测井仪器方法及原理
如何进行电磁法测井与数据解释
如何进行电磁法测井与数据解释电磁法测井是一种常用的地球物理勘探方法，用于探测地下的岩石和土壤的电磁特性，从而获取地下地质信息。
本文将介绍电磁法测井的基本原理、常见的测井仪器以及数据解释的方法。
1. 电磁法测井的原理电磁法测井是通过在地下传输人工产生的电磁场，然后测量地下岩石或土壤对电磁场的响应，以推断地下结构的一种方法。
在电磁法测井中，通常会使用不同频率的电磁场，以便探测不同深度的地下层。
2. 常见的电磁法测井仪器2.1 周期性极化电磁法测井仪器周期性极化电磁法测井仪器是一种较为常用的设备，可以快速获取一定深度范围的地下电磁响应信息。
它通过改变电磁场的频率和方向，来探测地下的电性差异。
2.2 宽频电磁法测井仪器宽频电磁法测井仪器是一种可以提供更广泛频率范围的仪器，可以更准确地探测地下介质的电性特征。
这种仪器在反演地下介质电阻率方面具有较高的分辨率和精度。
3. 电磁法测井数据的解释方法3.1 反演方法数据解释是将测井数据转化为地下结构信息的过程。
其中，反演方法是一种常用的数据解释方法，通过数值模型和计算方法，将测量的响应数据与地下模型进行比对，最终得到地下结构参数的估计值。
3.2 统计分析方法除了反演方法外，统计分析方法也常用于电磁法测井数据的解释。
这种方法通过对大量数据进行统计和分析，找出其中的规律和特点，从而获得地下结构的一些统计特征。
4. 电磁法测井在地下水、矿产勘探中的应用电磁法测井在地下水和矿产勘探中广泛应用。
在地下水领域，电磁法测井可以帮助确定地下水的存在与分布情况，为地下水资源的合理开发提供重要信息。
在矿产勘探领域，电磁法测井可以帮助寻找金属矿床、煤层、油气藏等矿产资源。
5. 电磁法测井技术的发展趋势随着科学技术的不断进步，电磁法测井技术也在不断发展。
未来，电磁法测井仪器将更加小型化、轻便化，数据解释方法将更加精确和高效，从而进一步提高电磁法测井的应用效果。
总结：电磁法测井是一种重要的地球物理勘探方法，通过测量地下岩石或土壤的电磁特性，可以获取地下结构的信息。
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 -。
八侧向测井原理
八侧向测井原理八侧向测井原理是一种常用的测井方法，用于获取地下岩石的物性参数。
它通过测量岩石在不同方向上的电阻率，来推断地层的性质和构造。
本文将详细介绍八侧向测井原理的基本概念和应用。
八侧向测井原理是利用地下岩石的电导率差异来进行测井的方法。
地下岩石的导电性与其孔隙度、孔隙液体的导电性以及岩石骨架的导电性有关。
通过测量不同方向上的电阻率，可以推断地下岩石的孔隙度、孔隙液体的电阻率以及岩石骨架的导电性。
八侧向测井的测井仪器通常由八个电极组成，分别布置在测井工具的八个侧面。
测井工具垂直下入井下，通过电极与地层接触。
在测井过程中，通过测量电极间的电阻，可以得到地层在不同方向上的电阻率。
在进行八侧向测井之前，需要进行校正工作。
校正是为了消除井壁效应和电极接触不良等因素对测量结果的影响。
校正方法通常包括进行电极校正、井壁效应校正和滤波处理等。
校正后，可以得到更准确的测井数据。
八侧向测井原理的应用非常广泛。
首先，它可以用于地层的岩性识别。
不同类型的岩石具有不同的电导率，通过测量地层在不同方向上的电阻率，可以推断地层的岩性。
其次，它可以用于油气藏的评价。
油气藏中的油气具有较高的电阻率，而岩石和水具有较低的电阻率。
通过测量地层的电阻率，可以推断油气藏的分布和含量。
此外，八侧向测井还可以用于水文地质勘探、地下水资源评价和岩石工程等领域。
八侧向测井原理虽然在地质勘探中具有广泛的应用，但也存在一些限制。
首先，电阻率测量受到地层中的含水状况和孔隙度等因素的影响。
