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基于有限元数值模拟对电法测井 仪器刻度的几点认识 陈国华 大庆石油管理局钻探集团测井公司 2007．10 目录 一、电阻率测井理论K值 二、电阻率测井仪器校验刻度 三、电磁波、感应测井仪器标准刻度井理论方案设计 四、随钻电磁波测井仪器的刻度方法 五、电阻率成像测井仪刻度 六、对电法测井仪器刻度的几点认识 基于有限元数值模拟对电法测井仪器刻度的几点认识 陈国华 摘要：电阻率测井是地球物理测井中的一种主要测井方法。然而，有关电阻 率测井仪器的刻度问题，仍有许多尚未解决的问题，如刻度装置的设计、量值传 递、仪器心柱（仪器极板支柱）及刻度环境影响等。本文简单回顾了传统的电法 测井刻度历史，重点是在考虑井眼、仪器心柱、贴井壁极板、泥饼、冲洗带、目 的层及上下围岩同时存在的情况下，建立了电阻率测井方法的数学模型，并采用 有限元方法给出了轴对称、非轴对称电阻率测井、电磁波测井、随钻电磁波测井 理论响应的数值模拟结果。数值模拟表明，电阻率测井有限元数学模型提供的仪 器 K 值是可靠的；在有仪器心柱与无仪器心柱两种条件下，微球聚焦测井仪器的 理论 k 值差别很大，应引起测井工作者的高度重视；传统的电磁波测井仪器刻度 方法适用于随钻电磁波测井仪器；同时还建议进一步开展电阻率测井仪器标准刻 度井的理论研究，探索电阻率成像测井仪器的刻度标准井设计工作。 关键词:电阻率测井；微球聚焦测井；电磁波测井；随钻电磁波测井；随钻感应 测井；随钻电阻率测井；仪器心柱；仪器刻度；有限元；数值模拟 引言 目前，测井使用的电法仪器种类很多，部分仪器的 K 值没有经实验验证过， 新研制的电阻率测井仪器的 K 值也没有一个确定的标准，给测井生产、仪器研制 及仪器的 “三性一化”工作带来了一些困难和疑惑。除此之外，由于随钻测井技 术的发展，相继还出现了随钻电磁波测井仪、随钻感应测井仪和随钻电阻率测井 仪，对这些测井仪器的标定和刻度也出现了类似常规电法测井仪器的刻度问题。 对此，结合测井及钻井工程生产实际问题的需求，开展电阻率测井、电磁波测井、 感应测井等电法测井仪器刻度理论研究及调研工作，具有一定的现实指导意义。 本文通过电阻率测井仪器响应理论模拟与实验刻度结果对比分析及部分专 题调研，探讨了一些电阻率测井仪器刻度的理论问题，其分析结果可为电阻率测 井仪器的K 值标定提供理论认识和依据。 一、电阻率测井理论K值 有关电阻率测井K值的定义，国内目前有两种不同的学术观点，一种是均质K 值；另一种是非均质K值，这里对此不作学术观点的是非评价，且仍以传统的电 阻率测井K值定义为标准。 电阻率测井仪K值都是通过以下公式 I 0 k R   a V 来计算的。其中V为侧量电极上的电位，I。为发射电极的主电流，Ra为地层电阻 率，K为仪器常数。 电阻率测井仪器标准K值传递：利用电阻率测井仪器标准K值传递，可以校验 相关的测井仪器K值，方法是依据电阻率测井理论计算公式 V R k  a I 0 在已知仪器的标准K值条件下，根据测量介质的电阻率以及仪器测量值V/I，即可 以量值传递确定要校验的测井仪器K值。其校验K值计算公式为： R R k  真值 校验 标准 R 测量 二、电阻率测井仪器校验刻度 传统的电阻率测井仪器刻度主要有以下几种方法： ①水池中校验刻度（刻度块、刻度槽）