测井方法原理12-感应测井
测井方法与原理
测井方法与原理测井是一种在石油勘探和开发中广泛应用的技术手段，其主要目的是通过测量地下岩石的物理性质，以评估地下地层中的油气储层并确定井孔的产能。
本文将介绍几种常用的测井方法及其原理。
一、电测井方法电测井是通过测量井眼周围地层的电阻率来评估石油储层的方法。
它的原理是通过向井眼中注入电流，然后测量所产生的电位差，从而计算出地层的电阻率。
电测井方法有许多具体的技术实现，如侧向电测井、正向电测井和声波电阻率测井等。
这些方法在实际应用中能够提供丰富的地下岩石信息，帮助确定储层的类型和含油气性质。
二、声波测井方法声波测井是通过测量地下岩石对声波的传播速度和衰减程度来评估石油储层的方法。
它的原理是利用井壁的物理特性和波的传播规律，通过发送声波信号并接收回波信号，从而推断出地层中的可用信息。
声波测井方法常用的技术包括声波传输率测井、声波振幅测井和声波时差测井等。
这些方法能够提供有关地下岩石的密度、孔隙度和饱和度等关键参数，对于油气勘探与开发具有重要意义。
三、核子测井方法核子测井是通过测量地下岩石散射或吸收射线的能量来评估石油储层的方法。
它的原理是使用放射性同位素或射线源，通过测量射线经过地层后的射线强度变化，从而反推出地层的性质和组成。
核子测井方法包括伽马射线测井、中子测井和密度测井等。
这些方法可以提供地下岩石的密度、孔隙度、含水饱和度以及岩石组成的定量信息，对于评估储层的含油气性能十分重要。
四、导电测井方法导电测井是通过测量地下岩石对电磁波的响应来评估石油储层的方法。
它的原理是利用电磁波在地下岩石中传播时的电磁感应效应，通过测量反射波的幅度和相位变化，推导出地层的导电性能。
导电测井方法包括感应测井和电阻率测井等。
这些方法可以提供有关地下岩石的电导率、水饱和度、渗透率和孔隙度等信息，对于确定储层的含油气性质具有重要的意义。
总结：测井方法是石油勘探与开发中不可或缺的技术手段，通过测量地下岩石的物理性质，能够评估地层的含油气性能、类型和产能等关键参数。
感应测井仪器的刻度原理及方法
感应测井仪器的刻度原理及方法
x
一、感应测井仪器的刻度原理
感应测井仪器的刻度原理是基于分析由电感耦合器产生的中心电流信号，借助改变电源驱动电压来模拟不同的测井仪器参数（反应阻抗、截止频率等），并分析电感耦合器产生的中心电流信号的幅值、频率以及它们之间的比例关系，以及电感耦合器中心电流信号的相位关系来实现刻度的原理。
而在实际刻度工作中，电感耦合器的中心电流信号作为刻度的基本变量，利用它们变化的特性，通过对应变的方法，把参数变量逐步映射到测井仪器刻度上。
二、感应测井仪器的刻度方法
1、标定法。
根据电感耦合器的特性，在产生特定中心电流信号的工作状态下，通过调节电源电压，使测井仪器模拟出不同参数，进而获得不同的中心电流信号来得到刻度。
2、系统校准法。
利用调节测井仪器的参数来对系统进行校准，主要利用分析电感耦合器中心电流信号的幅值、频率以及它们之间的比例关系，以及电感耦合器中心电流信号的相位关系来获得刻度。
3、修正法。
根据电感耦合器的特性，运用修正法，将测井仪器的参数及中心电流信号进行修正，以达到刻度的目的。
- 1 -。
测井常识
测井测井是记录钻入地壳的一口井中岩石或流体混合物不同的物理、化学、电子或其他性质的过程。
感应测井是利用电磁感应原理来研究地层电层电阻率的一种测井方法。
电阻率测井法都需要井内有导电的液体，使供电电极电流通过它进入地层，在井内形成直流电场。
然后测量井轴上的电位分布，求出地层电阻率。
这些方法只能用于导电性能好的泥浆中。
为了获得地层的原始含油饱和度，需要在个别的井中使用油基泥浆，在这样的条件下，井内无导电性介质，就不能使用普通电阻率测井方法。
