双侧向仪器工作原理
《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。
HRDL6504双侧向培训讲义
A2
A1*
A1
M2 M1 A0 M1 ′M2 ′
A1 ′ A1* ′
A2 ′
主电极：
A0
监督电极： M1、M2 屏蔽电极： A1、A2 辅助监控电极：A1*
三、电极系结构及工作原理
小 结 高分辨率双侧向电极系结构外观上看与普通双侧向没有什 么区别，但是各电极尺寸都不相同，最重要的是中间一组电极 承担的功能与普通双侧向完全不同。
高分辨率双侧向深、浅聚焦工作基本原理与普通双侧向一
致，区别在于高分辨率双侧向的主流由两个电极共同发射，再
加上电极尺寸和各电极间距离以及监控电位等因素，形成一种
过聚焦工作状态，从而实现仪器的高分辨率，但带来直接的问 题是井眼影响严重。
仪器原理框图
双侧向测井仪原理框图
双侧向测井仪工作流程
井下仪器加电后，由DSP产生初始控制命令，控制仪器工作状态和深浅屏流。 由井下DSP直接输出经控制的可变直流供屏流源产生信号，浅电流送往A１、 A0电极，由Ａ２电极返回；深电流送往Ａ２、Ａ１、Ａ０电极，由Ｂ电极 （电缆外皮）返回。 由主监控放大器调节Ａ０和Ａ１电极的电位，使Ｍ１、Ｍ２之间的电位差趋 于零；由辅监控放大器调节ＡＩ、Ａ２电极的电位，使A1*和Ａ２之间的电位 差趋于零，使主电流呈圆盘状进入地层。 测量Ｍ２和Ｎ电极之间的电位差，放大滤波成直流后送入采集电路；测量主 流通道的电流，经放大滤波成直流后，送入采集电路。 由测量电路送来的四路电压、电流信号，经程控放大、Ａ／Ｄ转换送入主控 单片机，计算深浅电阻率值，根据所测电阻率值产生新的控制命令，控制深 浅屏流源，形成闭环回路；另一路送接口单片机，进行数据格式编排，在Ｇ Ｏ脉冲和ＵＣＫ时钟的作用下，经三总线送往ＴＣＣ。 由地面发出控制命令字，经译码控制井下仪器刻度、测井工作状态及N电极选 择。根据不同的地质情况，N电极可放在井下也可以放在地面。
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。
双侧向测井仪说明书
双侧向测井教学实验装置使用说明书陕西巨丰思源科技有限公司2007年8月双侧向测井教学实验装置目录1 模拟实验装置概述 (1)1.1实验装置测量原理 (1)1.2实验装置的组成 (2)1.3实验装置的应用目的 (4)2 实验装置的电路构成 (4)2.1仪器工作原理 (4)2.2电源电路 (5)2.3控制信号源 (5)2.4浅屏流源 (6)2.5深屏流源 (6)2.6平衡监控回路 (7)2.7电流信号检波 (8)2.7电压信号检波 (9)2.8模拟刻度 (12)3 双侧向实验装置的安装 (12)3.1机械安装 (12)3.2注意事项 (13)3.3接插件连线定义 (13)4 实验仪器的测试 (14)4.1仪器准备 (14)4.2深外刻测量 (15)4.3深内刻测量 (15)4.4浅外刻测量 (15)4.5浅内刻测量 (15)4.6测量结果分析 (16)5. 附件 (21)5.1浅发射板元件布置图 (21)5.2深发射板元件布置图 (21)5.3电流检测板元件布置图 (22)5.4电压检测板元件布置图 (22)5.5平衡板元件布置图 (22)1 模拟实验装置概述双侧向测井仪是一种常规电法测井仪器，主要探测浸入带电阻率和地层真电阻率。
主电流成圆盘状进入地层，两对监督电极保证主流能够垂直进入地层，两对屏蔽电极分别对主流进行深浅屏蔽确保探测深度，测量地层电阻率。
本装置是用来学习双侧向测井基本原理和仪器电子线路结构特点。
在仪器的内部结构上完全模拟工程测井中的实际测井仪器。
