專利名稱：高分辨率靜自然電位測(cè)井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試儀器，特別是指一種石油地質(zhì)勘探測(cè)井井下儀器，即高分辨率靜自然電位測(cè)井儀。
背景技術(shù)：
一般來說，在石油鉆井過程中所使用的鉆井泥漿都是水基泥漿，所以對(duì)于水基泥漿石油鉆井來說，井內(nèi)自然電位SP產(chǎn)生的原因主要有兩個(gè)因地層水電阻率Rw和鉆井泥漿產(chǎn)生的泥漿濾液電阻率Rmf的不同，引起離子的擴(kuò)散作用和巖石顆粒對(duì)離子的吸附作用，產(chǎn)生擴(kuò)散吸附電位；因地層壓力與泥漿柱壓力不同時(shí)，在砂巖地層與泥漿接觸的部分會(huì)發(fā)生過濾作用，產(chǎn)生過濾電位。
目前，石油地質(zhì)勘探中自然電位SP測(cè)井儀的測(cè)量原理如圖1所示圖1中，1--泥巖地層；2--充滿泥漿的裸眼井；3--測(cè)井凱裝電纜；4--砂巖地層；5--測(cè)井地面儀器；6--測(cè)量電極；7--地面參考電極。
在已完鉆的裸眼井2內(nèi)放置一個(gè)測(cè)量電極6并通過測(cè)井凱裝電纜3連接至地面測(cè)井儀器(5)上，地面放置一個(gè)參考電極(7)并通過導(dǎo)線與地面測(cè)井儀器(5)連接。當(dāng)測(cè)量電極(6)沿井筒移動(dòng)時(shí)，測(cè)井地面儀器即可記錄下一條隨井筒深度變化的自然電位SP曲線(如圖2中(3)所示)。
實(shí)踐證明，油井的自然電位主要是擴(kuò)散吸附電位，只有在泥漿柱和地層間的壓力差很大的情況下，才考慮過濾電位的影響。
在裸眼井中，自然電位SP產(chǎn)生的機(jī)理如圖2所示。在圖2中1--泥巖地層；2--充滿泥漿的裸眼井；3--自然電位SP測(cè)井曲線圖；4--砂巖地層；5--非滲透性致密巖性地層。
參見圖2，當(dāng)?shù)貙颖汇@穿后，鉆井泥漿充滿井筒內(nèi)(2)，泥漿濾液和孔隙中的地層水直接接觸。由于在一般的情況下，泥漿濾液的電阻率Rmf大于地層水的電阻率Rw(鉆井泥漿濾液的礦化度Cmf小于地層水的礦化度Cw)，并假定泥漿濾液和地層水所含的鹽類都為氯化鈉NaCl，所以a.在砂巖儲(chǔ)集層(4)，氯離子Cl-和鈉離子Na+從礦化度較高的儲(chǔ)集層一側(cè)向礦化度低的井筒泥漿一側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散。由于氯離子C1-的遷移速率比鈉離子Na+快，所以當(dāng)擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)，在該層段的井筒內(nèi)所聚集的帶負(fù)電荷氯離子Cl-比帶正電荷的鈉離子Na+多，從而在井眼和儲(chǔ)集層之間形成的負(fù)電位差為Ej，Ej被稱作擴(kuò)散電位。Ej的大小與地層水的電阻率Rw和泥漿濾液的電阻率Rmf有關(guān)，即Ej=Kj×lgRmfRw---(1)]]>Kj＝11.6 (在25℃時(shí))b.在泥巖地層(1)，由于泥巖中所含的粘土礦物對(duì)帶負(fù)電的氯離子Cl-有非常強(qiáng)的吸附能力，所以氯離子Cl-無法進(jìn)行遷移，只有帶正電的鈉離子Na+可以遷移到井筒內(nèi)，從而在井眼和泥巖地層之間形成正電位差Em，Em被稱作吸附電位。Em的大小與地層水電阻率Rw和泥漿濾液的電阻率Rmf有關(guān)，即Em=Km×lgRmfRw---(2)]]>Km＝59.1(在25℃時(shí))c.在非滲透性致密巖性地層(5)，由于致密層沒有孔隙不含地層水，不會(huì)有擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生，所以在井筒內(nèi)也不會(huì)產(chǎn)生電位差。
