阵列感应测井的影响因素分析

阵列感应测井原理及应用摘要：本文探讨了阵列感应测井原理，论述了在判断地层水矿化度方面的应用效果，阵列感应在使用中也存在一些缺陷，阵列感应在处理中，人为因素较大，不同的参数处理结果差异较大，这就造成了阵列感应在使用过程中对解释有一定的误导，引起对阵列感应可靠性的怀疑，这在以后的处理方法中有待改进。

关键词：阵列感应测井矿化度应用效果一、阵列感应测井原理简介阵列感应测井的最基本原理与普通感应测井原理类似，但它在硬件上采用简单的三线圈系结构，这种线圈系没有硬件聚焦功能，它采用数学方法对呈不对称形状的纵向响应曲线进行软件聚焦处理。

它由7组接收线圈对和1个共用的发射线圈组成，实际上相当于具有7种线圈距的三线圈系。

在接收线圈系的设计上充分考虑了以下几个问题：（1）、消除直藕信号；（2）、三线圈子阵列纵向特性的频率响应没有盲频；（3）、要有若干子阵列分别反映浅部和深部地层信息；（4）、各接收子阵列之间的间距应按一定规律变化和分布；（5）、离发射线圈较远的接收子阵列应考虑发射功率和接收信号的强度。

高分辨率阵列感应测井仪在硬件设计时充分考虑了上述因素，它的每个接收线圈系都由两个相互对称的线圈组成，即一个主接收线圈和一个辅助接收线圈，它利用了两个线圈电磁场叠加原理，来实现消除直藕信号影响的目的。

在线圈系的排列上设计了最小线圈距为6in，最大线圈距为94in，在这两个线圈距之间采用了近似于指数形式的线圈系分布，即全部子阵列间距为6in、10in、15.7in、24.5in、38.5in、60in、94in。

这种排列方式不仅有利于采集浅部地层和深部地层信号，而且有利于径向有效信息的均匀采样。

发射信号是加到一个单独的发射线圈上的，这种方法能使发射器的有效功率变为最大，由发射线圈发射出的是一个形状为方形的电压波形（即方波），发射波采用方波是由于其具有较高的发射频率，对于给定的电压能使发射线圈的功率变为最大。

而且它具有宽的频谱，它包括了方波频率（约等于10KHZ）及所有的奇次谐波的能量，因此每个线圈可以在10、30、50、70、90、110、130、150KHZ共8个频率下同时进行工作。

电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic Technology 阵列感应测并影响因素分析晋永路马宸(中国电子科技集团公司第二十二研究所河南省新乡市453000 )摘要：本文介绍了阵列感应测井的基本原理、会对其产生影响的因素以及测井曲线质量的控制要求，以期尽可能的规避或减小会对 测量曲线质量产生影响的因素，进一步提升阵列感应测井的测量精确度，希望能够给读者带来启发。

关键词.•阵列感应测井；地层电导率；阵列感应曲线区别于常规感应测井，阵列感应测井是利用软件聚焦方法在原 始测量信号的基础上，生成多条不同径向探测深度并且具备多种纵 向分辨率的电阻率曲线的测井方式，具备分辨率统一、纵向探测分 辨率高、径向探测深度大、侵入反映明显等诸多优势，可以为探测 人员提供更为精准的探测信息。

1阵列感应测并的基本原理感应测井作为传统的电法测井方法之一，主要是利用电磁感应 原理测量地层电阻率的方式明确测量目的地层情况，具体来说，在 测量过程中，首先，感应测井可以通过为发射线圈通一定频率交流 电的方式，在线圈周围构成变化的电场；其次，依据电磁感应定律 可以知道，变化的电场将会产生变化的磁场，而变化的磁场可以在 测量井周围的地层中产生感应涡流；再次，这一涡流的出现又会生 成二次磁场，在二次交变磁场的作用下，接收线圈内将会产生二次 感应电动势，并且电动势的大小与地层电导率以及二次磁场的大小 之间存在着直接的联系，即地层电导率越大变化磁场产生的感应涡 流越大，产生的二次磁场也将会越大；最后，工作人员就可以借助 仪器刻度，将接收线圈中产生的感应电动势转化为地层的电导率，进而明确探测地点的实际地层情况。

