5700测井技术介绍―阵列感应测井原理及应用.
测井技术讲座
2.5米电阻率测井(R2.5m)
一：测量原理 在井孔中如果要测量周围岩层的电阻率、 必须给介质通入电流造成一个人工电场，这 个人工电场的分布特点决定于周围介质的阻 率。因此只要测量出各种介质中的电场分布 特点，就可以确定介质的电阻率。这就是电 阻率测井的理论依据Rt=K×(U/I)。当电 极系确定后、K值是一介常数，I是一个稳 定电流。 这样当我们提升电极系时测出一条△U随井 深的变化曲线，经过横向比例刻度后、这条 曲线即成为岩石电阻率随井深的变化曲线。
F
1000
Ro m Rw
Resistivity Index,Ir
Ir
100
Rt n Sw Ro
Formation Factor,F
100
10
10
1 0.01
1 0.1 1
0.1
1
Porosity,
Water Saturation,Sw
微电极测井
一：测量原理
把三个电极放在一极板上，极板铠在一个弹簧 钢板上、贴井壁测量，电极尺寸较小、电极间 的距离较近，测量电流只流经地层一段较短的 距离便返回至回流电极。因此、它的探测深度 较浅(微梯度40mm、微电位100mm)测量的是 渗透性地层的冲冼带电阻率。 主要依据是否 存在泥浆侵入作用： 渗透层：有泥浆侵入，存在泥饼、冲洗带 Rxo≥(3～5)Rmc; 非渗透层：不存在泥饼和冲洗带。 同时测量一条微梯度曲线、一条微电位曲线
2.5米电阻率测井(R2.5m)
二：资料的应用 1、划分岩性剖面。 利用电阻率的差异将寻找的高阻层 分辨出来、然后参考SP、GR曲线划 分储集层，用曲线特征划分储集层 界面。(底部梯度电极系的极大、极 小值分别对应高阻层的底界和顶面) 2、求岩层的电阻率。 3、油田的区域对比。 4、地层层序的划分。
高分辨率阵列感应测井资料应用研究
第1章高分辨率阵列感应测量原理1.1 感应测井的回顾感应测井是利用电磁感应原理测量地层电导率，基本测量单元是双线圈系，一个发射线圈和一个接收线圈。
常规感应测井采用复合线圈系结构，根据电磁场的叠加原理，采用多个基本测量单元进行组合，即多个发射线圈和多个接收线圈进行串联，产生具有直藕信号近似为零的多个测量信号矢量叠加，实现硬件聚焦的效果，从而测量具有一种或两种探测深度的地层电导率。
感应测井主要存在以下几方面的问题。
a. 感应测井不能用来划分薄层b. 对高电率地层求得的地层真电阻率误差较大c. 对减阻侵入较深的油层不能如实反映地层电阻率1.2 高分辨率阵列感应测量原理高分辨率阵列感应测井仪仍以电磁感应原理为理论基础，其线圈系采用三线圈系结构（一个发射，两个接收基本单元）。
它运用了两个双线圈系电磁场叠加原理，实现消除直藕信号影响的目的，线圈系由七组基本接收单元（其源距为6-94英寸）组成，共用一个发射线圈，使用八种频率（10KHz、30KHz、50KHz、70KHz、90KHz、110KHz、130KHz、150KHz）同时工作(其测量电路图示意如图1-1)，共测量112个原始实分量和虚分量信号。
采用软件进行数字聚焦和环境校正，可获得三种纵向分辨率、六种探测深度的测井曲线。
第2章高分辨率阵列感应测井的数字处理高分辨率阵列感应测井在采用多种频率阵列测量的同时，应用软件数字聚焦、环境校正、和反演技术。
通过对资料的数字处理可以大大提高其测量效果。
2.1新的趋肤影响校正感应仪器是假设在均质环境中测量，其校正方法只适应于同步信号的计算，在高电导率地层该方法存在一定问题。
在双相量感应（DPIL）、阵列感应（AIT）仪器中是使用积分曲线进行趋肤影响校正，该方法克服了高电导率的影响，但在低电导率时积分信号变得不可靠。
高分辨率阵列感应数字处理采用一种新的趋肤影响校正方式，即是建立在操作频率上的一个函数，其信号变化的比例随频率而变化，该方法类似于积分法但克服了低电导率的影响。
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
二、无用信号及与有用信号关系
1、发射线圈在接收线圈出产生的磁场强度
nT S 0 I Hz 3 2L
2、在接收线圈中产生的磁通量
nT nR S 02 z H z n R S 0 I M TR I 3 2L 2 nT n R S 0 M TR I 3 2L
MTR是接收线圈与发射线圈的互感。
由于地层由无数个这样的单元环组成，这样
这个地层在单元环中产生的感应电动势为
VR K
0
gdrdz
VR K
0
gdrdz
0
