地球物理测井8(感应测井)

1、8 感应测井（感应测井（IL）8 感应测井（感应测井（IL）ESES、LLLL和微电阻率测井的应用条件：和微电阻率测井的应用条件： 它们通过主电流场中的主电流（它们通过主电流场中的主电流（I I0 0）与电位差（与电位差（U U）确定地层的电阻率。）确定地层的电阻率。所以其应用条件为：所以其应用条件为： 井内的流体必须是导电的（即能使井内的流体必须是导电的（即能使主电流能进入地层并形成电流场）。主电流能进入地层并形成电流场）。 测量结果主要由地层确定。测量结果主要由地层确定。 0IUKRa8 感应测井（感应测井（IL）井内流体的类型与导电性：井内流体的类型与导电性： 气体：不导电气体：不导电

2、油基泥浆：不导电油基泥浆：不导电 淡水泥浆：导电（电阻率较高）淡水泥浆：导电（电阻率较高） 盐水泥浆：导电（电阻率较低）盐水泥浆：导电（电阻率较低） 可以看出只有第可以看出只有第、两种情况下，前述两种情况下，前述的测井方法才可用，而且淡水泥浆对侧向的测井方法才可用，而且淡水泥浆对侧向测井的影响较大测井的影响较大, ,盐水泥浆对盐水泥浆对ESES测井的影测井的影响较大响较大。 8.1.1 仪器的结构仪器的结构 其仪器的主要部分其仪器的主要部分由一系列的同轴的由一系列的同轴的线圈组成（部分线线圈组成（部分线圈是同向，而有的圈是同向，而有的是反相）。是反相）。8.1.1 仪器的结构仪器的结构 其中一

3、部分线圈用来其中一部分线圈用来发射信号（称为发射发射信号（称为发射线圈）；线圈）； 而另一部分用来接收而另一部分用来接收信号（称为接收线信号（称为接收线圈）。圈）。8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例） 岩层可认为是由许多岩层可认为是由许多的单元环组成的。的单元环组成的。dzdrds8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例） 发射线圈发射线圈T T发射高频发射高频（f=20KHf=20KHZ Z）等幅）等幅（强度恒定）的正弦（强度恒定）的正弦交流电交流电I I，其在周围，其在周围空间产生交变电磁场。空间产生交变电磁场。8.1.2 测量原理（以双线

4、圈系为例）测量原理（以双线圈系为例）单元环中的感应电动势单元环中的感应电动势dede 离单元环到发射线圈的距单元环的半径发射线圈的面积发射线圈的匝数单元环的磁导率交变电流的角频率虚数单位，TTTTTTlrsniiIlrsnide12328.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例） 单元环中的感应电流单元环中的感应电流 该电流也为交变电流该电流也为交变电流（涡流），它在空间产（涡流），它在空间产生二次交变电磁场。生二次交变电磁场。单元环的电导率单元环的电阻drdzrdedsrRdededI228.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例） 单元环在接收线圈中

5、产生单元环在接收线圈中产生的有用信号的有用信号 drdzKgdedrdzllrLLIssnndeRRTRTRTR33322248.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例） 所有单元环在接收线圈所有单元环在接收线圈R R中中产生的有用信号产生的有用信号E ER R 00drdzgKEdrdzKgdeERRR8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例）无用信号的概念与抑制：无用信号的概念与抑制： ILssnniERTRTx32drdzKgdedrdzllrLLIssnndeRRTRTRTR33322248.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈

6、系为例） 无用信号与有用信无用信号与有用信号之间具有号之间具有9090o o的相位的相位差，所以用相敏检波器差，所以用相敏检波器将有用信号与无用信号将有用信号与无用信号区分开来。区分开来。 8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例） 在均匀介质中：在均匀介质中： 可以证明可以证明: : 常数10 gdrdz 0drdzgKER8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例）在均匀介质中：在均匀介质中： KEKERR8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例）在非均匀介质中：在非均匀介质中： KERa8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）