相较于传统的聚焦感应测井来 说，感应测井因无法有效去除二维围岩、井眼等环境因素的影响以 及趋肤效应的影响，使得感应测井的应用范围较为局限。

第二章阵列感应测井与有限元数值计算软件ＣＯＭＳＯＬ感应测井理论，计算出视电导率。

２．４阵列感应测井线圈系的结构测井仪器的最重要部分是仪器的传感器（即探头），对于阵列感应测井仪器它的关键就是感应测井线圈系结构的设计。

阵列感应测井仪器测量采集到地层信息的质量和多少取决于线圈系结构设计的质量。

在井眼的限制条件下，经理论研究和实验证明：传统双感应测井仪器的井下聚焦线圈是同时考虑纵向特性、径向特性和环境影响最优的线圈系。

但是，阵列感应测井的线圈系井下不聚焦，井下的线圈系仅采集包含足够多的地层信息，因而阵列感应线圈系的设计与传统的双感应线圈系的设计完全不同。

在阵列感应测井的线圈系设计中，如何正确使用线圈系采集到足够的地层信息是线圈系结构设计首先要考虑的问题。

另外，我们还应考虑以下一些问题：（１）由于阵列信号要合成到多个探测深度，因而各子阵列本身的探测深度与要合成达到的探测深度有合理的关系，如两相邻子阵列的探测深度之间仅有一个合成探测深度。

（２）各个子阵列之间应保证最少的重复信息。

（３）发射线圈与接收线圈的间距应为测井时采样间距的整倍数。

（４）最短子阵列与发射线圈的间距应该考虑测量的稳定性和最大纵向分辨率（最小分层能力）。

（５）最长子阵列与发射线圈的间距应该考虑仪器的长度、趋肤效应影响和测量信号大小。

（６）屏蔽线圈的位置除考虑要抑制直藕信号外，还应该考虑提供高分辨率信息和小的井眼影响。

（７）发射和接收线圈的匝数必须为整数。

（８）各子阵列的间距应考虑缠绕线圈时的大小。

（９）各线圈系的匝数应考虑各个子阵列的接收信号强弱，使各个子阵列具有相近的测量范围。

下面介绍本文研究的仪器——阵列感应测井仪ＭＩＴ的线圈系结构：阵列感应测井仪器ＭＩＴ的线圈系是由多个如图２－３所示三线圈系子阵列组成。

发射线圈Ｔｘ、主接收线圈Ｒｘ以及屏蔽直耦分量的屏蔽线圈Ｒｂ均缠绕在同样大小的绝缘芯棒上，线圈内外是静电屏蔽的屏蔽层。

90与普通的感应测井仪相比较，阵列感应成像测井仪主要是充分利用原始测量信号，并通过合理应用软件进行聚焦合成处理的方式来具体生成不同径向探测深度下具有多种纵向分辨率以及多条电阻率曲线。

通过阵列感应测井，能够获取更加丰富的地质信息，能够取得分辨率和测量精度都较高的测井原始资料，能够针对侵入剖面进行详细描述，能够在油气层评价识别过程中发挥重要作用。

1 阵列感应基本原理感应测井主要是充分利用电磁感应的基本原理对地层电导率进行测量针对发射线圈施加一定频率的交流电之后，通过变化的电场就能够产生出时刻变化的磁场，而这种磁场能够在井周围的地层中产生反应涡流，而这种感应涡流同时又能够产生二次磁场，在此作用下，就能够在接收线圈上进一步生成一种二次感应电动式，而该电动势在很大程度上都受到涡流的影响，也就是说其与电导率之间存在紧密联系；如果地层实际的电导率比较大，那么实际产生的涡流也相对比较大，由此产生了二次磁场强度也会增加，在接收线圈中产生的电动势也会增大。