感应测井就是为了解决测量油基泥浆电阻率的需要而产生的，它也能用于淡水泥浆的井中，在一定条件下，它比普通电阻率测井法优越，受高阻临层影响小、对低电阻率地层反应灵敏。
感应测井和普通电阻率测井一样记录的是一条随深度变化的视电导率曲线，也可同时记录出视电阻率变化曲线。
侧向测井是利用聚焦电流测量地层电阻率的一种测井方法。
在地层厚度较大，地层电阻率与泥浆电阻率相差不太悬殊的情况下，可以用普通电极系的横向测井，能比较准确地求出地层电阻率。
但是在地层较薄且电阻率很高，或者在盐水泥桨的条件下由于泥浆电阻率很低，使供电电极流出的电流，大部分都由井内和围岩中流过，流入测量层内的电流很少，因此测量的视电阻率曲线变化平缓，不能用来划分地层，判断岩性。
为了解决这些问题，创造了带有聚焦电极的侧向测井。
他是在主电极两侧加有同极性的屏蔽电极，把主电极发出的电流聚焦成一定厚度的平板状电流束，沿垂直于井轴方向进入地层，使井的分流作用和围岩的影响大大减小。
实践证明，侧向测井在高电阻率薄层和高矿化度泥浆的井中，比普通电阻率测井曲线变化明显。
测井系列的选择1．三侧向、七侧向、双侧向、感应测井等电阻率测井法的特点是采用了聚焦原理来加大探测深度，减小井、围岩、侵入带的影响，以便求准地层电阻率。
根据需要选用一种或两种方法。
常用深浅组合的方法，将测量的曲线进行重叠比较，可以研究储集层径向电阻率的变化，判断油气水层。
2．孔隙度测井如中子测井、密度测井、声波测井，可以定量的确定地层岩性和孔隙度。
感应测井
• 普通电阻率测井侧向以及微电阻率测井只能 在水基泥浆中使用(直流电法测井),在油基泥 浆或空气钻井中无法测量,为此设计感应测井, 它是通过研究交变电磁场的特性反映介质电 导率(电阻率)的一种测井方法
• 主要讨论: • 1:测井原理 • 2:探测特性 • 3:曲线应用
8.1感应测井原理
• 一 均匀介质电导率测量原理
•
地面仪器
• 感应测井仪器:
线圈系
•
井下仪器
•
辅助电路
• 线圈系由发射线圈T和接受线圈R组成,T和R之 间的距离叫线圈距记为L
2测量原理
假设地层以井轴为中心半径为r和 深度为z的各不相同的许多地层圆 环组成（drdz）这些圆环叫单元环 当drdz很小时，单元环可以看为交 变电磁场几何位置不同的一个线圈 则发射线圈（相当于一个磁偶极子） 在单元环产生的磁通量为：
r3 lR3lT 3
drdz
其中：SR , SMR为 1, M接 22Mn2'T nR ST SR I 4L
单元环几何因子g (r ,
z)
L 2
r3 lR3lT
3
（只与位置有关）
则单元环在接收线圈产生的电动势为：
de' K仪 g(r, z)drdz
1
nT ST r 2 2 lT 3
I
其中：I I0 e jwt发射电流强度
ST , nT发射线圈面积和圈数
井轴
dr dz
lt
Z
O r
由电磁感应原理，在单元环内产生的感应电动势为：
de
d1
dt
jwnT sT r 2
感应测井原理
感应测井原理感应测井是一种利用电磁感应原理测量地下岩石物性参数的方法。
它是通过在井内向地层发送电磁信号，然后接收地层对这些信号的响应，从而得到地层的一些物理参数，如电导率、自然伽马辐射等。
感应测井广泛应用于石油、天然气勘探和地质勘探领域，对于确定地层的含油气性、岩性、孔隙度等具有重要意义。
感应测井的原理是基于电磁感应现象。
当在地下岩石中通过交变电流时，会在周围产生交变磁场。
而地层中的导电体会对这个磁场产生响应，导致感应电流的产生。
感应电流的大小与地层的电导率有关，通过测量感应电流的大小和相位，可以推断出地层的电导率，从而得到地层的一些物理参数。