7、测量原理（以双线圈系为例）在非均匀介质中：在非均匀介质中： 2222221122222222000HdssHdssHHdttHHddiidmmaaRahhiihhdrdzgdrdzgdrdzgdrdzgdrdzgdrdzgKdrdzKgKE8.1.2 测量原理（以双线圈系为例）测量原理（以双线圈系为例）在非均匀介质中：在非均匀介质中： 所以所以, ,测量结果是周围介质的测量结果是周围介质的综合反映即视电导率。综合反映即视电导率。 22222211222222220HdssHdssHHdttHHddiidmmahhiihhdrdzgdrdzgdrdzgdrdzgdrdzg8.2 感应测井的影响因

8、素感应测井的影响因素 井眼的影响：（井眼的影响：（m m,d,dh h）泥浆侵入的影响：（泥浆侵入的影响：（i i,d,di i）围岩的影响围岩的影响: :（s1s1,s2s2,h,h）22222211222222220HdssHdssHHdttHHddiidmmahhiihhdrdzgdrdzgdrdzgdrdzgdrdzg8.2 感应测井的影响因素感应测井的影响因素 所谓趋夫效应就是单元环之间的相互所谓趋夫效应就是单元环之间的相互作用，当地层的作用，当地层的t t很大时，单元环很大时，单元环中的涡流较大，单元环之间的相互作中的涡流较大，单元环之间的相互作用的影响就不可忽略，即对测量结果用的

9、影响就不可忽略，即对测量结果有影响。有影响。 8.3 感应线圈系的探测特性感应线圈系的探测特性 所谓探测特性是指仪器的所谓探测特性是指仪器的分辨率及测量结果与介质电分辨率及测量结果与介质电导率的关系导率的关系 8.3.1 单元环几何因子单元环几何因子g有物理意义有物理意义 可以看出，可以看出，g与单元环的与单元环的位置及大小有关，故称之位置及大小有关，故称之为单元环几何因子为单元环几何因子 。),(2333LzrfllrLgRT8.3.1 单元环几何因子单元环几何因子g有物理意义有物理意义 单元环在接收线圈单元环在接收线圈R中产生的有中产生的有用信号用信号 所有单元环在接收线圈中产生所有单元环

10、在接收线圈中产生的有用信号的有用信号ER（总有用信号）（总有用信号） （均匀介质）（均匀介质） 所以所以 drdzkgdeRkERgdrdzEdeRR8.3.1 单元环几何因子单元环几何因子g有物理意义有物理意义 即表示单位截面的单元环在即表示单位截面的单元环在接收线圈中产生的有用信号接收线圈中产生的有用信号占全部地层在接收线圈中产占全部地层在接收线圈中产生的总有用信号的百分数生的总有用信号的百分数（单位截面的单元环对测量（单位截面的单元环对测量结果贡献的大小）。结果贡献的大小）。 drdzEdegRR18.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 横向（径向）探测特性横向（径向）探测特性

11、 径向探测特性是指垂径向探测特性是指垂直于线圈系轴上不同位直于线圈系轴上不同位置的介质对总有用信号置的介质对总有用信号贡献的大小。贡献的大小。8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 径向微分几何因子径向微分几何因子Gr 物理意义物理意义 Gr是半径为是半径为r的单位的单位厚度的无限长圆筒介厚度的无限长圆筒介质对总有用信号贡献质对总有用信号贡献的大小。的大小。dzgGzrr),(8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 Gr的大小与的大小与r的关的关系系r=0.45L时：时：Gr=max（即贡献（即贡献最大）最大） r2.5L时：时：Gr很很小（即贡献很小）小（即贡献很小）8.

