第三章 感应测井

主要差异在于：
深感应探测深度大，测量原状地层电导率
浅感应（中感应）探测深度小，测量侵入带地层电导率
八侧向测井电极系
八侧向的测量原理与七侧向相似，只是它 的电极距较小，电流层的厚度为0.36m， 两个屏蔽电极间的距离略小于1m，回路电 极距主电极比较近。由于其纵向分层能力 高，因此，八侧向测井可以给出清晰的纵 向变化细节。但是，它的读数受井眼和侵 入带的影响比三侧向和七侧向大，其探测 深度较浅，约为30～40cm，读数主要反映 冲洗带电阻率的变化。 RFOC—— 八侧向测井电阻率
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。
L r3 g 3 2 R13 R2
2 、全空间的几何因子 可以证明：



gds

0
L r3 2 (r 2 (L 2 Z ) 2 )3 (r 2 (L 2 Z )2 )3 dzdr 1
（均质校正)
2）井眼校正
A
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
4、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σi ）、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σs和厚度h。 从图版纵坐标上找出σa的点， 由纵坐标向右引水平线与相应 的σi曲线相交，交点的横坐标就 是σ t的值。
探测深度较浅，井附近介质影响较大。 3)当r>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。
三 、计算岩石的电阻率
1) 在均匀无限介质中
R Kgds K gds K



所以：=R/K
2)在非均匀无限介质中
R K ( sGs iGi mGm t Gt )
二次场
4、二次场
变化的涡流产生磁场，即二次场。
T
一次场
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：
L=TR
第一节 感应测井原理 注意： 1）在接收线圈产生两种感应电动势：
R
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；
第三章 感应测井
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。 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。
Gr g r dr
0
r
径向微分、积分几何因子
设L＝1米 1) r=0.45L时，gr达极大值。 即距井轴0.45L处的无限长圆筒对感应测井读数影响增大，它说明增大线 圈距L可以增大探测深度。 2) r<0.5L范围内，gr比较大。 Gr=0.225说明r=0.5米以内的介质对测量结果贡献为22.5%。说明井孔、 侵入带的影响较大，这是双线圈系的一大不足。
八侧向测井电极系结构
不同厚度的感应测井曲线
四、应用实例
1、实测曲线
曲线特点
Rm>Rw，地层水矿化度高： 标准水层—— 增阻侵入 ILDILM LL8 负差异 标准油层——减阻侵入 ILDILM LL8 正差异 泥岩、致密层 曲线重合 Rm<Rw，地层水矿化度低： 水层、油（油水同层）—减 阻侵入，都出现正幅度差， 但Rt油层>Rt水层。
。
泥岩、非渗透层段，深、中、 浅电阻率值应基本重合。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）传播效应影响校正
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。
a R K ( s Gs i Gi mGm t Gt )
岩层的真电导率：
t ( a ( sGs iGi mGm )) Gt
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； ω=4f称为圆频率；f为频率；STSR分别为发射，接收线圈的总 面积，ST＝nTS， nT为发射线圈的匝数，SR＝nRS，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=Iosinωt；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。
发射线圈的缠绕方向与主发射线圈一致的，匝数为正，否则为负; 接收线圈的缠绕方向与主接收线圈一致的，匝数为正，否则为负。
二、0.8米6线圈系
1)0.8米6线圈系的组成 ToRo称为主发射和主接收线圈ToRo=0.8米, 所以称为0.8米6线圈系； T1R1称为辅助发射和辅助接收线圈 T1R1=0.4米； T2R2称为聚焦发射和聚焦接收线圈 T2R2=2.0米； 注：线圈上的数字代表线圈匝数，负号表示 反绕(或称反接)。
有用信号的电动势 ＝0.079 0.00079 无用信号的电动势
即无用信号占总信号的比例远高于有用信号；
复合线圈系
复合线圈系是由串联在一起的多个发射线圈和串联在一 起的多个接收线圈所组成。分别用T0，T1，……，TL和R0， R1，……，Rm代表, 其匝数分别是nT0，……, nTL和 nR0，……，nRm。 其中T0和R0称为主发射和主接收线圈，它们的匝数 nT0和 nR0)一定是最大的。 匝数正、负规定如下：
RFL：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
E iH J m H i E
B m
D v
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)； ρm为体磁荷密度(C/m3)； D为电位移矢量(C/m2)； ρv为体电荷密度(C/m3)； μ为磁导率(H/m)；真空中的磁导率μ0＝4π×10-7(H/m)； ε是介电常数(F/m)；真空中的介电常数ε0＝8.854×10-12(F/m)
即全空间的几何因子为1。
L＝1m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h>L时，Gz =1－L/2h>0.5。 随h增大，Gz增大，即围岩的影响减小，地层的贡献增大； h>5L时，Gz >=0.9，即围岩的影响<10%，地层的贡献大于90%； h很大时，Gz =1，即围岩的影响为0%，地层的贡献为100%。 这也证明了整个空间的几何因子为1。 h 2 3)Gz与gz的关系： Gz g z dz 0.5
2)各线圈系的作用 ToRo为主发射和主接收线圈； T1R1起径向聚焦作用； A)To与T1两线圈的绕向相反； B)Ro与R1两线圈的绕向相反； 主要接收来自地层的信号，而泥浆、侵入 带的信号难以进去。 T2R2聚焦发射和聚焦接收线圈主要消除围 岩的影响，提高纵向分辨能力。
注意： 感应测井同样有深浅之分 深： T2 0.75 Ro 0.25 R1 0.5 T1 0.25 To 0.75 R2 -7 -53 100 100 -25 -3 -25 -3 100 100 -7 -53 浅： T2 0.96 To 0.4 R1 0.2 T1 0.4 Ro 0.96 R2
h 2
纵向微分、积分几何因子
径向微分几何因子 含义：半径为r，厚度为1的无限圆筒的几何因子； 物理意义：半径为r，厚度为1的无限圆筒对总信号的相对贡献。
L r3 g r gd r dr 3 3 2 R1 R2 0 0

径向积分几何因子 含义：半径为r的无限圆柱体的几何因子。 物理意义：半径为r的无限圆柱体对总信号的相对贡献。
二次场
R(有)：由二次场产生，与电导率有关，正是 要测的，R为有用信号。
R 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。


Kgds K
T
一次场
2）线圈距：L=TR。 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
第一节 感应测井原理
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），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
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。