感应测井的适用条件
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第四章感应测井感应测井可在井眼不导电的情况下(如油基泥浆井,空气钻井等)测量地层的电导率。
这种方法对低阻层反应灵敏,因此更适合区分低阻油、水层和油水过渡带。
第一节感应测井的基本理论一、基本原理感应测井是利用交变电磁场研究岩石导电性的一种方法。
发射线圈 T ,通以 20kHz 交变电流,该电流在周围介质中产生交变电磁场中。
φ 1 在介质中适应出环形电流 i 1 ,同时在接收线圈 R 中,产生感应电动势 E 1 。
环形电流 i 1 ,在介质中亦将引起二次磁场φ 2 ,φ 1 在 R 中引起适应由动势 E 2 。
φ 1 在 R 中引起的电动势为无用信号,而φ 2 在 R 中引起的感应电动势 E 2 与 i 1 有关, i 1 又与地层导电能力有关,因而,通过测量 E 2 的大小,便可测量介质的导电能力。
在均匀无限介质的条件下,通过求解电磁场的基本方程可得出,接收线圈中,总适应电动势的表达式:该式展开后,可简化为:上式中,虚部是无用信号,实部与σ成正比,是有用信号,二者相位上差 90 °。
这就是感应测井的基础。
上式的得出是忽略了三次方以上的高次项的结果,是忽略了趋肤效应影响的一种近似方法。
这样就可把有用信号看作是介质各部分所引起的感应由动势线性相加的结果,这种方法就是“几何因子”理论。
几何因子理论要点:①认为发射电磁场与每个单元环电磁场之间互不发生作用(即幅度衰减和相位移动场可忽略)②认为电磁波瞬间便可通过地层,(而实际地层中电磁波传播速度仅为自由空间的 0.15% )。
根据几何因子理论,得到的接收线圈中的有用信号为:dE 2 = kg σ· ds几何因子 g 的物理意义:在均匀无限介质中,任意一点上截面积为一个单位的单元介质环对总信号的相对供献。
二、均匀介质双线圈系感应测井的电磁理论1 .传播效应(趋肤效应)2 .麦克斯韦方程组及其解3 .感应测井信号的虚、实分量第二节感应测井线圈系特性空间各部分介质对总的感应电动势贡献大小是由每部分介质的电导率与它的几何因子两部分因素决定的,因此,必须研究几何因子的空间分布,才能研究各部分介质对感应电动势的贡献,而几何因子的空间分布与线圈系结构有关,因而必须研究线圈系的特性。