应用该实验装置可以进一步了解双侧向测井仪电极系的工作原理，电流聚焦特性，深浅探测特性；学习双侧向测井仪电路部分各功能模块的结构和工作原理；掌握仪器刻度、测井过程、数据处理相互关系。
1.1 实验装置测量原理双侧向测井方法由于具有较好的聚焦特性，并可以完成深、浅两种探测深度的电阻率测量，它完全取代了三侧向和七侧向测井。
是目前应用较广的一种聚焦式电阻率测井方法。
测井方法9-双侧向概述
双侧向尺寸
3 0.3 0.22 0.02 0.12 0.02 0.02 0.3 3 0.8 0.22 0.08 0.18 0.18 0.08 0.22 0.8 ( B2 ) A2 A2 M2 M2 A0 M1 M1 A1 A1( B1 )
电极系k值：kd =0.733m，ks=1.505m 仪器全长：9.36m 仪器直径：0.089m 屏蔽电极A1、A2很长→确保深侧向探测深度大
四、双侧向测井资料应用
电阻率测井在油气勘探开发中应用非常广泛
⑴地层对比 ⑵裂缝识别
主要 应用
⑶油、气、水层判别
⑷计算地层含水饱和度 ⑸估算裂缝参数
⑴地层对比
决定地层电 岩石名称 阻率大小的 粘土 主要因素 页岩
疏松砂岩
主要岩石、矿物的电阻率
电阻率 10－100 白云母 41011
一是岩石的组织结构
烟煤 10－10000 600－105 石油 10 －10
致密砂岩
磨溪地区储层多井测井对比图
⑵裂缝识别
四川测井研究所水槽模型实 验结果：裂缝的产状与深、 浅双侧向的“差异”有着直 接关系
深、浅侧向电极系的尺寸完全一样。不同处：将深侧向的 屏蔽电极 A1 、 A2 改成回路电极后，就构成了浅侧向电极 系→这样，深、浅侧向的纵向分辨率是相同的，且受围岩、 层厚影响基本一样→用深、浅侧向测出的电阻率判别油、 气、水层具有良好效果。
电极系确定原则：分层能力强（ 0102间距离要小）、探 测深度大（ A1、A2要长）、井眼影响小
井眼、围岩、侵入
实测双侧向曲线
双侧向 双侧向
碎屑岩地层
碳酸盐岩地层
三、双侧向、三侧向、七侧向比较
1.探测深度
三侧向—探测深度小，侵入影响大，深浅三侧向探测深度 差异不大，判别油、气水层效果差。原因：主电极与屏蔽 电极同电位，电极系长度有限，主电流发散快
测井方法9-双侧向
一、测井原理
电极系
与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上两个屏 蔽电极 A1′、 A2′。为了增加探测深度，屏蔽电极 A1′、 A2′不是环状，而是柱状（与三侧向屏蔽电极相同）
测井原理
测井时，主电极 A0 发出恒 定电流 I0 ，并通过两对屏 蔽电极 A1 、 A1 和 A2 、 A2 发 出与 I0 极性相同的屏蔽电 流I1和I1。
烟煤 10－10000 600－105 石油 10 －10
致密砂岩
磨溪地区储层多井测井对比图
⑵裂缝识别
四川测井研究所水槽模型实 验结果：裂缝的产状与深、 浅双侧向的“差异”有着直 接关系
低角度（ 60 以下）缝， “负差异” 高角度（ 75 以上）缝， “正差异” 6075裂缝，差异较小和无差异 45裂缝时， “负差异”，且差异幅度最大
井眼、围岩、侵入
实测双侧向曲线
双侧向 双侧向
碎屑岩地层
碳酸盐岩地层
三、双侧向、三侧向、七侧向比较
1.探测深度
三侧向—探测深度小，侵入影响大，深浅三侧向探测深度 差异不大，判别油、气水层效果差。原因：主电极与屏蔽 电极同电位，电极系长度有限，主电流发散快
七侧向—探测深度高于三侧向，但高侵时，探测深度变浅。 原因：采用监督电极 M1´、M1´同电位来控制电流场。分布 比s↑→屏流↑→屏蔽电极电位↑→探测深度↑ 双侧向—探测深度最大。原因：将屏蔽电极分成多段（两 对）加长→控制各段电压→探测深度↑
