软件聚焦在双侧向测井仪器中的应用
高分辨率双侧向测井仪器(0.2m)设计和应用
．＿ ＿＿
】 ｌ 率 双 侧 向测 井 仪 器 （ ０ ． ２ Ｉ Ｉ Ｉ ） 设 计 和 应 用
宋建 华 ，童茂松。 ，于恒祥 ，郭志强 ，梁晓成
（ １ ． 大庆 钻探 工程公司测井公 司吉林事业 部 ， 吉林 松原 １ ３ ８ ０ ０ ０ ；２ ． 大庆 钻探工程公 司测井公 司 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ４ １ ２ ） 摘要 ：为 了满足大庆外 围低 渗透油 田的勘探开发和吉林油 田厚层 细分 ， 设计 了 Ｓ ＨＤＬ － １高分辨率 双侧 向（ Ｏ ． ２ ｍ） 测井仪器 ， 该仪 器是 ＷＩ Ｓ Ｅ ＹＥ １ ０ ０ ０测井系统高分辨率测井 系列 的主要 方法 之一 。电极系的优 化设 计在保证仪器纵
中 图 分 类 号 ：Ｐ ６ ３ １ ． ８ ４ 文 献标 识码 ：Ａ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ０ ． ２ Ｍｅ ｔ ｅ ｒ Ｈｉ ｇ ｈ Ｒｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｕ ａ ｌ Ｌａ ｔ ｅ ｒ ｏｌ ｏ ｇ Ｔｏ ｏｌ Ｓ ＯＮＧ Ｊ ｉ ａ ｎ ｈ ｕ ａ ， ＴＯＮＧ Ｍａ ｏ ｓ ｏ ｎ ｇ 。 ， ＹＵ Ｈｅ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ，ＧＵＯ Ｚｈ ｉ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＬＩ ＡＮＧ Ｘｉ ａ ｏ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ
第３ ７ 卷
第 ５ 期
测
井
技
《测井仪器方法及原理课程》第一章 双侧向测井
第一章 双侧向测井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的物理参数之一。
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。
根据所测得的电阻率，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：2WW S FR =ρ （1-1） 式中：ρ—地层电阻率；R W —地层水电阻率；S W —地层含水饱和度；F ——地层因素。
电阻率测井是发展最早并一直沿用至今的一种测井方法。
最早使用的电阻率测井方法称普通电阻率测井。
经改进后，发展成为目前广泛使用的聚焦式电阻率测井，或称侧向测井。
自1950年，首批侧向测井仪投入商业使用后，老式的普通电阻率测井方法就逐渐被淘汰。
1.1 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 。
由欧姆定律即可求出该电阻的阻值。
IV R = （1-2） 普通电阻率测井原理也是采用与此类似的方法，测量地层电阻率。
在介质中设置一个供电电极A ，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 （见图1-1），进行电位差测量。
假定电极为点电极，介质是均匀无限的，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ρ的量纲为m ⋅Ω长度量纲为m ）则M 点的电位：AM I V M πρ4=（1-3） N 点的电位： ANI V N πρ4= （1-4） 式中I 为电极A 流出的电流强度（安培）。
由上式可得M,N 两点的电位差V ：I ANAM MN V V V N M ρπ4=-=电阻率：I V MN AN AM ⋅=πρ4 （1-5） 式中，MN 为电极M,N 两点间的距离令 MNAN AM K π4= 则 IV K ⋅=ρ （1-6） 式中：K 称为电极系常数。
对双侧向测井仪的几点认识
引言随着社会的不断进步，对于能源的需求也是越来越大。
尤其是对于原油资源的需要，其中石油能源的热能值较高，很多产品的生产都需要用到石油，是当今最为稀缺的能源之一。
1 双侧向测井仪的基本介绍侧向测井也称为聚焦式电阻率测井。
它包括三侧向、七侧向、双侧向、微测向等方法。
其中双侧向测井是在三侧向和七侧向测井的基础上发展出来的测井方法，双侧向的突出优点就是具有良好的聚焦特性，并可以同时测量深、浅两种探测深度的电阻率曲线。
双侧向电机系有9个电极。
主电极A0位于中央，其余八个电极以主电极为中心，上下对称分布，每对电极分别用短路线进行连接。
电极M、M1’和N1、N1’为两队监督电极，电极A1、A1’和A2、A2’为两队聚焦电极。
进行深探测时，聚焦电极保持等电位，屏流I1与主电流I0为同级性，由于聚焦电极较长，加强了屏流对主电流的聚焦作用，因此主电流层在进入地底深处后才会逐渐扩散;进行浅探测时，电极A2、A2’以回流电极的作用，减弱了屏流对主电流的聚焦作用，所以主电流在进入地底不远处就开始扩散。
2 双侧向测井仪使用中的影响因素2.1 双侧向测井曲线形状的影响因素(1)研究表明当探测井内的泥浆与井外媒介的电阻率均为定值时，探测井的内径的大小不一样，深浅测响应分裂的程度也不一样，探测井内径变大会导致曲线的变化趋势减缓，而泥浆电阻率与底层电阻率的反差不断增加的话，曲线的棱角会变得愈发的清晰可见。
