过套管地层电阻率测量新进展

为了在套管中测量地电阻率,人们研制出了一种新的电缆测井仪,此仪器将高的电流透入套管,从而产生一小股电流泄漏到地层中,用一组放置成同套管相接触的电极,测得此泄漏电流,此泄流值被用来确定套管后面地层的电阻率,该仪器测量生产井,注水井和监测井,所测数据同裸眼电阻率曲线加以了比较,现场测井曲线表明,其油量具有重复性并且可直接民钻井时主录的地层电阻相比曾,仪器数据清楚地识别出枯竭层和未皮及层,因为裸眼井和套管井电阻线和重迭可容易地进行解释,故套管电阻率测线已得到了广泛的认可,这种新测量方法的应用包括,在低孔隙度或低矿化度地层中进行油藏监测,在不稳定的井下条件防碍裸眼井测井曲线采集的情况下进行地层评价,以及对于漏失油气的认别,本文将提支持这种测量的理论,模拟新仪器的使用结果,以例更好的理解仪器在不同环境中的工作特征,同受腐蚀套管的电接触质量,以及在各类井中现场的测井结果。     

过套管电阻率现场测试的早期结果

通过金属套管测量地层地层电阻率能使常规水饱和度评价方法用于产层，这种技术在几种场合下可以使用，尤其在根据脉冲中子读数估算水饱和度有疑问的低孔隙度环境中可以使用，然而，研制过金属套管测量地层电阻率仪器的工作遇到了几个重大的技术与科学问题，Baker Atlas与石油公司和天然气研究所合作研制了一种过套管电阻率仪器(TCR),顺现场条件下已成功地完成了几次测试，过套管地层电阻率读数与裸眼井测井曲线十分一致，对套管缺陷和接箍的补偿十分成功。     

过套管测量电阻率现场试验的早期结果

测量过金属套管后的地层电阻率可以把公认的含水饱和度评价方法用于生产层。这种新技术可广泛应用,尤其适用于脉冲中子读数出现问题的低孔隙度地层,然而,设计一套能测量过金属套管的地层电阻率仪器要面临多种重大的科学和技术的难题。通过与油气研究中心（GRI）领导的油公司财团合作,Baker Atlas已经开发了一种过套管电阻率仪,这种仪器在野外已进行了多次成功测试,过套管地层电阻率曲线与裸眼井测井曲线非常近似,套管损伤和接箍所产生的影响可得到成功的补偿。     

在科罗拉多RIFLE的MWX-2井中过金属套管的地层电阻率测量

ParaMagnetic测井股份有限公司(PML)设计生产了第二代测井仪在钢套管井中测量地层电阻率。原理上这种新测井仪的作用类似于三侧向或屏蔽电极测井仪，只不过它是在套管井中测量。用第一代测井仪在一口探索井中做的早期测量证实了此概念的可行性。第二代测井仪已证明比第一代仪器垂直分辨率有了提高，测量更快(仍然稳定)结果更为准确。目前为止由第一和第二仪测井仪所测数据发表于早期专利中的分析方法促成了与感应和侧向裸眼测量吻合相当好的测井。数据解释方法应用单刻度常数K和简单数学进行现场测井。一个近似代数公式表明K在很大程度上是电极距和套管丰径的函数。这些套管井和裸眼电阻率测井间有利的对比提出了将该方法应用于监测管外含水饱和度。用第二代测井仪进行了两次成功的测试。第一次测试是在华盛顿州Woodinville所钻的一口浅测试井中进行的，该井专为校验测量并与裸眼井双侧向和双感应测井进行数据对比的目的而钻的。第二次测试在科罗拉多Rifle附近的深井MWX-2中进行。此两口井中，套管井电阻率与裸眼井深感应测井电阻率对比理想。在很多层中，套管井视电阻率似乎比深感应测井更精确地接近于真电阻率。     