而接收线圈中实际测量得到的二次感应电动势通过测井仪器的刻度就能够将其进一步转化为地层的电导率。

阵列感应测井所遵循的基本原理与感应测井相似，在普通用测井的基础上将线圈结构按照阵列方式排列，并充分利用了8道全数字化信息采集技术[1]。

2 阵列感应测井影响因素分析2.1 仪器刻度的影响分析阵列感应测井不能直接反映地层实际的电导率，必须要对其进行刻度转化之后形成地层电导率信号。

阵列感应测井仪的刻度主要是通过刻度环进行模拟的方法在仪器测井读数以及无传播效应的测量均匀介质电导率之间建立起相互关系。

在仪器车间刻度时，要对刻度环境要求进行充分考虑。

通常情况下会在刻度工房来完成主刻度以及主校验工作，并分别在测井前后来完成测量前和测量后的校验工作。

阵列感应测井仪器刻度因子存在较大差别，因此必须要在充分保证主刻度、主校验正确的前提下才能够调用刻度，且必须要严格检查刻度数值的误差范围，这样才能充分保证测井仪器设备保持正常运行状态。

阵列感应测井特点与应用分析高杰中国石油大学（北京）测井研究中心，102200摘要：阵列感应测井具有明显的优势，已经得到测井行业的普遍认可，本文结合阵列感应测井的实际应用效果，从阵列感应测井仪器设计（仪器结构、频率等）和数据处理方法入手，力图对其特点进行客观分析，对出现的问题（精度问题、泥浆影响问题、探测特性问题等）进行客观评价，为阵列感应测井仪器研制和测井资料的充分应用提供理论和方法依据。

主题词：阵列感应测井软件聚焦仪器结构环境影响测量精度前言阵列感应测井技术出现于二十世纪九十年代初，由于比传统双感应测井测量信息多、侵入反映明显、分辨率高、探测深度深、地层电阻率测量准确以及分辨油气水明显等优点，在油气勘探开发中具有良好的应用前景[1]。

目前，商用阵列感应测井仪器主要有Schlumberger公司的AIT-B和AIT-H，Baker Atlas公司的HDIL，Halliburton公司的HRAI和俄罗斯的HIL及其高频等参数测井（VIKIZ）仪器，前三家公司的仪器均在中国油气田开展测井服务。

国内许多测井公司已经购买了阵列感应测井仪器，同时，中国已经研制完成阵列感应测井仪器，目前正在推广应用。

阵列感应测井仪器已经得到测井行业的普遍认可，为了更好地进行阵列感应测井仪器系列选择、国内阵列感应测井仪器的研制和资料实际应用，有必要结合阵列感应测井的实际应用效果和特点，从阵列感应测井仪器设计和数据处理方法入手，对现有仪器进行客观分析和评价。

本文主要以AIT、HDIL和HRAI为例，进行相关问题的说明。

一、阵列感应测井仪器设计特点1．仪器结构和基本特性AIT、HDIL和HRAI的仪器结构和基本特性汇总在表1中。

表1 AIT、HDIL和HRAI的仪器结构和基本特性频率（52.65、105.3kHz）；其余4个子阵列用两个频率（26.325、52.65kHz）。

28个信号。

AIT-H：1个频率，26.325kHz。

高分辨率阵列感应在咸水泥浆侵入地层中测井响应影响因素分析及应用蒋兴才（盘锦辽河油田裕隆实业集团有限公司，辽宁盘锦　１２４０１１） 摘　要：高分辨率阵列感应（ＨＤＩＬ）的响应随测井时间、测井环境、储层性质的不同而不同。

本文以泥浆侵入地层的动态模型为基础，通过模拟咸水泥浆侵入条件下，不同孔隙度、渗透率、地层含水饱和度、泥浆滤液矿化度、地层水矿化度、温度、压差等条件下常规砂岩的ＨＤＩＬ径向电阻率分布特征和测井响应特征，确定咸水泥浆侵入条件下ＨＤＩＬ的主要影响因素。