(2)在探测时，探测深度在2米到4米的范围内是，曲线的变化不大，当探测深度大于4米时，曲线在地层中部出现平顶。
2.2 双侧向测井幅度差的影响因素双侧向测井幅度差是探测队确定地下油气和水层的重要参考数据，因此研究双侧向测井的幅度差是非常重要的，尤其是对于解释“双轨”这类现象更具有现实意义，为了考察影响双侧向测井幅度差的因素，针对典型的三层介质底层模型做了迹象检测：（1）泥浆电阻率以及地层厚度对于RLLD/ RLLS比值的影响：（2）围岩电阻率对于RLLD/RLLS比值的影响：（3）侵入带电阻率以及侵入深度对于RLLD/RLLS比值的影响。
测井各种曲线的用途
深Rd、中Rs、浅Rms 岩性密度、补偿中子、声波 （自然电位、伽玛、井径）
ρ 三孔隙度（岩性密度、补偿中子、的用途
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 常规曲线 三电阻率 三孔隙度 SP、GR、 HDIP DAL GR DSL SP CAL CBL CCL XMAC 代码 MSFL DLL MLL HDIL ZDL CN STAR CBIL 名称 微球形聚焦测井 双侧向 微侧向 高分辨率感应 岩性密度 补偿中子 电成像 声成像 连斜 六臂倾角 数字声波 自然伽玛 数字能谱 自然电位 井径 水泥胶结 磁定位 阵列声波 曲线名 RMSL（浅电阻率） Rd（深测向）、Rs（浅测向） Rmll M2Rx、M2R1、M2R2、M2R3、M2R4、M2R6、M2R9等 ZDEN(密度曲线）、PE（光电吸收截面） （含氢量）CN（补中）、CNCF（校正后中子孔 隙度） 地层裂缝 地层裂缝、套管裂缝 DEV（井斜）、DAE（方位） 地层倾角 DT24（声波时差）、套管（187μ s/m）±5 GR GR、K(钾)、U(铀)、Th(钍)、KTh(无铀伽玛) SP、SPDH、SPbr、SPbrDH CAL FGANQB(CBL固井质量） WCCL或CCL为磁接箍曲线 交叉偶极阵列声波（地层裂缝） 标准：1：500 GR、SP、Rd（伽玛、自然电位、深电阻率）
EILog双侧向测井仪
51
59
58
56
21 22 23 24 25 26 27 28
MC LR /VP P OSC2 RB0 RB1 RB4
RF7 RF6 RF5 RF4 RF3 RF2 RF1 RF0
RD7 RA1 R E2 R E3 RD3 RD2 RD1 RD0 RC7 RC6 RC5 RC4 RC3 RC2 RC1 RC0
上接头
侧向线路结构示意图
培训教材
线路板
电压测量变压器
深屏流变压器
电流测量变压器 线路板
主监控变压器
下接头
同步及屏流板
测量板
监控板
刻度板
深屏流变压器 辅助监控变压器 功放板
培训教材
220v~
电源 +24v,±12v,
+5v
单片机 控制 采集 电路
Vdpc
Vspc Id Is Vd Vs
TCC
DTB接口
C6
11
0.047μF 13
R14
5 6. 2 k
15
R17 1 6
R10
19
562Ω
18
R12
12k
R15
17
1k
R16 R18
14
28
562Ω 2 5
29
1
+15v 27
- 15v 3
+12 v -1 2 v
N2
31
36
32
34
30
24
QQ11114
22
21
20
19
18
GND
28
29
Vd1 R19 250k
M2
3
影响DLS-IC双侧向仪器测井主要因素分析
影响ＤＬＳ－ＩＣ双侧向仪器测井主要因素分析龚双萍，马海军，胡亚鹏，唐 胜，杨卫民，马榕佐（中石化河南石油工程有限公司测井公司，河南南阳 ４７３１３２） 摘 要：本文简要介绍了ＤＬＳ－ＩＣ双侧向仪器测井原理，分析了该仪器在２５３０大串仪器测井中的影响因素，特别是部分电路、加长电极以及井下仪器系统的绝缘等对双侧向测井的影响，指出了存在的问题，并提出了相应的解决办法。
关键词：双侧向仪器；聚焦；测井曲线；绝缘；影响因素 中图分类号：Ｐ６３１．８＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１６）０６—００５３—０２ ＤＬＳ－ＩＣ双侧向测井仪器主要用于配套２５３０大串仪器［１］是一种集成化设计、数字化处理的组合测井仪器，是电阻率测井的主要方法之一。
该仪器采用双屏蔽电极对主电流聚焦，减少了地层、电缆及泥浆的影响因素，有较好的分层能力和足够的探测深度。
可供水基泥浆、砂泥岩及碳酸岩剖面进行视电阻率测量。
用于研究确定盐水泥浆和高阻地层的电阻率、定性判别地层渗透率，配合其它仪器测井资料，也可以确定和评价地层含油特性。
１ ＤＬＳ－ＩＣ双侧向仪器测井原理［２］双侧向仪器探头采用９个电极组成电极系，主电极Ａ０在中间，Ａ０的两端对称地排列着４对电极。
改变两组屏蔽电极上的电位，可以得到不同的电场分布，达到不同的探测深度，深浅使用相同的电极系。
本仪器电极系及工作时电流场的结构如图１所示。
进行深探测时，屏蔽电极Ａ１与Ａ２（Ａ１’与Ａ２’）保持等电位，屏流Ｉ１与主电流Ｉ０为同极性。
由于屏蔽电极较长，加强了屏流对主流的聚焦作用，因此主流进入地层深处后才逐渐发散，如图１左边所示。
由于探测深度深，所测的电阻率接近地层的真电阻率。
进行浅探测时，电极Ａ２、Ａ２’起着回流电极Ｂ的作用，即电极Ａ１与Ａ２（Ａ１’与Ａ２’）为反极性，削弱了屏流对主电流的聚焦作用，主电流进入地层不远的地方就发散了，如图１右边所示。
由于探测深度浅，所测的电阻率受侵入带的影响较大。
中国石油大学 鞠晓东《测井仪器原理》(一),第1章,电流聚焦测井仪器
恒流输出功率放大器
恒流值 I D