在含水状况较差的地层中，电阻率的测量结果可能不准确。
其次，八侧向测井需要与地层直接接触，因此只能在井下进行。
在地层未被钻井的地区，无法进行八侧向测井。
此外，八侧向测井的分辨率较低，无法对细小的地层变化进行准确的测量。
八侧向测井原理是一种常用的测井方法，通过测量地层在不同方向上的电阻率，来推断地下岩石的性质和构造。
它在地质勘探、油气评价和水文地质勘探等领域具有广泛的应用。
测井仪器方法及原理第二章5
m， n
S ij
K r 4 i， j1
I
m， n
W ij
i， j 1
（2-65）
上式中的
S ij
、W
ij
见p127页（2-63）和
（2-64）。
点状法计算的刻度系数K D 与积分法计算的 刻度系数 K 是有差别的。当刻度环直径很大
I
时，线圈可以当作点状，积分刻度系数和点状
I
e C
e C
e j
CZ Z
（2-52）
式中 Z为刻度环的阻抗。
Z R j(L 1) R jX Z e j C
式中 R、 L、 C分别为刻度环的电阻、电感、
电容。
由刻度环中的感应电流所建立的电磁场，在接
收线圈中所产生的感应电动势为：
e
2
rej
m，n
Kg
R
Z
ij ij i，j1
m ， n
刻度系数KC需要根据定义计算。根据（254）式，刻度系数KC为：
m，n
K g ij ij
K C
2rg 2r
i，j1 m，n
K ij
i，j1
（2-60）
当刻度环的直径比各个线圈长度大很多时，
可以将线圈视作点状，同地层单元环模型中的
线圈系系数、几何因子的计算公式一样，那么
刻度系数记为KD：
K D
r 4
一、刻度原理
把刻度环套在线圈系的记录点上，进行刻
度。刻度环相当于地层单元环，发射线圈中通
以电流
i T
，刻度环中的感生电动势为：
j r2i m Sn
e T
Ti Ti
（2-51）
C
工程测井解释技术
工程测井解释技术在测井处现有的套管监测测井仪器中，主要有以下几种测量方法：井下电视、脉冲回声仪（PET）、磁测井、多臂井径（MAC）、井温以及水泥胶结评介测井仪（CBL）。
以下将简单地介绍这几种方法的测量原理及解释方法。
资料解释1 .井下电视资料解释：变形：套管变形，发射波回不到换能器，则在照片上呈现黑影，黑影的大小反映变形的部位和形状。
图纸上呈现4条黑影的图像可以解释为套管椭圆变形。
孔洞：孔洞部分套管缺失，往往伴随着外漏，图纸上呈现小黑斑。
破裂：套管在固井水泥返高以上形成垂直裂缝内径变大的特征，在固井段呈不规则裂缝，在图纸上呈条形黑影。
错断：错断套管主要集中在射孔井段，断开点在接箍处尤多，断开区呈现黑色，黑影长度为断距。
腐蚀：套管内壁由于腐蚀产生深浅不等的锈斑，在图纸上显示为鱼鳞状黑斑。
综上所述。
超声电视法通过图纸上的黑影特征来判定套管的损伤类型，但是破洞、变形、套管壁上的附着水泥块等因素都显示为黑影。
因此，当黑影特征不明显时则产生多解性，只有通过多种方法综合解释才能得出正确结论。
2.多臂井径资料解释：整圆腐蚀：最大、最小井径均增大，剩余壁厚减小；半圆腐蚀：最大井径增大，最小井径基本不变，剩余壁厚减小；套管缩径：最大、最小井径均减小，剩余壁厚增大；套管椭圆：最大井径增大，最小井径减小，剩余壁厚减小；套管破裂：最大、最小井径均增大（有明显异常，一般数值大于130mm，或参考射孔段对比），剩余壁厚减小；孔洞或大砂眼：最大井径增大（有明显异常，一般数值大于130mm，最小井径基本不变或参考射孔段对比），剩余壁厚减小。
3.磁测井资料解释：一般情况下，由于我们将套管的磁导率电导率作为常数，但实际上每两根钢级相同，规格相同的套管磁导率、电导率均不相同，故资料解释上将每一根套管作为独立单位来处理。
腐蚀：壁厚变小〈相对于同一根套管的壁厚最大值〉。