感应测井的原理可以用以下几个步骤来描述，首先，感应测井仪器在井中发射高频电磁信号；其次，这些信号在地层中传播，与地层中的导电体相互作用产生感应电流；然后，感应测井仪器接收这些感应电流，并测量其大小和相位；最后，根据感应电流的测量结果，推断出地层的电导率和其他物理参数。
感应测井的原理具有一些优点。
首先，它不需要直接接触地层，可以在井眼中进行测量，避免了传统测井方法中需要取芯的麻烦和成本。
其次，感应测井可以在井眼中实时测量地层的物性参数，为地质勘探和油气勘探提供了重要的实时数据支持。
最后，感应测井可以对地层进行全方位的测量，可以得到地层的横向和纵向分布规律，对于地质模型的建立具有重要意义。
然而，感应测井也存在一些局限性。
首先，地层中的含水量会对感应测井的结果产生影响，需要进行校正和解释。
其次，地层中的其他非导电体也会对感应测井的结果产生干扰，需要进行进一步的分析和解释。
最后，感应测井仪器本身的性能和精度也会对测量结果产生影响，需要进行仪器校准和数据处理。
综上所述，感应测井原理是一种通过电磁感应来测量地下岩石物性参数的方法。
它具有实时、全方位的测量优点，但也存在一些局限性。
在实际应用中，需要综合考虑地层特点、仪器性能和数据解释，才能得到准确可靠的测量结果。
感应测井在石油、天然气勘探和地质勘探领域有着重要的应用前景，对于资源勘探和开发具有重要的意义。
第5章-感应测井
2r
0
1 dI cos dl 2 4 R
'
L
θ0
ρT
r
r
2 2 R
cos dI '
T
Z
β dH’
由于：
R
cos
r
ρR
R
r
ψ
dz dr z
r ' dH dI 3 2 R
' Z
2
L
θ0
ρT
r
T
2、单元环在接收线圈处产生的磁通量
设接收线圈的匝数为nR，面积为S0，则
单元环在接收线圈处产生的磁通量为
表明：η=0.45附近的介质对双线圈系的测量 结果的贡献最大； 这说明：也就是说要增加双线圈系感应测井 的探测深度(r)，就需要增加线圈距L。
2、横向积分几何因子
将横向微分几何因子gr对r，可得出半径为r的 无限长圆柱体介质的几何因子，就得出横向积 分几何因子。
Gr g r dr
表示横向微分几何因子与线圈距的乘积Lgr随η （艾塔）的变化曲线，即是双线圈系的横向微 分几何因子。 当电导率不随z变化时，表示为
a g r (r ) (r )dr
0
曲线特点：当η较小时，gr几乎直线上升；当 η=0.45时，曲线到达最大值，然后下降，直至 η相当大时曲线趋于0。
一、横向探测特性（横向几何因子）
1、横向微分几何因子
将半径为r，面积为drdz的单元环微分几何因 子g对z求积分，就得到半径为r，壁厚为dr的 圆筒形介质的横向微分几何因子，记作gr
g r gdz
2K (1 K 2 ) F ( K ) (2 K 2 1) E ( K ) L
感应测井原理
感应测井原理感应测井是一种利用电磁感应原理来获取地下岩石物性参数的方法。
它通过在井眼中放置感应线圈，利用感应线圈与地层中导电性不同的岩石之间的相互作用，来获取地层中的电性参数。
感应测井原理是基于电磁感应定律和麦克斯韦方程组的物理原理，通过对地下岩石的电导率和介电常数进行测量，从而得到地层的孔隙度、渗透率、水含量等重要参数。
感应测井的基本原理是利用感应线圈在地层中激发电磁场，当地层中存在导电性不同的岩石时，这些岩石对电磁场的响应也不同。
感应测井仪器通过测量地下岩石对电磁场的响应，可以得到地层中的电性参数。
感应测井主要包括电阻率测井、自然电位测井和感应极化测井等方法，通过这些方法可以获取地下岩石的电性参数，从而推断地层的物性。
在实际应用中，感应测井广泛用于石油勘探和地质勘探领域。