我們將負(fù)電位Ej與正電位Em的和稱作靜自然電位SSP，即SSP=Ej+Em=Kj×lgRmfRw+Km×lgRmfRw]]>SSP=K×lgRmfRw---(3)]]>或SSP=K×lgCwCmf]]>其中SSP---靜自然電位K---靜自然電位系數(shù)，在25℃時(shí)，K＝70.7Rmf---泥漿濾液電阻率Rw---地層水電阻率Cmf---泥漿濾液礦化度Cw---地層水礦化度由于靜自然電位SSP的大小與地層水電阻率Rw和泥漿濾液電阻率Rmf有關(guān)，而泥漿濾液電阻率Rmf是已知的，所以可以用靜自然電位SSP來求取地層水電阻率Rw或地層水礦化度Cw。而地層水電阻率Rw或地層水礦化度Cw是評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層含油飽和度不可缺少的一個(gè)十分重要的參數(shù)。
現(xiàn)有自然電位SP測(cè)量技術(shù)的缺陷現(xiàn)有自然電位SP測(cè)量原理如圖3-1、圖3-2所示，1--泥巖地層；2--井筒內(nèi)泥漿；3--泥漿濾液沖洗帶；4--砂巖原狀地層。
其測(cè)量值SP的大小可用如下方程表示SP=Rm×Isp=SSP×RmRm+Rsh+Rxo+Rt---(4)]]>其中Rm----井筒內(nèi)泥漿等效電阻Rsh---泥巖等效電阻Rxo---儲(chǔ)集層沖洗帶等效電阻Rt---儲(chǔ)集層原狀地層等效電阻SSP---靜自然電位SP---自然電位Isp---自然電流從(4)式中可以看出，當(dāng)靜自然電位SSP、泥巖地層(1)等效電阻Rsh和井筒內(nèi)泥漿(2)等效電阻Rm一定時(shí)，自然電位SP的幅值主要受儲(chǔ)集層的沖洗帶(3)等效電阻Rxo和原狀地層(4)等效電阻Rt大小的影響。而Rxo和Rt的大小與該儲(chǔ)集層的電阻率和層厚有關(guān)。當(dāng)儲(chǔ)集層的厚度一定時(shí)，Rxo和Rt隨著儲(chǔ)集層電阻率的增大而增大，而自然電位SP的幅值則隨著Rxo和Rt增大而減小；當(dāng)儲(chǔ)集層電阻率一定時(shí)，Rxo和Rt會(huì)隨著儲(chǔ)集層厚度的減小而增大，從而導(dǎo)致自然電位SP的幅值減小。
所以，現(xiàn)有自然電位SP測(cè)井在儲(chǔ)集層段的測(cè)量值并不等于靜自然電位SSP，它受井筒直徑、泥漿電阻率、儲(chǔ)集層電阻率和厚度的影響很大，特別是當(dāng)儲(chǔ)集層的厚度變薄時(shí)(小于1米)，現(xiàn)有自然電位SP測(cè)井曲線幅度會(huì)變得非常小甚至沒有任何反應(yīng)(參見圖7)。所以，現(xiàn)有自然電位SP測(cè)井曲線不能直接用于定量計(jì)算地層水電阻率Rw，到目前為止，也沒有任何一種其他的測(cè)井儀器能夠進(jìn)行直接準(zhǔn)確地測(cè)量地層水電阻率Rw。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，它可解決長(zhǎng)期以來沒有任何一種測(cè)井儀器可以直接測(cè)量地層水電阻率Rw的難題，特別是，對(duì)于厚度大于0.3米的純儲(chǔ)集層，本實(shí)用新型所測(cè)資料可以直接用于計(jì)算地層水電阻率Rw。
從方程(4)可以看出，如果Rm＞＞Rsh+Rxo+Rt則有RmRm+Rsh+Rxo+Rt≈1---(5)]]>SP≈SSP要使(5)式成立，就必須增大泥漿等效電阻Rm。為了增大泥漿等效電阻Rm，就必然要求泥漿的電阻率非常高，而水基泥漿一般是由鈉、鈣、鎂基膨潤(rùn)土和各種泥漿專用化學(xué)制劑加水調(diào)合而成，所以水基泥漿的電阻率通常都比較小，無法滿足使(5)式成立的要求。因此想要依靠增大泥漿電阻率使得(5)式成立的做法在實(shí)際工程上是難以做到的。