gdrdz 1
VR K
上述公式成立的前提是地层的电导率σ 无限均匀， 此时均匀介质的有用信号与其电导率成正比。
一致。
5、磁场强度
磁偶极距在面积元drdz中心产生的磁场强度在
矢径方向的分量是
M cos nT S 0 I cos H 3 3 2T 2T
θ为矢径方向与M方向的夹角。
于是
0
0
nT S 0 I 1 2 H 2 sin d sin 0 T 2
Zβ
R
设发射线圈 T 通
dH’
以 固 定 频 率 （ 20kHz ）和固 定幅度的正弦 交流电，它将 在周围介质中 L 形成一个交变 电磁场。
θ0
ρR
ψ r
dz dr z
r
ρT
T
Z
β
dH’
R
线圈周围的介质可
ρR ψ
以看成是无数个截 面积 为 drdz ，半径 为r的圆环组成， 这个圆环称为单元 L 环，这种单元环是 种闭合线圈。
3700,5700,2000仪器简介要点
ECL IP S-5700测井系统ECLIPS-5700 测井系统又称加强型计算机测井解释处理系统，可完成各种常规和成像测井的数据采集和处理编辑工作。
它采用菜单驱动，具备“ help功能，便于操作。
ECLIPS 可提供广泛的诊断，如电源和遥传系统的诊断程序以及用户可选择的诊断程序。
通过图形显示和数据处理的实时显示，可不断地监视测井质量。
目前，四分公司拥有陆地车载和海洋拖撬 ECLIPS-5700 地面系统各两套，能够完成陆地、海洋各种系列、各种井型的测井服务。
一．常规测井ECLIPS-5700 测井系统可兼容所有 3700 常规测井仪器，完成对地层电阻率和孔隙度等参数的测量，其配备的井温 /泥浆电阻率短节可完成对井温和泥浆电阻率的连续测量。
ECLIPS-5700 测井系统还对 5 种常规井下仪进行了升级换代，以便更好地对地层进行测量，克服了 3700 常规测井仪器某些方面的不足，这 5 种仪器是：• 1329能谱测井仪• 2228岩性密度测井仪• 1680数字声波测井仪• 2446补偿中子测井仪• 1239双侧向测井仪1．1329 能谱测井仪技术指标⑴最大耐温：400 ° (204 C) 0.5小时350 ° ( 177C) 3 小时2(2)最大耐压： 20000PSI(137.9MPa)(1406kg/ cm2)(3)适应最小井眼： 4.75in ( 120.7mm)(4)适应最大井眼：视所用扶正器尺寸而定(5)仪器直径： 3.625in ( 92.1mm)(6)仪器长度： 7ft --3.7in ( 2.228M)(7)重量： 1421 lb( 64.4kg )(5)仪器长度： 18ft ~6.5in ( 5.652M )(8) 最大测井速度：能谱测量： 10ft/min ； 30ft/minGR 测量： 30ft/min(9) 测量范围： 0.04 ~3.5MEV(10) 最大测量范围： GR 2500APIK 100%U 250PPMTH 700PPMK U 和TH 测量值的±4%(14) 记录点：仪器底部往上 1ft ~7.2in(15) 最大抗压强度： 78000 1b( 35381kg)(16) 最大抗拉强度： 78000 1b(35381kg)2． 2228 岩性密度测井仪技术指标⑴最大温度： 400 ° (204 C) 0.5小时(11)测量精度： GR 测量值的 ±3％(12)探测深度： 12in(30 4.8mm )(13) 垂直分辨率：15in( 381mm) 350 ° ( 177 C) 3 小时 (2)最大 压力：20000PSI( 137.9MPa )(3)直径： 4.88in 123.8mm)(4)测量井眼范围： 6.0in(152.4mm)~22.0in ( 558.8mm)(6)重量： 4701b(213.2kg)(7)最大测井速度：30ft/min ( 9m/min )(8)推荐测井速：<30ft/min ( 9m/min )(9)测量范围： 1.3〜 3.0g/cc(10)重复性：Den：±0.15g/ccPe: ±2B/ePe: 0±.2B/e(1.3 to 6B/e )(12)井径：±0.3in (井眼 6in 到 16in 范围)(13)探测深度： 8.0in (203.2mm)(14)垂直分辨率：19.0in(482.6mm)(15)记录点：3ft〜2.3in (972.8mm)仪器底部往上(16)源： 4703NT CS137 2居里3．