電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井微電極測(cè)井側(cè)向測(cè)井感應(yīng)測(cè)井感應(yīng)測(cè)井（IL=InductionLog）問題提出普通電阻率測(cè)井、側(cè)向測(cè)井(均為直流電法測(cè)井)實(shí)施條件井孔中有導(dǎo)電液體，即只適用于導(dǎo)電性較好的泥漿鉆井中實(shí)際鉆井液的多樣性：

<>油基泥漿鉆井（保護(hù)油層，獲得原始含油飽和度）

鉆井液導(dǎo)電性較差

<>空氣鉆井—干孔（避免破壞地層的原始滲透性）

井內(nèi)沒有導(dǎo)電介質(zhì)提出感應(yīng)測(cè)井——基于電磁感應(yīng)原理的一種電阻率測(cè)井方法

適應(yīng)性強(qiáng)，可用于油基、水基泥漿以及干孔等任何一種井孔條件的電阻率測(cè)井當(dāng)線圈A中通以交流電時(shí)，在A的周圍空間形成交變電磁場(chǎng)，并在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。交變電磁場(chǎng)可在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播，也可在不導(dǎo)電介質(zhì)中傳播因此，可以應(yīng)用電磁感應(yīng)原理克服非導(dǎo)電介質(zhì)的影響。感應(yīng)測(cè)井原理——電磁感應(yīng)原理一、井下儀器下井儀

線圈系

發(fā)射線圈T

接收線圈R

振蕩器（20kHz

）放大器相敏檢波器二、原理的定性描述1.給T供正弦交變電流IT

3.Φ1在R中產(chǎn)生一次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) Ex

在地層中產(chǎn)生交變電流IL

4.交變電流IL產(chǎn)生二次交變電磁場(chǎng)Φ2

5.在R中產(chǎn)生二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ER

2.在周圍產(chǎn)生一次交變電磁場(chǎng)Φ1Φ1Φ2二、原理的定性描述1.給T供正弦交變電流IT

3.Φ1在R中產(chǎn)生一次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Vx

在地層中產(chǎn)生交變電流IL

4.交變電流IL產(chǎn)生二次交變電磁場(chǎng)Φ2

5.在R中產(chǎn)生二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)VR

2.在周圍產(chǎn)生一次交變電磁場(chǎng)Φ1Φ1Φ2說明：1.地層介質(zhì)本身是導(dǎo)電的，在交變電磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電流I（此處，假定地層為以井軸為中心的單元環(huán)疊加而成）形成以井軸為中心的環(huán)流，稱為渦流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與渦流電流大小成正比，T-發(fā)射線圈R-接收線圈渦流交變電磁場(chǎng)一次場(chǎng)二次場(chǎng)而渦流大小與介質(zhì)電導(dǎo)率成正比。2.接收線圈R所接收到的二次磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)與地層導(dǎo)電性有關(guān)，稱為有用信號(hào)，用ER表示；

除此之外，接收線圈R還可以接收到一次磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，它是由儀器的發(fā)射線圈直接感應(yīng)產(chǎn)生的，與地層無關(guān)，因而是一種干擾因素，稱為無用信號(hào),用E0表示。二者在相位上相差90°假設(shè)地層介質(zhì)為均勻無限介質(zhì)，電導(dǎo)率為σ，根據(jù)理論計(jì)算，有K—儀器常數(shù)或線圈系數(shù)；--地層的電導(dǎo)率；nT，ST--分別為發(fā)射線圈的匝數(shù)和面積；I--發(fā)射線圈的電流強(qiáng)度；nR，SR--分別為接收圈的匝數(shù)和面積；L--發(fā)射線圈到接收線圈之間的距離，簡(jiǎn)稱線圈距；--介質(zhì)的磁導(dǎo)率，對(duì)沉積巖

=410-7H/m；

--電流的角頻率。=2f；f--電流的頻率。

由上式可知，當(dāng)儀器結(jié)構(gòu)一定，且電流強(qiáng)度I保持不變時(shí)，則K為常數(shù)，上式可改寫為在設(shè)計(jì)儀器時(shí)只記錄有用信號(hào)，上式表明：

