随钻电磁波传播电阻率测井
随钻电磁波电阻率测井(EWR)基础知识
随钻电磁波电阻率测量技术一、引言提高服务质量，降低服务成本是工程技术服务努力追求的目标。
随钻测井相对于电缆测井具有多方面的优势：一是随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，能够更真实地反映原状地层的地质特征，提高地层评价精度；二是随钻测井在钻井的同时完成测井作业，减少了井场钻机占用时间，从钻井一测井一体化服务的整体上节省成本；三是在某些大斜度井或特殊地质环境(如膨胀粘土或高压地层)钻井时，电缆测井困难或风险大以致不能进行作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。
因此，随钻测井既提高了地层评价测井数据的质量，又减少了钻井时间，降低了成本。
（一）、随钻测井技术发展现代随钻测井技术大致可分为三代：90年代初以前属于第一代，提供基本的方位测量和地层评价测量，在水平井和大斜度井用作“保险”测井数据。
但其主要应用是在井眼附近进行地层和构造相关对比，以及地层评价。
随钻测井确保能采集到在确定产能和经济性、减少钻井风险时所需要的测井数据。
90年代初和中期属于第二代，方位测量、井眼成像、自动导向马达及正演模拟软件相继推出，通过地质导向精确地确定井眼轨迹。
司钻能用实时方位测量，并结合井眼成像、地层倾角和密度数据，发现目标位置。
这些进展导致了多种类型的井，尤其是大斜度井、超长井和水平井的钻井取得很高的成功率。
从90年代中期到目前属于第三代，称为钻井测井(Logging for Drilling)，提供界定地质环境、钻井过程、采集实时信息时所要求的数据。
表1 随钻测井技术发展（二）、随钻测井的一般知识1、随钻测量MWD包括井眼几何形状（井眼尺寸、井斜、方位等）的测量，与钻井工程相关的工程参数（钻压、钻具扭矩、井眼压力、转速、环空压力等钻井参数）的测量，以及对自然伽马、电阻率的测量。
主要是测量工程数据，并具有单一性。
2、随钻测井LWD在随钻测量MWD的基础上，增加了识别岩性和孔隙性、判识储层的方法如中子、密度等，能对储层做出基本的评价。
随钻电阻率测井原理浅析
随钻感应电阻率测井原理浅析1．电阻率的概念2．电阻率的测量方法3．电阻率的电极系分布4．电阻率测量的数学模型几何因子理论摘要：本文通过对Geolink 公司TRIM 工具测井原理的剖析，详细介绍了感应电阻率测井的原理，并将电缆测井与随钻测井进行比较主题词：MWD 电阻率感应测井原理浅析随钻测量（MWD —Measurement While Drilling ），是一项在钻井过程中，实时对井底的各种参数进行测量的技术，MWD 的最大优点在于它使得司钻和地质工作者实时看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。
随钻测量技术极大的推动了钻井技术的发展，为地层评价提供了新的手段，由于可以直接观测井下工程参数，这就为钻井的进一步科学化提供了有利的条件，及时获得地层资料对于准确评价地层和进行地层对比以及油藏描述也具有重要的意义。
MWD 系统测量的一个十分重要的方面就是电阻率地层评价测井。
自从八十年代中期起，就有许多种不同的MWD 电阻率被测试并投入市场，包括16'短'电位电阻率，聚焦电阻率（有活动和被动聚焦能力），基于电极的装置（可利用钻头或接触按钮）,目前Sperry-Sun Drilling Service服务公司的多空间1~2MHz “电磁波电阻率相位测井” 是工业上唯一商业化的、真正的多探测深度的电阻率测井工具。
Geolink 公司应广大用户的普遍要求，也制造生产出随钻电阻率工具，它将MWD仪器测井结果与通常使用的电缆感应（20KHZ）测井相关联，用这种方法得到的响应与电缆深感应测井的探测深度相类似，其垂直分辨率优于电缆中感应测井。
这种探测深度可以减少井眼环境及泥浆侵入地层对测量产生的影响。
因而不需要对在不同泥浆（水基、油基、气基及泡沫基钻液）中作业中所产生一系列复杂的环境影响进行校正，就能够得到 Rt （地层真实电阻率值） 电阻率的概念一种物质的导电性是指这种物质传导电流的能力，常用电阻率这一物理量来 表示，导电能力差的物质电阻率高，导电能力好的物质电阻率低。
随钻方位电磁波电阻率仪器性能指标检测方法
第44卷第5期2020年10月测井技术WELL LOGGING TECHNOLOGYVol.44No.5Oct22文章编号：1004-1338(2020)05-0448-05随钻方位电磁波电阻率仪器性能指标检测方法杨震，肖红兵，张智勇(中石化胜利石油工程有限公司测控技术研究院，山东东营2570640摘要：为提高油藏采收率，大斜度井、水平井被广泛采用，对井眼轨迹提出了更高要求。
地质导向技术能根据实时测调整井,多地应用于水平井钻井过程。
