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1、 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
2、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：tExExERERtItIER地球物理测井感应测井发射电流I90e90 ER（有用信号）90EX（无用信号）由此可知：ER滞后E
3、X 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 ：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
4、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 sGsGmGiGtGs12、复合线圈系的特点（1） 双线圈系存在的问题1） EX/ER=10103 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
5、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
6、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（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。注意！地球物理测井感应测井4、感应测井曲线的应用 （1） 确定层界面 当H2米时,可用半幅点来确定层界面注意：生产中不是单纯用感应曲线来分层，而是参考微电极和 其它微电阻率曲线来划分。（2）目的层的a值的选取岩性均匀，曲线对称于地层中部，此时读极值；岩 性不均匀，曲线中部有起伏，取曲线中部面积平均 值；目的层中有薄的泥
7、质或钙质夹层，应去掉夹层 读数。a曲线起 伏变化 时，读 其平均 值地球物理测井感应测井地球物理测井感应测井微电极MLa地球物理测井感应测井（3）围岩a值的选取如果围岩均匀，可直接读曲线的视电导率值；如 果围岩不均匀，应在靠近界面的围岩部分读值（ 这部分围岩的影响最大）；当上下围岩电导率不 同时，可分别读值后取其平均值。地球物理测井感应测井（4）双感应聚焦测井组合求地层电导率对于有泥浆侵入的地层，根据几何因子理论，感 应测井测得的视电导率：原理：a= mGm+ i Gi + t Gt+ s Gs几何因子表示测量仪器周围各部分介质对测量结果 所作的贡献的大小，它与介质的几何位置、体积大小 有关，
8、通常把仪器周围整个空间的几何因子看成1。Gm+Gi+Gt+GS=1经过井眼、围岩校正后，上式变为： ac= i Gi+ t GtGi、 Gt是侵入带直径di的函数，且有：Gi+ Gt=1，上式可写成： ac= i Gi（di）+t （1- Gi（di ）地球物理测井感应测井上式仍然是三个未知数i 、t、di的函数，至少需要三种不同 探测深度的电阻率曲线，求解包含i 、t、di的方程。通常选 用双感应（ILD、ILM）和八侧向或者球形聚焦（SFL）测井组合 ，且RXO=Ri，则有组合方程如下：地球物理测井感应测井ILD=GILD/RXO+（1- GILD）/RtILM=GILM/RXO+（1-
9、GILM）/RtRLL=GLLRXO+（1- GLL）RtRLL 、ILD、ILM：分别进行井眼、围岩校正后的电阻 率和电导率值。 GILD、 GILM、GLL：为深、中感应和聚焦测井的几何因子地球物理测井感应测井我国引进的双感应八侧向测井议，可同时测量 深、中感应曲线、八侧向曲线和自然电位曲线。在中低电阻率和增阻侵入地层条件下，选择双感 应测井与浅探测侧向测井组合是最适宜的方法。因为：对双感应测井起作用的涡流是分别在侵入带和 原状地层内部以井轴为轴的环电流，相当于Ri和Rt的 并联，测井读数受高导区影响大；而侧向测井电流是 垂直穿过侵入带进入原状地层的，相当于Ri和Rt的串 联，因此测井读数
10、受高电阻的影响大。地球物理测井感应测井在增阻侵入情况下，深感应探测深度很深，反映 原状地层Rt；而浅侧向探测深度较浅，反映Rxo，中 感应则反映Ri。为了求准地层电导率，必须对感应曲线读得的目 的层的视电导率进行井眼和围岩校正，对聚焦测井进 行井眼校正。地球物理测井感应测井a、井眼校正井径d（in）RGHSRmsdHs井眼校正信号RG井眼径向几何因 子sd井壁到仪器外壳 的间隙深感应井眼校正图版地球物理测井感应测井RFLC/RFLRFL/Rmd0.1100000.21.6双感应聚焦测井井眼校正图版RFLCRFL地球物理测井感应测井b、围岩校正RCORRah ft）根据围岩电阻率的大小来选择校正
11、图版地球物理测井感应测井c、侵入校正及求解RXO、di和RtRt/RILDRILM/RILDdiRXO/RtRFL/RILD根据三条曲线的读 数分别作井眼和围 岩校正，用校正值 求比值RFL/RILD和 RILM/RILD。di、Rt、Rxo地球物理测井感应测井地球物理测井感应测井当有侧向和感应测井时，应如何选择测井资料呢？RW1RW0.01Rmf/RW2.5感应侧向感应 侧向地球物理测井感应测井（5）双感应八侧向测井 直观显示油（气）水层如P83图1-82所示由书中例子可以看出，在双感应八侧向曲线上， 高侵的水层三条曲线差异最大，低侵的油气层显示较 小的曲线差异。原因：在高侵情况下，深感应对侵入带以外的高电导率原状地 层很敏感，而探测深度较浅的八侧向对高电阻的侵入带敏感，正 确反映了地层各部分的导电特性。相反，它们对低侵的油（气） 层不敏感，导致曲线差异小。地球物理测井感应测井自学电磁波传播测井（EPT）总结:掌握复合线圈系的特点感应测井曲线的读值方法感应测井曲线的应用地球物理测井感应测井地球物理测井电法测井通过电法测井的学习，应掌握以下内容：1、阿尔奇公式的应用以及物理意义2、微电极测井的应用3、自然电位测井曲线的应用、影响因素4、双侧向微球形聚焦测井组合如何判断油气层5、双感应八侧向测井组合如何识别油气水层6、电法测井中相关参数以及相关概念7、各类校正图版的正确使用
