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地 球 物 理 测 井 资源与环境学院 桑 琴 2007年7月 * * 第一章 电法测井 （感应测井） 地球物理测井—感应测井 问题的提出： 对于空气或非导电泥浆钻井，如果想用电极系向地层注入电流的方法在地层中造成电场，测量地层的电阻率，事实上是不可能的。 因此就提出用电磁感应的方法，在地层中建 立电场测量地层的导电特性，即感应测井。 地球物理测井—感应测井 随着技术的发展，感应测井不仅能用在非导电泥浆井 中，还可用在淡水泥浆（RmfRw)和地层电阻率不太高 （Rt=0.2～ 200）的裸眼井中,其资料比其它电阻率曲 线更优越。 感应测井是利用电磁感应原理测量地层电导率的测井方法。 感应测井是砂泥岩地区主要的测井方法，与声波时差测井组成声感测井系列求地层电阻率，计算孔隙度和含油饱和度，判断油气水层。 双线圈系图 I:交流电 T发射探头通以20千周/秒的交流电 R 接收探头 I 产生的一次磁通 I `产生的二次磁通 I’感应电流 EX 有用信号 ER ? ?` σ 地球物理测井—感应测井 1、双线圈系感应测井原理 地球物理测井—感应测井 涡流：在电动势的推动下，导电环中将有交变的电流I’，它是以仪器轴为中心的环流，称为涡流。它与地层的电导率?成正比。 涡流I’又在介质中激起二次交变磁通?’（有用信号），磁通量的变化能引起感应电动势： t Ex Ex ER ER t I t I` ER 地球物理测井—感应测井 发射电流I 90? ? e ?’ 90? ER（有用信号） 90? EX（无用信号） 由此可知：ER滞后EX 90?，滞后发射电流180 ?。 I’（正比于?） 地球物理测井—感应测井 接收线圈接收到的信号： EX+ ER 由于EX与 ER存在90?的相位差，接收到的信号用 相敏检波技术把ER检测出来，记录成?曲线，在忽 略涡流间的相互作用的情况下，在?无限均匀的情 况下有： ER=K ? ? 地球物理测井—感应测井 ω ：角频率 I：发射电流强度 NT 、 NR 发射和接收线圈的圈数 SR 、ST发射和接收线圈的面积 L：线圈间的距离（源距） ?：沉积岩的磁导率，在测量精度5%内，可认为不变 由以上可知：K为常数（仪器常数） 地球物理测井—感应测井 地球物理测井—感应测井 在均匀介质情况下求电导率的公式为： 在非均匀介质情况下： 此时电导率不等于地层的电导率，而是仪器探测周围泥浆、侵入带、地层和围岩的综合反映，即为：视电导率?a（根据几何因子理论）： ?a= ?mGm ＋?i Gi＋ ?tGt＋ ?sGs Gm＋Gi＋Gt＋Gs＝1 2、复合线圈系的特点 （1） 双线圈系存在的问题 1） EX/ER=10∽103 提取有用信号ER难 2） 探测深度不够深，泥浆和侵入带影响大 3）源距增加 探测半径增加 分层能力（围岩影响大） 由此可知，双线圈系仅有理论意义，无实用价值，因此 提出了复合线圈系 地球物理测井—感应测井 （2） 复合线圈系的特点 0.8 米的六线圈系 R2 0.6 T0 0.2 T1 0.4 R1 0.2 R0 0.6 T2 -7 100 -25 -25 100 -7 上面的数字表示线圈的圈数,而负号表示绕向与主线圈相反. T0 R0 ： 为主线圈 T1 R1 : 井眼补偿线圈 T2 R2 : 围岩补偿线圈 地球物理测井—感应测井 以m为单位的距离 地球物理测井—感应测井 T1 R1目的: 改善径向探测特性、减小泥浆的影响，该 线圈间的距离主线圈间的距离,信号主要来自井眼,因 其绕向与主线圈相反,信号的极性也相反。 ER’=ER0 -ER1 ER0 、ER1分别为主线圈和井眼补偿线圈的有用信号。 T2 R2目的：改善纵向探测特性，该线圈间的距离主线圈 间的距离,信号主要来自围岩,因其绕向与主线圈相反,信 号的极性也相反。 ER=ER`-ER2 ER2：围岩补偿线圈的有用信号。 ER：经过井眼和围岩校正后，主要是原状地层的有用信号。 地球物理测井—感应测井 复合线圈系的优点： 改善了径向和纵向探测特性，把涡流聚焦到所探测 的地层中，使分层能力和探测半径增加，使EX减小， 使测量ER成为可能。 地球物理测井—感应测井 3、感应测井曲线的特点 曲线特征为： （1）曲线对称，低电导率地层对应低视电导率值，相反亦然； （2）地层厚度大于2m，曲线半幅点对应地层界面；厚度小于2m，界面位置向峰值方向移动。 地球物理测井—感应测井 h σ（mS/m） 当上下围岩的电导率不同时，曲线不对称地层的中部，呈倾斜状。