四、双侧向测井资料应用别
主要 应用
⑶油、气、水层判别
⑷计算地层含水饱和度 ⑸估算裂缝参数
⑴地层对比
决定地层电 岩石名称 阻率大小的 粘土 主要因素 页岩
疏松砂岩
主要岩石、矿物的电阻率
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
测井原理的重点
第一章、双侧向测井1、双侧向测井的基本原理双侧向测井是一种聚焦的电阻率测井。
为了使深浅侧向有足够的探测深度和浅侧向能较好地反映侵入带特性，这类仪除设计上使用了同时调整主电流与屏蔽电流的方法，用两对屏蔽电极实行双层屏蔽，增加电极长度和电极距。
主电流受到上、下屏蔽电极流出的电流的排斥作用，使得测量电流线垂直于电极系，成为水平方向的层状电流射入地层，这就大大降低了井和围岩影响。
可以同时进行深浅侧向的测量。
目前聚焦测井主要包括：双侧向、微侧向及微球聚焦、邻近侧向等。
是目前最流行的电阻率测井，与其它电阻率测井方法相比具有分层能力强、探测深度大等优点，适用于薄层发育地层、电阻率中、高的地层。
2、双侧向测井的作用a、判断岩性、划分储层；b、划分油气层，油气层深侧向电阻率是邻近水层的1.5 倍以上；c、深侧向电阻率一般认为是原状地层电阻率,所以它可以确定地层的真电阻率。
d、进行地层对比。
e、计算储层的含油饱和度。
f、用浅侧向确定侵入带电阻率，计算侵入带的含油饱和度。
第二章、微侧向测井1、微侧向测井基本原理微侧向测井采用极板贴井壁测量。
在极板上镶入一个主电极，三个监督电极与屏蔽电极与主电极呈环状分布，这样的设计使得主电流被聚焦成束状流入地层，增加了探测深度，减小了泥饼的影响。
测出监督电极与无穷远电极之间的电位差，经过适当转换，就可以得到微侧向视电阻率曲线。
2、微侧向测井的应用、a、确定冲洗带电阻率进而进行可动油、气分析和定量计算。
b、划分薄层c、地层对比。
3、微球测井基本原理微球型聚焦测井原理类似于微侧向测量原理，只是微球型聚焦的电极排列像球型聚焦。
4、微球测井的应用、a、可探测过渡带电阻率，比微侧向探测深度大；b、划分薄层能力强于微侧向第三章、电极电阻率测量基本原理电极电阻率测井也称普通电阻率测井。
在井内进行电阻率测井时，都设有供电线路，通过供电电极A供给电流I，通过供给电B供给电流-I，在井内建立电场，然后用测量电极进行电位测量。
侧向测井之三侧向、七侧向、双侧向测井基本原理
侧向测井之三侧向、七侧向、双侧向测井基本原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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。
电阻率测井方法基本原理
电阻率测井方法基本原理1、双感应测井 Dual Induction Log1、双感应测井原理示意图图1 感应原理示意图2、双感应测井原理① 发射线圈形成的电磁场在地层中产生环井眼感应电流（涡流），涡流形成二次电磁场，在接收线圈中产生感应信号，其大小与地层电导率成正比。
具体表述为：把地层看成是一个环绕井轴的大线圈，把装有发射线圈T 和接收线圈R 的井下仪器放入井中，对发射线圈通以交变电流I ，在发射线圈周围地层中产生了交变磁场Φ1，这个交变磁场通过地层，在地层中感应出电流I1，此电流环绕井轴流动，叫涡流。
涡流在地层中流动又产生交变磁场，这个磁场是地层中的感应电流产生的，叫二次磁场Φ2，二次磁场Φ2穿过接收线圈R ，并在R 中感应出电流I2，从而被记录仪记录。