1680 数字声波测井仪技术指标350 ° (177 C) 8 小时最大耐压：20000PSI ( 137.9MPa) 1406kg/cm2)最小井眼：4.5in (114mm)仪器直径：3.38in (85.9mm)最大处仪器长度：20ft〜6.9in( 6.26m)(11)精度：Dem：±0.025g/cc(17)最大抗拉强度： 78000 1b 35454.5kg)(18)最大抗拉强度： 74500 1b 33793.kg)最大耐温：400°F(204 C) 2 小时6) 仪器重量： 3361bs( 153kg)测井速度： 60ft/min ( 18m/imn )最大测速精确度：±0.5microstcomds重复性：±1％4．2426 补偿中子测井仪技术指标最大耐温：400°F (204C) 2小时350 ° (177 C) 4 小时最大耐压： 20000PSI(137.9MPa)(1406kg/ cm2) 直径： 3.63in ( 92.1mm )4) 井眼范围：4.75in~24in ( 120.7mm~406.4mm)5) 仪器长度：7.59ft(2.31m)6) 仪器重量：1501b( 68kg )7) 最大测速：30ft/imn ( 9.0m/min )8) 推荐测速度： 18ft/imn ( 6.0m/min )9) 测量范围：-3~100 P U10) 测量精度：孔隙度 <7 P.U ±0.5P.U孔隙度 >7 P.U 测量值的±7％11) 探测深度：12in ( 3 04.8mm )12)垂直分辨率：28in(711.2mm)10) 垂直分辨率： 0.5ft ( 15.24cm)11) 探测深度：未定12) 最大抗拉强度： 17000 1bs13) 最大抗拉强度： 4000 1bs7)(13) 记录点：短源距 2.08ft (0.64m)仪器底部往上6) 重量：电子线路 1021b( 46.26kg)最大抗拉强度： 48000 1b(221778.6kg)8) 最大抗拉强度： 7400 1b( 3357.5kg)9) 最大测速： 60ft/min ( 18.3m/min )(10)测量范围：0.2〜40000Q .m(11 )泥浆类型/范围：水(基)泥浆 0.015 Q .m 到3.0 Q .m(12)精度：0.2〜2000Q .m 时，测量值的 ±5%或 ±0.06 Q .m 2000~40000 Q .m 时测量值的±5 %或±0.025重复性(最大温度时)：读值的±5%13)垂向分辨率： 2ft(0.61m)14 )径向探测深度：深标准模式 55in(1.397m)长源距 2.5ft (0.76m)仪器底部往上(14)最大抗拉强度：78000 1bs15)最大抗拉强度： 122000 1bs5． 1239 双侧向测井仪技术指标最大耐压： 20000PSI(137.9MPa)(1406kg/ cm 2) 直径：电子线路 3.36in( 85.3mm)线圈系 3.62in(91.2mm)井眼范围： 5.5in ~24in (139.7mm ~576.mm)仪器长度： 18ft ~9.6in ( 5.73m)1) 最大耐温：350° F (176 C) 2小时2) 4)深格宁尼根模式42in（ 1.067m）浅增强模式31in（0.787m ）浅标准模式18in（0.457m）15）记录点：从电极系往上 6ft （1.83m）二．成像测井我公司购进的 ECLIPS-5700 测井系统，其配套的成像测井仪主要包括： 1、核磁共振测井仪（ MRIL ） 2、环周声波扫描成像测井仪（ CBIL ） 3、电成像测井仪（ STAR） 4、多极子声波成像测井仪（ MAC ） 5、扇段（分区）水泥胶结测井（ SBT ） 6、阵列感应测井仪（ HDIL ）1、核磁共振测井地质应用（MRIL-C ）核磁共振测井直接测量岩石孔隙中的流体,对岩石骨架没有响应。
声波测井仪器Acoustic Tools 5700ppt课件
声波仪器
精选ppt
1
Piezoelectric Transducers T
CDLC
+ -
R
精选ppt
2
Piezoelectric Transducers
T
R
精选ppt
CDLC
T R
3
Slowness Measurement
AT
B
TR
CDLC
Dt = (A+B+C) / TR
C R
©©20200200BaBkaekreHr HuguhgehsesInIcnocroproproartaetdedAlAl lrligrihgthstsrerseesrevrevde.d.