UT3 R17
恒压输出功率放大器
平衡放大混合集成电路（VCVS）
功率放大
有源BPF
j
Uh
Ug
1 (
0 )2 j
0
0
1 Q
K
0 2f0
1
,K
R8 R10C1C2
R10C1 , Q R8R10C1C2
R8 R10C1C2
1.3.1 仪器工作原理 1.3.2 主要电路分析 1.3.3 仪器刻度和校验 1.3.4 小结
1.3.1 仪器工作原理
频分式，深、浅侧向频率分别为24.4Hz和195Hz，激励方式为屏流 主动式
A1’
内校验，电路与电极系断开，CAL和ZERO两挡校验 外校验，仪器位于LOG挡，电路与电极系接通，刻度电阻盒连接电
极系，可模拟0.01m和0.1m泥浆电阻率时的1、10、100、1000 m地层电阻率。
1.2.4 小 结
1229双侧向仪为实现深、浅同时并测，深、浅
侧向使用用不同频率的电流供电，称为频分式
1.1.4 小 结
在侧向测井仪器中，增加屏蔽电极的长度可以 加大聚焦能力，进而增加仪器探测深度。相反， 在屏蔽电极两端设置回流传极可使主电极和屏 流流入地层的深度变浅，降低探测深度。双侧 向测井正是利用这一原理实现的。
侧向测井仪器有四种不同的工作方式，复杂的
工作方式能获得更好的测量结果。
15
t I 0 U 2 (U D U 2 ) U 4 I 0
或
t I 0 U 2 (U D U 2 ) U 4 I 0
利用AD7510开关实现双侧向测井仪中信号调制放大器的设计
利用AD7510开关实现双侧向测井仪中信号调制放大器的设计信号调制放大器在的应用及意义双侧向测井中，首先由深、浅屏流源电路提供并通过屏流电极向地层发射32Hz和128Hz 的屏蔽电流。
流入地层的屏流在监督电极1M和1M,2M和2M之间产生电位差。
显然该电位差包含了深浅侧向的电流频率。
它由平衡放大混合电路放大，用以控制主电流发生器产生包含上述两种频率的主电流。
所以主电流始终跟踪屏流的极性和相位变化。
正因如此，主电流的产生使监督电极之间的电位差趋于零，相应聚焦了主电流，如图1所示。
深侧向屏流源电路实质上是一个受控频率为32Hz的电流源。
其控制信号是DU2,它来自于深侧向电压检测电压检测器，和深侧向测量电压成正比。
深侧向屏流源的输出电流加在电极1A（‘1A）上，其屏流从1A（1A）流出返回到地面电极B.深侧向屏流源电路由信号调制放大器（包括差动放大器、调制放大器、深带通滤波器）和功率放大器组成。
差动放大器的主要作用是用深侧向电压测量道附加相敏检波器输出的U2D控制深屏流的幅度。
深屏流源电路输出深屏流的幅度正比于（U2-2U2D），U2是参考信号。
当地层电阻率增加时，如果没有U2D 控制，深侧向屏流将减少的很少。
因为深侧向主电流和屏流具有跟随作用，所以下降也少，相应地，深侧向电压UD上升得较多。
又因U2D正比于UD,所以U2D跟随UD上升。
当有U2D控制时，U2D上升会使适当下降得多一些UD上升得少一些。
从而使深侧向测量电压和电流的变化范围都比较适中，这样有利于扩大深侧向测量视电阻率的动态范围。
调制放大器把与（U2-2U2D）成正比的缓变直流转换成32Hz的交流，然后通过带通滤波成幅度正比于（U2-2U2D）、频率32Hz的正弦波，最后经过功率放大后加到屏蔽电极A1或A2上。
浅屏流源电路的组成和深屏流源电路相似，也是由信号调制放大器（包括差动放大器、调制放大器、浅带通滤波器）和功率放大器组成的。
差动放大器的作用是用U2D控制浅屏。
双侧向测井响应的有限元法模拟
双侧向测井响应的有限元法模拟王欣;陈浩;王秀明;曲敏【摘要】储层评价中的电法测井是目前能够直接利用电阻率，并配合其他测井资料确定地层含油饱和度的方法，因此，优化设计探测深度深、纵向分辨率高的电法测井仪器，具有重要的实际意义和一定学术价值。
本文通过采用米字型网格、分开设置纵向围岩截断边界和纵向侵入带截断边界，发展了一套能准确快速模拟双侧向测井响应的有限元专用软件。
利用该软件，研究了井径大小、井内泥浆电阻率、侵入带厚度、侵入带电阻率、原状地层厚度对双侧向测井响应特征的影响，探讨了三种近似处理后的侵入模型下的测井响应特征，并分析了不同侵入带电阻率的选取对测井响应特征的影响。
结果表明，深侧向测井以终点电阻率为侵入带电阻率，计算得到的视电阻率值更接近原状地层的真实电阻率；浅侧向测井以起点电阻率为侵入带电阻率，计算得到的视电阻率值更能反映侵入带的真实电阻率。
%Electrical logging, in reservoir evaluation, is a method of well logging which can be used to cal- culate oil saturation with the electrical resistivity data and other logging data. Therefore,it has a practical significance and a certain academic value for designing an electrical logging tool which has deep investi- gation depth and high vertical resolution. In this paper, a special grid is used, through setting the vertical separation of the surrounding rock and the invaded zone, the paper develops