三分量阵列感应测井模拟装置

阵列感应测井原理及应用

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。在阵列感应测井中，接收线圈子阵列接收到测量信号为复信号，即R信号和X信号，R信号也称为实部信号，与发射电流相位相同或相反；X信号又叫虚部信号，与发射电流相位垂直。该阵列感应测井仪器在测井数据采集方面使用了先进的多道全数字化采集技术，能够同时采集7组子阵列在8个工作频率上的R信号和X信号，共112个测量信号。再对这些原始测量信号进行“软件聚焦”，就可得出三种纵向分辨率和六种探测深度的阵列感应合成曲线。二、在判断地层水矿化度方面的应用效果根据前期理论和实际经验可知：在渗透性地层中，当井筒内泥浆柱的压力大

磁三分量测井应用技术

磁三分量测井应用技术中国冶金勘探总公司地质处徐江（北京 1000238）上海地学仪器研究所刘晓（上海 200233）井中磁三分测量是在钻孔中，沿钻孔方向进行磁场三分量测量。它和地面磁测的本质是一样的，都是根据各种地质体存在磁性差异，而且这种差异在地磁场中会产生强弱不同的磁异常为理论依据。对这磁场种异常进行观测，并对观测结果进行分析，掌握其分布规律，就能解释推断地质体的空间规模和存在位置。对于以找矿为目的的井中磁测往往比地面磁测有更好的探测效果，因为井中磁测可以到达更接近地质体的空间观测，具有更好的异常反映。井中磁测可以说是地面磁测的空间延深和发展。一些地面磁测不能解决的问题，通过井中磁测就很容易解决。尤其是井中三分量磁测，井中三分量磁测是很有效的一种物探方法，在验证地面弱磁异常，发现和预报深部矿体，确定矿体产状，圈定矿体规模，指示矿体空间位置等方面有很大的优势。井中磁三分测量的技术特点井中三分量磁测与地面磁测相比有一些特殊性，主要在以下几个方面。 1．井中磁测受到钻孔数量的限制，一个钻孔只相当地面一条测线。这样，由于钻孔数量较少，得到的空间磁异常信息很有限。 2．由于只能沿钻孔方向测量，井中磁测得到的信息可能是钻孔周围任何方向上的地质体引起的，判别地质体的方位需要很好的分量测量精度。分量测量精度的最大影响因素是仪器定位精度。这不仅取决于三分量测井仪器本身，还要受到钻孔方位准确性影响。钻孔方位测量要借助陀螺测斜仪完成，所以分量测量的精度还会受到陀螺测斜精度的影响。 3．井中磁测有时会因钻孔穿过地质体而测到地质体内部的场强，这和地面磁测只会得到地质体外部的磁场情况是完全不同的。地面磁测是在空气进行，井中磁测在是在介质中进行，测量结果要受到围岩介质磁性的影响，而且是围岩介质的内部场。这就使得资料解释变得很复杂。 4．由于地质体是有限体积，钻孔和地质体的相对位置不同，井中磁测可以测到正向磁化和反向磁化两种情况。和地面磁测只能观测到的正向磁化相比，测量信

5700测井技术介绍—阵列感应测井原理及应用

5700测井技术介绍— 阵列感应测井原理及地质应用

目录一、前言 (1) 二、阵列感应测井原理及应用 (1) 1.阵列感应测井原理简介 (1) 2阵列感应资料处理 (2) 3.阵列感应测井的地质应用 (10) 三、阵列感应测井实例分析 (14) 1、低矿化度泥浆侵入含高矿化度地层水的储层 (14) 2、高矿化度泥浆侵入含低矿化度地层水的储层 (17) 3、在稠油井中的应用效果 (20) 4、水淹层解释应用效果 (21) 5、在判断地层水矿化度方面的应用效果 (23) 四、总结和建议 (24)