通过感应测井可以获取地层的电性参数，从而识别地层中的含油、含水和含气等不同类型的岩石。
感应测井还可以帮助地质学家了解地下岩石的物性，为石油勘探和开发提供重要的地质信息。
感应测井原理的核心是电磁感应定律和麦克斯韦方程组。
电磁感应定律指出，当导体在磁场中运动或者磁场的强度发生变化时，导体中就会产生感应电流。
而麦克斯韦方程组则描述了电磁场的基本规律，通过这些方程可以推导出感应测井仪器的工作原理和测量方法。
总的来说，感应测井原理是一种利用电磁感应原理来获取地下岩石物性参数的方法。
通过对地下岩石的电性参数进行测量，可以获得地层的孔隙度、渗透率、水含量等重要参数，为石油勘探和地质勘探提供重要的地质信息。
感应测井原理的应用将会在地质勘探领域发挥越来越重要的作用。
感应测井
二 、感应测井线圈系的选择
双线圈系(一个发射线圈，一个接收线圈)的探测特性. 复合线圈系（ 多个发射线圈，多个接收线圈)的探测特性. 感应测井仪器（线圈系）的探测特性（探测深度和纵 向分辨率）是评估感应测井仪器的重要指标，它与地层
参数（如冲洗带电导率、原状地层电导率、围岩电导率）
分布有关。现在流行的横向探测深度和纵向分辨率的定 义是基于道尔（Doll）的几何因子理论发展起来的。
s
围岩
t
s
i
m
侵入带 围岩
原状地层
分区均匀介质地层模型
无用信号Vx（发射线圈和接收线圈间的直接耦合电动势）：
VX
2 i nT nR S0 I 3 2 L
将VR与Vx相比，并带入常数得
| VR | 8% | VX |
在测井中，应把VX 消除掉。为消除无用信号，一般采用 下面两个措施： 1) 采用复合线圈系，有意识地压制无用信号。 2) 利用VX与VR间90°的相位差，可在线路中加入相敏检 波器来进一步压制。
2. 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。它们分别用 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
围岩影响较大 薄层探测不准
定义纵向积分几何因子等于0.5时对应的层厚为纵向分辨率。
Cs
Ct
Cs
一个h=1m，Ct=200ms/m的水平地层，在Cs=400ms/m的围岩 中，求线圈距为1m的双线圈系在地层中点时的视电导率值和 围岩贡献的大小？ Ca=Ct*Gt+Cs*(1-Gt) 通过查图，可知Gt=0.5 Ca=200*0.5+400*0.5=300ms/m 围岩的贡献率： Cs*(1-Gt)/Ca=400*0.5/300=66.7%
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感应硬测石膏井电阻率动态104范－1围06 低，黄适铁用矿 于电10-阻4 率较低的砂
泥岩无地烟煤层。
烟煤
0.01－1 10－10000
黄铜矿 石油
10-3 109－1016
20玄21/3武/8 岩、花岗岩
600－105
27
砂西60
2021/3/8
砂西60井
3110 3120 3130 3140 3150 3160 3170 3180 3190 3200 3210 3220 3230 3240 3250 3260 3270 3280 3290 3300 3310 3320 3330 3340 3350 3360 3370 3380 3390 3400 3410 3420 3430 3440 3450 3460 3470 3480 3490 3500 3510 3520 3530 3540 3550 3560 3570 3580 3590
28
五、油、气、水层判别
判别原理