套管井电阻率快测新技术

在2000年，套管井地层电阻率测井得以广泛地采用。该项技术被用来识别老井中漏失的油气层，实施油藏监控和管理，以及进行无裸眼测井资料井的地层评价，这项技术已成功地用于三个方面；1，延长井的经济寿命；2，从本来会漏掉的地层中生产油气；3，在近井眼地带液体影响核饱和度测量的情况下，更好地监控注水。近几年来，开发出一种先进的测量原理和第二代的测井仪器，从而使套管井地层电阻率测量速度翻了一番，这种先进的测量原理是地层电流泄漏量的一步测量法，该方法是立足于对误差抵消而不是补偿。这种新方法再不必单独测量套管电阻率补偿量，测量时间与静止测量的时间相同。其精度或准确度相同或更好。这种新的测量原理和测井仪器于2001年作过现场试验。以鉴定其测量特性和证实测井速度提高了。较快的测井速度，通过降低钻机占用时间，减少人员时间和产量损失，达到缩减获取套管井地层电阻率曲线的总费用，来自美国犹他州，委内瑞拉的油田试验结果确认测井速度更快了，并且显示出套管井地层电阻率测量的价值。     

过套管电阻率测井在加拿大阿尔伯塔的现场试验

通过金属套管测量地层电阻率可以确定储层(已开发)的含水饱和度,即使是低孔隙地层也同样可以适用。但是在低孔隙条件下,进行脉冲中子测量却存在一定的问题。为了测试新设计的过套管电阻率测井仪器的性能,2005年夏季,在加拿大的阿尔伯塔对该仪器进行了现场试验。该试验是在不同的储层条件进行的,贯穿了整个阿尔伯塔不同的现场条件,试验井包括新井到50多年的生产井,地层电阻率也覆盖了很宽的范围,从小于1ΩM的地层到大于100ΩM的生产层位。在整个试验期间,仪器运行的非常好。测井结果与裸眼井测井曲线比较,具有良好的一致性。     

过套管电阻率早期效果的现场测试

下金属套管后测地层电阻率，为生产油气藏提供了准确估算含水饱和度的方法，这种新技术可应用于诸多方面，特别适应于低孔环境，从前在低孔环境下只根据脉冲中子读数来估算含水饱和度是有问题的，但要研制出一种通过金属套管来测量地层电阻率（即过套管电阻率）的仪器，这对人们提出了若干领域的科学与技术的挑战。在石油与天然气资源调查学会的通力协作下，贝克阿特拉斯（BakerAtlas)已经开发出一种通过金属套管来测量地层电阻率的食品，目前，该种仪器已成功地通过了地层条件下的若干测试，通过套管所测的地层电阻率（TGR）的记录数据与裸眼井的非常接近。这项技术成功地校正了套管接箍及套管机械误差（casing imperfections)的影响。     

过套管电阻率测井在加拿大阿尔伯塔的现场试验

通过金属套管测量地层电阻率可以确定储层（已开发）的含水饱和度，即使是低孔隙地层也同样可以适用。但是在低孔隙条件下，进行脉冲中子测量却存在一定的问题。 为了测试新设计的过套管电阻率测井仪器的性能，2005年夏季。在加拿大的阿尔伯塔对该仪器进行了现场试验。该试验是在不同的储层条件进行的，贯穿了整个阿尔伯塔不同的现场条件，试验井包括新井和50多年的生产井，地层电阻率也覆盖了很宽的范围，从小于1Ω·m的地层到大于100Ω·m的生产层位。 试验采用点测法，测量间隔为1m（39．4in）。每个测量点的数据采集时间取决于套管条件。但是时间差别并不大。即使遇到最差的套管条件，采集时间也仅限于数分钟的范围。测量时，地面计算机屏幕上生成一个数据表，测量的数据显示在该表格中，操作员可以立即对该数据进行分析评价。表格中包含（每个测量段）深度、该深度的测量点数、电阻率、上部和底部电极间的电位、一阶和二阶电位差,以及套管电阻率。 在整个试验期间，仪器运行的非常好。采集的电阻率与裸眼井测井结果比较，具有极好的一致性。本文论述了这次现场试验的结果，以及与裸眼井的数据比较，并讨论了仪器的设计及性能等细节。     

导读

过套管地层电阻率测井技术综述传统的电阻率测量是在裸眼井中进行的，如果油井下过金属套管后，由于金属套管的电阻率与地层电阻率相比是极微小的，传统的电阻率测井仪器无法在套管井中实现对地层电阻率的测量。过套管地层电阻率测井仪器可在套管内通过测量套管上的微小的电压降，达到测量地层电阻率的目的。文章系统地描述了过套管地层电阻率测井的发展历史、测量原理、激励信号的选择、信号特点、关键技术以及非均匀性对过套管地层电阻率测井的影响。一种用于自然伽马能谱测井仪器的自动稳谱技术在自然伽马能谱测井过程中，由于温度等环境…     