精选ppt
13
C d l c ktkf
Dipole in the Presence of Azimuthal Anisotropy
S1
(Fast)
N
q
-+
Dipole
S2 (Slow)
CDLC
596117.ppt
©©20200200BaBkaekreHr HuguhgehsesInIcnocroproproartaetdedAlAl lrligrihgthstsrerseesrevrevde.d.
CDLC
精选ppt
19
1667EA 仪器特性
CDLC
Tool Diameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.38 in. (85.7 mm) Make-up Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 ft. 9.8 in (2.38 m) Weight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 lbs (61.69 kg) Maximum Logging Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 ft/min (18
阵列声波测井原理
阵列声波测井原理阵列声波测井是一种利用声波技术来测量井壁岩石物性参数的方法。
它利用了声波在不同介质中传播速度不同这一物理现象，通过测量声波在岩石中的传播速度和衰减程度，进而推算出井壁岩石的物性参数，如泊松比、弹性模量、密度等。
阵列声波测井是一种非侵入式的测井方法，即不需要对井壁进行钻孔或取心样，而是通过在井内下放一根带有多个声波发射器和接收器的探头，将声波信号发射到井壁上并接收反射回来的信号，从而实现对井壁岩石物性的测量。
阵列声波测井的优点在于其高分辨率和准确性。
由于其探头上带有多个声波发射器和接收器，可以在一个测量位置进行多次测量，从而获得更加准确的数据。
此外，阵列声波测井可以获取更加详细的井壁岩石物性信息，如各向异性、孔隙度、渗透率等，进而为油气勘探和开发提供更加准确的地质数据支持。
阵列声波测井的应用范围非常广泛。
它可以用于不同类型的油气储层和地质构造的测量，如碳酸盐岩、砂岩、页岩、裂缝岩等。
此外，阵列声波测井还可以用于水文地质、矿产资源勘探、地下工程等领域的测量。
阵列声波测井的测量原理主要包括传播时间测量、振幅衰减测量和相位测量。
其中，传播时间测量是最基本的测量方式，通过测量声波从发射器到接收器所需的时间，可以计算出声波在岩石中的传播速度，从而推算出岩石的物性参数。
振幅衰减测量可以用来评估岩石的衰减能力，相位测量则可以用来评估岩石的各向异性。
阵列声波测井虽然具有高分辨率和准确性的优点，但也存在一些局限性。
首先，阵列声波测井需要良好的井壁条件，如平整度、光洁度等，否则会对测量结果产生影响。
其次，阵列声波测井需要高质量的数据处理和解释，否则会对数据的准确性和可靠性产生影响。
最后，阵列声波测井的成本相对较高，需要进行专业的设备和技术支持。
阵列声波测井是一种基于声波技术的高分辨率、准确性较高的测井方法。
它可以广泛应用于不同领域的地质勘探和开发，为油气产业和地质学研究提供了重要的技术支持。
ECLIPS5700测井系统自然电位测量解析
自然电位测井在泥砂岩剖面淡水泥浆井眼中，划分储集层和非储集层工作中具有非常好的效果，在碳酸盐剖面不是很咸的盐水泥浆中也多有应用。
通过对其电位曲线的分析，可以用来划分储集层、判断岩性和进行沉积相的研究、估算泥质含量、确定地层水电阻率。
ECLIPS5700测井系统1 ECLIPS5700测井系统的简要介绍ECLIPS5700测井系统由世界著名的公司阿特拉斯公司研制，该系统可以完成常规和成像测井的数据采集和处理编辑工作，该系统主要包括的设备类型为：井下仪器、计算机地面数据采集系统、测井电缆。
其内部集成有多种用途的测井仪器，可以兼容多达3700种常规的测井仪器。