很明显，接收线圈R 中感应产生的电动势大小与地层中产生的涡流大小有关，而涡流大小又与岩石的导电性有关，地层电导率大，则涡流大，电导率小，则涡流小，涡流与电导率成正比，因而接收线圈中的电动势也与电导率成正比。
根据记录仪记录到的感应电动势的大小，就可知道地层的电导率。
中可以看出，接收线圈R 不仅被二次磁场Φ2穿过，而且被一次磁场Φ1穿过。
因而接收线圈R 中产生的信号有两种：一是由地层产生的，与地层导电性有关的信号，称为有用信号，用VR 表示。
另一种是由仪器的发射线圈直接感应产生的，这是一种干扰因素，称为无用信号，用VX 表示，二者在相位上相差90°。
感应测井是径向（沿半径方向）近似并联的电导测井仪器。
根据几何因子理论：tt invasioninvasion mmud tt mud mud t R G R G R G G G G 111invasion invasion ⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅=σσσσ其中：mud G 、invasion G 、t G 分别为泥浆、侵入带、地层的几何因子；mud σ、invasion σ、t σ分别为泥浆、侵入带、地层的电导率。
三常用测井仪器介绍
GR技术指标：
–长度 6.7ft 2.041m –直径 3.63in 92.1mm –耐压 20 kpsi 137.9MPa –耐温 400℉ 204℃ –重量 120 lb 54.4kg –垂直分辨率 15 in. 381.0 mm
GR应用条件：
最小井眼
4.75in. 120.7mm
最大井眼
24 in. 609.6 mm
MLL质量控制
有时因极板接触不良，曲线上可看到间断的极 低的电阻率读数。应该降低测速进行重复测量 以改善数据质量； 重复测井与主测井应重复较好（裂缝地层通常 重复不好）。
1.3自然伽玛测井GR（Gamma Ray）
自然伽玛测井仪可测量地层的自然放 射性。地层的自然放射性是由岩石中所含 的钾、铀、钍等放射性元素引起的。这些 放射性元素在地层中的聚集与地层沉积环 境有密切关系。因此，测量地层的自然放 射性可解决一些地质问题。它既可在裸眼 井中测量，也可在套管井中测量，用于地 质分层，估算泥质含量及深度校正等等。
GR优点和地质应用： 1. 用于曲线深度校正 2. 确定地层层序剖面，储层划分 3. 估算泥质含量 4. 井间对比，火山岩识别 5. 阳离子交换能力研究；
GR质量控制
自然伽玛仪器可居中或偏心； 在目的层段应重复测60m，重复误差应在允许 范围内； 自然伽玛测井因受地层中运移流体所携带的铀 元素沉淀或者岩盐的影响，而会作出地层不正 确含泥质的指示。应将测量结果与岩屑样品作 比较，若有异，则建议增加自然伽玛能谱测井 (测量钍、铀和钾元素)。
AC优点和地质应用：
– 1.确定地层孔隙度； – 2.识别气层； – 3.得到地层速度数据； – 4.做相关性对比； – 5. 与 其 它 孔 隙 度 曲 线 一 起 识 别 岩 性 ； – 6.识别地层裂缝； – 7. 确 定 地 层 的 力 学 参 数 ， 确 定 岩 石
双侧向原理
图2-19 七侧向电极系及电流线分布 图2-1-19 七侧向电极系及电流分布 3.1229双侧向测井仪3.1聚焦式电阻率测井法的测量原理普通电阻率测井法的主要缺点是测量电流的一部分沿井筒分流，即测量电流不能全部流进地层；另外它也不能深入地层很远，所以，测得的视电阻率与地层的真电阻率相差甚远。
聚焦式电阻率测井法是针对这一问题，对普通电阻率测井的电极系加以改进而发展的一种新方法。
聚焦式电阻率测井也叫侧向测井。
它包括三侧向、七侧向、双侧向、微侧向、邻近侧向、球形聚焦和微球形聚焦等方法。