special software which can quickly and accurately simulate the response of the dual laterolog. By using the software, we studied the impact of well radius, mud resistivity, thickness of invasion zone, resistivity of invasion zone, thickness of formation to the dual lateral logging response characteristics. The paperdiscusses the dual lateral logging response characteristics of three approximate models of invasive, and analyzes the impact of different se- lection principles of the invaded zone resistivity to the dual lateral logging response characteristics, the re- sults show that the deep lateral resistivity was closer to the true original formation resistivity if the end point resistivity as the invasion zone resistivity and the shallow lateral resistivity was closer to the invaded zone resistivity if the start point resistivity as the invaded zone resistivity.【期刊名称】《中国传媒大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(019)003【总页数】9页(P17-24,16)【关键词】有限元法;双侧向测井;数值模拟;截断边界【作者】王欣;陈浩;王秀明;曲敏【作者单位】中国科学院声学研究所,北京100190;中国科学院声学研究所,北京100190;中国科学院声学研究所,北京100190;中国科学院声学研究所,北京100190【正文语种】中文【中图分类】O441.11 引言油气储层评价中的电法测井，主要是通过对井下电法测井仪器测得的视电阻率资料进行处理，反演出地层的真电阻率或者接近于真实的岩石电阻率，配合声波测井和核物理测井，可以最终评价储层中流体的性质和定量评价孔隙中含油饱和度，它是油气储层测井评价中重要的手段。
双侧向测井原理及误差因素分析
７ 【
， ．
２ ｒ 兀ｆ
就得 到 了由钻井液 、侵入 带和 原状地 层 的电 阻率 响
应 之和 所推 演 出的视 电阻率 。在 钻井 液 的导 电性 相
＝
一
【
是．
＝ ・ ｎ
对 好 、侵 入程 度低 且地层 电阻率很 高 时，视 电阻率
近 似 于地层 真 电阻率 。 双 侧 向测井 仪按 工作方 式可 分为 很多种 类 ，这 里选择 较 典型 的恒 功 率式进 行介 绍 ，如我所 目前 生
２０ 年 第 ４ 期 ｏ８
声 学与 电子 工程
总第 ９ ２期
双侧 向测井原理及 误差 因素分析
吴先海 （ 第七一五研 究所 ，杭 州，３０ １ １ ０２）
摘要 简要介绍 了双侧 向测井仪的 电阻率 的测量原理 ，分析 了双侧 向测 井产 生误差的因素并总结 了在
Hale Waihona Puke 使用 中的注意事项 。 关键词 双侧 向测井 ：聚焦 ；绝缘
根 据 电位 和 电场 强度 Ｅ的关系 ：
Ｅ：一 （ ３）
ｄ ： 一尉 ｒ： 一 ４ ｃ 丁 ｒ
（ ４）
对 上式积 分得 ：
一
房＝ ｃ ㈣ ＋
０ ，故常数 ｃ ０ － ，则 点 电源
图 ｌ地层 电阻率测量 示意图
当 ｒ ｏ时， ｏ
吴先海 ：双侧 向测 井原 理 及误 差 因素分析
双 侧 向测 井 是 在 七 侧 向和 三 侧 向 的基 础 上 发 展起 来 的一种 深 、浅 测 向的组 合测井 。双 侧 向测 井 仪是 一种 高技术 裸 眼井石 油测 井仪 ，是 电阻率测 井
的主 要方法 之 一 ，主 要用 于测 量 由盐水 钻井 液钻 井 的裸 眼井 的地层 电阻率 。通 过组 合测 井 ，可 测得 侵
双侧向仪器工作原理
双侧向仪器工作原理仪器工作原理1、1229双侧向测井仪器1229双侧向测井仪是采用电流聚焦方式的测井仪，即采用电屏蔽方法，使主电流聚焦后水平流入地层，因而大大减小了井眼和围岩影响，因此，电流聚焦测井不仅是盐水泥浆和膏盐剖面井的必测项目，也是淡水泥浆测井的主要方法之一，1229双侧向仪器，一次下井可同时测得深、浅两条视电阻率曲线，为了实现深、浅同时并测，仪器采用频分供电，深、浅侧向供电频率分别为32Hz和128Hz，该仪器采用了先屏流后主流的设计，即由屏流源首先发送屏流，然后由监控回路产生主电流，相对于先主流后屏流，这种方式可以降低对监控回路增益的要求，1229双侧向的深、浅侧向屏流源均受深侧向电压的控制。
