、感應(yīng)測井模擬組件和井眼模擬組件。其中，地層模擬組件由多個(gè)導(dǎo)電環(huán)組構(gòu)成，用于模擬地層導(dǎo)電；裂縫模擬組件由金屬網(wǎng)組構(gòu)成，與地層模擬組件耦合，用于模擬地層裂縫；感應(yīng)測井模擬組件模擬測井儀器(通常該感應(yīng)測井模擬組件可直接選取實(shí)際的測井儀器)，用于進(jìn)行地層裂縫感應(yīng)測井測量；井眼模擬組件穿過金屬網(wǎng)組和多個(gè)導(dǎo)電環(huán)組，用于模擬井眼環(huán)境。

該裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置構(gòu)造簡單，易于實(shí)現(xiàn)，通過調(diào)整多個(gè)導(dǎo)電環(huán)組的參數(shù)來模擬不同電阻率地層導(dǎo)電，通過調(diào)整金屬網(wǎng)組的參數(shù)來模擬不同情況的裂縫，從而可以定量確定不同參數(shù)下的裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)特征，建立裂縫參數(shù)定量評價(jià)模型，進(jìn)而通過感應(yīng)測井資料實(shí)現(xiàn)裂縫評價(jià)。同時(shí)，本發(fā)明的模擬裝置也可以用于感應(yīng)測井儀器研發(fā)、刻度，以及感應(yīng)測井方法原理示范教學(xué)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電環(huán)組由同心環(huán)形金屬絲構(gòu)成，每個(gè)導(dǎo)電環(huán)串接標(biāo)準(zhǔn)電阻箱以實(shí)現(xiàn)每個(gè)導(dǎo)電環(huán)電阻可控。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)電環(huán)組由固定于同一絕緣板18上、以預(yù)定間距排列的多個(gè)同心導(dǎo)電環(huán)2組成，如圖3所示。地層的導(dǎo)電效應(yīng)可以等效成多個(gè)帶導(dǎo)電絲的絕緣板的導(dǎo)電效應(yīng)疊加。測量時(shí)將感應(yīng)測井儀器3中心置于導(dǎo)電環(huán)組中心。通過調(diào)節(jié)導(dǎo)電環(huán)2的電阻率，可以模擬不同基巖電阻率對裂縫性地層 感應(yīng)測井響應(yīng)的影響，解決了不同基巖電阻率條件下裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)特征定量模擬測量難題。

制作在絕緣板18上固定的同心導(dǎo)電環(huán)2，以一定間距排列來模擬地層導(dǎo)電效應(yīng)，同心導(dǎo)電環(huán)組的等效地層電導(dǎo)率可依據(jù)下式計(jì)算：

其中，σa為導(dǎo)電環(huán)組的等效電阻率，gi為第i個(gè)導(dǎo)電環(huán)所在位置的單元環(huán)幾何因子，di為第i個(gè)導(dǎo)電環(huán)直徑，ri為第i個(gè)導(dǎo)電環(huán)串接電阻值。調(diào)整導(dǎo)電環(huán)直徑、間距使多組導(dǎo)電環(huán)等效空間電阻率等于地層電阻率。這樣，可以用導(dǎo)電環(huán)組等效模擬不同電阻率地層。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，金屬網(wǎng)組包括多個(gè)金屬網(wǎng)1，金屬網(wǎng)1由金屬絲編織制成，金屬絲的直徑、金屬絲之間的間距及金屬網(wǎng)的大小可調(diào)。具體的，如圖2所示，采用橫向?qū)щ娊z16及縱向?qū)щ娊z17編織正方形導(dǎo)電金屬網(wǎng)1，金屬網(wǎng)面電阻率可根據(jù)面電阻率公式計(jì)算，調(diào)整金屬絲直徑dw及金屬絲間距hw以使金屬網(wǎng)電阻率等于給定裂縫電阻率。這樣，可以用不同電阻率的金屬網(wǎng)等效模擬地層中不同電阻率的裂縫。通過調(diào)節(jié)導(dǎo)電金屬網(wǎng)的大小可以模擬不同延伸長度裂縫的測井響應(yīng)。設(shè)置多個(gè)金屬網(wǎng)，即可以模擬多個(gè)地層中的裂縫。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，金屬網(wǎng)組與導(dǎo)電環(huán)組按預(yù)定夾角連接，用以模擬地層與裂縫耦合。具體的，金屬網(wǎng)1與同心導(dǎo)電環(huán)2接觸處由導(dǎo)電膠粘連或通過金屬焊接在一起，以模擬地層與裂縫的耦合。如圖1所示，金屬網(wǎng)1由夾持器13固定，將模擬裂縫的金屬網(wǎng)1與模擬地層的同心導(dǎo)電環(huán)2按夾角α相互耦合焊接，以模擬地層中與地層夾角為α的裂縫。對于其他傾角裂縫，可以制作不同夾角模型進(jìn)行模擬。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，感應(yīng)測井模擬組件3貫穿導(dǎo)電環(huán)組和金屬網(wǎng)組的中心，如圖1所示。這樣設(shè)置可以模擬感應(yīng)測井儀器伸入具有裂縫的地層中的情況。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，井眼模擬組件15為填充不同電阻率導(dǎo)電膠14的管狀結(jié)構(gòu)。該管狀結(jié)構(gòu)包括聚氯乙烯管(pvc管)。該導(dǎo)電pvc管模擬井眼，其中充填導(dǎo)電膠，使導(dǎo)電膠電阻率等于井眼中泥漿電阻率。將模擬井眼的導(dǎo)電pvc管置于導(dǎo)電環(huán)2和金屬網(wǎng)組的中心，將感應(yīng)測井模擬組件3設(shè)置于導(dǎo)電pvc管中心，完成裂縫地層感應(yīng)測井模型制作。