其提供的基本功能有：提供井下360°的井壁成像、提供方位角、确定倾角值、确定裂缝、确定薄层的砂页比、提供高分辨率声波井径数据。
该系统采用先进的UNIX电脑系统控制，因此对此操作非常方便，操作人员只需输入一些简单的控制命令，就可以让系统自动化得开始工作，在新一代的系统中，更是完全实现了全电脑界面操作，这大大降低了对其操作的难度。
2 ECLIPS5700测井系统自然电位测量分析SP信号是它的自然电位信号，该信号的测量是以地面电极为参考的，其测量电极在沿着井轴的上下移动过程中，会产生自然的变化。
如果参考电极不同，其表达的含义也会有很大的差别，产生的自然电位也不相同。
我们常见的自然电位有：SP，地面电极和井下仪器的自然电位环之间的测量；SPDH，井下仪器的SP环和电缆外皮之间的测量。
SPBR信号，用于马笼头电极的8号电极和地面电极之间的电位的测量，采集到的信号，可以直接由地面系统所接收。
SP-BRDH信号，由马笼头的8号电极与电缆表皮之间的电位差产生的测量信号。
3 测试SP信号是否正常的方法模拟通道的检测方法，首先进入OTC，在进入1515HDIL仪器操作界面，在5756LCP接线面板的‘PANEL’一排的7芯和8芯之间加自制模拟盒，并输入100mV~1350mV的输入电压，必须注意7芯为正8芯为负，切勿接反。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 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。
2 阵列感应资料处理 2.1 趋肤影响校正 高分辨率阵列感应测井属交流电测井。测井时交变发射电流在周围介质中建立的场是交变电磁场,当电磁场以波动方式向远处传播时,相位会发生位移,而且幅度随传播距离和传播常数的增加而按指数规律衰减,这种现象称为趋肤效 应。 图2-2-1中第一道为井径曲线和自然伽玛曲线;从第二道到第八道是 0-6 图2-2-1、测量数据受趋肤效应影响示意图 子阵列的原始测量数据;第九道为经过多频趋肤校正后的全部子阵列数据。从图中可以看出,在一般正常情况下,对于浅子阵列而言,其测量值随工作频率的增加无明显的变化,说明浅子阵列由于其径向探测深度较浅,电磁波在地层中的传播距离较短,受趋肤效应的影响较小;而深子阵列的测量值随工作频率的增大变化比较大,说明深子阵列的径向探测深度较深,故而受趋肤效应的影响较大。而且发现在泥岩地层深子阵列受到的趋肤效应影响比在砂岩地层的影响大。说明随着地层电导率值的增加,各个子阵列的测量值受趋肤效应的影响程度增加。理论和实践都说明阵列感应的测量值受趋肤效应影响的程度主要受地层电导率值和测井仪器工作频率的控制。
在前期的感应测井解释处理中,一 般都采用与实部(R 信号一起测
量的虚部(X 信号对其进行趋肤 效应校正。但是在实践中发现,由 于虚部(X 信号容易受到测量环 境的影响(例如泥浆滤液中含磁性 物质的影响,特别是在低电导率 地层中虚部(X 信号测量精度较 低,校正后的感应测量值与实际地 层电导率值的误差较大。高分辨率 阵列感应在实际处理过程中,采用多频趋附校正技术进行趋肤影响校正,较好的解决了这一问题(见图2-2-2。该项校正技术认为在实部(R 信号中,即使是最浅的零子阵列中最小工作频率10KH Z 的测量值,都离道尔(Doll 极限相距甚
远,因此不可能简单的使用某一频率的测量值来代表零频时的地层电导率值。但是通过分析发现,这些测量值之间具有较好的相关性。可以采用数学方法对每个测量深度点上的每个子阵列在不同工作频率上的测量值进行最佳曲线拟合,然后将该拟合曲线外推至零工作频率时的电导率作为真实地层的电导率值(即经过趋肤校正后的地层电导率值。通过多频趋肤校正改进了测井仪器响应和地层电导率之间的线性关系,从而确保了在均质地层中电导率测量值的正确性。
2.2 井眼校正 图2-2-2、多频趋肤校正图 高分辨率阵列感应测井仪由于采用了简单的三线圈系作为基本的阵列测量单元,其原始测量值受井眼影响比常规聚焦型感应测井仪器更严重。阵列感应实际处理中,井眼校正是最重要的部分。图2-2-3给出了经过多频趋附校正后的7个子阵列几何响应图。
