感应测井

总述感应测井应用的条件1.应用电磁感应原理的进行的一组测井方法2.3.4.纵向特征改善，围岩影响小，径向特征改5.对低阻岩层、淡水泥浆(或油基泥浆)灵敏度高，效果好6.经校正后，可求取地层真电阻率Rt感应测井（IL=InductionLog）问题提出普通电阻率测井、侧向测井(均为直流电法测井)实施条件井孔中有导电液体，即只适用于导电性较好的泥浆钻井中实际钻井液的多样性：油基泥浆钻井（保护油层，获得原始含油饱和度）钻井液导电性较差空气钻井—干孔（避免破坏地层的原始渗透性）井内没有导电介质提出感应测井——基于电磁感应原理的一种电阻率测井方法适应性强，可用于油基、水基泥浆以及干孔等任何一种井孔条件的电阻率测井当线圈A中通以交流电时，在A的周围空间形成交变电磁场，并在线圈B中产生感应电动势。交变电磁场可在导电介质中传播，也可在不导电介质中传播因此，可以应用电磁感应原理克服非导电介质的影响。感应测井原理——电磁感应原理感应测井仪器结构及工作原理井下仪器包括线圈系和辅助电路线圈系由发射线圈(T)和接收线圈(R)组成。T和R之间的距离叫线圈距，相当于普通电极系的电极距；辅助电路用来产生振荡电流，作为感应测井的高频（20kHz）交流信号源，其通过发射线圈T来发射，在线圈周围地层内产生交变电磁场（一次场）；地层介质本身是导电的，在交变电磁场作用下，产生感应电流I（此处，假定地层为以井轴为中心的单元环叠加而成）形成以井轴为中心的环流，称为涡流，其仍然是高频交变电流，在地层中产生二次交变电磁场，T-发射线圈R-接收线圈涡流交变电磁场一次场二次场二次场在接收线圈产生感应电动势——感应电动势与涡流电流大小成正比，而涡流大小与介质电导率成正比，故通过记录仪记录接收线圈中的感应电动势，便可了解地层的导电性。感应测井原理示意图发射线圈接受线圈涡流一次场二次场振荡器经放大器，接入，电压表需要指出的是：接收线圈R所接收到的二次磁场产生的感应信号与地层导电性有关，称为有用信号，用VR表示；除此之外，接收线圈R还可以接收到一次磁场产生的感应电动势，它是由仪器的发射线圈直接感应产生的，与地层无关，因而是一种干扰因素，称为无用信号,用V0表示。二者在相位上相差90°假设地层介质为均匀无限介质，电导率为σ，根据理论计算，有K—仪器常数或线圈系数；--地层的电导率；nT，ST--分别为发射线圈的匝数和面积；I--发射线圈的电流强度；nR，SR--分别为接收圈的匝数和面积；L--发射线圈到接收线圈之间的距离，简称线圈距；--介质的磁导率，对沉积岩=410-7H/m；--电流的角频率。=2f；f--电流的频率。KLISSnnVTRTRR422由上式可知，当仪器结构一定，且电流强度I保持不变时，则K为常数，上式可改写为在设计仪器时只记录有用信号，上式表明：在均匀无限厚地层中，测出的σ是地层的真电导率在有限厚地层及有井存在的条件下，实际测出的电阻率称为地层的视电导率，用a表示，有感应测井就是测量视电导率随深度变化的曲线——即感应测井曲线。KVR0drdzgKVRag-几何因子视电阻率的本质视电阻率σa是空间中各个单元环电导率的加权平均值，其权系数为几何因子g几何因子大小反应了空间中各单元环的电导率σ对视电导率σa相对贡献的大小。