套管井电阻率测井及其应用

套管井电阻率测井仪（CHFR）是Schlumbergerg公司设计生产的套管井地层电阻率测井仪。原理上这种仪器与侧向测井有些类似。在测井过程中，从一个与套管接触的电极发射电流，部分电流会过套管渗流到相邻的地层流向远处的地面电极，采用电压测量电极测量电压确定渗流电流，从而确定地层电阻率。通过实际应用表明，这种测井技术具有广阔应用的前景。在新、老井中它可以补充和取代传统的裸眼井电阻率测井。也可以为油藏监测提供套管井时间推移测井，每次电阻率测量结果都可以与以前的测量结果进行比较，实现油藏监测。     

过套管电阻率测井：两维三维畸变及校正方法

在过去的几年中，过套管电阻率测井的研究证实了最初由Alpin(1939)提出，近来又被Kanfman(1990)和Vail(1991)重提并有所改进的基本方法。可通过工业用仪器，来监测生产井和水驱控制，在废弃井和仍在生产的井中寻找被漏过的油气层。这种技术潜在的广阔市场激励着许多研究者去探索它的可行性和局限性。过套管电阻率测井技术的研究存在着若干难点。信号电平通常在毫微伏的范围内。使用直流电方式记录这些信号很困难，所以有必要用交流电方式记录。仪器的工作频率必须足够低，保证磁场经套管向地层的渗入。对石油工业所使用大部分套管来说，1Hz的频率就可以满足这个条件。由套管电压的二阶空间导数所代表的地层电阻率信息通常很小。这使得对由不同套管缺陷产生的畸变进行评价变得十分重要。这些缺陷包括套管节箍、腐蚀和射孔等等。测量中只允许使用低频率，使得我们可采用快速精确的模拟算法。大量不同的套管缺陷被考虑进来。许多评价表明，套管缺陷的畸变效应非常小。通常，它不去，辽过所测得的枧电阻率的10-20％。测量的垂直分辨率受电压敏感电极之间距离的限制。它还会受到常常围绕在套管外面的水泥环的影响而变得更差。为改善分辨率读数，研究出了一种简化的反演算法。这种算法的最直接应用就是监测产层电阻率。在套管底部附近发生显著的测量畸变。这个畸变达到信号的50％。改进前文提过的反演算法可对畸变进行必要的修正。总的来说，过套管电阻率测井要求有一套完善的解释技术来改善地层电阻率评估的精度。     

过套管地层电阻率测井仪的试制及现场实验

分析了过套管测量地层电阻率的测井原理、方法以及技术特点,解决了微弱信号检测等关键技术难题,建立了过套管电阻率测井室内刻度实验装置,对地层电阻率测量范围等技术参数进行了测试,为过套管电阻率测井仪的技术评价提供了实验依据。在大庆油田进行了现场测井实验的结果表明,在新完钻且未射孔生产的套管井中,测量的地层电阻率与其裸眼井测井电阻率有着较好的一致性。     

过套管电阻率测井仪前期现场试验结果

通过测量金属套管后面的地层电阻率,我们能够将已建立好的含水饱和度评价方法应用于正在开采的储层,这一新技术具有广泛应用,尤其是对于低孔隙度沉积环境,在这样的地层中应用脉冲中子测量结果是有问题的,但是研制一只能过套管测量的地层电阻率的仪器有几个关键的技术题要克服,贝克阿特接斯公司与一个由美国然气研究所（GRI）牵头的油公司财团进行合作,已开发出一只过套管电阻率测井仪,这只仪器在现场已成功地完成了几次测试,测量结果与裸眼井测井读数非常接近,套管缺陷和接箍成功地得以补偿。     

CHFR测井技术的应用

套管井中，由于套管对电流的强阻隔作用，只有极其微弱的电流可以进入地层，使得过套管电阻率测井很难实现。根据电磁场论和传输线模型研究CHFR测井的测量原理，建立CHFR测井响应方程。应用表明，CHFR测井探测深度大，测量结果受地层环境和井眼的影响小，实现了将已发展成熟的裸眼井电阻率评价储层油气分布方法应用于套管井，可广泛应用于套管井地层评价、注水效果监测及产层动态监测等。     