从图2-2-3中不难看出,以正峰和负峰形式表示的测量敏感区主要集中在接近测井仪器轴附近的地方,即测井仪器和井筒之间的区域会对测量值有较大的影响,而且对于几个浅子阵列的影响最大,也就是说浅子阵列受井眼的影响最大。感应测井响应的本质特性使它不可能只依赖信号处理技术,就能从浅子阵列测量值中自动去除井眼的影响,因此必须在合成感应测井曲线前对阵列感应测量值进行井眼校正。根据道尔的几何因子理论,可以得到以下井眼校正公式: 1(*G G F m meas −+=σσσ G G m meas F −−=1*σσ σ 井眼校正公式中:σmeas 为测量的电导率值。σm 为泥浆电导率值。σF 为地层真实的电导率值。G 为井眼几何因子。 图2-2-3、经多频趋附校正后的几何响应函数图
一般情况下,根据这个经验公式进行井眼校正的方法称为标准井眼校正法,这种方法认为井眼信号是泥浆电导率(σm 、井眼尺寸(r 、仪器偏离距(x
和测量的电导率值的函数。该方法要求准确知道井中每一个深度点上的泥浆电导率(σ
m 、井眼尺寸(r、仪器偏离距(x。 由于在测井过程中不可能十分精确的获取到上述参数,高分辨率阵列感应测井仪在采用标准校正方法进行井眼影响校正的同时,另外设计了一个以2D模型加偏心效应为基础的正演模型来进行井眼校正。这个模型的理论基础是对一个泥
浆电导率(σ m 周围为均匀地层电导率(σ f 的柱状井眼环境中的麦克斯韦方 程的求解。正演模型假定仪器轴心是与井轴平行,测井仪器可以置于井内的任何地方,其偏离距(仪器与井壁的距离可以是任意数值。该正演模型假设泥浆电 导率(σ m 、井眼尺寸(r、仪器偏离距(x和地层电导率(σ f 这四个参数 为已知。然后分别计算仪器对这些测量条件的响应,可以知道该阵列感应测井仪
器所接收到的任何一个测量信号都是这四个环境参数(σ m 、r、x、σ f 的函数。 在下面四个环境参数变化范围内,利用这个正演模型分别计算不同工作频率下,每一个接收子阵列的R相位和X相位上测量到的响应。这四个环境参数变化范围
为:泥浆电导率(σ m 和地层电导率(σ f 值为0.01—50000毫西门子/米;井 眼尺寸(r的值为5—16in;仪器偏离距(x的值为0.25in到仪器居中。从这个响应的范围表中可以看出该阵列感应测井仪可以在水基和油基泥浆的情况下进行井眼校正。利用这些实验数据,计算出了由最小二乘法拟合得到的多项式近似值。从而提高了井眼校正的速度。而在实际测井过程中,求取准确的地层电导率是阵列感应仪 器测井的目的,因此必须把这个正演模型反过来,建立一个基于原始测量数据和三个井眼参数(σ
m 、r、x为已知的反演模型,以便就一组给定的测量信号求解地层电导率。在实际处理过程中,它首先采用三个浅接收子阵列(即6in、10in、15.7in子阵列的测量值来尝试重建这个井眼参数组。采用这种方法是因为浅子阵列的测量值中包含大量的井眼信息,但由于这三个浅子阵列在探测范围上有相当大的重复,因此其所包含的井眼信息不足以同时求解所有的井眼参数。实际上通过三个浅子阵列测量值的反演能够准确确定的井眼参数只有两个,由于地层电导率始终是未知的,因此靠这种反演方法确定的井眼参数就只有一个,也就是说使用这种方法能够优化一个不确定的井眼参数,另两个参数必须靠其它测量方法获得。一但找到一套适当的井眼参数,就可以通过最小平方技术,将阵列感应仪器测量响应与模型测量响应之间的偏差降至最小,估算出
最佳平均地层电导率(σ。再利用计算出的最佳平均地层电导率(σ,对全部接收子阵列由正演模型直接计算井眼的校正量。这种井眼校正的方法称为自适应井眼校正法。利用这种方法能够求解四个环境参数(σm 、r 、x 、σf 的任意组
合以便与浅子阵列的数据相匹配。因此即使井眼参数不准确仍能得到较好的结果。
图2-2-4是一个用自适应井眼校正法和标准井眼校正法进行井眼校正的对比图。图中的第一道为XY 双井径曲线和自然伽玛曲线;从双井径曲线中可以看出该段井眼垮塌比较严重,测井仪器在这种情况下一般都会存在偏心现象,即使