為將感應(yīng)測井模擬組件3固定于井眼模擬組件15中，該模擬裝置還包括用于懸掛及固定感應(yīng)測井儀器的懸掛固定部件。具體的，如圖1所示，該懸掛固定部件包括測井電纜5、支架7、天滑輪6、地滑輪9、地滑輪支架8以及絞車12，將天滑輪6固定于支架7上，將地滑輪9固定于地滑輪支架8上，通過鏈接螺母4鏈接測井電纜5與感應(yīng)測井儀器3，測井電纜5另一端繞過天滑輪6、地滑輪9經(jīng)過絞車12連接用于采集及記錄測井感應(yīng)信號的信號采集部件。該信號采集部件包括感應(yīng)測井儀器地面信號采集系統(tǒng)11及用于處理、存儲數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)10。

本發(fā)明所述的裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)模擬裝置，構(gòu)造簡單，易于實(shí)現(xiàn)，可以通過調(diào)整金屬網(wǎng)1的導(dǎo)電金屬絲直徑以及導(dǎo)電金屬絲之間的間距來模擬不同電阻率裂縫的感應(yīng)測井響應(yīng)；通過調(diào)節(jié)金屬網(wǎng)與多組導(dǎo)電環(huán)夾角模擬不同傾角裂縫(如水平縫，斜交縫，直立縫)的測井響應(yīng)；通過調(diào)節(jié)金屬網(wǎng)大小模擬不同延伸長度裂縫測井響應(yīng)；通過調(diào)節(jié)不同金屬網(wǎng)間距模擬不同間距裂縫組測井響應(yīng)；通過調(diào)整模擬泥漿的導(dǎo)電膠電阻率模擬不同泥漿條件下裂縫響應(yīng)特征，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)電環(huán)電阻率模擬不同基巖電阻率對裂縫性地層感應(yīng)測井響應(yīng)的影響，實(shí)現(xiàn)了不同裂縫參數(shù)感應(yīng)測井響應(yīng)特征定量模擬測量難題。

本發(fā)明的測量結(jié)果可以定量確定不同參數(shù)下裂縫感應(yīng)測井響應(yīng)特征，建立裂縫參數(shù)定量評價(jià)模型，進(jìn)而通過感應(yīng)測井資料實(shí)現(xiàn)裂縫評價(jià)。

在采用該模擬裝置工作時(shí)，首先通過絞車12控制感應(yīng)測井儀3位于模擬井眼(pvc管)15的底端。通過感應(yīng)測井信號采集部分11，向感應(yīng)測井儀3供電，感應(yīng)測井儀3中發(fā)射線圈中的交變電流在空間激發(fā)電磁場，該電磁場將在相互耦合的模擬裂縫的金屬網(wǎng)1和多組模擬地層的導(dǎo)電環(huán)2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)電金屬網(wǎng)1電阻率、金屬網(wǎng)1長度、導(dǎo)電環(huán)2電阻率、兩者夾角α、模擬井眼的導(dǎo)電膠14電阻率相關(guān)。該感應(yīng)電流將在空間激發(fā)二次電磁場，二次電磁場信號被感應(yīng)測井模擬組件3接收線圈探測，進(jìn)而被感應(yīng)測井信號采集部分采集，通過計(jì)算機(jī)10中現(xiàn)有感應(yīng)測井處理軟件記錄存儲。這樣就完成了感應(yīng)測井模擬組件3在pvc管底端深度處點(diǎn)測量，然后通過絞車12將感應(yīng)測井儀器3在pvc管中緩慢提升，完成整個(gè)模型中不同深度點(diǎn)處感應(yīng)測井響應(yīng)測量，通過計(jì)算機(jī)10記錄存儲下來，這樣便完成了單個(gè)裂縫參數(shù)下感應(yīng)測井響應(yīng)的模擬。

制作不同電阻率金屬網(wǎng)1、不同電阻率多組導(dǎo)電環(huán)2、不同兩者夾角模型、不同邊長正方形金屬網(wǎng)1、不同電阻率導(dǎo)電膠14模型，即可模擬不同裂縫電阻率、 不同地層電阻率、不同裂縫傾角、不同裂縫延伸長度以及不同泥漿電阻率模型感應(yīng)測井響應(yīng)特征。

雖然本發(fā)明所公開的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。