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1、第三章 感应测井为了解决在油基泥浆井中测量地层电阻率的问题，就 提出了感应测井。感应测井不仅能用于油基泥浆井中，也 可用于水基泥浆，以及无泥浆的干井中。引入：前面所讲的普通电阻率方法、侧向测井方法都需要 井内有导电的液体，即只能用于导电性较好的泥浆井中, 然而在油田勘探的过程中为了获得地层原始饱和度，需要 个别井中使用油基泥浆(柴油和泥浆混合而成的泥浆),在这 样的条件下,前面的方法就不能使用了。 感应测井是利用交流电 的互感原理，在发射线圈中 通一定频率的交流电，在接 收线圈中会感应出电动势。 由于发射线圈和接收线圈都 在井内，发射线圈的交变电 流必然在井周围地层中感应 出次生电流（涡流），
2、这个 电流在与发射线圈同轴的环 形地层回路中流动，并产生 一个磁场，这个磁场在接收 线圈中产生二次感应电动势 ，该感应电动势与涡流的强 度有关，即与地层的电导率 有关第一节 感应测井原理第一节 感应测井原理TRL=TR一次场二次场1、一次场发射线圈T通过20kHz的交变电流，根据电 磁场理论，电流会产生磁场，而交变电流将产 生交变磁场。 2、一次场的感应电动势 在介质中一次场的变化，产生磁通量的变化为 1，则介质产生的感应电动势为：接收线圈R中的一次场变化，产生磁通量的变化 为1，则产生的直接耦合电动势为：注意：一次场变化直通到接收线圈R，产生直通 电动势(或称直接耦合电动势)，与导磁率有关。
3、 第一节 感应测井原理TRL=TR一次场二次场3、介质产生涡流i一次场变化产生感应电动势介，感应电动 势在导电介质中产生电流，在均匀介质中此电 流是围绕井轴流动，该环形电流的中心与井轴 一致，称为涡流，涡流与介质的导电性有关。 涡流可写为： ( R为电阻,与介质的电导率有关) 4、二次场变化的涡流产生磁场，即二次场。 5、二次场产生感应电动势设二次场在接收线圈中的磁通量的变化为 2，则二次场产生感应电动势为： 第一节 感应测井原理TRL=TR一次场二次场注意： 1）在接收线圈产生两种感应电动势：直(无)：由一次场产生，与磁化率K有关，与 电导率无关，石油测井不测K，直为无用信号 ；R(有)：由
4、二次场产生，与电导率有关，正是 要测的，R为有用信号。注：一次场与二次场之间相差/2，利 用相敏检波可以把它们分开。2）线圈距：L=TR。3）记录点：在发射线圈T与接收线圈R 的中点。在感应测井中，发射电流是交变电流，其在空间中产生的 场将是时谐电磁场。时谐电磁场的Maxwell方程为式中：E为电场强度(A/m)；H为磁场强度(A/m)；Jm为磁流密度矢量(A/m2)；B为磁感应强度(Wb/m2)； m为体磁荷密度(C/m3)；D为电位移矢量(C/m2)； v为体电荷密度(C/m3)；为磁导率(H/m)；真空中的磁导率0410-7(H/m)；是介电常数(F/m)；真空中的介电常数08.8541
5、0-12(F/m)为复介电常数 第二节 感应测井的基本理论一、有用信号产生的感应电动势 假设条件：电导率为，半径为r的单圆环，计算该单圆环产生涡流及磁场 而产生的感应电动势dR=? 经理论计算得：式中：K是线圈系系数；g是单圆环几何因子；、u分别为电导率和 磁导率； =4f称为圆频率；f为频率；STSR分别为发射，接收线圈的总面 积，STnTS， nT为发射线圈的匝数，SRnRS，nR为接收线圈的匝数，S 为单个线圈环的面积；i为供电电流，i=Iosint；L=TR为线圈距；R1为T 到单圆环截面点的距离；R2为R到单圆环截面点的距离。二、讨论1 、单圆环几何因子g单圆环几何因子取决于单圆环与