在均勻無限厚地層中，測(cè)出的σ是地層的真電導(dǎo)率在有限厚地層及有井存在的條件下，實(shí)際測(cè)出的電阻率稱為地層的視電導(dǎo)率，用a表示，有

感應(yīng)測(cè)井就是測(cè)量視電導(dǎo)率隨深度變化的曲線——即感應(yīng)測(cè)井曲線。g-幾何因子（1）把地層分為無數(shù)多個(gè)單元環(huán)（半徑為r，截面積dA（drdz））（2）計(jì)算發(fā)射線圈T在單元環(huán)中所感應(yīng)的渦流大?。唬?）單元環(huán)中渦流在接收線圈R中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（4）整個(gè)空間無數(shù)個(gè)單元環(huán)在接收線圈R中產(chǎn)生的信號(hào)總和。三、幾何因子理論

均勻介質(zhì)中

幾何因子大小反應(yīng)了空間中各單元環(huán)的電導(dǎo)率σ對(duì)視電導(dǎo)率σa

相對(duì)貢獻(xiàn)的大小。對(duì)于無限均勻介質(zhì)，有

表明視電阻率就是真電阻率。對(duì)于厚度有限地層，則實(shí)測(cè)電阻率為各部分電阻率按照不同幾何因子的加權(quán)累加和，如下：Gm，Gi，Gt及Gs分別為井、侵入帶、原狀地層及圍巖部分的幾何因子。（一）雙線圈系的探測(cè)特性（1）橫向微分幾何因子grgr的物理意義：半徑為r、厚度為1的無限長(zhǎng)圓筒狀介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)貢獻(xiàn)四、感應(yīng)測(cè)井探測(cè)特性定義:1、橫向探測(cè)特性00.51.01.52.02.53.03.54.0?=r/LLgr0.80.70.60.50.40.30.20.1a.半徑不同的圓筒介質(zhì)相對(duì)貢獻(xiàn)大小b.η=r/L=0.45

達(dá)到極大值，說明η=0.45處介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果貢獻(xiàn)最大。η=0.45c.要增大探測(cè)深度，即要增大線圈距。（2）橫向積分幾何因子定義：意義：表示半徑為r的無限長(zhǎng)圓柱介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)貢獻(xiàn)探測(cè)半徑定義：把徑向積分幾何因子Gr=0.5時(shí)的圓柱體半徑定義為儀器的探測(cè)半徑

2.縱向探測(cè)特性（1）縱向微分幾何因子（設(shè)Z軸原點(diǎn)在雙線圈系中點(diǎn)）定義：意義：表示縱坐標(biāo)為Z，厚度為1的無限延伸的水平狀介質(zhì)，對(duì)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)貢獻(xiàn)（線圈縱向探測(cè)特性）

圖6-3雙線圈系縱向微分幾何因子

0.10.20.30.40.5

4.03.02.01.00-1.0-2.0-3.0-4.0ξLgz（a）T,R之間地層貢獻(xiàn)最大(為1/2L),之外的介質(zhì)貢獻(xiàn)按1/Z2

減小(ξ=Z/L)（b）gZ決定縱向分辨力，要提高縱向分辨率（即薄層時(shí)目的層gZ占絕對(duì)大的比例),使gZ曲線的峰窄而且高，要求L要小.（2）縱向積分幾何因子定義：意義：表示厚度為2Z的無限延伸的平板狀地層對(duì)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)貢獻(xiàn)，及圍巖的影響（如Gz=80%，說明地層貢獻(xiàn)占80%，圍巖影響占20%）縱向積分幾何因子曲線00.51.01.52.02.53.0Gr

1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1r(m)a.因Gr>0，故Gr是隨r單調(diào)遞增的

b.當(dāng)r=0,Gr=0;r→∞,Gr=1,即全空間幾何因子為1Gr=0.5的圓柱體半徑作為探測(cè)半徑（約0.8m)探測(cè)深度淺（r=0.8m)