在本實(shí)用新型中設(shè)計(jì)了一種全新的電極系，它是利用電場(chǎng)疊加的原理來實(shí)現(xiàn)SSP的測(cè)量，并對(duì)泥漿的電阻率沒有特殊的要求。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，它包括有靜自然電位SSP電極系、測(cè)量電路，其特征在于所述的電極系是由鑲嵌在一絕緣棒上的對(duì)稱排列的9個(gè)電極環(huán)構(gòu)成電極系主體，其由上至下的排列次序?yàn)锳2、A1、M2、M1、M0、M1’、M2’、A1’、A2’；其中，M1、M1’；M2、M2’；A1、A1’；A2、A2’為同名電極并用導(dǎo)線短接；M0為靜自然電位測(cè)量電極；M2、M2’、M1、M1’為一對(duì)監(jiān)督電極；A2、A2’、A1、A1’為一對(duì)屏蔽電極；電極N置于遠(yuǎn)處；各同名電極、電極M0和電極N通過導(dǎo)線與測(cè)量電路相連接。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案是一種高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，它包括有靜自然電位SSP電極系、測(cè)量電路，其特征在于所述的電極系是由鑲嵌在一絕緣棒上的對(duì)稱排列的7個(gè)電極環(huán)構(gòu)成電極系主體，其由上至下的排列次序?yàn)锳1、M2、M1、M0、M1’、M2’、A1’；其中，M1、M1’；M2、M2’；A1、A1’為同名電極并用導(dǎo)線短接；M0為靜自然電位測(cè)量電極；M2、M2’、M1、M1’為一對(duì)監(jiān)督電極；A1、A1’為一對(duì)屏蔽電極；A2為回路電極；電極A2和電極N置于遠(yuǎn)處；各同名電極、電極M0、電極A2和電極N通過導(dǎo)線與測(cè)量電路相連接。
其中，所述的測(cè)量電路電路由運(yùn)算放大器電路、運(yùn)算放大器電路、信號(hào)運(yùn)算放大器電路、多路開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片計(jì)算機(jī)以及D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成，其特征在于單片計(jì)算機(jī)是根據(jù)ΔVm的大小向屏蔽電極和回路電極之間提供電流，使得ΔVm趨近于零；并在ΔVm趨近于零時(shí)計(jì)算地層的靜自然電位的數(shù)值。
本實(shí)用新型的基本工作原理是當(dāng)測(cè)井儀通過測(cè)井鎧裝電纜下放到充滿水基泥漿的井筒后，沿井筒內(nèi)流動(dòng)的自然電流Isp在流經(jīng)電極M1、M2間的區(qū)域時(shí)，電極M1、M2之間便會(huì)產(chǎn)生電位差ΔVm，此時(shí)測(cè)量電路根據(jù)ΔVm的大小輸出一個(gè)合適的電流信號(hào)Ip加到電極A1、A2上并在井筒內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)與自然電流Isp極性相反、大小相等的電流，使得電極M1、M2之間的電位差ΔVm趨近于零，即電極M1、M2等電位。當(dāng)電極M1、M2的電位相等時(shí)，只要電極M1、M2的間距選得合適，在M1、M2之間井段的區(qū)域內(nèi)就不會(huì)再有電流流過，相當(dāng)于該區(qū)域內(nèi)的等效電阻Rm為無窮大，即Rm＞＞Rsh+Rxo+RtRmRm+Rsh+Rxo+Rt≈1]]>
此時(shí)電極M0與電極N之間的電位差為SP=Rm×Isp=SSP×RmRm+Rsh+Rxo+Rt≈SSP]]>通過這種方法可測(cè)量到靜自然電位SSP即當(dāng)電極M1、M2之間的電位差ΔVm趨近于零時(shí)，電極M0與電極N之間的電位差即為靜自然電位SSP。
根據(jù)公式(6)(7)可計(jì)算出地層水電阻率Rw或地層水礦化度Cw。
Rw=10-SSPK×Rmf---(6)]]>或Cw=10SSPK×Cmf---(7)]]>式中K----靜自然電位系數(shù)，在25℃時(shí)，K＝70.7本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型解決了長(zhǎng)期以來沒有任何一種測(cè)井儀器可以直接測(cè)量地層水電阻率Rw或地層水礦化度Cw的難題。由于本實(shí)用新型具有高分辨率的性能，可為描述薄儲(chǔ)集層的含油特性提供有價(jià)值的測(cè)井資料。


