電法測(cè)井1603

1、1 電法測(cè)井03 Electric Log 電法測(cè)井是以電磁場(chǎng)理論為基礎(chǔ)的測(cè)井方法的總稱(chēng)，具體的測(cè)井方法包括雙側(cè)向測(cè)井，雙感應(yīng)測(cè)井，微球型聚焦測(cè)井，微電阻率掃描成像測(cè)井等等。2問(wèn)題：如果井筒中沒(méi)有導(dǎo)電介質(zhì)，怎么辦？如空氣鉆井，油基泥漿鉆井-Oil-base Drilling.如果地層電阻率太低，側(cè)向測(cè)井的信躁比也會(huì)低。雙側(cè)向測(cè)井實(shí)際上是用地層的電阻產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)。學(xué)習(xí)測(cè)井課程，學(xué)習(xí)儀器的設(shè)計(jì)思路，以及一些可能有用的實(shí)用技術(shù)。科學(xué)研究的一般線(xiàn)索。31942年后，斯侖貝謝公司奉命為美軍研制武器。Doll推出探雷車(chē)。金屬地雷在探雷器上產(chǎn)生電信號(hào)，汽車(chē)自動(dòng)剎車(chē)。二戰(zhàn)期間，這種探雷車(chē)生產(chǎn)了200部。手機(jī)怎

2、樣接收信號(hào)？簡(jiǎn)述電磁波的傳播過(guò)程 。45電磁波傳播示意圖無(wú)線(xiàn)電收音機(jī)，手機(jī)信號(hào)的傳輸。IoNSNSI1假想的圓環(huán)61 感應(yīng)測(cè)井 Induction Log1.1 雙線(xiàn)圈系結(jié)構(gòu)發(fā)射線(xiàn)圈T，發(fā)出交變信號(hào)。接受線(xiàn)圈R，接受地層中產(chǎn)生的渦流信號(hào)。線(xiàn)圈系之間的間距為L(zhǎng)。71.2 測(cè)量原理發(fā)射線(xiàn)圈發(fā)出交變電信號(hào)Io，這個(gè)交變電信號(hào)Io產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)在地層單元環(huán)中產(chǎn)生渦流Iso，渦流Iso的方向阻止交變磁場(chǎng)的變化。同時(shí)，渦流Iso也是交變的。交變渦流進(jìn)一步引起二次交變磁場(chǎng) 。 二次交變磁場(chǎng)在接受線(xiàn)圈激發(fā)出感生電動(dòng)勢(shì)ER。這個(gè)ER就是感應(yīng)測(cè)井的測(cè)量信號(hào)。感生信號(hào)的產(chǎn)生，抵抗接收線(xiàn)圈中磁力線(xiàn)的變化。81

3、.3 實(shí)用感應(yīng)測(cè)井線(xiàn)圈系實(shí)用中，主要是六線(xiàn)圈系。由于聚焦能力的不一樣，感應(yīng)測(cè)井也有深感應(yīng)ILD和中感應(yīng)(ILM)之分。與側(cè)向測(cè)井對(duì)應(yīng)。感應(yīng)測(cè)井常與八側(cè)向組成三種探測(cè)范圍的組合曲線(xiàn)。91.4 信號(hào)測(cè)量2REdv假設(shè)介質(zhì)為均勻介質(zhì)，一個(gè)單元環(huán)在接受線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為2，全空間在接受線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為：:dv 單元環(huán)的體積；10認(rèn)為介質(zhì)分區(qū)均勻。積分可以寫(xiě)成分區(qū)之和。ammxoxottshshGGGGG，分區(qū)介質(zhì)的幾何因子，無(wú)量綱。RaEkk:線(xiàn)圈系系數(shù)。111.5 幾何因子理論(Doll) 嚴(yán)格Maxwell電磁波理論的簡(jiǎn)化。主要簡(jiǎn)化方法是不考慮介質(zhì)內(nèi)部的相互影響。也就是說(shuō)，每個(gè)單元環(huán)

4、單獨(dú)在接收線(xiàn)圈系中產(chǎn)生信號(hào)，各個(gè)單元環(huán)之間沒(méi)有相互的作用。 Doll在發(fā)明感應(yīng)測(cè)井方法的過(guò)程中，使用幾何因子理論研究感應(yīng)測(cè)井的探測(cè)特性。12徑向微分、積分幾何因子n雙線(xiàn)圈系gz，徑向無(wú)限大均勻微元板狀介質(zhì)在縱向不同位置時(shí)，對(duì)測(cè)井信號(hào)的貢獻(xiàn)。L：線(xiàn)圈距。/2/2( )hhzhGgz dzlim1hhG13縱向微分、積分幾何因子雙線(xiàn)圈系/ 20( )ddrGgr drlim1ddGgr，縱向無(wú)限長(zhǎng)均勻微元桶狀介質(zhì)在徑向上不同位置時(shí)（具有不同的桶半徑），對(duì)測(cè)井信號(hào)的貢獻(xiàn)。141.6 測(cè)井曲線(xiàn)的應(yīng)用感應(yīng)測(cè)井的綜合校正縱坐標(biāo)：RFL/RILD橫坐標(biāo)：RILM/RILD橫實(shí)線(xiàn)：Rxo/Rt縱實(shí)線(xiàn)：di縱虛