在4#号电极和电缆外皮之间加进一个32Hz受控恒流源，而在4号和5号电极间加进一个128Hz的受控恒压源，由屏流信号电流在2号和3号电极间形成的电位差直接接到快速补偿放大器输入端，因此，把2、3电极间电位差放大，而快速补偿放大器输出端接1号电极，因为它的快速补偿作用使1号电极和4号电极等电位，因此使得1号电极发送的测井电流和屏蔽电流是同极性，同相位，根据同性相斥的原理，迫使主电流呈圆盘状进入地层。
这样的设计，扩展了测量的动态范围。
2、DLLT-B测井仪DLLT是一种测量地层电阻率的电极系仪器。
它可以获得LLD、LLS、MSFL 三条电阻率曲线以及SP和CALIPER两条辅助曲线。
DLLT 是通过测量电极系流入井眼周围地层的电流的情况来测量地层电阻率信息的。
深测向和浅侧向是通过相同的电极进行测量的，通过分时使用电极，使得LLD和LLS两种电阻率的测量相互之间的相互干扰降到最低。
深侧向的测量信号频率是131.25Hz，浅侧向的测量信号频率是1050Hz。
整个电极系由13个电极组成，其中 A4、A3、A*和M1、M2、M3为成对电极、A0为主发射电极。
测井过程中，A4、A3、A*和A0电极都和回流电极之间形成一个电位差，其中测量电压V0是在地面参考电极和一个监督电极之间获得，并通过一个电压测量电路进行测量。
浅谈PS2332数控恒功率双侧向测井仪的研制
１ ６ ０ ０
。 ≮ ）Ｐ Ｓ ２ ３ ３ ２数控恒功率双侧 向测井仪 目 前 已在 山西 晋城 的矿 区 ， 东北 梅 河 口地 区 以及 贵 州 六 盘 水 矿 区 进 行 了 多 口井 的测 井 试 验 验证 ， 与 以前 的双侧 向仪 进行 了 曲 线对 比测井 ， 证 明该 测 井 仪 曲线 质 量 明显 优于其他双侧向仪器 ， 特别是动态范围更 大， 高阻地层不平头、 不 出负值。大井眼的 情 况下 ， 深、 浅 侧 向 曲线 反映 正 常 ， 不 出现 岐 变现象 。 图 ４是 在 东 北 梅 河 口地 区某 井 区所 测 的双 侧 向曲线 对 比图 。 参 考文 献 ［ １ ］ 赵乃赓． 改 ～＋ 流式 为 恒 功 率 式双 侧 向测 井仪 ［ Ｊ ］ ． 测井技 术 ， １ ９ ９ ０ （ ３ ） ． ［ ２ ］ 胡澍． 地球 物理 测 井仪 器【 Ｍ】 ． 北京： 石油
工 业 出版 社 。 １ ９ ９ １ ．
［ ３ 】 郑俊 详 ， 谢冠平， 李成 富． Ｓ Ｄ Ｌ 一 ７ ０ ６ ０恒功 率 式双 侧 向 测 井仪 的研 制 ［ Ｊ １ ． 石油仪器，
２ ０１ ２．
图 ４ 恒 功率 双侧 向 曲线 图
深浅侧向功率 ， 通过数字恒功率调节器调 节， 使 深浅侧 向功率恒定 ， 增加 了仪器工 作稳定性 ， 扩 大 了仪 器 测 量 范 围 ， 提 高 了 测量 精 度 。 ２ 采用 优 化 的 电极 尺寸 ， 主要 电极 系 尺 寸仿 国外 ５ ７ ０ ０电极 系 尺 寸 ，用 玻璃 钢 棒 一 次加 工 成 型 ， 仪器 直 径 ６ ０ ｍ ｍ， 总 长 度５ ２ ０ ０ ｍｍ 。 这样 增加 了探 测深 度 ， 特别 是 浅 侧 向探 测深 度 的增 加 克 服 了高 阻 、 高 矿 化 度 泥 浆 、大 井 眼对 浅 侧 向 测 量 值 的 影
ANSYS在电法测井仪器分析中的应用
６２ ・
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ Ｉ ｓ Ｒ ＭＥ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎｒ Ｓ
２１ 年 １ ０１ ０月
・
计 算机 与通 讯技 术 ・
Ａ Ｓ Ｓ 电法测 井仪 器分析 中的应 用 ＮＹ 在
张健 阁 谌海云
（ 西南石油大学 电气信息学 院 四川 成都 ）
７ 进 入 处 理 器 ／ｏ ） ｓｌ ｕ
层 厚 Ｈ／ ｍ
图 ３ 测 井 响 应 受 层 厚 的 影 响
由图可得 ， 目的层厚 度高 于 ０ ７ｍ 时 ， ． 能够 得 到真
实 的地层 电阻 率 。 ３ Ｎ井 响应 受侵 入 的影 响 ） 模 拟条 件 为 ： ＝１Ｑ・ Ｒ。＝１ ｍ， ０ Ｒ ｍ， ０Ｑ・ Ｒ ：５
结果 。通过数值模 拟得 到双侧向测井正演特性 ， 可知 Ｌ Ｄ探 测深度较 大，Ｌ Ｌ Ｌ ｓ探测深度适 中， 能够较好的识别薄 互层 ， 在
８ｉ（ ｎ＝２ ． １ｉ ５ ４ｍｍ） 右 的 井眼 中得 到 较 好 的探 测 曲 线 ， 油 田的 实 际测 井 结果 相 符 合 。 ｎ 左 与
ｌ ｌＳ ｌ ， ，０ ｓ ，， ｃ Ｘ ５ 加无 限远边 界条 件 ｅ ｏ １施
ｌｅ ， ｌ ｃ， ｓ ｌ ａ，ｏ Ｙ，一 ５１ ｌｅ ， ｌ ｃ， ５１ ｓ ｌ ａ，ｏ Ｙ，
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６８ ・
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ Ｉ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
钻 井液 的导 电性 相对 好 、 入 程 度 低 且 地 层 电 阻率 很 侵 高 时 ， 电阻率 近 似 于地 层 真 电阻 率 ［ 视 引。利用 如 下 公 式 计算 视 电阻率 ：
Ｒ口 ＝ Ｋ
双侧向测井影响因素与应对措施分析
双侧向测井影响因素与应对措施分析摘要：双侧向测井仪作为测量电阻率的特殊仪器，地层电阻率正是我们发现油气层，确定含油饱和程度计算的重要参数。
在高电阻率地层和盐水泥浆的井中,双侧向测井是确定地层真电阻率的主要手段。
在碳酸盐岩裂缝性地层中,它可以提供裂缝孔隙度的信息。