圖1是現(xiàn)有自然電位SP測(cè)量方法示意圖；圖2是自然電位產(chǎn)生的原理示意圖；圖3-1、圖3-2是現(xiàn)有自然電位SP測(cè)量原理的示意圖；圖4是本實(shí)用新型高分辨率靜自然電位SSP測(cè)井儀實(shí)施例1的原理框圖；圖5是本實(shí)用新型高分辨率靜自然電位SSP測(cè)井儀實(shí)施例2的原理框圖；圖6是本實(shí)用新型所測(cè)資料計(jì)算出的地層水礦化度Cw與實(shí)驗(yàn)室通過巖芯分析得到的地層水礦化度對(duì)比圖；圖7是本實(shí)用新型在實(shí)際裸眼井中的測(cè)井曲線資料與傳統(tǒng)自然電位SP測(cè)井及其它測(cè)井方法的曲線資料的對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1本實(shí)用新型高分辨率靜自然電位SSP測(cè)井儀實(shí)施例1的原理框圖，如圖4所示。在圖4中電極系部分10包括電極M0(11)、電極M1(12)、電極M1’(12’)、電極M2(13)、電極M2’(13’)、電極A1(14)、電極A1’(14’)、電極A2(15)、電極A2’(15’)、電極N(16)。
本實(shí)用新型由靜自然電位SSP電極系10、測(cè)量電路20組成。所述的電極系10是由鑲嵌在一絕緣棒上的對(duì)稱排列的9個(gè)電極環(huán)構(gòu)成電極系主體，其由上至下的排列次序?yàn)锳2(15)、A1(14)、M2(13)、M1(12)、M0(11)、M1’(12’)、M2’(13’)、A1’(14’)、A2’(15’)。其中，M1(12)、M1’(12’)；M2(13)、M2’(13’)；A1(14)、A1’(14’)；A2(15)、A2’(15’)為同名電極并用導(dǎo)線短接；M0(11)為靜自然電位測(cè)量電極；M2(13)、M2’(13’)、M1(12)、M1’(12’)為一對(duì)監(jiān)督電極；A2(15)、A2’(15’)、A1(14)、A1’(14’)為一對(duì)屏蔽電極；電極N(16)置于遠(yuǎn)處；各同名電極、電極M0(11)和電極N(16)通過導(dǎo)線與測(cè)量電路相連接。
測(cè)量電路實(shí)現(xiàn)的功能是在地層中建立一個(gè)電場(chǎng)同時(shí)測(cè)量電場(chǎng)中各電極之間的電位差，并通過單片計(jì)算機(jī)計(jì)算來得到地層的靜自然電位的數(shù)值。所述的測(cè)量電路20由以下電路構(gòu)成運(yùn)算放大器電路21；運(yùn)算放大器電路22；信號(hào)運(yùn)算放大器電路23；多路開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路24；單片計(jì)算機(jī)25；D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路26。單片計(jì)算機(jī)25是根據(jù)ΔVm的大小向屏蔽電極和回路電極之間提供電流，使得ΔVm趨近于零；并在ΔVm趨近于零時(shí)計(jì)算地層的靜自然電位的數(shù)值。
各電路的功能描述如下運(yùn)算放大器電路22放大電極M0(11)、N(16)上的電位差信號(hào)；運(yùn)算放大器電路23放大電極M1(12)、M2(13)上的電位差信號(hào)；多路開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路24完成模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；單片計(jì)算機(jī)25完成對(duì)儀器進(jìn)行系統(tǒng)控制和對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理；D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路完成數(shù)字信號(hào)/模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換；運(yùn)算放大器電路21向電極A1(14)、A2(15)提供聚焦電流Ip。