分辨力低(h=2m，Gz=0.7)

無用信號(hào)比有用信號(hào)幅度高幾十甚至上千倍3.雙線圈探測(cè)特性

發(fā)射接收

-7-7R3R2R1T325002000400600+/-3

Φ59Φ32Φ0.8~0.9T1T2800R3R2R1T325002000400600+/-3

Φ59Φ32T1T2800R3R2R1T325002000400600+/-3

Φ59Φ32T1T2800R3R2R1T325002000400600+/-3

Φ59Φ32+100-25+100-25（二）復(fù)合線圈系設(shè)計(jì)原理0.8米六線圈系由L個(gè)串連的發(fā)射線圈和m個(gè)串連的接收線圈構(gòu)成的復(fù)合線圈系，將有L×m個(gè)雙線圈系，總探測(cè)特性是這些雙線圈系疊加的結(jié)果T1R1

——主線圈對(duì),各100匝T2R2——補(bǔ)償線圈對(duì),各25匝,減小井影響增加探測(cè)深度T3R3——聚焦線圈對(duì)，各7匝，提高分層能力，減小圍巖影響匝數(shù)的正和負(fù)這樣規(guī)定：繞向與主發(fā)射線圈一致的發(fā)射線圈，匝數(shù)為正，否則為負(fù)；繞向與主接收線圈一致的接收線圈，匝數(shù)為正，否則為負(fù)0.8米六線圈系1、復(fù)合線圈系的視電導(dǎo)率L個(gè)發(fā)射線圈，m個(gè)接收線圈，每個(gè)發(fā)射線圈都與全部接收線構(gòu)成雙線圈對(duì)，產(chǎn)生有用信號(hào)。共有L×m個(gè)雙線圈對(duì)。（1）復(fù)合線圈系的全部有用信號(hào)(2)復(fù)合線圈系的線圈系系數(shù)(3)復(fù)合線圈系的視電導(dǎo)率(4)復(fù)合線圈系單元環(huán)微分幾何因子2、復(fù)合線圈系設(shè)計(jì)基本原理(1).確定主線圈距a.考慮分辨率，一般主線圈距小于1.5mb.要求井眼內(nèi)介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果影響小，使Gm≈0,如標(biāo)準(zhǔn)井徑r=0.25m，則r=0.25m在gr

曲線上的位置不應(yīng)超過gr最大值的2/3。匝數(shù):決定信號(hào)的大小，常在100匝以上?？蛇x:L=0.833-1m,一般常用1m為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)(2).設(shè)置補(bǔ)償線圈

12發(fā)射接收

1--T1R1；2--T2R1；3--T1T2R1

3a.在主線圈內(nèi)側(cè)b.繞向于主線圈相反c.匝數(shù)明顯少于主線圈兩側(cè)幾何因子明顯減小R3T1T3R1接收發(fā)射ogzZ312

1-T1R1；2-T1R3和T3R1；3-R3T1R1T3(3.)設(shè)置聚焦線圈a.在主線圈外側(cè)b.繞向與主線圈相反c.匝數(shù)少于主線圈(6).使復(fù)合線圈系互感系數(shù)最小：即使總的互感系數(shù)趨于零：(4).線圈系結(jié)構(gòu)對(duì)稱(5).有用信號(hào)損失不要過大(線圈匝數(shù))1-0.8m六線圈系gr，2-0.8m六線圈系Gr