一、前言阵列感应测井是测井发展史上的一个飞跃，自从测井公司引进了阿特拉斯的阵列感应测井仪HDIL后，经过多年的使用，已经成为测井中一项不可缺少的项目，特别是在沙泥岩地层和低电阻率地层中，发挥了其它测井项目不可替代的作用。二、阵列感应测井原理及应用 1.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）及所有的奇次谐波的能量，因此每个线圈可以包括了方波频率（约等于10KH Z 共8个频率下同时进行工作。在10、30、50、70、90、110、130、150KH Z

国外阵列感应测井仪器的最新发展

国外阵列感应测井仪器的最新发展阵列感应仪器在电缆测井作业中已经受了时间的考验,用于商业化服务快接近20年了。Schlumberger公司在1991年推出了AIT仪器（Barber和Rosthal等），之后Baker Atlas公司在1996年（Beard等）、Halliburton公司在2000年（Beste 等）也分别推出了各自的阵列感应仪器。利用阵列感应仪器可以测得聚焦探测深度为10至120英寸、相应的垂直分辨率为1、2、4英尺的径向电阻率曲线。这些测井曲线从横向和纵向上对井眼及其周围地层给予了清晰的描述。近年来，感应仪器的设计者们一直都在不断努力创新,改进仪器的硬件设计和软件处理,最终提高仪器的测量精度和重复性,发挥阵列感应测井的优势,为油、气层识别奠定基础。一、斯伦贝谢公司的阵列感应成像测井仪AIT家族 AIT阵列感应成像测井仪能在不同井眼条件和环境下精确测量裸眼井地层的电导率，该电导率既是井眼深度的函数，也是径向深度的函数。阵列感应仪器的线圈阵列有多种工作频率。对接收到的信号进行软聚焦处理可以得到不同探测深度的电阻率测井曲线。多道信号处理给出了丰富而稳定的仪器响应,其径向探测深度和纵向分辨率都明显改进和提高，而且对环境影响进行了校正。利用仪器的测量结果还可实现二维（2D）电阻率成像，成像图形清晰定量地显示了层理和侵入特征。利用多种侵入特征描述参数可以表明过渡带和环空带的地层特征。可以把定量的侵入信息现场彩绘为2D含水饱和度Sw图像。继开发出用于测量井眼条件适中的地层电阻率的标准的AIT-B和AIT-C型仪器外,斯伦贝谢公司也开发出用于小井眼和恶劣环境(高温高压)条件下测井等多种类型的阵列感应仪器，组成了AIT家族。多种类型的AIT仪器可适用于不同的特殊工作环境，包括小井眼、恶劣环境下高温高压环境（HPHT）。 Platform Express Array Induction Imager Tool(AIT-H) AIT-H 仪器特别用于Platform Express 测井平台。此种仪器的长度大约只有AIT-B和AIT-C的一半，但仍可提供同样高质量的测量结果。此仪器主要用于标准的测井条件即：压力高达15,000psi(103Mpa),温度高达257℉（125℃）。最新型号的AIT-M仪器可以用于额定温度高达302℉环境下的同样的参数测量。Slim Array Induction Tool(SAIT)