本實(shí)用新型的工作原理單片計(jì)算機(jī)25控制D/A轉(zhuǎn)換電路26產(chǎn)生一聚焦電流Ip信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器電路21放大后輸出至電極系的電極A1、A2上，便在井筒內(nèi)建立一電場(chǎng)，此電場(chǎng)與井筒內(nèi)自然電位建立的電場(chǎng)疊加，在電極M0和N之間及M1和M2之間產(chǎn)生的電位差VM0及ΔVM也是兩電場(chǎng)的疊加；VM0和ΔVM信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器電路22、23分別放大后再由多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換電路24轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送至單片計(jì)算機(jī)中；單片計(jì)算機(jī)根據(jù)ΔVM信號(hào)的大小調(diào)整D/A轉(zhuǎn)換電路輸出信號(hào)Ip的大小，使得ΔVM/VM0≤0.0001。當(dāng)ΔVM滿足ΔVM/VM0≤0.0001要求后，在電極M0和N上測(cè)量到的信號(hào)VM0的數(shù)值，即為靜自然電位SSP的近似數(shù)值。單片計(jì)算機(jī)將靜自然電位SSP測(cè)量值通過測(cè)井專用的數(shù)據(jù)傳輸儀器27及測(cè)井專用鎧裝電纜傳輸至測(cè)井專用的測(cè)井地面儀器(28)中進(jìn)行記錄。
通過公式(6)或(7)可計(jì)算得到地層水電阻率Rw或地層水礦化度Cw。
Rw=10-SSPK×Rmf---(6)]]>或Cw=10SSPK×Cmf---(7)]]>式中K----靜自然電位系數(shù)，在25℃時(shí)，K＝70.7SSP----靜自然電位Rmf----泥漿濾液電阻率實(shí)施例2本實(shí)用新型高分辨率靜自然電位SSP測(cè)井儀實(shí)施例2的原理框圖，如圖5所示。在圖5中電極系部分10包括電極M0(11)、電極M1(12)、電極M1’(12’)、電極M2(13)、電極M2’(13’)、電極A1(14)、電極A1’(14’)、電極A2(15)、電極N(16)。
本實(shí)用新型由靜自然電位SSP電極系10和測(cè)量電路20。所述的電極系10是由鑲嵌在一絕緣棒上的對(duì)稱排列的7個(gè)電極環(huán)構(gòu)成電極系主體，其由上至下的排列次序?yàn)锳1(14)、M2(13)、M1(12)、M0(11)、M1’(12’)、M2’(13’)、A1’(14’)。其中，M1(12)、M1’(12’)；M2(13)、M2’(13’)；A1(14)、A1’(14’)為同名電極并用導(dǎo)線短接；M0(11)為靜自然電位測(cè)量電極；M2(13)、M2’(13’)、M1(12)、M1’(12’)為一對(duì)監(jiān)督電極；A1(14)、A1’(14’)為一對(duì)屏蔽電極；A2(15)為回路電極；電極A2(15)和電極N(16)置于遠(yuǎn)處；各同名電極、電極M0(11)、電極A2(15)和電極N(16)通過導(dǎo)線與測(cè)量電路相連接。
測(cè)量電路20與實(shí)施例1相同，故不再贅述。
實(shí)施例1和實(shí)施例2中的兩種電極系的區(qū)別在于A2(15)電極既可以作為一對(duì)同名電極A2(15)、A2’(15’)對(duì)稱置于電極系主體的兩端(參見圖4)，也可作為單一的一個(gè)電極A2(15)置于電極系主體之外(參見圖5)，這兩種電極系配合測(cè)量電路20都可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
