感应测井1.ppt

电法测井 （十一） 第三节 复合线圈系 第二节 视电阻率和几何因子 第一节 感应测井原理 第四节 感应测井仪刻度原理 第五节 感应测井视电阻率曲线 第六节 均匀介质中感应测井响应的严格解法 第八节 感应测井曲线的解释 第七节 几何因子理论的改进 直流 电法测井 交流 普通电阻率，侧向 感应 探测深度 分辨率 侵入影响 应用效果 油基泥浆钻的井 气体条件下钻的井 空气井 井内无导电介质 线圈A通交流电→A周围空间形成交变电磁场→B线圈产生感应电动势 交变电磁场可在导电介质中传播，也能在非导电介质中传播 A、B放入井中→A能在井周围地层中感应出电动势→形成以井轴为中心的同心圆环状涡流→涡流强度与地层导电率成正比→涡流产生二次交变电磁场→在B中又产生感应电动势→电动势大小取决于涡流强度→取决于地层导电率——感应测井基本原理 线圈系 发射线圈T 接收线圈R 振荡器→正弦交流电→发射线圈→形成交变电磁场 设想地层为许多以井轴为中心的导电圆环→交变电磁场作用→圆环产生以井轴为中心（同心环状）感应电流→涡流→形成二次交变电磁场→接收线圈产生感应电动势 L－线圈距 假定：单元环—井轴垂直通过圆环中心，圆环半径r，截面积A 思路：先计算发射线圈T在单元环感应涡流的大小→再计算单元环涡流在接收线圈R中产生的感应电动势→最后求出全空间所有单元环在接收线圈R中的信号总和。 感应电动势计算 磁偶极子：与研究空间比，线圈很小，可看作点状—磁偶极子。 磁偶极子产生的偶极矩M: I为正弦交流电 nT－发射线圈匝数 So－线圈的面积(?a2) I－线圈中的电流强度 M－偶极矩（磁场强度） 据电磁学，空间任一点磁场强度的矢径方向的分量H?: ?T－测点距发射线圈的距离 ?－矢径方向与M方向的夹角 i－单位虚数 ?－交变电流的角频率 单元环的磁通：通过单元环作一球面，对球面的法线方向的磁场强度进行积分，通过单元环的磁通(磁感应强度B=?H， ?－磁到率） ： MT－发射线圈与单元环间的互感。 据电磁感应原理，单元环上的电动势： 单元环的电导： ?－单元环导电率 单元环中的电流（涡流）： 该涡流在空间形成二次电磁场，它在接收线圈处形成的磁场强度： 单元环在接收线圈R的磁通 ??： nR－接收线圈圈数 So－接收线圈的面积 MR－发射线圈与单元环间的互感 单元环在接收线圈中产生的电动势： k——仪器常数 g——单元环几何因子，反映了单元环对测量结果的贡献 全部单元环(涡流)产生的二次感应电动势： Vx－没经过地层，为无用信号，它与有用信号VR相差90°相位。测量时要将Vx压制掉 P130→(4-4) 根据计算 有用信号远小于无用信号 发射线圈与接收线圈直接耦合电动势 视电导率?a—空间各个单元环的导电率加权平均值。 权系数g—（Doll)微分几何因子 有用信号与仪器常数之比 P131→(4-6) 微分几何因子满足归一化条件 均匀介质 根据归一化条件 一、视电导率?a 微分几何因子 微分几何因子的三维图形－类似半个火山的图形。 半圆形火山口是g最大值的轨迹。在T和R处有两个峭壁 T R P130→(4-3) 井下介质一般是分区均匀的——阶跃介质。 井下条件的视电导率 横向→井眼－侵入带－原状地层 纵向→地层是一层一层沉积的－围岩 如用?m、?i、?t、?s分别代表井眼、侵入带、原状地层、围岩导电率，则有： Gm、Gi、Gt、Gs——井眼、侵入带、原状地层、围岩的积分几何因子 二、横向几何因子 将g对z积分，就得到横向微分何几因子gr 横向微分几何因子 gr反映线圈系的横向探测特性→井、侵入带、原状地层对视电阻率相对贡献的大小 P133→(4-9) K(k)－第一类完全椭圆积分 E(k)－第二类完全椭圆积分 式中： 当?小时，gr几乎随?直线上升，当?＝0.45时达到最大值。然后，随?的增加gr逐渐减小，最终趋于0。 ?=0.45处的介质贡献最大→要增加探测深度，就必须增大线圈距L——与侧向测井类似 Gr是随r单调增加的函数 r=0→Gr=0 r→∞→ Gr=1 Gr(r)是半径为r的柱面以内全部介质的总相对贡献。 例如：当r=0.5L时，Gr=0.225→ 表示在r=0.5L的圆柱面内全部介质的总相对贡献是22.5％，而柱面以外的总相对贡献是77.5％ 将gr对r积分，就得到在径向上有限地层的相对贡献——横向积分何几因子Gr 横向积分几何因子 双线 圈系 P134→(4-11) 二、纵向几何因子 将g对r积分，就得到纵向微分何几因子gz 纵向微分几何因子 P134→(4-12) T和R分别放在z轴上-L/2与L/2处，积分结果是： gz反映线圈系的纵向探测特性→发射线圈与接收线圈之间的地层贡献最大，以外的地层的贡献按1/z2的规律减小。 纵向微分何几因子决定了线圈系