以模拟结果为基础，利用储层ＨＤＩＬ径向电阻率的动态变化特征和模拟的储层参数评价储层的流体性质，获得了较好的应用效果。

关键词：高分辨率阵列感应测井；咸水泥浆侵入；动态模型；测井响应；影响因素 中图分类号：Ｐ６３１．８＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１９）０３—００２２—０６ 高分辨率阵列感应可以提供３种不同垂直分辨率（１、２和４英尺）和６种不同径向探测深度的电阻率测井曲线（１０，２０，３０，６０，９０和１２０英寸），可以确定原状地层和侵入带电阻率，研究侵入带的变化和过渡带范围［１］。

在实际钻井过程中，泥浆在井筒和原状地层之间压力差的作用下，会逐渐向地层深处渗透，使渗透层的径向电阻率分布趋于复杂，径向电阻率分布不仅与储层的岩性、物性、含油性有关，还与地层的温度、地层水矿化度、井眼与地层的压差、泥浆滤液矿化度等有关，同时与泥浆浸泡时间有关［２］。

本文以泥浆侵入地层的动态模型为基础，通过模拟不同条件下阵列感应电阻率的径向分布特征和测井响应特征，分析影响阵列感应径向电阻率和测井响应的因素，并利用模拟的储层参数结果进行储层流体性质分析，从而提高储层流体性质评价的精度。

１　泥浆侵入地层的动态模型泥浆滤液的侵入过程是一个多相渗透过程，地层电阻率、地层水饱和度和地层水矿化度的径向分布是一个与时间有关的动态过程。

櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆根据某一时刻地［４］　孙宏，宗秋丽，汪海燕，等．冲击试验方法标准ＧＯＳＴ　９４５４－１９７８与ＧＢ／Ｔ２２９－２００７的比较［Ｊ］．理化检验－物理分册，２０１３，４９（１２）：８２７～８３０．［５］　宗秋丽，孙宏，汪海燕，等．ＧＢ／Ｔ２２９－２００７金属材料夏比摆锤冲击试验方法简介［Ｊ］．理化检验－物理分册，２０１０，４６（３）：１９０～１９２．Ｔｈｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｂｏｕｔ　Ｃｈａｒｐｙ　Ｉｍｐａｃｔ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ＡＳＴＭ　Ａ３７０－１７ａ　ａｎｄ　ＧＢ／Ｔ２２９－２００７ＷＵ　Ｋａｉ（Ｒｏｎｇｓｈｅｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　Ｌｔｄ．Ｏｆ　Ｈｕａｂｅｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ，Ｈｅｂｅｉ，Ｒｅｎｑｉｕ　０６２５５２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｔｈａｔ　ｏｂｔａｉｎｓ　ＡＰＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅ－ｕｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）ｍｏｎｏｇｒａｍ　ｍｕｓｔ　ｃｏｎｆｏｒｍ　ｔｏ　ＡＰＩ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｔｉｖｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｎ　ＡＰＩｐｒｏｄｕｃｔ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｉｍｐａｃｔ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ＡＳＴＭ　Ａ３７０．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＡＳＴＭＡ　３７０－１７ａ＜ｓｔａｎｄａｒｄ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ＞ａｎｄ　ＧＢＴ２２９－２００７＜Ｃｈａｒｐｙ　ｐｅｎｄｕｌｕｍ　ｉｍｐａｃｔ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ＞，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｒｅｌａ－ｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｂｏｖｅ．Ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｔｅｓｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｄｅ－ｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ａｒｅ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｓｉｚｅ，ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅｓｉｚｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｅｎｄｕｌｕｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ａｒｅ　ｃｌａｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒ－ｍｉｎｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＡＳＴＭ　Ａ　３７０－１７ａ；ＧＢＴ２２９－２００７；ｉｍｐａｃｔ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｏｎ．＊收稿日期：２０１８－１２－１６作者简介：蒋兴才（１９７１－），男，工程师，长期从事石油测井工作。