这些方法中，电极系的结构、形状和尺寸不同，其探测特性也不同。
下面我们以七侧向为例，对聚焦式电阻率测井法的测量原理加以说明。
七侧向测井的电极系如图2-1-19所示，其中A 0是主电极，M 1、M 2与N 1、N 2是两对监督电极，A 1、A 2是一对聚焦电极（也叫屏蔽电极）。
这三对电极以主电极A 0为中心对称排列，每对电极用短路线连接，使其具有相同的电位。
回流电极B 和参考电极N 放在“无限远”处。
这种电极系结构相当于在梯度电极系的上下附加了一对供电电极。
在各向同性的均匀介质中，七侧向的电流线如图中的实线所示，虚线表示等电位面，斜影线表示主电流层。
在电阻率为 的均匀介质中，如果只有一个主电极A 0，所通电流为I 0，则从A 0电极流出的电流应均匀地分布，即电流线为辐射状，而等电位面是以A 0为球心的球面。
由于监督电极M 1、M 2离A 0较近，所以其电位比N 1、N 2处的电位高一些。
在主电极两侧加上聚焦电极A 1、A 2，并提供与A 0同极性的屏蔽电流，随着屏蔽电流强度的增加，监督电极N 1N 2和M 1M 2的电位都会升高。
由于N 1、N 2离A 1A 2较近，因此N 1N 2处的电位升得更快一些。
当屏蔽电流强度达到某一数值时，两对监督电极M 1M 2和N 1N 2可能出现相同的电位。
由于等电位面之间不可能有电流流过，因此，可以认为，主电极A 0流出的电流，不能穿过M 1N 1和M 2N 2，而只能从侧向流入地层，或者说，主电极A 0发出的电流线被压缩成“饼状”分布了，I 0的这种状态称为聚焦状态。
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
・８ ８・
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
LOGIQ双侧向测井仪的问题因素分析解析
LOGIQ双侧向测井仪的问题因素分析刘祥文摘要：LOGIQ双侧向仪器是青海事业部分别于2004年、2006年从美国HALLIBURTON公司引进的基于网络测井的新一代电法测井下井仪器，在青海油田获得了广泛的应用，但随着仪器的老化，近几年该仪器出现的问题比较多。
特别是今年双侧向仪器的问题特别突出：表现在测井时双侧向仪器深、浅曲线突然消失，深侧向曲线没有幅度。
深浅侧向曲线不正确等问题和现象，本文针对这些问题进行深入的分析和探讨。
为今后LOGIQ双侧向测井仪器问题的快速解决以保证在仪器数量有限的情况下生产的顺利运行打下坚实的基础。
关键词：LOGIQ双侧向仪器网络问题分析探讨引言青海事业部的LOGIQ双侧向仪器由于性能稳定，测量效果良好，因此是服务于青海油田探井市场的主力仪器。
由于频繁使用。
今年测井过程中仪器问题比较多。
只有根据故障的原因，采取合适的方法有效地排除一切可能影响测井效果的因素，获得准确的测井曲线。
本文根据近年来特别是今年在仪修中所遇到的有关LOGIQ双侧向测井仪的问题及现象，以及所采取相应的解决方法，进行概要归总和分析探讨。
以便为今后的LOGIQ双侧向仪器的快速维修提供参考。
1、电极系的特点和基本测量原理简述电流从电极A0、A3+ 、A3-、A4+和A4-流出在电极间产生不同的电位差，流出的电流回路是B电极。
测量的电压V0是由电压测量电路测量井下监督电极M2和地面参考电极N 的电压。
电流I0从电极AO射向地层同时I0被测量电路所测量。
深侧向原理图浅侧向原理图图（1）双侧向电极工作原理这样根据欧姆定律就可以求出地层电阻率：ρ= K (V0/I0)在式中：ρ= 地层电阻率K= 仪器常数V0= 测量电压I0= 测量电流双侧向测量两种地层地层电阻率：地层真电阻Rt和侵入带地层电阻率。
