《测井仪器原理》(一)_第1章_2008.ppt

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1、第一章电流聚焦测井仪器1.1测量原理及工作方式1.21229双侧向测井仪1.3JSC801型双侧向测井仪1.4DLT-E双侧向测井仪1.5微球形聚焦测井仪1.6思考题1.1测量原理及工作方式1.1.1地层电阻率的测量原理1.1.2侧向测井仪器测量原理1.1.3侧向测井仪器工作方式1.1.4小结1.1.1地层电阻率的测量原理根据点电极的电位计算公式，则测量电极的电位是盐水泥浆和膏盐剖面中由于受泥浆分流的严重影响，普通电阻率测井无法定量测量。人们开发了电流聚焦测井。采用电屏蔽方法，使主电流聚焦后水平流入地层，减小了井眼和围岩影响。电流聚

2、焦测井的主电流线沿井轴径向成饼状流入地层，也称侧向测井。侧向测井仪器是一个大家族，按构成电极系的电极数目来分，有三侧向，七侧向、八侧向和九侧向（即双侧向），按探测深度来又有深、浅之分。双侧向的仪器性能。探测深度、分层能力、测量动态范围都优于三、七侧向，微球形聚焦的探测特性也比微侧向和邻近侧向好。目前，理想的侧向测井组合是双侧向加微球形聚焦，这种组合可以较准确地确定地层电阻率、冲洗带电阻率和侵入带直径，这些是计算地层含油饱和度、判断地层含油性的重要参数。1.1.2侧向测井仪器测量原理侧向测井与普通电阻率测井的主要区别是测量电流（主电流

3、）是被聚焦以流入地层。电极系的主电极A0位于电极系中心，两端有屏蔽电极A1、A2，呈对称排列。三侧向测井仪结构如下式中－主电极实际长；b－A0与A1或A2之间绝缘环厚度；L－三侧向电极系长度；L0－电极视长度；－电极系直径。5由电阻率公式　　　　中电压U或主电流I0，的恒定、变化和测量，电流聚焦测井仪的工作方式可分为恒流式、恒压式、自由式和恒功率式（参见1.1.3）。对于三侧向，为使A0、A1、A2三电极电位相等，需要供给A0、A1、A2同极性的电流。三侧向测井仪的工作方式有恒流式（　　　）和恒压式（　　　）两种。以恒流式为例：测

4、量中保持I0不变，电阻率的变化反映在主电极电位的变化上。为此，电路中设置了平衡放大器对主电流的变化进行检测，通过负反馈形式对主电流进行控制，达到恒流的目的。恒流的平衡调节过程是或三侧向测井仪结构框图7侧向测井仪电路的两个主要子系统供电、平衡子系统（实现电流聚焦测量的关键部分）测量子系统（电阻率测量的通用部分）仪器的几个主要功能单元：测量电压/电流（　　　或　　　）放大、检波器：交流信号放大，检波、滤波输出；振荡器：交流激励信号、参考信号源；平衡放大器：高灵敏度交流放大器，为负反馈调节回路的输入级；检波滤波器：交流－直流变换器，与系统

5、的不平衡度成正比；调制放大器：将不平衡度直流信号变换成一定相位的交流信号，是一个模拟乘法器（三端部件：直流×交流→交流）；功率放大器：将屏蔽电流进行交流功率放大；主电极A0，屏蔽电极A1、A2，两对监督电极M1N1和M2N2；Um1＝Un1或Um2＝Un2，使主电流沿水平方向流入地层。四个参数来表示电极系结构和特性：电极系长度L0，电极距L，分布比S，聚焦系数q。七侧向测井仪结构七侧向测井仪原理框图斯仑贝谢公司1972年研制成功。（双?可同时获得深、浅两条电阻率曲线的侧向测井仪）双侧向电极系由9个电极组成，第二屏蔽电极A1’、A2’

6、有着双重的作用。双侧向中采用了由跟踪屏流来产生主电流，或由跟踪主电流来产生屏流。R0＝R＋Rm＋Rmc＋Ri＋Rt十Ru双侧向测井仪结构1.1.3侧向测井仪器工作方式恒流式保持主电流恒定，测量主电极（通常用监督电极M1或M2代替）至远处电极N之间的电位差。地层的电阻率越高测量电压信号越大，相对测量误差越小，适于对高阻地层的测量。电路简单，测量动态范围小。恒压式保持主电极电位恒定，测量主电流。地层的电阻率越低测量电流信号越大，相对测量误差越小，适于对低阻地层的测量。电路简单，测量动态范围小。自由式电流和电压按一定规律浮动，同时测量电流

7、、电压两个量，因此可以得到较宽的测量动态范围。测量、控制电路较复杂。恒功率式或可控功率式测量过程中使最高和最低电阻率的两个极点保持功率（IU乘积）不变，让测量电压和电流保持在仪器可测量的范围之内（不被限幅）。比自由式仪器有更宽的测量动态范围。1.1.4小结电流聚焦测井是电阻率测井方法中非常重要的一个系列，近似的视电阻率公式和普通电阻率测井相同。电流聚焦测井的主要特点，是主电流被聚焦后平行流入地层。为保证屏流和主电流极性完全相同，一般采用以下方法。一是用同一电流源供给屏流和主电流，屏流大于主电流。在测井过程中屏流是浮动的。所以，屏流要

8、由平衡放大电路输出的信号加以调制后通过功率放大后加到屏蔽电极上。二是用跟踪主电流来产生屏流，或用跟踪屏流来产生主电流，这种方式用在双侧向仪器中。在侧向测井仪器中，增加屏蔽电极的长度可以加大聚焦能力，进而增加仪器探测深度。相反，在屏蔽电