阵列感应测井原理阵列感应测井（Array Induction Logging）是一种用于获取地下水文和岩性信息的测井方法。

其原理是基于电磁感应，利用工具中的多个感应线圈和测量电磁场的变化来研究地层的性质和含水情况。

本文将详细介绍阵列感应测井的原理及其应用。

一、阵列感应测井的原理阵列感应测井通过感应线圈测量地下电磁场的变化来分析地层的性质和含水情况。

其原理是基于法拉第定律和麦克斯韦方程组的电磁感应现象。

当工具经过地下时，感应线圈感应到的电磁场的变化反映了地层的电导率和磁导率的变化，从而获得地层的相关信息。

阵列感应测井工具通常由多个线圈组成，分别位于测井仪内部和侧向。

内部线圈用于感应地层中电流的分布情况，而侧向线圈则用于测量地层中电流的方向。

通过对这些电磁数据的处理和解释，可以获得地下地层的电导率和磁导率等信息。

二、阵列感应测井的应用阵列感应测井广泛应用于地下水文和岩性信息的研究。

其主要应用有以下几个方面：1. 地层电导率的研究地层的电导率是阵列感应测井的主要目标。

电导率反映了地层中的含水量和盐度等参数。

通过测量电磁场的变化，可以推断地下含水层和非含水层的位置，进而判断地下水的分布情况。

2. 岩性分析阵列感应测井还可以用于岩性分析。

不同的岩石有着不同的电导率和磁导率，因此可以通过测量电磁场的变化来判断地下岩石的类型和性质。

这对于油田勘探和开发具有重要意义。

3. 水文地质研究阵列感应测井能够提供水文地质研究中的许多重要参数，如含水层的渗透率、饱和度和盐度等。

这对于地下水资源的评估和管理非常关键。

4. 油气勘探阵列感应测井在油气勘探中也有重要的应用。

通过测量地下油气层中电磁场的变化，可以推断油气层的位置、厚度和含量等信息。

这对于油气勘探和储量评估非常重要。

总之，阵列感应测井是一种重要的地球物理勘探方法，可以提供地下水文和岩性的信息。

通过测量电磁场的变化，可以研究地层的电导率和磁导率等参数，为地下水资源评估、油气勘探和岩性分析等提供有力的支持。

水平井阵列感应测井技术研究
水平井阵列感应测井技术的原理是利用电磁场与地层之间的相互作用来测量地层电性参数。

当电磁波通过地层时，地层中的电导率将影响电磁波的传播特性，进而可以通过测量电磁波在地层中的传播速度和衰减程度来反推地层的电导率。

1.高分辨率：由于感应线圈的多点测量，可以提供更详细的地层电性参数信息，可以更准确地分辨不同地层的电性差异。

2.高灵敏度：通过对多个感应线圈测量数据的组合运算，可以消除噪音的影响，提高信号的灵敏度。

3.可高精度测井：通过对多个感应线圈测量数据的分析和解释，可以得到高精度的地层电性参数测量结果。

4.实时测井：水平井阵列感应测井技术可以实时获取地层电性参数的测量结果，提供给井下作业人员进行实时调整和决策。

该技术仍然存在一些挑战和亟待突破的问题，例如：
1.复杂地层的解释：在复杂地层中，地层电性参数的解释和解析较为困难，需要进一步的研究和改进。

2.工具设计与优化：水平井阵列感应测井工具的设计和优化是实现高精度测量的关键，需要开展更多的工具改进和测试。

3.数据解释与处理算法：水平井阵列感应测井技术产生的数据量大，对数据处理和解释算法提出了更高的要求，需要开展更多的研究和开发。

综上所述，水平井阵列感应测井技术在油气勘探和生产中具有重要的应用价值。

随着技术的不断发展和完善，相信该技术将在油气开发中发挥越来越重要的作用。