对于无限均匀介质，有表明视电阻率就是真电阻率对于厚度有限地层，如，测井时，有井、侵入带、原状地层及上下围岩，见下页图，假定各部分每一个区域内，电导率保持不变，分别用σm，σi，σt和σs表示，则实测电阻率为各部分电阻率按照不同几何因子的加权累加和，10gdrdzssttiimmssttiimmGGGGgdrgdrgdrgdrGm，Gi，Gt及Gs分别为井、侵入带、原状地层及围岩部分的几何因子。井侵入带原状地层围岩围岩感应测井线圈系的选择只有一个发射线圈，一个接收线圈的双线圈系存在很大的问题和局限，表现为(1)纵向上：在均匀介质中有50%的信号来自线圈以外的介质，这说明在地层较薄时，上下围岩影响较大，同时地层界面在曲线上反映不够明显。(2)径向上：靠近线圈系的介质(r＜0.5L)对测量结果影响较大，表明井内泥浆对测量结果影响很大，且探测深度较浅。(3)一般无用信号V0比有用信号VR大几十倍甚至上千倍，尽管二者之间有90°的相位差，可用相敏检波器区别开，但因数值差别较大，要准确消除V0，势必增大仪器设计上的困难。为克服上述缺点，在实际生产中多采用多线圈的复合线圈系。目前普遍采用的是0.8m六线圈系0.8m六线圈系由相互串联的3个发射线圈(T0、T1、T2)和串联的3个接收线圈(R0、R1、R2)组成。R0T0为主线圈对，T0为主发射线圈，R0为主接收线圈，它们的线圈匝数最大，两个主线圈之间距离为0.8m，叫主线圈距，记为L00R1T1为补偿线圈对，通常放在主双线圈之间，且绕制方向与主线圈相反——功能：消除井和侵入带的影响，改变探测深度R2T2为聚焦线圈对，放在主双线圈外侧对称位置，且绕制方向与主线圈相反——功能：减小围岩影响，提高纵向分辨能力理论设计可提高信噪比17倍补偿发射线圈补偿接收线圈聚焦发射线圈聚焦接收线圈线圈匝数负号表示反向缠绕书写表达方法——我国曾广泛使用过的0.8m六线圈系R20.6T00.2T10.4R10.2R00.6T2单位,m-7100-25-25100-7匝数采用复合线圈系目的是为了压制无用信号实用中，多采用双感应测井——同时完成深、中感应测井更多的时候采取的是组合测井双感应-八侧向ILD-ILM-LL8探测深度1.6m-0.75m-0.45m测量范围小于100m•质量要求1、在1Ω·m—100Ω·m范围内，重复误差5％2、泥岩、非渗透层段，深、中、浅电阻率值应基本重合3、在仪器动态范围内，不得出现饱和现象4、除金属落物等影响外，曲线应平滑无跳动感应测井应用1、适合于淡水泥浆、油基泥浆条件，中低阻剖面。感应测井对低电阻率（高电导）地层反映敏感；——油基泥浆钻井液、空井、15Ω·m以下地层应用效果好侧向测井对高电阻率地层敏感——盐水钻井液、高电阻率地层、薄互层应用效果好2、划分剖面，判断油（气）、水层；对0.8m六线圈系来说，层厚h＞3m，可由曲线半幅点划分地层界面；h＜3m，地层界面不在半幅点处，而是向峰值方向移动。当σtσs1σs2，或σtσs1σs2，可由半幅点分层σs1σtσs2时，地层界面不清一般情况下不单独用感应测井曲线来分层，而是同时考虑微电极，微侧向等曲线。3、求取地层真电阻率，评价含油性。感应测井曲线不论地层电导率高或低，地层中点均对应于曲线极值(极大值或极小值)。高电导率地层取极大值，低导地层取极小值。若地层较厚，且因岩性不均匀或含油不均匀在中部有微小起伏时，取中部的面积平均值。若地层中含有薄的泥质或钙质夹层，则将夹层去掉后取余下部分的平均值；校正：应用感应测井理论图版可对视电导率进行校正，求取地层真电导率。目前国内外正在研究感应测井的反演方法，预期在不久的将来，可由感应测井曲线反演求取有关参数，不需再用图版