本文结合双侧向测井工作原理，从现场问题出发，对自然电位、深井回路、深驱性动板、滤波器等影响因素与解决方法进行了简要的探究和阐述。
关键字：双侧向；测井；影响因素；应对措施双侧向测井技术利用两个屏蔽电极对主电流进行聚焦，具有很多优点，比如具有较大的径向探测深度和很高的垂向分辨率，同时能够利用同一电极系进行深部和浅部的探测。
因而双侧向测井已成为一种广泛应用的电阻率测井方法。
影响双侧向测井质量的因素很多，遇到不明情况出现时，一定要祥加分析，找出影响因素，才能有针对性地采取相应措施，以便获得满意的测井效果。
一、双侧向测井工作原理从双侧向电极工作情况来看，它有9个电极构成，主电极位于中央，并且在主电极的上下还有4对对称的电极，分别用短路性线进行连接。
另外还有两对监督性电极和两对聚焦性电极（又称屏蔽性电极），而参考电极测量与回流电极都在无限远处。
在进行较深的探测时，两对屏蔽性电极始终保持着电位，并且主电流与屏流是同极。
由于屏蔽性电极相对较长，所以它无形中也增加了屏流对于主电流的集聚功能，所以主电流层一旦进入人地层，就会分散。
另外，受探测深度影响，探测的视电阻率会和真电阻率比较接近。
对于浅探测，在双侧向测井中，电极具有回流电极的功能，也就是说其中两对电极具有反极性，这样也就会削弱屏流对双侧向测井主电流的集聚功能；当主电流接近地层时，就会产生发散，而在探测深度不够的情况下，视电阻率将会受到侵入带影响。
二、对双侧向测井构成影响的因素（一）测井回路从双侧向测井回路连接过程来看，不管是浅侧向回路，还是深侧向回路统一是10号的芯线，而深侧向的回路测量则是7号缆芯。
SL6239强聚焦双侧向仪器工作原理及常见故障排除
关 键 词 ：强 聚焦双侧 向仪 ；工作原 理 ； 电阻率 ；故障 分析
中图法分类号 ：Ｐ ６ ３ １ ． ８ ３
模 式通过 １ 拌 、４ 舟 电极进 入地 层 ， 回路 是 ５ ≠ ｝ 电极 ；浅
０ 前
言
增 强模式 通过 ｌ 撑 、４ ≠ ｝ 、５ ≠ ｝ 电极 进 人地层 ， 回路 是 ６ ≠ ≠ 电极 。进 入地 层 的电 流在 ２ ≠ ｝ 、３ 拌 电极 上 产生 一 定 的
Ｓ Ｌ ６ ２ ３ ９仪 器 包括两 部分 ：电路部 分如 图 １ 所示， 电极 部分 如 图 ２所示 。 电路部 分包 括屏 流参考 驱 动 电 路 、测量 电路 、刻 度及补 偿控 制 电路等 。电极 的中心 是 ｌ 群 电极 ，这 个 电极 的两边 排列 着 同名 电极 ２ 群 、３ 、
井技术工作 。邮编：４ ７ ３ １ ３ ２
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石 油 仪 器 Ｐ Ｅ Ｔ ＲｏＬ Ｅ Ｕ Ｍ Ｉ ＮＳ Ｔ ＲＵ ＭＥ Ｎ Ｉ Ｓ
２ ０ １ ４年 ４月
算 ，将 其阻 值 由原来 的 ５ １ ． １ Ｋ 调 节到 １ ． １ Ｍ ，第 一档
表 １ 调整前后各档位增益变化
的增益 同样 由原来 的 ３倍 降低 到 １ ． １ 倍 。但 同样 导致
声 波档 位增 益 出现很 大变化 ，影 响 了声波 测井 。 从前 面两 个方 法 的实施可 以 看出 ， 要减 小变 密度 的增益 ， 单纯 地调 节 一个 电阻没有 办 法实现 变 密度档 位 增 益下 降而 声波档 位不 变 的要求 。 所以 ， 必 须 同时
层 ，回路 是上 部鱼 雷 即电缆外 皮 ，在格 罗 宁根模 式 回
Ｉ Ｓ Ｉ Ｄ
图 １ 增 强型双侧 向电路框 图
基于数字聚焦方法的双侧向电路设计
极 。发 射部分 的电路实 现框 图如 图 ２ （ ａ ）所 示 。
Ｂ Ｎ
（ ３ ）
（ ４ ）
由于 在模 式 ２中 ，主流， ０ 不发 射 电流 ，即 一０ ， 由公 式 （ １ ）和 （ ２ ）得 出 ：
Ⅲ
Ａ １囫
Ｍ２￡ 、
Ｍ １ Ｅ
Ａ ｌ囫
Ｍ２ Ｍ １ 皿
＼ 、
～
， ｒ
Ａ ０ 囫 ＋
Ｍ１ ￣ ２ Ｚ ２ １厂
Ｍ２ ：
＝
Ａｏ
Ｍ１ Ｅ
严格 要求 ， 提 高 了测 量精 度 。本 文 以双侧 向测 井仪 的 数字 聚焦 电路 实现 为例 ，分析 了数 字 聚焦原 理 ， 通 过
Ａ１ Ｍ２ Ｍ １
焦
以分解 为 两个 部分 独 立过程 完 成 ， 即深侧 向的 电流 聚 焦可 以 由模 式 １ 和 模 式 ３实现 ，见 图 １（ ａ ） ；浅侧 向
的 电流聚 焦可 以 由模 式 ２和 模式 ３实现 ， 见 图 １（ ｂ ） 。
Ａ０ Ｍ ｌ
Ｍ２
式中 ， 表 示 主流 ，厶 表示 屏蔽 电流 ，△ 表示 监
督 电极 ＭＩ 和 Ｍ２ 间 的电位 ， 表 示测 量 电极 Ｍ２ 与参
考 电极 Ｎ 之间 的电位 。
由于在 模 式 １中 ，主流 不 发射 电流 ，即 ＝０ ，
由公 式 （ １ ）和 （ ２ ）得 出 ：
ｂ＝Ａ
模式２
模式３
合成 浅 侧 向
（ ｂ ）浅侧向数字聚焦合成原理图
图１ 双侧 向数字聚焦合成原理 图
第一作者简介 ：郑俊祥，男，１ ９ ８ ２年生，工程师 ，２ ０ ０ ６年毕业于燕 山大学电子信息工程 专业，现从事侧 向测井仪器的研发及技术支持工作 。邮
《地球物理测井方法与原理》思考题
