第三章 阵列感应测井仪器.ppt

第三章 阵列感应测井仪 第一节 阵列感应测井测量原理 阵列感应测井仪是在普通感应测井仪的基础上发展起来的具有径向探测能力的一款交流电测井仪器，它采用一系列不同线圈距的线圈系对同一地层进行测量，然后通过硬件或软件聚焦处理获得不同径向探测深度的地层电导率，从而更有效地识别油气层。 阵列感应测井仪器目前代表性的有斯仑贝谢的AIT、阿特拉斯的HDIL和哈里伯顿的HRAI。本章以阿特拉斯的HDIL为例来介绍阵列感应测井仪器 。 AIT 独立的8对接收线圈共用一个发射线圈。 三种工作频率：26.325kHz、52.65kHz、105.3kHz 测量28个原始实分量和虚分量信号共56个。 对各信号按不同的权值进行软件聚焦。 得到三种纵向分辨率（1ft、2ft、4ft），六条不同探测深度的电阻率曲线 （10in、20in、30in、60in、90in、120in)。 HDIL 主接收线圈间距从6in.至94in.，按对数等间隔布置7个阵列。所有子阵列同时接收包含八个频率(10、30、50、70、90、110、130和150kHz)的时间序列波形，波形数字化后送到地面，地面用傅立叶变换将波形分解为实部和虚部信号，总共得到7*8*2=112个信号。该仪器可以为用户提供6种探测深度(10、20、30、60、90和120in.)曲线和3组分辨率(1、2和4ft)曲线以及传统双感应测井的合成曲线。 2 线圈系特性 HDIL线圈系结构如下图所示，其上各线圈的具体参数列于下表。 阵列感应测井资料的应用 原状地层电阻率 纵向分辨率 探测深度 真电阻率及侵入半径反演 侵入描述 直观解释 径向电阻率变化 径向侵入及径向饱和度 滤液侵入体积分析 侧向非均质性 3 . 软件聚焦合成原理 阵列感应测井仪器的不同探测深度是采用若干不同线圈距的线圈系通过软件聚焦的技术实现的。在软件聚焦中，通过几个简单线圈系测量信号，然后将得到的信号通过软件组合以达到聚焦的目的。聚焦的过程实际上是把事先设计好的滤波器应用到原始信号上为结果获得一个更加理想的二维几何因子。 合成原理 ： 在一定的电导率范围内，感应测井仪的第n组线圈系测量值相当于地层各部分电导率的加权平均 （3 - 1） 式中，权函数 为第n组线圈系在给定频率下信号的响应。 阵列感应测井给出的合成曲线相当于所有阵列线圈系原始信号(经过井眼影响校正后)的加权和： （3 - 2） 式中， 为阵列感应测井曲线； 为第n组线圈系测量的电导率；N为测量线圈系的总数；?n( )为每组线圈系的加权值。 经过处理后得出的阵列感应测井曲线不同于任何一组线圈系的响应函数。实际上，它相当于阵列感应测井每组线圈系响应函数的加权和(相应工作频率下所有线圈系组的信号)。阵列感应测井曲线与地层电导率的关系用下式表示： （3 - 3） 其中 (3 - 4） 式中， 为阵列感应测井的综合响应函数， 也可称为几何因子，它是每组线圈系数函数的加权平均值。 确定权系数 是阵列感应测井的关键和主要任务，考虑到合成曲线的径向和纵向分辨率匹配的综合要求，下面给出二维条件下，求解权系数 的整体过程。 根据式(3-4)，给定目标函数表达式 (3 - 5) 式(3-5)对r积分得到 (3 - 6) 式(3-5)对z积分可得到 (3 -7) 在确定加权系数的过程中，有两个约束条件：一个是所有的权系数之和为1，即归一化条件 (3 – 8) 另一个约束条件是响应的探测深度等于某一预先设定值，如满足通常探测深度定义的条件是 (3 -9) 是指半径为 的径向积分几何因子。 目标函数 可以为一矩形窗口函数或高斯函数。 联立方程(3-6) ～方程(3-9)，得到一线性代数方