3-主線圈對(duì)的gr，4-主線圈對(duì)的Gr312400.51.01.52.02.53.0r(m)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.11、0.8m六線圈系的探測(cè)特性（三）復(fù)合線圈系的探測(cè)特性1324GZgZZ(m)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.100.51.01.52.02.53.03-主線圈對(duì)的gz;4-主線圈對(duì)的Gz1-0.8m六線圈系gz2-0.8m六線圈系Gz；（1）主線圈距L=0.8m，記錄點(diǎn)在L中點(diǎn)（2）井徑小于0.3m，Gr≈0；無井眼的影響（3）當(dāng)Gr=0.5時(shí)，r=1.3m，即探測(cè)半徑約為1.3m（4）當(dāng)目的層厚度為1.5m時(shí)，Gz≈0.8，且Gz出現(xiàn)一段平直線，說明分層厚度約1.5m，此時(shí)圍巖影響約占20%。（1）當(dāng)井徑小于0.3m時(shí)，中感應(yīng)Gr≈0，當(dāng)井徑小于0.7m時(shí)，深感應(yīng)Gr≈0，它們的gr曲線都有負(fù)值，說明井眼補(bǔ)償偏大（2）Gr=0.5中感應(yīng)探測(cè)半徑約為0.8m，深感應(yīng)探測(cè)半徑約1.7m。2143

h(m)Z(m)-1.5-1-0.51230.511.5GZ1.21.00.80.60.40.20gZ1-中感應(yīng)gz；2-深感應(yīng)gz；3-中感應(yīng)Gz；4-深感應(yīng)Gz2143

h(m)Z(m)-1.5-1-0.51230.511.5GZ1.21.00.80.60.40.20gZ（3）深感應(yīng)gZ

曲線對(duì)稱,σa

曲線也將是對(duì)稱的，而中感應(yīng)gZ

曲線明顯不對(duì)稱,σa

曲線也將是非對(duì)稱的。(4)當(dāng)Gz=0.8時(shí)，中感應(yīng)對(duì)應(yīng)地層厚度約0.8m深感應(yīng)對(duì)應(yīng)地層厚度約2m五、視電導(dǎo)率曲線(0.8m六線圈系)σt=100ms/m,σs=500ms/mH=10mσt=100ms/m,σs=500ms/mH=5mH=2mH=3mH=0.8mH=1.6m（一）上下圍巖（導(dǎo)電性）相同時(shí)，單一低、高電導(dǎo)率地層的視電導(dǎo)率曲線特點(diǎn)1.低電導(dǎo)率地層視電導(dǎo)率曲線

＞1.7m曲線上出現(xiàn)一對(duì)“耳朵”，位置對(duì)稱出現(xiàn)在上下界面以內(nèi)，“過聚焦”產(chǎn)生

＞2.2m“耳朵”逐漸合一

＞3m曲線中部為外凸圓弧狀

中部平直

曲線中部為凹形

曲線為尖峰狀

說明：“耳朵”這種現(xiàn)象是過聚焦作用產(chǎn)生的，不是地層電導(dǎo)率變化引起的，只有地層中部的電導(dǎo)率才反映地層本身的特點(diǎn)，取地層中點(diǎn)視電導(dǎo)率作為地層的視電導(dǎo)率值。2.高電導(dǎo)率地層視電導(dǎo)率曲線

曲線特點(diǎn)和變化規(guī)律和與低電導(dǎo)率曲線完全相同，只是曲線偏移方向相反（二）上下圍巖不同時(shí)，單一低、高電導(dǎo)率地層的視電導(dǎo)率曲線特點(diǎn)地層電導(dǎo)率曲線為非對(duì)稱曲線。厚層的中部，視電導(dǎo)率等于地層電導(dǎo)率；隨地層厚度減小，視電導(dǎo)率受圍巖電導(dǎo)率影響增加，與地層值差異增大。（1）低電導(dǎo)率地層視電導(dǎo)率曲線地層厚度大于2m中部呈傾斜狀，地層中點(diǎn)對(duì)應(yīng)傾斜線中點(diǎn)（2）高電導(dǎo)率地層視電導(dǎo)率曲線與上述基本規(guī)律一致，變化方向相反（3）地層電導(dǎo)率介于上下圍巖電導(dǎo)率之間

曲線呈階梯狀，很難利用特點(diǎn)：（1）曲線形態(tài)對(duì)稱于地層中點(diǎn)（2）H>2米，