[发明专利]随钻电磁波电阻率仪器的径向探测深度指标的确定方法

说明书

(一)、技术领域：本发明涉及一种仪器技术指标的确定方法，特别是涉及一种随钻电磁波电阻率仪器的径向探测深度指标的确定方法。

(二)、背景技术：在石油钻井行业中，随着陆上水平井和大斜度井钻井工作量的增加以及海上钻井的需求，常规电缆测井已经不能满足测井技术的需要，因此，随钻测井技术得到了非常迅速的发展。随钻测井技术可以实现钻井和测井同时进行，它是将测井仪器安装在靠近钻头的部位，在地层未受到明显侵入和污染的条件下进行参数测量，随钻测井技术和传统的电缆测井相比较，具有实时性好、测井精度高等优点。随钻电磁波电阻率测井仪器是随钻测井中最常用的仪器之一，它主要测量地层的电阻率信息，由于一般情况下油层的电阻率较高，因此，它能够有效地识别油层，并还具有指导钻头在油层中水平钻进的地质导向功能。可见，随钻电磁波电阻率测井仪器在石油钻井中具有非常重要的实际意义，它能够增强随钻测井的能力，帮助油田找到更多的油气储层，缓解油气资源紧缺的局面。

虽然随钻电磁波电阻率测井仪器已是现有技术，但是，关于该仪器的一些技术指标的确定方法还没有出现或不完善，比如：径向探测深度指标，径向探测深度指标是随钻电磁波电阻率测井仪器的一个非常重要的指标之一，它就好比一把枪的射程指标一样，是判断随钻电磁波电阻率测井仪器性能好坏的重要指标，直接关系到该仪器的使用效果。早先对径向探测深度的计算基本都是采用径向两层环形介质模型，第一层为探测的地层，第二层为空气，径向探测深度为响应值占地层的50％时的第一层地层的半径，这种计算方法不符合实际的测井环境。

(三)、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺陷，提供一种更符合实际测井环境的随钻电磁波电阻率仪器的径向探测深度指标的确定方法。

本发明的技术方案：

一种随钻电磁波电阻率仪器的径向探测深度指标的确定方法，含有以下步骤：

步骤1、建立一个轴对称径向三层的环形地层模型，该地层模型的三层介质从内到外依次为井眼、侵入带、原状地层，按实际的测井环境给定这三层介质的介质参数，介质参数含有侵入带的电阻率值和原状地层的电阻率值；将随钻电磁波电阻率仪器放在该地层模型的轴线上，随钻电磁波电阻率仪器的轴线与该地层模型的轴线的方向一致；

步骤2、将侵入带的侵入直径从零开始逐渐增大，同时，采用径向成层格林函数方法计算不同侵入直径时随钻电磁波电阻率仪器的测量天线测得的视电阻率响应值；

步骤3、将测量天线测得的视电阻率响应值的倒数作为视电导率值σ，将侵入带的电阻率值的倒数作为侵入带电导率值σ_xo，将原状地层的电阻率值的倒数作为原状地层电导率值σ_t；

当时，此时的侵入带的侵入直径的值即为该随钻电磁波电阻率仪器的测量天线在所述地层模型下的径向探测深度。

随钻电磁波电阻率仪器的测量天线中含有N个发射天线和两个接收天线，N个发射天线分时与两个接收天线匹配组成N组测量天线，对于每组测量天线，均可按照步骤2～步骤3的方法得到一组与该组测量天线对应的径向探测深度，N为大于等于1的自然数。

在每组测量天线中，发射天线发出两种不同工作频率的信号，两个接收天线分别接收这两种不同工作频率的信号，然后，再对每个接收天线接收到的信号分别进行相位测量和幅度测量；一组径向探测深度中含有第一工作频率下相位测量时的径向探测深度、第二工作频率下相位测量时的径向探测深度、第一工作频率下幅度测量时的径向探测深度和第二工作频率下幅度测量时的径向探测深度。

介质参数还含有钻铤直径、井眼直径、钻铤的电阻率值、钻铤的相对介电常数和磁导率值、井眼中泥浆的电阻率值、井眼中泥浆的相对介电常数值和磁导率值、侵入带的相对介电常数值和磁导率值、原状地层的相对介电常数值和磁导率值。

关于径向成层格林函数方法的介绍如下：

设径向成层介质共有n+1层(如图1所示)，由里向外各层介质编号为l＝0，1，…，n，源在第j层，各层参数分别为μ_l、ε_l，则κ_l²＝ω²μ_lε_l。

可将径向成层介质任意第l层内的格林函数表示为如下形式：