三分量感应测井仪的线圈系结构设计

?开发设计? 三分量感应测井仪的线圈系结构设计党瑞荣　秦　瑶　谢　雁 (西安石油大学,陕西省光电传感与测井重点实验室　陕西西安) 摘要:三分量感应测井系统是一种全新的地层结构探测系统,它可以识别地层的三维特性,是人们认识地层特性,进行油、气储层评价的非常有效的方法。三分量感应测井仪通过布置三组相互垂直的发射-接收线圈对,可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位。文章主要从三分量感应系统线圈系的聚焦理论和方法出发,为了消除线圈间的直接耦合,提出了一套全新的线圈系结构设计方案,并对其进行了详细阐述。关键词:三分量;感应测井仪;线圈系中图法分类号:P631.8+11 文献标识码:B 文章编号:100429134(2007)0120027202 0　引　言传统的感应测井研究大多都建立在电性各向同性介质基础上,但地层的各向异性是客观存在的,尤其是在砂岩和泥岩组成的薄交互层中,各向异性现象更为明显。据统计,世界上大约30%的油气存在于砂泥岩薄互层,在我国,各向异性油气田所占的比例也非常高。因此,准确地认识这些地层的特性对于油气资源的探测和合理开发有着重要的意义。三分量感应测井系统可以很好的解决上述问题,它是一种全新的地层结构探测系统,可以识别地层的三维特性,能够探测传统方法难以探测到的薄储层、低渗透率储层。因此,目前有关三分量测井仪器的研制及相关的理论和实验研究是国内外的前沿课题,引起了测井界的普遍关注和重视。 1　三分量感应测井仪的原理与特性三分量感应测井仪与以往的感应测井仪最主要的区别就在于其线圈系的设计。以往的感应测井仪的线圈系布局都是在平行于井轴的平面内,因而只能测量垂直方向的电导率。而三分量感应测井仪按照x 、y 、z 三个方向分别布局发射和接收线圈,可以同时探测多个方向的电导率。其中,z 方向为井轴方向,其探测性能与传统方法相同,x 方向和y 方向的有用信号穿越了不同的地层,又因为其涡流的大小主要取决于相邻的低电导率地层,从而保证了不会漏测含碳氢化合物的油气储层。三分量感应测井仪的线圈系基本结构布局如图1所示[1]。图1　线圈系结构布局 T x 、T y 和T z 分别为三个方向的发射线圈,R x 、R y 和R z 分别为三个方向的接收线圈。发射线圈发射一定频率的交流电,接收线圈接收各个方向的地层信息可得到9个磁场分量,经过一定的数据处理可得到9 个电导率分量。这三组互相垂直的发射-接收线圈,可测量平行于井轴的常规磁场分量H zz ,和两个垂直于井轴的磁场分量H xx 和H yy 。此外,由于xy 和xz 平面内也设有接收线圈,可测量用以确定磁倾角和仪器方位角的两个交叉磁场分量H xy 和H xz 。其中每组三个方向的接收线圈组成基本接收单元,测量来自三个方向的二次感生电动势,多组基本接收单元构成阵列测量系列[2]。每组接收单元测得的信号经刻度后可得到九个磁场分量,即磁场张量H 通过式(1)求得。式(1)中各元素下角标的两个字符,第一个表示发射线圈的方位,第二个表示接收线圈的方位。该矩阵　基金项目:https://www.360docs.net/doc/6017040922.html,PC 中青年创新基金(04E7043)　2.陕西省教育厅专项科研项目(05J K283) 　第一作者简介:党瑞荣,男,1957年生,博士、教授、博士生导师,西安石油大学校级学术带头人,1991年毕业于南京理工大学,获博士学位,现主要从事数字信号处理及测井技术领域的教学与科研工作。邮编:710065 ? 72?　2007年　第21卷　第1期石　油　仪　器 PETROLEUM INSTRUMENTS

三分量测井方法规程

6 特种测井方法技术设计特种测井方法由于不常使用，尚无相应的规范或标准，有些方法属国际合作项目，所用仪器尚未落实，只能根据有关参考资料，编写初步技术设计。待项目落实后，再根据有关资料补充或修改设计。 6.1 井中重力测量井中重力测量主要测量重力变化值Δg，可以确定重力场、岩石的平均整体密度随深度的变化规律，一般情况下，它与岩性密度测井通常有较好的一致性，但其探测深度远大于岩性密度测井，因而可以发现钻井附近的密度异常体，这对于解释地面重力异常和地震勘探结果具有重要意义。 6.1.1 任务及目的测量井段：主孔0米到5000米；测点间距：控制测量为50米，密度边界测量应加密，总测点数控制在150左右。测量目的：测量地层密度，了解钻井附近的密度异常体和构造情况。 6.1.2 测量仪器采用引进的美国L&R井中重力仪和精密深度控制系统。井中重力仪主要技术特性见下表： 6.1.3 测量技术要求深度误差：绝对深度误差与其它测井要求相同，两种测量间距测量间的相对深度误差小于10厘米；重力测量均方误差小于20微伽；对每点仪器稳定后的测量值求平均作为最终重力值，每点测量时间约为10分钟，总测井时间小于2天。测量时，应考虑零漂的影响。