随钻方位率仪器作为目前地质导向的核心仪器，电阻率测量范围、精度及测距离是其最重要的指标，目前没有井验证或测试仪器性。
从电阻率测测原理出发，利用分析测率以及离指标的。
通过实验室测指定位率仪器的相位差为士0.02。
，测信号有效动态为70dB,以此代体测试试验,简仪器指标测试流程，为随钻方位率仪器行地层评价地质导向提供了保障。
关键词：测井仪器；随钻方位电磁波电阻率仪器；测量精度；探测距离；指标验证中图分类号：P631.84文献标识码：ADoi：10.16489/j.issn.1004133&2020.05.005Main Specifications Test Method of Azimuthal Electromagnetic Logging While Drilling ToolYANG Zhen，XIAO Hongbing，ZHANG Zhiyong(Measurement and Control Technology Institute，SINOPEC Shengii Oilfield Service Corporation，Dongying，Shandong257064，China) Abstract:Highly deviated and horizontal wells are wildly used to improve reservoir recovery rate，which propose higher requirements to well trajectory.Geosteering technology can adjust we l6rajec6orybyrealimemeasuremen6'soiismoreandmorecommonusedinhorizon6alwe l drilling.AZmuthal e lectromagnetic logging while drilling tool is kernel tool of geosteering.Resistivity range'accuracy and depth of detection are main specifications of azimuthal electromagnetic logging while drilling tool.But there are lack of clear test methods and test ins6rumen6s6o6hesespecificaions.Therelaionshipbe6weenmeasuredsignalsandresisiviyand dep6h of de6ec ion are analyzed by numerical simula ion based on principles of resis ivi y and boundary detection measurements.The phase shift accuracy of士0.02°and geosteering voltage dynamicrangeof70dBcanbetestedorconfirmedbylaboratorycircuitspecifications.Thereal environment test can be avoided by this method，which facilitates the test process and ensures the application of formation evaluation and geosteering.Keyw"rds：l2gginginstrument)azimuthalelectr2magneticl2gging whiledri l ingt22l)measure-mentaccuracy)depth2fdetecti2n)specificati2ntest0引言钻地层的仪器之一。
随钻电磁波传播电阻率测量工具探测深度研究
精确地定义随钻电阻率测量工具的探测深度十分 困难 , 因为工具的响应是地层参数和侵入半径的非线性 函数。随钻电阻率测量的探测深度是从感应测井中几 何因子的概念演化而来的。 感应工具的视电导率可以表示为 σ σ( r , z) g ( r , z) a = d r dz
式中 , Hz 为介质中场的 z 向分量 ; Hz0为空气中场的 z 向 分量 ; hz 为相对场强。 相对场幅度可以写为
hz = Hz / Hz0 = ei kz (1 - i kz ) (6) (5)
探测深度的研究
在理想情况下 , 探测深度反映了测量工具对径向地 层参数变化的敏感度 , 利用不同探测深度的电阻率测量 数据可以表述侵入带的电阻率剖面 , 对侵入带进行评 价 [4 ] 。
11 探测深度的定义
式中 ,ε为介电常数 ;σ为电导率 ;μ 为磁导率。波数 k