6、线圈的相对位置 和距离。它的物理意义是：截面为ds的单圆环对 总信号的贡献。2 、全空间的几何因子 可以证明：即全空间的几何因子为1。L1m的双线圈系单元环等几何因子图 纵向微分几何因子 含义为深度为Z，厚度为dz水平无限薄层的几何因子； 其物理意义：深度为Z，厚度为dz水平无限薄层对总信号的相对贡献。 纵向积分几何因子 1)当岩层厚度h=L=1m时，Gz=h/2L=0.5=50%。这说明，正对厚度为线圈距L的地层来说，提供总信号的一半，另外一 半来自地层以外的介质(围岩存在的影响)。2)当hL时，Gz =1L/2h0.5。随h增大，Gz增大，即围岩的影响减小，地层的贡献增大；h5L时，Gz
7、=0.9，即围岩的影响2L后，gr较小，Gr较大。这说明远离井孔的介质对测量结果影响小。探测深度较浅，井附近介质影响较大。三 、计算岩石的电阻率 1) 在均匀无限介质中所以：=R/K 2)在非均匀无限介质中Gs、Gi、Gm、Gt分别为围岩、侵入带、泥浆、地层 的几何因子。 满足：Gs+Gi+Gm+Gt=1。 在非均匀无限介质中测到的电导率定义为视电导率a。岩层的真电导率：岩层的真电阻率： t1/t第三节 多线圈系介绍一、双线圈系存在的问题1、地层的上下围岩的影响较大 从纵向探测特性曲线可知：当h=L=1米时，Gz=0.5；2、钻孔和侵入带的影响较大从径向探测特性曲线可以看出，当r RwRw，地
8、层水矿化度高：地层水矿化度高： 标准水层标准水层 增阻侵入ILDILD ILM ILM LL8 LL8 负差异负差异 标准油层标准油层减阻侵入ILDILD ILM ILM LL8LL8 正差异正差异 泥岩、致密层泥岩、致密层 曲线重合曲线重合RmRt水层。 。泥岩、非渗透层段，深、中泥岩、非渗透层段，深、中 、浅电阻率值应基本重合。、浅电阻率值应基本重合。 曲线应平滑无跳动。曲线应平滑无跳动。2、确定地层电阻率如图所示的地层有如下关系：a = mGm sGs + iGi+ tGt 要求 t ，必须求 Gm 、Gs 、Gi 、 Gt 即需作：传播效应校正 井眼校正围岩校正 侵入校正 1）传播效应
9、影响校正传播效应：涡流之间的相互作用(互感)，以 及涡流的自身影响(自感)的结果使电 磁波在导电介质中传播时发生波的幅 度减小以及相位改变，此种作用称为 传播效应。传播效应影响校正（均质校正)为了便于在计算机上进行均质校正，可以用 多项式来拟合这条曲线2）井眼校正3）围岩校正注：围岩校正图版有多 张要根据围岩电阻率和 井径等选用使用方法：（1）根据a 和h交会于 A点（ 2）确定校正后的Rt A4、侵入校正在进行侵入校正时，首先要根据 其它测井资料，求出侵入带电阻 率Ri（或电导率i ）、侵入带 直径Di，根据Di值选相应的图版 ，然后从感应测井曲线上读出解 释地层的s和厚度h。从图版纵 坐标
10、上找出a的点，由纵坐标 向右引水平线与相应的i曲线相 交，交点的横坐标就是 t的值 。sRFL：八侧向（冲洗带电 阻率） RILM：中感应（侵入带电 阻率） RILD：深感应（原状地层 电阻率）Rt：地层电阻率 di：侵入带直径 Rxo：冲洗带电阻率使用图板时，根据聚焦测井读数与深感应测井读数之比（RFL/RILD）找出相应的纵 坐标，并由该点作一水平线；再根据中感应测井读数与深感应测井读数之比(RILM/RILD) 找出相应的横坐标，并向上作一垂直线与水平线相交；根据交点的位置由实曲线上读出 比值Rxo/Rt和Rt/RILD，由短划线上读出侵入带直径，如果交点不在曲线上，则用内插方 法读值，用深感应测井读数乘以比值Rt/RILD即可得出地层真电阻率。感应测井曲线的应用 1. 分层对0.8m六线圈系来说，层厚h3m，可由曲线半幅 点划分地层界面；h3m，地层界面不在半幅点处，而是 向峰值方向移动。一般情况下不单独用感应测井曲线来 分层，应同时考虑微电极，自然伽马等曲线。 2. 确定目的层a或Ra值 对感应测井曲线来说，不论高或低电导率地层，其 地层中点均对应于曲线极值(极大值或极小值) 。我们所 选取的视电导率就是这个极值。对高电导率地层取极大值，对低电导率地层取极小值。
