測井方法原理電法測井（十三）第三節(jié)介電測量第二節(jié)介電測井原理

第一節(jié)巖石的介電常數(shù)第四節(jié)介電測井資料應(yīng)用第五章介電測井感應(yīng)測井知識(shí)回顧5、感應(yīng)測井曲線的特點(diǎn)與應(yīng)用1、感應(yīng)測井基本原理2、什么是視電導(dǎo)率、測井視電導(dǎo)率構(gòu)成4、復(fù)合線圈系的構(gòu)成、特點(diǎn)3、什么是幾何因子，幾何因子的種類與含義第一節(jié)巖石的介電常數(shù)在電場作用下，介質(zhì)中的原子、離子或分子會(huì)產(chǎn)生位移，形成電偶極子。這些電偶極子趨向定向排列——介質(zhì)極化現(xiàn)象介質(zhì)極化電極化強(qiáng)度P—電偶極矩V—電介質(zhì)體積k—電極化率E—電場強(qiáng)度單位體積電介質(zhì)中電偶極矩的代數(shù)和與電介質(zhì)材料特性有關(guān)與外加電場強(qiáng)度成正比一、幾個(gè)基礎(chǔ)概念

介電常數(shù)k—電極化率—電介質(zhì)的介電常數(shù)0—真空中的介電常數(shù)相對(duì)介電常數(shù)后面的介電常數(shù)均指相對(duì)介電常數(shù)交變電磁場中的介電常數(shù)——復(fù)數(shù)—復(fù)介電常數(shù)實(shí)部—復(fù)介電常數(shù)虛部，由介電損耗引起tan—損耗角正切，用來表示介電損耗的大小表征介質(zhì)極化程度的物理量復(fù)介電常數(shù)虛部/—由傳導(dǎo)電流引起的損耗。為介質(zhì)的電導(dǎo)率，為外加電場角頻率d—介電損耗，極化時(shí)原子、離子、分子發(fā)生位移時(shí)由摩擦引起的損耗☆濕空氣→頻率↓→稍有↑—增幅小于10％☆淡水→頻率↓→↑—增幅較明顯☆鹽水→頻率↓→↑—增幅明顯☆頻率f>108Hz→淡水與鹽水的接近☆巖性不同→介電常數(shù)不同☆孔隙度不同→介電常數(shù)不同☆孔隙中流體性質(zhì)不同→介電常數(shù)差別很大☆巖石飽和水→介電常數(shù)隨孔隙度增加迅速增加☆巖石飽和油→介電常數(shù)隨孔隙度增加而減小介電測井劃分油氣水層的實(shí)驗(yàn)依據(jù)電磁波傳播深度——定義電場強(qiáng)度穿入介質(zhì)后衰減為原值的1/e倍時(shí)這個(gè)距離為穿透深度，也叫傳播深度或趨膚深度角頻率越高、電導(dǎo)率越大→趨膚深度越淺—反映電磁波傳播測井探測范圍由波動(dòng)方程→電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，相位變化和幅度衰減與所在介質(zhì)的介電特性密切相關(guān)。傳播常數(shù)相位常數(shù)衰減常數(shù)介電常數(shù)電磁波傳播時(shí)，相位與幅度的變化→決定介電常數(shù)的實(shí)部與虛部。測出電磁波在地層中相位與幅度的變化→能確定地層的介電常數(shù)→評(píng)價(jià)油氣層介電測井理論基在介電常數(shù)不同的兩種介質(zhì)交界面上，電磁波傳播遵循反射定律與折射定律a—入射角b—折射角v1、v2—電磁波傳播速度折射當(dāng)1>2、入射角=臨界角時(shí)→b=90，產(chǎn)生全反射→滑行波測量滑行波的幅度衰減與相位變化→可求地層的介電常數(shù)第三節(jié)介電測量發(fā)射天線T1、T2貼井壁交替發(fā)射電磁波，每次發(fā)射延續(xù)10ns→消除井眼不平影響接收天線R1、R2接收到直達(dá)波、反射波、滑行波直達(dá)波、反射波——在泥餅中傳播滑行波——主要沿泥餅與地層界面?zhèn)鞑ブ边_(dá)波、反射波、滑行波——均為正弦波，在接收天線合成一種波。但直達(dá)波與反射波在泥餅中傳播，其衰減率遠(yuǎn)大于地層，因此，接收天線收到的主要是滑行波T1發(fā)射時(shí)，R1與R2分別測得電壓信號(hào)UND與UFD將上述值與近、遠(yuǎn)接收天線的參考信號(hào)值（UNR-UFR——最大值)相比，可得到電磁波幅度衰減值(—EATT)1.幅度衰減(EATT)測量T2發(fā)射時(shí)，R1與R2分別測得電壓信號(hào)UNU與UFUT1、T2每交替發(fā)射一次，可得到近接收天線(R1)信號(hào)平均值與遠(yuǎn)接收天線(R2)信號(hào)平均值之差：K——比例常數(shù)對(duì)比P174→(5－17)T1發(fā)射時(shí)，R1測得的信號(hào)與R2測得的信號(hào)相位差為D測井時(shí)，測量結(jié)果用Tpl表示2.相位（傳播時(shí)間Tpl）測量T2發(fā)射時(shí)，R1測得的信號(hào)與R2測得的信號(hào)相位差為UT1、T2交替發(fā)射，可得到相位差平均值EPT：Tpl—電磁波(同一相位)穿行1m距離的時(shí)間—電磁波傳播時(shí)間對(duì)比P175→(5－19)深探測介電測井信號(hào)→經(jīng)刻度→介電常數(shù)實(shí)部和視電導(dǎo)率淺探測介電測井信號(hào)→補(bǔ)償、刻度→遠(yuǎn)近信號(hào)相位移PHS和信號(hào)幅度比(A2/A1)這2種儀器在我國均有使用f=1.1GHz一、電磁波傳播測井參數(shù)與介電參數(shù)間的轉(zhuǎn)換第四節(jié)介電測井資料應(yīng)用EATT、Tpl、、EATT—包含巖石的介電損耗AC（取決于介電常數(shù)）與幾何損耗ASL(取決于波的傳播方式)，空氣中ASL≈51db/m★干巖樣不存在頻散，飽和油的巖樣也不存在頻散★飽和水的巖樣有明顯頻散現(xiàn)象，頻率增高↑→介電常數(shù)↓★超高頻（UHF）段，即200MHz～3000MHz基本無頻散二、巖石的介電特性1.頻散3.電磁波傳播測井資料應(yīng)用（1）識(shí)別巖性物質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)r傳播時(shí)間，ns/m物質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)r傳播時(shí)間，ns/m空氣1.0005853.3泥巖5～257.46～16.6天然氣13.3石英3.86.5石油2～2.44.7～5.2云母5.47.8水56～8025～30正長石46.7砂巖4.457.2硬石膏6.358.5白云巖6.98.7石膏4.166.18石灰?guī)r7.5～9.29.1～10.2巖鹽5.6～6.357.6～8.4（2）指示裂縫EPT測井資料縱向分辨率很高，對(duì)低角度裂縫與切割井眼的斜交縫都有明顯顯示（3）計(jì)算含水孔隙度Tpl—測井得到的電磁波傳播時(shí)間Tpma—巖石骨架的無損耗電磁波傳播時(shí)間Tpwo—水的無損耗電磁波傳播時(shí)間（4）計(jì)算含水飽和度