本實(shí)用新型在完鉆的裸眼井中進(jìn)行了測(cè)井，得到的測(cè)井曲線資料參見圖6和圖7。
圖6是本實(shí)用新型所測(cè)資料計(jì)算出的地層水礦化度Cw與實(shí)驗(yàn)室通過巖芯分析得到的地層水礦化度對(duì)比圖。在圖6中Cw--用SSP曲線計(jì)算出的地層水礦化度，橫直線表示實(shí)驗(yàn)室分析的地層水礦化度；SP--自然電位測(cè)井曲線；SSP--高分辨率靜自然電位測(cè)井曲線；RMG--微梯度測(cè)井曲線；RMN--微電位測(cè)井曲線。
圖7是在同一口裸眼井中本實(shí)用新型所測(cè)的曲線資料與傳統(tǒng)自然電位SP測(cè)井及其它測(cè)井方法的曲線資料的對(duì)比圖。在圖7中CAL--井徑測(cè)井曲線；GR--自然伽瑪測(cè)井曲線；AC--聲速測(cè)井曲線；RMG--微梯度測(cè)井曲線；RMN--微電位測(cè)井曲線；SP--自然電位測(cè)井曲線；SSP--高分辨率靜自然電位測(cè)井曲線；MSFL--微球形聚焦測(cè)井曲線；LL3D--高分辨率深側(cè)向測(cè)井曲線；LL3S--高分辨率淺側(cè)向測(cè)井曲線。
通過上述兩口井的測(cè)井曲線資料，可以得到以下結(jié)論1、由圖6中(1)(2)(3)處可以看到，在純砂巖地層，利用本發(fā)明所測(cè)資料計(jì)算出的地層水礦化度Cw與實(shí)驗(yàn)室通過巖芯分析得到的地層水礦化度相符。說明本實(shí)用新型解決了長(zhǎng)期以來沒有任何一種測(cè)井儀器可以直接測(cè)量地層水電阻率Rw或地層水礦化度Cw的難題。
2、本實(shí)用新型所測(cè)資料的分辨率與微電位、微梯度測(cè)井曲線的分辨率相當(dāng)。參見圖7。例如在圖7中(1)處，該地層的厚度約為0.3米，本發(fā)明所測(cè)曲線有明顯的反映，而傳統(tǒng)SP曲線在該層幾乎沒有反映。這說明本實(shí)用新型所測(cè)曲線的分辨率已經(jīng)達(dá)到了本發(fā)明的要求。
3、對(duì)于含泥質(zhì)較重的儲(chǔ)集層，利用本實(shí)用新型所測(cè)資料計(jì)算地層水電阻率Rw或地層水礦化度Cw時(shí)，要進(jìn)行必要的泥質(zhì)校正。
通過圖6、圖7所示的實(shí)測(cè)測(cè)井曲線資料說明上述實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。
權(quán)利要求1.一種高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，它包括有靜自然電位SSP電極系(10)和測(cè)量電路(20)，其特征在于所述的電極系(10)是由鑲嵌在一絕緣棒上的對(duì)稱排列的9個(gè)電極環(huán)構(gòu)成電極系主體，其由上至下的排列次序?yàn)锳2(15)、A1(14)、M2(13)、M1(12)、M0(11)、M1’(12’)、M2’(13’)、A1’(14’)、A2’(15’)；其中，M1(12)和M1’(12’)；M2(13)和M2’(13’)；A1(14)和A1’(14’)；A2(15)和A2’(15’)為同名電極并用導(dǎo)線短接；M0(11)為靜自然電位測(cè)量電極；M2(13)、M2’(13’)和M1(12)、M1’(12’)為一對(duì)監(jiān)督電極；A2(15)、A2’(15’)和A1(14)、A1’(14’)為一對(duì)屏蔽電極；電極N(16)置于遠(yuǎn)處；各同名電極、電極M0(11)和電極N(16)通過導(dǎo)線與測(cè)量電路相連接。