SP测井思考题1. 石油天然气钻井中，产生自然电场的主要原因是什么？扩散电动势(Ed)、扩散吸附电动势（Eda)和过滤电动势（Ef)产生的机理和条件是什么？2. SP曲线的基线如何选取？为什么砂岩储集层处的SP曲线异常在有的井中是负异常、有的井中是正异常？如何读出砂岩层段的自然电位幅度值（ΔUsp)? SP曲线的基线有时会产生偏移，说明这种现象在解释上有什么用处？3. 影响SP曲线幅度的因素是什么？在SP曲线解释过程中，如何把影响因素考虑进去，从而得到与实际相符的结论？SP曲线的主要用途是什么？4. 在砂泥岩剖面并中怎样根据SP曲线划分岩性？如何估计砂岩储集层的泥质含量Q sℎ值？5. 有一含水砂岩层，由电测井资料得知，该地层有侵人，其地层电阻率R t= 5Ω·m;钻井液电阻率R m= 5Ω·m冲洗带电阻率R xo= 5Ω·m;围岩电阻R s= 5Ω·m；SP曲线读数ΔUsp=-32mV;地层厚度h= 3m;井径d = 0.3m,求该水层的静自然电位SSP.6.在某井中2150m处有一砂岩储粜层，求其地层温度t。
（已知该地区的年平均地表温度为15. 6℃;地温梯度为2. 5℃/100m。
）7. 某油田的年平均地表温度为26.7℃，并已知在该油田的某井内3355m处的砂岩储集层的地层温度为93℃，求该井内深度为2440m处的砂岩储集层的地层温度t。
8. 从测井曲线图头上得知某井使用的钻并液密度为1.32g/cm3;18℃时的钻井液电阻率为0.95Ω·m。
求地层温度t = 58℃时的钻井液滤液电阻率R mfe?9. 某井内4200m处有一相当厚的纯含水砂岩层，其地层温度为149℃,由SP曲线读出该层的ΔUsp≈SSP=−87mV，如果在地层温度下的钻井液滤液等效电阻率R mfe=0.3Ω·m,求该地层的地层水电阻率R w。
10. 大港油田某井中，深度为2395m处有纯含水砂岩层，其测井资料如思考题10图所示。
测井数据分析软件
测井数据分析软件近年来，测井技术在油气勘探和开发中得到了广泛应用。
测井数据分析软件作为测井技术的重要组成部分，可以为采集的测井数据提供可视化分析、高效处理和准确解释，成为了测井技术发展的关键环节。
本文将从软件的功能、特点、应用等方面进行探讨。
一、软件的功能测井数据分析软件的主要功能包括数据处理、数据展示、数据分析和诊断等。
其中，数据处理模块主要针对测井数据的原始记录进行校正、编辑和重采样等操作，以确保测井数据的准确性和稳定性。
数据展示模块则将处理好的测井数据以可视化的方式呈现出来，包括测量曲线、剖面图、三维图等形式，方便用户进行数据的查看和分析。
数据分析模块则是针对测井数据的物性参数进行解释供用户使用。
诊断模块则可以自动诊断数据质量问题和异常现象，为数据分析提供依据。
二、软件的特点1.高效性测井数据分析软件具有数据处理速度快、处理效率高等特点，能够有效的提高数据处理的效率，并大大减少人工处理的工作量，提高了工作效率。
2.诊断性测井数据分析软件可以对测井数据质量进行自动诊断，发现存在问题或者异常现象，及时对其进行调整，确保数据的精度和准确性。
3.可定制性测井数据分析软件具有一定的灵活性和可定制性，用户可以根据自己的需求和分析目的进行定制化操作，解决特殊的数据分析问题。
4.易操作性测井数据分析软件采用直观的图形用户界面，易于操作，用户只需要简单的操作即可完成复杂的数据分析任务。
三、软件的应用测井数据分析软件在石油勘探和开发领域有着广泛的应用前景。
具体来说，它可以应用于以下几个方面：1.地质解释地球物理测井数据可以为地质分析和解释提供重要的资料，通过对测井数据进行识别、分析和解释，可以提取出地形、地貌、岩性等信息，为油气运移、勘探储层的评价和剖面解释等提供科学的依据。
2.油气储层评价测井数据是评价油气储层的主要手段之一，通过对数据的机械剖面分析、物性参数解释等方式，可以精准的确定储层的位置、特征、厚度等一系列关键参数，从而准确地评价储层的产能和空间分布。
微球形聚焦测井
二、原理 A0发出主电流I0和辅助电流Ia，Ia→A1， I0→B，所以，Ia沿泥饼流动，影响因素：泥 饼厚度、泥饼电阻率等。 I0主要在冲洗带中流动。由于Rxo在冲洗带范 围内（相当于均匀介质），所以I0的电流呈 辐射状，等位面呈球形。自动调整I0和Ia的 大小，使UM1=UM2。 微球形聚焦测井采用恒压法测量，记录的是 主电流随井深的变化曲线，电流的变化与介 质的电阻率呈反比关系， RMSFL=K△UM0M1/I0 I0——主电流；△UM0M1——M0M1电极之间
的电位差； K——微球形聚焦测井电极系系 数。
三、微球形聚焦测井资料的应用 1、确定Rxo 由校正图版可看出，微球形聚焦测井受泥饼影响的大小介于微侧向和邻近 侧向之间。 微侧向测井只有在泥饼厚度hmc<6.4mm时，校正系数为1，这时测出的视电 阻率约等于真实冲洗带电阻率；若hmc>6.4mm， 则校正系数>1，此时必须利用该图版进行泥饼校正。 邻近侧向测井hmc在6.4-19.1mm范围内时，校正系数为1 ，测出的视电阻率 约为冲洗带电阻率；当hmc>19mm时，校正系数>1，则需要利用图版对RPL 进行泥饼校正。 在微球形聚焦泥饼校正图版上可以看到， hmc在3.18-19.1mm范围内，且比值RMSFL>Rmc(Rmc为泥饼电阻率)不超过20， 则校正系数为1,；只有当泥饼厚度很厚或者比值 RMSFL/Rmc很高时才用校正。
补充：凡是具有渗透性的地层，不论是生产层或
是非生产层，都会发生泥浆渗透过程。由于渗透
的程度不同，从而在井眼和原状地层之间产生不
同电阻率的层带，即所谓的“冲洗带”和“侵入
带”。
微球形聚焦测井
(microspherically focused logging )
