油基钻井液随钻侧向电阻率测井技术研究

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电阻率测井是识别和评估储层的重要技术。随钻侧向电阻率测井技术是一种重要的电阻率测井技术,具有测量精度高、测量范围宽和探测深度大等优点,主要应用于导电的水基钻井液环境中。相较于水基钻井液,油基钻井液具有提高钻井效率和减小钻井风险等优点,因此近年来得到了广泛的关注。然而由于油基钻井液的电绝缘性会阻断低频测量通路,导致传统的随钻侧向电阻率测井方法失效。因此,研究适用于油基钻井液环境下的随钻侧向电阻率测井技术具有重要意义。本论文开展了油基钻井液随钻侧向电阻率测井方法的应用研究,为解决油基钻井液的电绝缘性问题提供新的思路。本文的主要工作和创新点如下:(1)为了解决油基钻井液的电绝缘性问题,本文结合电容耦合非接触式电导测量(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D)技术和电感耦合原理开展了适用于油基钻井液环境下的随钻侧向电阻率测井新方法研究。一方面,C4D技术的引入可以克服油基钻井液的电绝缘性的影响,构建有效的交流测量通路。另一方面,基于电感耦合原理,可以产生稳定的感生电压作为交流测量通路的激励源。(2)基于测井新方法,设计了一款新型随钻侧向电阻率测井仪,并对测井仪的探测性能进行了仿真研究。仿真结果表明该测井仪具有良好的电阻率测量精度、较深的探测深度和较高的垂直分辨率,验证了测井新方法的可行性。(3)设计了 一套随钻侧向电阻率测井仪样机,主要包括传感器和硬件电路两部分。利用所设计的硬件电路进行了电阻箱测试实验,实验结果表明该硬件电路具有良好的电阻测量精度。(4)利用砂岩搭建了实验井来模拟真实的地层,通过在实验井井壁上加工不同的图案来模拟地层中的裂缝和刮痕。基于测井仪样机和实验井搭建了 一套实验装置,并在该装置上进行了测井实验。实验结果表明所设计的测井仪能够准确地检测出实验井井壁上的图案,进一步验证了所提出的测井新方法的可行性以及所研发的测井仪的有效性。
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