虽然深浅电阻率是同时测量的，但他们相互影响却很小，在电路设计上深侧向的频率为131.25Hz而浅侧向的频率为1050Hz。
双侧向测井
2 划分薄层 因它的主电流的厚度为4. 4cm,所以它能划分出 >4.5cm的薄层,是确定油气层有效厚度的有利手段. RMLL N0.5M1A - SP +
四 邻近侧向 (PL)
1 邻近侧向的提出 在测量范围内，hmc、Rmc较大时,测量结果受泥饼 的影响太大，此时微侧向不能反映Rxo，因此提出 了邻近侧向
3) 侵入校正 利用旋涡图版进行校正。 所需的参数：RXO、经井眼和侵入校正后的RLLD RLLS 该图版能作侵入校正，还能求出侵入带的直径。 Rt/ RLLD CC di Rt/ Rxo RLLD CC/RXO
P60 1-58图
RLLD CC/RLLSCC
某井砂泥岩剖面的双侧向、 球形聚焦如图。已知： CAL=8in，Rm=1欧姆米， 求A层的Rt、Ri、di
因此，要求得地层的真电阻率，必须进行井眼、 井径 围岩、侵入校正。 16``（IN） 1） 井眼校正 10`` LLD RLLDC/RLLD P58 1-54图
RLLD/RM
RLLDC：经井眼校正后的深双侧向，该值可能大于
RLLD也可能小于RLLD，根据受井眼影响的
大小而定。 浅双侧向的井眼校正方法相同，只不过曲线的具 体位置不同而已。（略讲） RLLD/RS 2）围岩校正 50
Ra RLLD
水层 RLLD<RLLS 则为水层
RLLS
3) 划分碳酸岩盐裂缝储集层中的高低角度裂缝 碳酸岩盐底中低角度裂缝的特征： 泥浆侵入地层深，深浅双侧向 的差异小或无差异（即使油气 层也如此），且电阻率值低， 井段显示不超过1米（短）。 致密岩层
Rlls、Rlld
裂缝
碳酸岩盐底中高角度裂缝的特征： 泥浆侵入地层浅，深浅双 侧向有明显的正差异，井段 显示长，电阻率中低值。
双侧向原理
图2-19 七侧向电极系及电流线分布 图2-1-19 七侧向电极系及电流分布 3.1229双侧向测井仪3.1聚焦式电阻率测井法的测量原理普通电阻率测井法的主要缺点是测量电流的一部分沿井筒分流，即测量电流不能全部流进地层；另外它也不能深入地层很远，所以，测得的视电阻率与地层的真电阻率相差甚远。
聚焦式电阻率测井法是针对这一问题，对普通电阻率测井的电极系加以改进而发展的一种新方法。
聚焦式电阻率测井也叫侧向测井。
它包括三侧向、七侧向、双侧向、微侧向、邻近侧向、球形聚焦和微球形聚焦等方法。
这些方法中，电极系的结构、形状和尺寸不同，其探测特性也不同。
下面我们以七侧向为例，对聚焦式电阻率测井法的测量原理加以说明。
七侧向测井的电极系如图2-1-19所示，其中A 0是主电极，M 1、M 2与N 1、N 2是两对监督电极，A 1、A 2是一对聚焦电极（也叫屏蔽电极）。
这三对电极以主电极A 0为中心对称排列，每对电极用短路线连接，使其具有相同的电位。
回流电极B 和参考电极N 放在“无限远”处。
这种电极系结构相当于在梯度电极系的上下附加了一对供电电极。
在各向同性的均匀介质中，七侧向的电流线如图中的实线所示，虚线表示等电位面，斜影线表示主电流层。
在电阻率为 的均匀介质中，如果只有一个主电极A 0，所通电流为I 0，则从A 0电极流出的电流应均匀地分布，即电流线为辐射状，而等电位面是以A 0为球心的球面。
由于监督电极M 1、M 2离A 0较近，所以其电位比N 1、N 2处的电位高一些。
在主电极两侧加上聚焦电极A 1、A 2，并提供与A 0同极性的屏蔽电流，随着屏蔽电流强度的增加，监督电极N 1N 2和M 1M 2的电位都会升高。