6.1.4 数据处理与解释测量数据应进行零漂、深度（井斜）、地形等校正。从校正后的重力值，给出视体密度和布格异常垂直剖面图；正反演求解钻孔外侧异常体参数或探索地层产状。 6.2 井中三分量磁测井中三分量磁测是地面磁测向井中的发展，在钻孔中确定磁场的大小和方向随深度的变化。它的特点是可以同时测得磁场的三个互相垂直分量：△Z、△X、△Y。该方法同时亦能划分磁性岩层的界面及发现井周的磁性不均匀体。 6.2.1 任务与目的测量井段：0～5000米分次完成测量；测量目的：提供井及其周围一定空间范围内地下地质体磁性、空间分布、构造和空间磁场变化规律等资料。 6.2.2 测量仪器井中三分量磁测属于国际合作项目，因客观原因，具体的仪器型号、参数尚未得知，暂按德国Braunchweig大学研制的FML磁饱和式井中三分量磁力仪考虑。测量范围±65000nT 分辨率 0.1nT 6.2.3 测量方法技术要求该方法尚无国家或行业标准，测量方法技术等可参照原地质矿产部地球物理地球化学勘查局1982年颁发的《井中磁测工作规范》和有关文献资料。 1、由测量段底部向顶部提升时连续测量测速：小于720m/h 测量精度：20 nT 采样间距：8～10cm 2、为减少外地磁场短时变化的影响，钻孔中的测量安排在夜间磁场活动平静期进行； 3、基点选择和正常场的确定在井场附近，其周围20～30米范围内无磁性干扰，建立校对仪器用的分基点，该点应与工区地面磁测基点联测，推算工区正常场值。 4、所测钻孔应是斜孔，其斜度需大于1°。其它如深度控制、重复测量长度、深度比例尺、横向比例尺、对钻孔和提升设备的要求和安全操作等和常规测井曲线基本相同。 5、井场的资料初步验收

感应测井全面

感应测井技术结题报告组员：

1.感应测井技术原理及概述感应测井是利用电磁感应原理研究岩层导电性的一种测井方法。在一个线圈中通上交流电，线圈周围就会形成交变电磁场，如果交变电磁场中有导体存在，那么在导体中会产生感应电流，这就是电磁感应原理。实用的感应测井仪式是采用聚焦线圈系的感应测井仪。由于聚焦线圈系可以看成是几个双线圈系组合而成的,因此在说明感应测井原理时,仍以双线圈系感应测井的原理为例。双线圈系感应测井仪的测井原理图如图1所示。 T为发射线圈,R为接收线圈,两个线圈相隔一定距离固定在芯棒上。当给发射线圈一个幅度和频率均恒定的正弦交流电流i时,在其周围地层中便会产生出一个交变的电磁场Υ1。在该电磁场的作用下,地层中就会感应出许多的环绕井轴的感生电流i1(涡流)。由于i1是交变电流,因此它也可以形成一个交变的电磁场Υ2,Υ2又叫二次电磁场。由于二次电磁场的存在,在接收线圈R中便产生了感生电动势eσ,又因为eσ与地层电导率有关,故称eσ为有用信号,同时,Υ1也可以直接在接收线圈R中产生一个感生电动势e0,与地层电导率无关,故e0叫做无用信号。在略去涡流间的相互作用的情况下,可以认为eσ的相位滞后发射电流I180°,e0则滞后发射电流i90°,因此eσ和e0之间存在90°的相位差,利用这个相位差,可以通过专门的检波电路把eσ和e0分开,使地面记录系统只记录有用信号eσ。对于均匀无限介质,可以把它划分为无限多个与井轴垂直的单元导电环,当环的截面积ds等于1时,常称为单元环,当发射和接收条件均已知的情况下,单元环在接收线圈R中产生的有用信号deσ与介质的电导率σ成正比,其表达式为deσ=Kgσds(1)式(1)中,K为仪器常数。它与发射电流的强度和频率、介质的导磁率、发射和接收线圈的匝数、截面积以及线圈距有关;g为单元环的几何因子。它仅与单元环的几何尺寸、单元环与线圈系的相对位置有关;ds为单元环的截面积。全部介质在接收线圈中产生的总有用信号eσ等于各个单元环分别在接收线圈中产生的有用信号的叠加,则有