12、3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 说明对有用信号的说明对有用信号的贡献主要来自距井轴贡献主要来自距井轴02.5L范围内的介质，范围内的介质，且且r=0.45L附近的介质附近的介质的贡献最大。探测深度的贡献最大。探测深度与线圈距有关，与线圈距有关，L较小较小时，探测深度较浅，其时，探测深度较浅，其测量结果不能反映原状测量结果不能反映原状地层的电导率。地层的电导率。8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 径向积分几何因子径向积分几何因子Gd： 物理意义：物理意义：Gd是距井是距井轴范围的介质（圆柱状轴范围的介质（圆柱状介质）对测量结果的贡介质）对测量结果的贡献的大小。献的大小

13、。 20drddrGG8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 Gd的大小与介质厚度的的大小与介质厚度的关系。（以关系。（以L=1m为例）为例）r=0.3L时：时：Gd=0.1 井井眼的贡献眼的贡献 r=0.5L时：时：Gd=0.225井井眼及侵入带的影响眼及侵入带的影响 r=2.5L时：时：Gd=0.77 井井眼、侵入带及原状地层的眼、侵入带及原状地层的贡献贡献 r时：时：Gd18.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 径向探测特性径向探测特性双线圈系的探测深度与线圈距（双线圈系的探测深度与线圈距（L）有关，且主要取决于距井轴有关，且主要取决于距井轴0.5L附附近的介质近的介

14、质井眼及侵入的影响在井眼及侵入的影响在L较小时较为较小时较为严重。严重。 所以要想使测得结果主要反映，所以要想使测得结果主要反映，则应选择较大的线圈距（则应选择较大的线圈距（L） 8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 纵向探测特性（分辨率）纵向探测特性（分辨率） 纵向探测特性是指沿线圈系轴向纵向探测特性是指沿线圈系轴向（纵向）不同位置的介质（地层）（纵向）不同位置的介质（地层）对总有用信号贡献的大小。对总有用信号贡献的大小。 8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 纵向微分几何因子纵向微分几何因子（Gz）：）： 物理意义：物理意义： 位于仪器坐标系位于仪器坐标系中中z处的

15、薄片对测量结处的薄片对测量结果的页贡献的大小果的页贡献的大小 0),(drzrgGz8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 Gz的大小：（与位置的大小：（与位置Z有关）有关）线圈之间的水平薄层的几何线圈之间的水平薄层的几何因子因子Gz=max，且为常数：，且为常数： 线圈以外的水平薄层的几何线圈以外的水平薄层的几何因子因子Gz随随|z|的增大迅速减的增大迅速减小，即：小，即： LGz21max 28zLGz8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 说明：双线圈系的有说明：双线圈系的有用信号主要来自线用信号主要来自线圈系之间的地层圈系之间的地层（介质），线圈系（介质），线圈系之

16、外的地层的贡献之外的地层的贡献较小。较小。 8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 纵向积分几何因子纵向积分几何因子Gh： 物理意义：物理意义： Gh是厚度为是厚度为h的水平无限的水平无限大介质对测量结果的贡大介质对测量结果的贡献的大小献的大小 22hhzhdzGG8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 纵向积分几何因子纵向积分几何因子Gh： 物理意义：物理意义： Gh是厚度为是厚度为h的水平无的水平无限大介质对测量结果的限大介质对测量结果的贡献的大小贡献的大小 8.3.2 双线圈系的探测特性双线圈系的探测特性 纵向探测特性纵向探测特性 线圈系之间的介质对测量结果的贡线圈系

17、之间的介质对测量结果的贡献最大献最大 线圈系的纵向分辨率为线圈系的纵向分辨率为L，即层厚，即层厚主线圈对的主线圈对的Gz，而且在，而且在 附近复合线圈系附近复合线圈系Gz曲线变陡。曲线变陡。 时：复合线圈系的时：复合线圈系的Gz主线圈对的主线圈对的Gz，说明围，说明围岩的影响减小了。所以复合岩的影响减小了。所以复合线圈系与双线圈系相比，具线圈系与双线圈系相比，具有受井眼、侵入、围岩影响有受井眼、侵入、围岩影响较小的特点。较小的特点。 2|0Lz 2|0Lz 8.3.4 双感应的概念双感应的概念 双感应就是两种不同的探测双感应就是两种不同的探测深度的感应测井的组合。深度的感应测井的组合。 深感应（深感应（ILD）主要反映原状）主要反映原状地层的电阻率（电导率）地层的电阻率（电导率） 中感应（中感应（ILM）主要反映侵）主要反映侵入带层的电