外腐蚀的判断为：壁厚变小，井径基本不变；内腐蚀的判断为：壁厚变小，井径变大；穿孔的判断一般情况下，与射孔段处壁厚、井径测量值比较判断。
成像测井方法简介
二、应用
1、探测深度和纵向分层能力 方位侧向LLHR的横向探测深度与深双侧向 接近；方位侧向LLHR的纵向分层能力与微球聚 焦测井接近。如图所示。
2、划分薄互层 如图所示
获取有关横波数据。
3、斯通利波方式 用低频脉冲激励单极发射器发射时，采集和
处理相应接收器接收到的单极波形数据，从而获
取斯通利波的有关数据。 4、纵波和横波方式 用高频脉冲激励单极发射器发射时，采集和处
理相应接收器接收到的单极波形数据，从而得出
纵波和横波时差。
5、首波检测方式
用高频脉冲激励单极发射器发射时，采集和处
分辨率地层倾角仪同样的结果，但提高了测井速
度。 3、测量环境 水基泥浆：泥浆电阻率小于50欧姆米，地层电 阻率与泥浆电阻率比值小于20000。 油基泥浆：当油基泥浆含水量大于30％－40％时， 也可以测井，但测井质量难于保证。
4、资料应用 （1）裂缝识别
电导率裂缝 的特点 电阻率低， 表现为暗色 可确定电 导率裂缝 的倾角及倾 向
偶极子声源 振动示意图
软地层 中的单 极子波 形
软地层中的偶 极子波形
偶极声源除产生纵波、横波外，还可以在井眼激
发挠曲波。此波具有频散性。高频传播速度低于低
频传播速度。低频时其传播速度与横波速度相同。
3、偶极声波测井仪的仪器结构
如图所示。
DSI井下仪结 构简图
1）、发射器的组成 由三个发射单元组成。单极子全方位陶瓷发射
2、划分裂缝带
1）、有效裂缝分析
当斯通利波遇到张开的裂缝时，由于裂缝
磁定位测井的原理及应用
≤2.5﹪
四、磁定位测井的施工条件
井场清洁、平整、无杂物堆放，有足够空 间摆放车辆。
二、磁定位测井的原理
当仪器沿井筒移动时，由于井筒内油筒管 和套管接箍、封隔器、配产器、配水器、导锥 等内径和管壁厚度的变化，导致仪器周围介质 磁阻的变化从而使测量线圈中的磁力线重新分 布，磁通密度发生变化，在线圈两端产生感应 电动势。磁通变化率越大，测量线圈中产生的 感应电动势就越大。
用记录仪器记录改信号随深度的变化曲线， 同时利用所测到的自然伽马曲线和原始的地层 的自然伽马曲线做对比，就可得到井下工具深 度与位置。
三、磁定位仪器介绍
仪器最大外径
38mm
仪器工作温度范围 150℃
仪器工作压力
≤70MPa
测量参数 套管接箍、自然伽玛、温度、压力﹑流量
压力测量范围
0～70Mpa
压力ห้องสมุดไป่ตู้量精度
≤0.5﹪
温度测量范围
-30～+150℃
温度测量分辨率
0.05℃
流量测量范围
0～600㎡∕每天
流量测量精度
目录
1、磁定位测井的作用 2、磁定位测井的原理 3、磁定位仪器介绍 4、磁定位测井的施工条件 5、磁定位测井的资料分析
一、磁定位测井的作用
为检验作业质量，确保井下工具下入深度， 利用油管放射性测井仪进行自然伽马磁定位测 井。测井仪器只需具有自然伽玛和磁定位两个 参数即可。用自然伽玛确定深度，磁定位测量 井下工具的相对位置，从而检验井下工具的下 入深度与设计位置的误差，及时调整下井管柱， 保证作业质量。
测井仪器方法及原理重点
精品课程作业:第一章双测向测井习题一1.为什么要测量地层的电阻率？2.测量地层电阻率的基本公式是什么？3.普通电阻率测井测量地层电阻率要受到那些因素的影响？4.聚焦式电阻率测井是如何实现对主电流聚焦？如何判断主电流处于聚焦状态？5.画出双测向电极系，说明各电极的名称及作用。
6.为什么双测向的回流电极B和参考电极N要放在无限远处？“无限远处” 的含义是什么？7.为什么说监控回路是一个负反馈系统？系统的增益是否越高越好？8.为什么说浅屏流源是一个受控的电压源？9.试导出浅屏流源带通滤波器A3的传递函数。