阵列感应测井方法和技术进展

阵列感应测井方法和技术进展前言：就目前而言，测井的方法种类繁多，并且趋于系列化。其基本的方法有电、声、放射性测井三种。此外还有特殊方法，如电缆地层测试、地层倾角、成像、核磁共振测井。当然还存在其他形式的测井方法，如随钻测井。然而每种方法都只能反映岩层地质特性的某一侧面。在实际运用中应当综合地应用多种测井方法。[1] 阵列感应测井技术始于20世纪90年代初。阵列感应测井技术的原理是利用阵列在接受线圈集中在一侧的好处可大大缩短仪器长度。目前广泛应用的阵列感应测井有斯仑贝谢的AIT-A和AIT-H、Baker Altas的HDIL以及哈里伯顿的HRIA等。与传统的双感应和双侧向相比，具有测量信息多、分辨率高、探测深度大、反映侵入直观等优点。一、国内外研究及应用现状感应测井仪器经历了双感应测井、聚焦感应测井、阵列感应测井仪器等几个发展阶段[2]。感应测井解决了淡水和油基泥浆井中的电阻率测量问题，由于早期的普通电阻率测井、侧向测井，只能在导电的泥浆中进行测量，有时为了获取地层原始含油饱和度信息，需要用油基泥浆或空气钻井，针对这个问题，1949年Doll提出了感应测井及其在油基泥浆井中的应用理论，该理论的根据是电磁感应原理。如果忽略趋肤效应的影响，则依据电磁场Maxwell方程就可以推导出Doll几何因子表达式。1962年研制出具有商用价值的双感应测井仪器，但是该测井仪器在实际应用中出现了很多问题，例如不能进行薄层分析，分辨率低，受井眼、侵入、围岩以及趋肤效应环境影响严重等，这些不足导致测井曲线不能反映实际的地层信息。作为一维的测量和处理方法，传统的聚焦感应测井方法不能有效地消除二维的井眼、围岩，侵入等环境影响以及趋肤效应的影响。为了解决测井方面遇到的问题，二十世纪九十年代出现了新的测井方法和测井仪器——阵列感应测井方法和阵列感应测井器。该测井方法在测井过程中易于获取丰富的井下地层信息。这种测井方法不仅能有效地消除二维的环境影响，获取地层的真电导率[3]，而且使感应测井的应用范围更广泛，进行薄层分析和复杂的侵入解释，对油气储藏的准确评价具有重要的作用。 1984年，BPB公司率先推出了商用的阵列感应测井仪器（Array Induction Sonde，AIS），该仪器采用一个发射线圈和四个接收线圈的结构。主接收线圈的间距是根据传统感应测井线圈系间距设计的，采用了单频率的工作方式，所有的接收信号经数字化后再传送到地面，由地面计算机进行处理。由于径向和纵向特性不可能分别达到最优，因此它的二维特性不是最优的。1990年斯伦贝谢（Schlumberger）公司推出了阵列感应成像测井仪器（Array Induction Tool，AIT）。最初其推出的