过套管电阻率测井高电阻率层段不稳定性分析

过套管电阻率测井在低电阻率层段测量结果比较稳定,重复测量结果能够稳定在一个较小的变化范围内;但在高电阻率层段重复测量结果有时变化幅度很大。根据目前所使用的2种过套管电阻率测井视电阻率计算方法,利用传输线方程计算了测量电极电势、套管漏电流随地层电阻率的变化,通过算例研究了高电阻率层段重复测量结果的不稳定性,分析了漏电流(二阶电势差)的测量误差对地层视电阻率计算造成的影响以及对高电阻率层段测量结果不稳定的影响因素。认为这主要是由电势的测量误差造成的,解决办法是提高电势测量精度,降低接触电阻对测量电势的影响。     

组合式小直径过套管地层电阻率测井仪

过套管地层电阻率测井仪（CHFR）已经用于探测和评价漏失油气层，跟踪储层流体流动状况，进行应急测井，弥补放射性饱和度测井仪的不足。另外，它只能单独使用，由于其外径为33Ain，测井前需要拔出完井装置。 本文将介绍第三代套管井地层电阻率测井仪现场测试的几个结果。该仪器外径2 1/8 in，采用了满足油管输送的特殊设计，可完全与生产测井仪和放射性饱和度监测仪组合。该仪器既可以采用常规电缆测井又可以在井眼恶劣环境条件由挠性管或通井机拖动测井。 现场测试已证明了小直径测井仪的性能。本文给出了世界各地不同地质情况的现场测试结果，其中包括用不同测井仪器串在不同井眼环境中测得的测井曲线。小直径测井仪为石油工业增添了新彩：通用性能强、性能得到提高．可在动态井眼条件下输送测井，成本低。     

过套管电阻率测井模型机模拟井实验研究

过套管电阻率测井有用信号非常微弱,只有纳伏数量级,微弱信号检测是过套管电阻率测井技术研究的关键技术难题.通过对大电流发射装置、超低噪声前置放大器、高精度信号采集与处理技术的研究,研制出过套管电阻率测井模型机,并建立了过套管电阻率测井室内模拟井实验装置,对模型机仪器的微弱信号测量不确定度、地层电阻率测量范围等技术参数进行...     

过套管电阻率测井方法研究

过套管电阻率测井是在金属套管井中进行测井评价、监测油气藏动态和跟踪油藏流体饱和度变化的测井新方法。论述了过套管电阻率测井原理;首次提出应用修正传输线方程法(MTLEM),进行过套管电阻率测井响应模拟计算。基于模拟结果,分析了过套管电阻率测井的影响因素(地层电阻率、水泥环和套管等),给出了不同地层条件下测量信号的大小,为国内过套管电阻率测井的仪器研制和资料应用提供了定量依据。     

套管非均匀性对过套管电阻率测井的影响分析

套管腐蚀变形所引起的套管电阻率发生变化使单电极供电的过套管地层电阻率测量产生误差或错误.提出双电极双频过套管电阻率测量方法,依据套管井中电场满足霍夫曼定律得出地层电阻率计算公式,用以提高地层电阻率测量精度及测井速度.使用双电极的电阻率计算公式在目的层段有效地降低了地层模型电阻率与测量地层电阻率之间的差异,在电阻率计算公...     

ЭКOC-31-7过套管电阻率测井仪器测量范围和精度探讨

过套管电阻率测井是在金属套管井中测量泄露到地层中的纳伏级微弱信号,因不同仪器的微弱信号检测和处理能力不同,其测量范围和测量精度也不同。从理论和室内实验2个方面探讨了俄罗斯ЭКOC-31-7仪器的测量范围和测量误差。俄罗斯ЭКOC-31-7仪器测量范围为1～200Ω.m,测量平均相对误差小于±10%;当地层电阻率逐渐增大时,仪器测量的最大相对误差逐渐增大,对于电阻率小于60Ω.m的低电阻率地层,仪器测量准确度相对较高;否则,仪器测量准确度相对较低,重复测量求取平均值可以提高仪器测量的准确度。