10.已知该带通滤波器的中心频率为128Hz，求带通宽度、11.为什么说深测向的屏流源是一个受控的电流源。
12.监控回路由几级电路组成？各起何作用？13.试画出电流检测电路的原理框图，说明各单元的功用？14.双测向测井仪为什么要选用两种工作频率？15.测量地层冲洗带电阻率的意义是什么？16.和长电极距的电阻率测井方法相比，微电阻率测井方法有什么异同？17.为了模拟冲洗带电阻率R xo为1000Q - m和31.7Q • m，计算出微球形聚焦测井仪的相应刻度电阻值R(K=0.041m)。
18.为了测量地层真电阻率，应当选用何种电极系？19.恒流工作方式有什么优点？20.求商工作方式有什么有缺点？21.给定地层电阻率变化范围为0.5〜5000Q - m，电极系常数为0.8m，测量误差8为5%，屏主流比n为103，试计算仪器参数：G、G、G j、W0、W lmax、r、E(用求商式)。
V第二章感应测井习题二1.在麦克斯韦方程组中，忽略了介质极化的影响，试分析这种做法的合理性。
2.已知感应测井的视电导率韦500 (Ms/m)，按感应测井公式计算地层的真电导率，要求相对误差小于1%。
3.单元环的物理意义是什么？4.相敏检波器可以从感应测井信号中检出有用信号，那么，为什么在设计线圈系时好要把信噪比作为一个重要的设计指标？5.画出1503双感应测井仪深感应部分的电路原理框图，说明各部分电路功能。
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侧向测井仪器测量原理
图1-3 三侧向测井仪电极系和主电流层示意图
三侧向测井仪器测量原理
I
VM
4 AM
VN
I 4 AN
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普通电阻率测井原理 （电阻率公式推导）
• 由上两式可得M、N两点间的电位差V为
V V V MN I M N 4 AM AN
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普通电阻率测井原理 （电阻率公式推导）
• 显然M、N间的平均电阻率 为
4 AM AN V
MN I
•令
FRw
S
2 w
（1——2） 上一页 下一页
电阻率测井解释基础（阿尔奇公式）
式中：
ρ —地层电阻率；
RW—地层水电阻率； SW—地层含水饱和度； F —地层因素。
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第一节 普通电阻率测井原理
• 为测量某一电阻的阻值R，可应用一个电 源给该电阻供电，测量流过该电阻的电流I 和电阻两端的电压降V,由欧姆定律（1—1） 式即可求出该电阻的阻值。
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普通电阻率测井原理
• 由上面普通电阻率测井原理我们知道，在 存在盐水泥浆和膏盐的地层中， 由于其电 阻率很低，分流作用非常强，使普通电阻 率测井无法进行。为了改善该情况，人们 提出了电流聚焦测井方法。
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电流聚焦测井方法
普通电阻率测井方法是把供电电极当成 点电极，电流是沿以点电极为球心的球的 半径方向，向四面流动，其等电位面是球 面。在实际测井中，电极是柱面，周围的 盐水泥浆也是柱壳，实际地层也是层状， 而非均质无限大，这就破坏了普通电阻率 测井的基本假设。
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普通电阻率测井原理