由于N 1、N 2离A 1A 2较近，因此N 1N 2处的电位升得更快一些。
当屏蔽电流强度达到某一数值时，两对监督电极M 1M 2和N 1N 2可能出现相同的电位。
由于等电位面之间不可能有电流流过，因此，可以认为，主电极A 0流出的电流，不能穿过M 1N 1和M 2N 2，而只能从侧向流入地层，或者说，主电极A 0发出的电流线被压缩成“饼状”分布了，I 0的这种状态称为聚焦状态。
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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。
测量电流就是A0电极流出的电流，通过一个专门的电流测量电路进行测量。
同时A3、A4流出的电流为动态聚焦电流，迫使测量电流流入目的地层，而不是通过泥浆或其它电阻率较低的路径流回到回流电极，这样保证仪器的探测深度以及垂直分辨率。
主要推荐在咸水泥浆，或泥浆电阻率与地层水电阻率比值小于2.5或者地层电阻率大于200OHMM的情况下使用。
一般和微球聚焦一起组合测量，这样LLD、LLS和MSFL三条电阻率曲线能够非常好地确定井眼周围的电阻率。
3、1239增强型双侧向测井仪器
1239双侧向仪器是一种强聚焦型双侧向测井仪器，用于测量地层电阻率，研究地层径向电阻率的变化。
它保留了常规双侧向的标准测井模式，增加了具有双层屏蔽的浅侧向和三层屏蔽的深侧向的强聚焦模式。
标准模式可以保证普通井眼测井，有利于研究径向电阻率变化；强聚焦模式可以在大井眼、高矿化度钻井的情况下，减少井眼影响，更精确的反映地层电阻率的变化。
仪器同时提供了格罗宁根效应较政治，保证仪器在套管口附近也能精确测量地层电阻率。
该仪器可以是以适应于一切水基泥浆的测井，具有更广泛的适用性，是双侧向仪器再一次突破性发展。
仪器包括两部分：电路部分和电极部分。
所有的电子线路都包含
在电子线路部分中，电极中无电子线路。
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1#电极，1#电极的两边排列着同名电极2#、3#、4#、4A#、5#电极，电子线路外壳连接在电极的上部是5#电极的一部分，同样连接在电极下部的任何仪器的外壳是下部5#电极的一部分，所以必须应用绝缘短节来限定5#电极的范围。
仪器工作后，由深侧向屏流供电电路供出32Hz的深屏流，浅侧向屏流供电电路供出128Hz的浅屏流，同时供出主电流，并通过相应电极进入地层。
对于深侧向，在标准模式通过1#、4#、5#电极进入地层，回路是上部鱼雷，即电缆外皮；在格罗宁根模式回路是仪器下部电极，即电缆外皮。
对于浅侧向，浅标准模式通过1#、4#电极进入地层，回路是5#电极；前增强模式通过1#、4#、5#电极进入地层，回路是6#电极。
进入地层的电流在2#、3#电极上产生一定的电位差，该电压经平衡电路放大率波，再经多反馈电路对供电回路进行调节，使2#、3#电极电位差趋于零。
在浅增强模式，对于深、浅测量系统应用独立的反馈控制电路；在浅标准模式，深、浅测量系统应用同一控制电路。
在浅增强模式维持4#、5#电极间小于0.7Ω.m的电阻，减少了极间阻抗，在浅标准模式对于深侧向4#、5#电极间等电位。
通过电流测量电路测量有主电极流入地层的深、浅主电流信号电压ID、IS，深电压测量电路测量2#电极至深参考电极之间的深电压信号ED及相差90º的电压信号QED，浅电压测量电路测量2#电极至浅参考电极之间的浅电压信号ES。
另外，由辅助测量电路测的一个底部参考电极至2#电极的电压信号LED。
电压、电流信号经放大率波相敏检波转换成直流量。