油、气基本不导电；地层水含有NaCl、KCl等盐份 而导电，矿化度越高，其导电性越好。
油、气层：电阻率较高； 水层：电阻率相对较低。
钻井时，泥浆滤液侵入渗透层，井壁附近由近及 远形成冲洗带、侵入带和原状地层。
油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分被泥浆滤
液取代，导致侵入带地层电阻率降低，在双感应曲线
2021/3/8
17
2021/3/8
18
么么么么方面
• Sds绝对是假的
2021/3/8
20
二、感应测井理论图版使用
1.影响感应测井视电导率的主要因素
主要因素
目的层厚度 围岩电阻率 井径大小 泥浆电阻率 侵入深度
2021/3/8
21
2.均匀介质传播效应校正图版
为什么均匀介质还要校正？
传播效应：电磁波在传播过程中，随着频率 及电导率的增加，造成电磁波幅度和速度衰 减并产生相移
a≠
2021/3/8
22
参见P162→图4－ 19
图版制作→据(4－41)均质地层视电导率严格解
实际使用→多为计算机拟合的多项式
1.041283 a
0.424666
2 a
0.234513
3 a
0.115745
4 a
该式对吗？
图4－19说明： 在均质地层
2021/3/8
σ 100时：σa σ
σ 100～1000时：σa σ
含油气砂岩
岩泥灰（岩灰岩、
电性 白云
好20－，10电00 阻
2－1000
岩5－、500硬石
率膏石 方 无测等油 解 水石 石井）膏值导都电15100991较性－081－低较0165差，10而 ，12 碳 电
酸 阻
率测石灰井岩值都较高。 600－6000 石墨
10-6－310-4
白云岩
50－6000
磁铁矿 10-4－310-3
34
六、计算地层含水饱和度
孔隙型储层可以近似看作均匀、各向同性介质， 可直接用阿尔奇公式计算含水饱和度Sw
主要 应用2Βιβλιοθήκη 21/3/8⑴确定基本参数
⑵地层对比 ⑶油、气、水层判别 ⑷计算地层含水饱和度
应用时，通常 将电导率转换 成电阻率
15
一、确定基跃本灰3参井3数162-3165米孔洞发育段
分层
层 厚 >3m→ 根 据 曲 线 半 幅 点 划 分 地 层 界 面 层厚<3m→地层界面向峰值方向移动
通常，用感应、自然电位、自然伽马综合分层
上表现为“正差异”，即RILD＞RILM
水层：泥浆滤液电阻率一般大于地层水电阻率，双感
＜ 应2呈021/3“/8 负差异”，即RILD RILM
29
2021/3/8
气层－厚层
30
2021/3/8
气层－薄层
31
2021/3/8
水层－厚层
32
2021/3/8
水层－薄层
33
2021/3/8
气水同层
P
0.45
a
0.45 Ra
通常取a=200、100、50 m-1.m-1(Ra=5、10、20.m) 三个数值刻度仪器→P=2.25、4.5、9→如果记录仪的 横向比例为每cm代表50 m-1.m-1 ，则对应于这三个电 阻值，检流计光点应分别偏转4、2和1cm。
有时用r=0.5m的刻度环，这时电阻P的计算公式为：
高侵效果好 低侵效果好26
四、地层对比
主与要双侧岩向石测、井矿相似物的电阻率
岩石名称
电阻率
矿物名称 电阻率
进行粘土地层对比时，通1－常200采用自石然英伽马（101G2－R1）014曲线与电
阻率页疏岩松（砂R岩ILD、RILM）12－0－曲5010线0 。
白云母 长石
41011 41011
砂 盐
泥致密岩砂地岩层导
可以以 2021/3/8
a gz
为基础进行讨论 8
☆两厚地层接触，交界面水
平 讨论
坐标原点设在界面上
(
z)
12，，当当zz
0 0
z