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１ ． 引言 传 统 双 侧 向 采 用 硬 件 聚 焦 方 式 ， 电 路通 过 闭环 实 现主 监控 控 制 ，受 外围 环境 影 响大 （ 温 度变 化 ， 电源波 动 等） 。硬 件 聚 焦Ｖ 残余 电压 无 法消 除 ， 聚焦 效 果偏 差 （ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ 双 侧 向 主监 控 放 大倍 数 达 ￣ Ｊ ２ ５ ｏ ｏ ｏ 倍 ，接近 电路 设计 的极 限） 。 软 件 聚 焦 方 式 是 一 个 崭 新 的 聚 焦 方 式 ，它 利 用 电场 叠加 原理 由两 个 非聚 焦状 态 的 电流 合成 为 聚焦 电流 ， 聚焦 条件 被无 条 件满 足 ， 因此避 免 了硬 聚焦 中监督 电极 间剩 余 电位 的影 响， 从而 成为 提 高纵 向分 辨 率 的有 效实 现方 法 。超 薄层 双 侧 向采用 软件 聚焦 ， 电路 实现采 用 开环 方 式 ，受外 围环 境 影 响 较 小 。
： 霞 Ｉ ＿ １： Ｉ － ： 兽 ／ ／： ！ ｝ 、 ） ＋ ！ ： ！ 啊＋ ＝ｊ
保 证 屏 蔽 电极 Ａ １ 和Ａ ２ 之 间针 对模 式 ｌ 的频 率 等 电位 ：在 模 式 ２ 中 ，屏 蔽 电极 Ａ ｌ 向Ａ ２
电极 发射 电流 ，主 电流Ａ ０ 不 发 射 电流 ， 屏
蔽 电极Ａ １ 和Ａ ２ 构 成 模式 ２ 的 回路 ；在 模 式
３ 中 ， 主 电极 Ａ Ｏ向 屏 蔽 电 极 Ａ １ 和Ａ ２ 发 射 电 流 ，屏 蔽 电极Ａ１ 和Ａ ２ 不发 射 电流 且保 证Ａ ｌ 和Ａ ２ 之 间针 对模 式３ 的频 率等 电位 。模 式１ 和模式３ 合成 超 薄 层 双 侧 向 中深 侧 向的 聚 焦 回 路 ，如 图 ｌ （ ａ ） 所 示 ，模 式２ 和模 式３ 合 成 超 薄 层 双 侧 向 中 浅 侧 向 的 聚 焦 回路 ， 如 图１ （ ｂ ） 所示 。
４现 场测试 及结 论 为 验 证 微 弱 软 件 聚 焦 在 超 薄 层 双 侧 向 测 井 仪 器 的实 验 效 果 ， 两 支 仪 器 进 行 了 多 次 上 井 现 场 实 验 和 测 试 ， 实 验 结 果 表 明 ： 重 复 性 、 一 致 性 很 好 ， 仪 器 工 作 状态 稳定 ，在 分 辨率 上 明显 高于 常规 双 侧 向 ，与微球 、高 分辨 率声波 基本 上一致 。 结论 ： （ １ ） 超 薄层双 侧 向电极系长 度为５ ． ８ ｍ ， 比常 规双 侧 向短 很 多 ，便 于 现场 测井 操 作 和组 合测井 。 （ ２ ） 超 薄 层 双 侧 向 具 有 较 好 地 薄 层 分 层 能力 ，纵 向分 辨率 远 高于 常规 双侧 向、
—
（ ３ ） 超 薄层双侧 向克服 了侧 向测井 高分 辨率 和探 测深 度 不 能兼顾 的矛盾 ，最 高 纵 向分辨率 达到０ ． ２ ｍ ，深 探测达 到１ ． ０ ５ ｍ 。
Ｌ—— ——— —Ⅲ
Ｊ ｌ
ｕ
Ｌ
Ｕ
Ｌ—— ——一
Ｊ
极 Ａｉ 和Ａ ２ 发 射 ， 由处 于 仪 器 上 方 一 定 远 处 的Ｂ电极接 收 ，屏 蔽 电极Ａ １ 、Ａ ２ 和Ｂ 电极构 成模式１ 的 回路 ，主 电 极Ａ ０ 不发 射 电流且
Ｉ 一 科研蕴 …………………
…
…
…
一
软 件聚 焦 在 双 侧 向测 井 仪器 中的应 用
大庆钻探 ＿ Ｔ － 程公 司测井公 司 梁晓成 宋建华
，
苑
娜
【 摘要 】提 出一种用于超薄层双侧 向测井仪器的软件聚焦方法 ，代替 了传统双侧 向的硬 聚焦方式，克服 了硬件电路对剩余 电位的影响提高 了测 量精度 通过对 电 极 系尺 寸的优 化设计和 理论计算，超薄层侧向的纵 向分辨率 能提 高至０ ． ２ ｍ，适合对 薄层等复 杂储 层的测量勘探。对新型超薄层双侧向测井仪器进行 了现场测试 ， 结果表 明：对于薄互层，在纵向分层 能力上 ，－ ５ 微球、高分辨声波曲线所反映的储层基本 一致。
与微球 相 当。
２ ． 超薄 层双侧 向软 件聚 焦原理 （ ａ ） ３ 种常规双侧向电极系 超 薄 层 双 侧 向 采 用 的是 软 件 聚 焦 方 丝 Ａ １ — 臂 ’ 臀 ’ ： ． ．丝 式 。根 据 软 件 聚 焦 技 术 中 的 电 场 叠 加 原 ｌ— Ｌ 一 ： 理 ，超 薄层 双 侧 向的 工作 方 式可 以分 解为 （ ｂ ） 超薄 层双侧向电极系 模式１ ，模 式 ２ ，模 式３ 三 个 不 同频 率 的独 图 ２ 常 规 双侧 向 电极 系 和 超 薄 层 电 极 系 对 比 图 立 的模 式 ，深 、 浅侧 向 的聚焦 方 式可 由这 三种 模 式两两 组合 实现 ，如 图１ 所示 。 与 常 规 双 侧 向 电 极 系 相 比 ， 超 薄 层 在模 式 ｌ 中 ，模 式 ｌ 的 电流通 过屏 蔽 电 双 侧 向 电极 系 在 电 极 系 排 列 、 电 极 系 尺 寸
共用） ，有 的为 ３ 对 监 督 电 极 Ｍ１ （ Ｍ１ ’） 、 Ｍ ２（ Ｍ ２ ’） 、Ｍ ３（ Ｍ ３ ’ ）（ 深 、 浅 侧 向 用 不 同 的监 督 电极 对） ；有 的 采用 了 １ 对取 样 电极 （ Ａ １ 、 Ａ ｌ ’ ） ，有 的没 有取 样 电极 …。几
种 典 型 的 常 规 双 侧 向 电 极 系 如 图 ２（ ａ ） 所 示 。尽 管 电极排 列 方式 有所 不 同和 各 电极 尺寸 也 不一 样 ，但 是他 们探 测 性 能差 别不 大 ，分层 能 力为 ０ ． ６ － ０ ． ９ ｍ ，探 测深 度 深侧 向为 １ ． ２ — １ ． ５ ｍ ，浅侧 向０ ． ３ ５ — ０ ． ４ ５ ｍ 。