5、線(xiàn)：Rt/RILDdi15感應(yīng)測(cè)井的綜合校正首先，根據(jù)3條電測(cè)井曲線(xiàn)讀值，確定圖上的一點(diǎn)。然后，根據(jù)這個(gè)點(diǎn)讀出縱橫線(xiàn)的編號(hào)或插值編號(hào)。得到di，Rt/RILDRxo/Rt的比值。計(jì)算得到Rt, Rxo。di16Leg-184hole-1143A171.6 測(cè)井曲線(xiàn)的應(yīng)用判斷地層的侵入特征，確定地層的真電阻率。與 雙側(cè)向測(cè)井類(lèi)似。18RLLdRLLsRMSFLRILDRILMRLL8組合測(cè)量目的都是一樣的，都是為了測(cè)量深中淺三種探測(cè)范圍的電阻率曲線(xiàn)。但適用范圍不一樣。感應(yīng)測(cè)井主要用于電阻率比較低的地層。感應(yīng)測(cè)井資料的應(yīng)用方法與雙側(cè)向測(cè)井類(lèi)似。191.7 Induction LoggingThe

6、induction logging tool was originally developed to measure formation resistivity in boreholes containing oil-base muds and in air-drilled boreholes. Electrode devices did not work in these nonconductive muds, and attempts to use wall-scratcher electrodes were unsatisfactory. Experience soon demonstr

7、ated that induction log had many advantages over the conventional ES (Electrode sonde) log when used for logging wells drilled with water-base muds. Designed for deep investigation, induction logs can be focused in order to minimize the influences of the borehole, the surrounding formation, and the

8、invaded zone. 20PrincipleA high-frequency alternating current of constant intensity is sent through a transmitter coil. The alternating magnetic field created induces currents in the formation surrounding the borehole. These currents flow in circular ground loops coaxial with the transmitter coil an

9、d create, in turn, a magnetic field that induces a voltage in the receiver coil.21Because the alternating current in the transmitter coil is of constant frequency and amplitude, the ground loop currents are directly proportional to the formation conductivity. The voltage induced in the receiver coil

10、 is proportional to the ground loop currents and, therefore, to the conductivity of the formation.22Geometrical FactorThe geometrical factor, gi, corresponding to a medium is defined as the proportion of the total conductivity signal contributed by the given medium. As shown in Chart Gen-3, the form

11、ation can be split into cylinders coaxial with the sonde (tool being centralized); they correspond to the mud column, invaded zone, virgin zone, and shoulder beds. The total signal can be expressed by .1ImmxoxottssmxotsCG CG CGCG CwhereGGGGand where G is the geometrical factor for a defined region.2

12、3Applications and limits There is also a direct coupling between the transmitter and receiver coils, The signal originating from this coupling is eliminated by using “bucking” coils.The induction tool works best when the borehole fluid is an insulator-even air or gas. The tool also works well when t

13、he borehole contains conductive mud unless the mud is too salty, the formation are too resistive, or the borehole diameter is too large. 24雙感應(yīng)測(cè)井只有兩個(gè)探測(cè)范圍的曲線(xiàn)，怎樣改進(jìn)？n能不能測(cè)量多個(gè)探測(cè)范圍的電阻率？252 陣列感應(yīng)測(cè)井Array Induction Tool 2.1 線(xiàn)圈系結(jié)構(gòu) 一個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈T，8個(gè)補(bǔ)償線(xiàn)圈B1-B8，8個(gè)接收線(xiàn)圈R1-R8。26線(xiàn)圈系陣列同一個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈，分別與不同的接受線(xiàn)圈和補(bǔ)償線(xiàn)圈組成陣列。提供不同探測(cè)范圍和不同分辨率