• 回顾： 普通电阻率测井方法是利用欧姆定律，测量地层电
阻率的一种方法。设置不同的电极系，会有不同的电极 系系数K，K是常数且只与电极系的几何参数相关。基本 假设是： 1. 地层为均匀无限大。 2. 电极系的电极为点电极。
所采用的电阻率计算公式是：
KU
I
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普通电阻率测井原理
• 供电电极A、B和测量电极M、N的组合称为电极 系。由式（1-5）可以看出，电阻率与M、N之间 的电位梯度有线性关系。因此，这种电极系称为 梯度电极系。M和N的中点为电极系的深度记录点。 如果把N电极移至“无限远”处，则可由（1-3） 式计算出电阻率。这时，电阻率与M点的电位成 线性关系。这种结构的电极系称电位电极系。A 与M的中点为电位电极系的深度记录点。根据互 换原理，供电电极A、B与测量电极M、N互易位 置，所以电阻率的值不变。
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第一节 普通电阻率测井原理
图1-1 普通电阻率测井法示意图
供电电极A处在井下需要测试的某深度处，回流电极B 放在距电极A无限远的地方，在距电极A一定距离处放置一 对测量电极M、N，进行电位差测量。
上一页下一页普通电来自率测井原理假定电极为点电极，介质是均匀无限大，介
质电阻率为ρ。则从电极A流出的电流呈辐射状 向四面八方均匀散开，等电位面是以A为球心的 球面，如果测量电极M，N与供电电极的距离分 别为 AM 、AN（注意电阻率ρ的量纲为Ω·ｍ，长 度量纲为m）则M、N点的电位分别为：
K 4 AM AN
MN
电极系系数
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普通电阻率测井原理 （电阻率公式推导）
• Ｋ称为电极系系数，量纲为m。
• 显然K只与测井仪器的几何参数有关，不同的仪器有 不同的电极系，因而有不同的电极系系数。它可以 用理论或实验方法求得。
• 因此，可以得到电阻率测井的电阻率公式为：
KU
I
(1 3)
电流聚焦测井方法
• 既然在实际测井中，电极是柱面，周围的盐水 泥浆也是柱壳，地层是层状，沿径向是均匀的， 那么能否将电流设计成沿径向流动，这样，虽然 盐水泥浆（均质）的电阻率非常小，但它与径向 均匀的地层电阻是串联关系呢？
• 据此，人们设计了电流聚焦式侧向测井仪。
电流聚焦测井方法
图1-2 电极系、地层、岩盐的相互关系示意(三侧向）
测量的物理量和物理基础
• 某地层的电阻率 ρ（单位 Ω·ｍ ），用阿尔奇公式 与地层参数联系。
• 测量方法所用的物理定律：欧姆定律
RV I
（1——1） 上一页 下一页
电阻率与地层参数之间的关系
• 双侧向测井是应用最广泛的一种电阻率测井方法，它测量地层电阻率。 自然界中不同岩石和矿物的导电能力是不相同的，尤其地层中所含流 体性质不同时，导电性能差别很大。因此，电阻率是地层的重要物理 参数之一。在油气井中进行电阻率测井是我们寻找和定量确定油气存 在的基本方法。根据所测到的电阻率，可以区分含导电流体（如盐水、 泥浆滤液）的地层和含非导电流体（如油气）的地层，应用阿尔奇公 式，可以计算出地层中油、气、水的比例：
电流聚焦测井方法
• 和普通电阻率测井的主要区别在于其电流 沿测井仪的径向流入地层，即主电流是被 聚焦以后才流入地层的。如何产生这样的 电流，将在后面介绍。
电流聚焦测井方法
• 如图1-2所示意的测井原理，主电极所发 出的电流，理想情况下，最终形成的等电 位面是与电极柱面同心的柱面。现在以三 个电极的三侧向测井仪器为例，说明侧向 测井仪器的原理。