第三章感应测井ppt课件.ppt

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1、第三章感应测井为了解决在油基泥浆井中测量地层电阻率的问题，就提出了感应测井。感应测井不仅能用于油基泥浆井中，也可用于水基泥浆，以及无泥浆的干井中。引入：前面所讲的普通电阻率方法，侧向测井方法都需要井内有导电的液体,即只能用于导电性较好的泥浆井中,然而在油田勘探的过程中为了获得地层原始饱和度，需要个别井中使用油基泥浆(油和泥混合而成的泥浆),在这样的条件下,前面的方法就不能使用了。感应测井是利用交流电的互感原理，在发射线圈中通一定频率的交流电，在接收线圈中会感应出电动势。由于发射线圈和接收线圈都在井内，发射线圈的交变电流必然在井周围地层中感应出次生电流（涡

2、流），这个电流在与发射线圈同轴的环形地层回路中流动，并产生一个磁场，这个磁场在接收线圈中产生二次感应电动势，该感应电动势与涡流的强度有关，即与地层的电导率有关第一节感应测井原理第一节感应测井原理TRL=TR一次场二次场注：1）在接收线圈产生两种感应电动势：直(无)：由一次场产生，与磁化率K有关，石油测井不测K，直为无用信号；R(有)：由二次场产生，与导电率有关，正是要测的，R为有用信号。注：一次场与二次场之间相差/2，利用相敏检波可以把它们分开。2）线圈距：L=TR。3）记录点：在发射线圈T与接收线圈R的中点。在感应测井中，发射电流是交变电流

3、，其在空间中产生的场将是时谐电磁场。时谐电磁场的Maxwell方程为式中，E为电场强度(A/m)；D为电位移矢量(C/m2)；H为磁场强度(A/m)；B为磁感应强度(Wb/m2)；ρv为体电荷密度(C/m3)；Jm为磁流密度矢量(A/m2)；ρm为体磁荷密度(C/m3)；μ为磁导率(H/m)；真空中的磁导率μ0＝4π×10-7(H/m)；ε是介电常数(F/m)；真空中的介电常数ε0＝8.854×10-12(F/m)为复介电常数第二节感应测井的基本理论一、有用信号产生的感应电动势假设条件：导电率为，半径为r的单圆环，计算该单圆环产生涡流及磁场而产生的感应

4、电动势dR=?经理论计算得：式中：K是线圈系系数；g是单圆环几何因子；、u分别为导电率和导磁率；ω=4f称为圆频率；f为频率；STSR分别为发射，接收线圈的总面积，ST＝nTS，nT为发射线圈的匝数，SR＝nRS，nR为接收线圈的匝数，S为单个线圈环的面积；i为供电电流，i=Iosinωt；L=TR为线圈距；R1为T到单圆环截面点的距离；R2为R到单圆环截面点的距离。二、讨论1、单圆环几何因子g单圆环几何因子取决于单圆环与线圈的相对位置和距离。它的物理意义是：截面为ds的单圆环对总信号的贡献。2、全空间的几何因子可以证明：即全空间的几何因子为1。L

5、＝1m的双线圈系单元环等几何因子图纵向微分几何因子含义为深度为Z，厚度为dz水平无限薄层的几何因子；其物理意义：深度为Z，厚度为dz水平无限薄层对总信号的相对贡献。纵向积分几何因子径向微分几何因子含义：半径为r，厚度为1的无限圆筒的几何因子；物理意义：半径为r，厚度为1的无限圆筒对总信号的相对贡献。径向积分几何因子含义：半径为r的无限圆柱体的几何因子。物理意义：半径为r的无限圆柱体对总信号的相对贡献。径向微分、积分几何因子3、计算岩石的电阻率1)在均匀无限介质中所以：=R/K2)在非均匀无限介质中Gs、Gi、Gm、Gt分别为围岩、侵入带、泥浆、地层的

6、几何因子。满足：Gs+Gi+Gm+Gt=1。在非均匀无限介质中测到的导电率定义为视导电率a。岩层的真导电率：岩层的真电阻率：t＝1/t第三节多线圈系介绍一、双线圈系存在的问题1、地层的上下围岩的影响较大从纵向探测特性曲线可知：当h=L=1米时，Gz=0.5；2、钻孔和侵入带的影响较大从径向探测特性曲线可以看出，当r<0.5米时，gr和Gr都较大，即钻孔和侵入带的影响仍然较大。3、信噪比较大即无用信号占总信号的比例远高于有用信号；1)0.8米6线圈系的组成ToRo称为主发射和主接收线圈ToRo=0.8米,所以称为0.8米6线圈系；T1R1称为辅助发射

7、和辅助接收线圈T1R1=0.4米；T2R2称为聚焦发射和聚焦接收线圈T2R2=2.0米；注：线圈上的数字代表线圈匝数，负号表示反绕(或称反接)。二、0.8米6线圈系2)各线圈系的作用ToRo主发射和主接收线圈的作用同前；T1R1辅助发射和辅助接收线圈，主要起径向聚焦作用；A)To与T1两线圈的绕向相反；B)Ro与R1两线圈的绕向相反；主要接收来自地层的信号，而泥浆、侵入带的信号难以进去。T2R2聚焦发射和聚焦接收线圈主要消除围岩的影响，提高分辨能力。注意：感应测井同样有深浅之分深：T20.75Ro0.25R10.5T10.25To0.75R2-7100-

8、25-25100-7浅：T20.96To0.4R10.2T10.4Ro0.96R