2.一種高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，它包括有靜自然電位SSP電極系(10)、測(cè)量電路(20)，其特征在于所述的電極系(10)是由鑲嵌在一絕緣棒上的對(duì)稱排列的7個(gè)電極環(huán)構(gòu)成電極系主體，其由上至下的排列次序?yàn)锳1(14)、M2(13)、M1(12)、M0(11)、M1’(12’)、M2’(13’)、A1’(14’)；其中，M1(12)和M1’(12’)；M2(13)和M2’(13’)；A1(14)和A1’(14’)為同名電極并用導(dǎo)線短接；M0(11)為靜自然電位測(cè)量電極；M2(13)、M2’(13’)和M1(12)、M1’(12’)為一對(duì)監(jiān)督電極；A1(14)、A1’(14’)為屏蔽電極；A2(15)為回路電極；電極A2(15)和電極N(16)置于遠(yuǎn)處；各同名電極、電極M0(11)、電極A2(15)和電極N(16)通過導(dǎo)線與測(cè)量電路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，所述的測(cè)量電路(20)，它由運(yùn)算放大器電路(21)、運(yùn)算放大器電路(22)、信號(hào)運(yùn)算放大器電路(23)、多路開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(24)、單片計(jì)算機(jī)(25)以及D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(26)組成，其特征在于單片計(jì)算機(jī)(25)是根據(jù)電極M1、M2之間產(chǎn)生的電位差ΔVm的大小向屏蔽電極和回路電極之間提供電流，使得ΔVm趨近于零；并在ΔVm趨近于零時(shí)計(jì)算地層的靜自然電位的數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，其特征在于它包括運(yùn)算放大器電路(21)的輸入端與D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(26)相連接，輸出端與電極A1(14)和電極A2(15)相連接；運(yùn)算放大器電路(22)的輸入端與電極M0(11)和電極N(16)相連接，輸出端與多路開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(24)相連接；信號(hào)運(yùn)算放大器電路(23)的輸入端與電極M1(12)和電極M2(13)相連接，輸出端與多路開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(24)相連接；多路開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(24)的輸出端與單片計(jì)算機(jī)(25)相連接。
專利摘要一種高分辨率靜自然電位測(cè)井儀，它包括有靜自然電位SSP電極系和測(cè)量電路。電極系是由鑲嵌在一絕緣棒上的對(duì)稱排列的9個(gè)電極環(huán)構(gòu)成電極系主體，其由上至下的排列次序?yàn)锳2、A1、M2、M1、M0、M1'、M2'、A1'、A2'；其中，M1、M1'；M2、M2'；A1、A1'；A2、A2'為同名電極并用導(dǎo)線短接；M0為靜自然電位測(cè)量電極；電極N置于遠(yuǎn)處；各同名電極、電極M0和電極N通過導(dǎo)線與測(cè)量電路相連接。測(cè)量電路電路根據(jù)ΔVm的大小向A1電極和A2電極之間提供電流，使得ΔVm趨近于零；并在ΔVm趨近于零時(shí)計(jì)算地層的靜自然電位的數(shù)值。本實(shí)用新型具有高分辨率的性能，可為描述薄儲(chǔ)集層的特性提供可靠數(shù)據(jù)資料。
文檔編號(hào)G01V3/08GK2911178SQ20052012873
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者聶國(guó)柱 申請(qǐng)人:聶國(guó)柱