a 1 gz ( )d 2 z gz ( )d
z>0时
Z<0时
2021/3/8
a
1 2
(
1
2)
1 2
(
1
2 )Gz (z)
Gz (z)
2
z 0
(z)
，当
1
z
，当
2
z
h
2 h
2
|Z|≤h/2
a
2
1
2
2
Gz (z
h) 2
Gz
(
h 2
z)
Z>h/2
a
2
1
2
2
Gz
(z
h) 2
2
1
2
Gz
(z
h) 2
Z<-h/2
2021/3/8
a
2
1
2
2
Gz
(h 2
z)
2
1
2
Gz
(
h 211
z)
层厚h变化时，两个单个界面曲线形状不变， 但相互位置变化
2021/3/8
取一个半径为r的金属导线环—刻度环。在环内接一电 阻P。刻度环相当于一个视电导率为，截面积为drdz 的单元环，令环的电导＝1/P,即有：
drdz 2r 实际操作如何？
2021/3/8
p
4
单元环的导电率和截面积drdz未知，但它们的乘积 drdz可由电阻P唯一确定。而为了造成一个视电导率 a，所需要的正好是这个乘积：
g z (
)d
a
1 2
(1
2)
1 2
( 2
1)Gz (z)
0
Gz (z)
2
z
g
z
(
)d
9
半幅点
耳 朵
耳 朵
两厚地层交界面恰好在视电导率半幅点处
如果是0.8m六线圈系，则在层面上、下各 有一个“耳朵”
2021/3/8
“过聚焦”
10
☆一个视电导率为1、厚度为h的水平层夹在导电
率为2的围岩之中 坐标原点设在地层中点
σ
1
0
0
0
时
：
σa与
σ
差
别
很大 23
3.厚度－围岩校正图版 参见P163→图4－20
厚度和围岩对目的层的视电导率影响非常大，要求准 地层真电阻率，通常需作厚度与围岩影响校正
对应11种围岩导电率，制作了11张图版，均由计算 机拟合成公式，1个图版25条曲线→25个公式
厚度－围岩校正 图版适用范围
Rt 100 m
1、感应测井基本原理 2、什么是视电导率、测井视电导率构成 3、什么是几何因子，几何因子的种类与含义 4、复合线圈系的构成、特点
2021/3/8
3
第四节 感应测井仪刻度原理
前一节讲：视电导率等于二次感应电动势/仪器常数
a
VR k
gdrdz
0
为什么要刻度？
人为地造成一个已知视电导率a值，然后用这个a值给 仪器刻度：
尕斯地区多井对比
跃新2－3
跃新2-3井
3010 3020 3030 3040 3050 3060 3070 3080 3090 3100 3110 3120 3130 3140 3150 3160 3170 3180 3190 3200 3210 3220 3230 3240 3250 3260 3270 3280 3290 3300 3310 3320 3330 3340 3350 3360 3370 3380 3390 3400 3410 3420 3430 3440 3450 3460 3470 3480 3490
跃灰4
跃灰4井
2950 2960 2970 2980 2990 3000 3010 3020 3030 3040 3050 3060 3070 3080 3090 3100 3110 3120 3130 3140 3150 3160 3170 3180 3190 3200 3210 3220 3230 3240 3250 3260 3270 3280 3290 3300 3310 3320 3330 3340 3350 3360 3370 3380 3390 3400 3410 3420 3430
a
gdrdz
2r
P
g
P 2r g a
将其代入P139(4-16)，得：
P
l
m
n n 4
Tj
Rk
r3
3