14、的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。272.2 測(cè)量數(shù)據(jù)n發(fā)射線(xiàn)圈使用三個(gè)頻率工作（26.35,52.65,105,3kHz）,測(cè)量原始信號(hào)的實(shí)分量和虛分量。n縱向分辨率分別為1ft，2ft和4ft ，5縱向探測(cè)范圍，即10in,20in,30in,60in和90in。n測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以圖像和曲線(xiàn)兩種方式顯示。282.3 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解釋確定地層的真電阻率；直觀(guān)顯示徑向剖面的侵入狀態(tài)；直觀(guān)顯示油氣的徑向含油飽和度的變化；293 側(cè)向測(cè)井與感應(yīng)測(cè)井的適用條件分析高電阻地層，側(cè)向測(cè)井的信噪比高；高電導(dǎo)地層，感應(yīng)測(cè)井的信噪比高；303 隨鉆測(cè)井 Logging While Drilling, Measurement While Dr

15、illing3.1 RAB隨鉆測(cè)井儀電極系結(jié)構(gòu) 頂部、底部各有一個(gè)發(fā)射器；三個(gè)方位電極；一個(gè)環(huán)電極； 一個(gè) 鉆頭電極； 鉆頭電極313.2 測(cè)量原理 上下發(fā)射器發(fā)出測(cè)量電流。鉆頭電極、環(huán)狀電極和方位電極測(cè)量各自部位的電阻率。 鉆頭部位電阻率受泥漿侵入最短，測(cè)量值比較接近原始地層的電阻率值。 環(huán)狀電極測(cè)量周?chē)橘|(zhì)的綜合電阻率；32 方位電極在測(cè)量過(guò)程中，隨鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)； 類(lèi)似于掃描測(cè)量。每旋轉(zhuǎn)一周，三個(gè)方位電極各測(cè)量56個(gè)電阻率值。 專(zhuān)用軟件把方位電極的測(cè)量數(shù)據(jù)處理成電阻率圖像。33電流隨鉆頭旋轉(zhuǎn)，對(duì)鉆頭周?chē)牡貙舆M(jìn)行360度全方位電阻率成像，類(lèi)似于雷達(dá)波（電磁波）對(duì)周?chē)炜盏某上瘛?43.3 電流

16、聚焦方法RAB隨鉆電阻率測(cè)井儀器具有電流聚焦的功能。但這本書(shū)沒(méi)有作詳細(xì)的介紹。中海油最近在海上的水平定向井的鉆井測(cè)井技術(shù)中（5月3日的央視新聞），應(yīng)該用了類(lèi)似的測(cè)井技術(shù)。354 介電測(cè)井,Dielectric Propagation Tool, Electromagnetic Propagation Tool4.1 測(cè)井儀器結(jié)構(gòu) 兩個(gè)發(fā)射天線(xiàn)T1，T2，兩個(gè)接收天線(xiàn)R1,，R2。 貼井壁測(cè)量。 364.2 電磁波的反射和折射1:vv 介質(zhì)中的電磁波速度；：介電常數(shù)；：磁導(dǎo)率；mkmkxo電磁波在巖石中傳播，遵循波的反射和折射定律。sinsinmcmcxoxovv37mkmkxosinsinm

17、cm cxoxoxoxom cm cxom cvvxomc38mcxoxomc發(fā)射線(xiàn)圈的可以看成球形波，當(dāng)電磁波以臨界角入射的時(shí)候，沖洗帶中出現(xiàn)沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ碾姶挪?。mkmkxo2x o4.3 臨界角與滑行波394.4 傳播時(shí)差Tpo,無(wú)損耗時(shí)差,ns.m-1; Tpl, 有損耗時(shí)差,ns.m-1; 儀器的測(cè)量時(shí)差；2221poplttv：幅度衰減系數(shù)。: 信號(hào)的圓頻率404.5 數(shù)據(jù)解釋電磁波傳播的總衰減為A，測(cè)量值。1 max2 max()8.686ln()esE RAAALE R28.6868.68645.0 1.30.18essplplAA AAtt222popltt電磁波衰減分為介電衰減（Ae）和幾何（As）發(fā)散衰減。.(1)(1)popo maEPTxopo wpo mapow po wwpo hpo matttttS tStt41計(jì)算孔隙度和含油飽和度w, h, ma, 分別表示鹽水，油氣，和骨架的電磁波時(shí)差；，分別是密度，聲波等方法確定的孔隙度；EPT，介電測(cè)井孔隙度。424.6 測(cè)井實(shí)例測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為tpl,使用前面的公式，轉(zhuǎn)換成含油飽和度和孔隙度。43課程內(nèi)容小結(jié)感應(yīng)測(cè)井用于導(dǎo)電介質(zhì)不好的井筒中。六線(xiàn)圈系為實(shí)用儀器。有深感應(yīng)和中感應(yīng)測(cè)量數(shù)據(jù)。陣列感應(yīng)測(cè)井一個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈，8個(gè)接受線(xiàn)圈和8個(gè)補(bǔ)償線(xiàn)圈。測(cè)量6個(gè)探測(cè)深度的電阻率，具有3個(gè)