幅度比可以表示为
hz1 - hz2 hz1 =1- e
Δz p
电磁波在介质中的传播可以用 Maxwell 方程组描 述 , 即满足波动方程
2
z1 z2
(11)
A + k A =0
2
(1)
由式 ( 10) 和 ( 11) 可以分别求解视电阻率。由相位 差计算的视电阻率称为相位电阻率 , 由幅度比计算的视 电阻率称为衰减电阻率。 通常电阻率的换算是通过图版来完成的 , 制作图版
式中 , A 为磁势矢量 , 即 E = rot A ; k 为波数。 在均匀介质中 , 电磁场的柱坐标分量表达式为
3 λ ρ ) exp ( - λ Hz (ρ, z ) = π dλλ J 0 (λ 0 | z |) 4 0 0
M0
∞
∫
∞
(2)
随钻电阻率测井原理浅析
随钻感应电阻率测井原理浅析1．电阻率的概念2．电阻率的测量方法3．电阻率的电极系分布4．电阻率测量的数学模型几何因子理论摘要：本文通过对Geolink公司TRIM工具测井原理的剖析，详细介绍了感应电阻率测井的原理，并将电缆测井与随钻测井进行比较主题词：MWD 电阻率感应测井原理浅析随钻测量（MWD—Measurement While Drilling），是一项在钻井过程中，实时对井底的各种参数进行测量的技术，MWD的最大优点在于它使得司钻和地质工作者实时看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。
随钻测量技术极大的推动了钻井技术的发展，为地层评价提供了新的手段，由于可以直接观测井下工程参数，这就为钻井的进一步科学化提供了有利的条件，及时获得地层资料对于准确评价地层和进行地层对比以及油藏描述也具有重要的意义。
MWD系统测量的一个十分重要的方面就是电阻率地层评价测井。
自从八十年代中期起，就有许多种不同的MWD电阻率被测试并投入市场，包括16’’短电位电阻率，聚焦电阻率（有活动和被动聚焦能力），基于电极的装置（可利用钻头或接触按钮），目前Sperry-Sun Drilling Service服务公司的多空间1~2MHz“电磁波电阻率相位测井”是工业上唯一商业化的、真正的多探测深度的电阻率测井工具。
Geolink公司应广大用户的普遍要求，也制造生产出随钻电阻率工具，它将MWD仪器测井结果与通常使用的电缆感应（20KHZ）测井相关联，用这种方法得到的响应与电缆深感应测井的探测深度相类似，其垂直分辨率优于电缆中感应测井。
这种探测深度可以减少井眼环境及泥浆侵入地层对测量产生的影响。
因而不需要对在不同泥浆（水基、油基、气基及泡沫基钻液）中作业中所产生一系列复杂的环境影响进行校正，就能够得到Rt （地层真实电阻率值）。
电阻率的概念一种物质的导电性是指这种物质传导电流的能力，常用电阻率这一物理量来表示，导电能力差的物质电阻率高，导电能力好的物质电阻率低。
随钻电磁波电阻率测井实时井眼影响校正
基 金 项 目 ：国 家 科技 重 大 专 项 （ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ０ ５ ０ ２ ２ — ０ ０ ３ ）
摘要 ：在 井 眼半径 较 大和钻 井液 电阻率 较低 的情 况下 ，随钻 电磁 波 电 阻率受 井眼和 电阻率影 响较 大 ，为 了得 到更准 确 的 电阻率 转换 结果 ，在 目前 常用 的 电阻率 转换模 型基 础上 ， 『 入 井眼半 径和钻 井 液 电阻率 两个参 数 ，建立考 虑 井 眼 影响 的三 维转换 模 型 ，提 出 了电阻率 实 时井眼 影响校 正方 法 。实 际应用 中可 以针 对特 定仪器 计算 得到 电阻率转换 数据 库 ，通过 三 维插值 查找 技术 实 时校 正得 到地层 电阻率信 息 。数值模 拟及 模 型验 证结果 表 明：提 出的 电阻率实 时 井 眼影 响校 正方 法得 到 的电 阻率转换 结果 与 图版校 正值 吻合 ，可 以在 很 大程度 上消 除 井眼 的影响 ；该方 法还 可 以降 低正 反演模 拟 的计算 维度 ，提 高 大斜度 井 、水 平 井测井 资料反 演效率 。 图 ９ 参１ ９ 关键 词 ：随钻 电磁 波 ； 电阻率； 井眼影 响校正 ； 电阻率转换 模 型
ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｒｉ ｄ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｉ ｓ ｌ ｏ ｗ．Ｂｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｙ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ １ ． Ｔ ｈ ｅ
随钻电磁波电阻率测井曲线分离关系研究_岳喜洲
PETＲOLEUM TUBULAＲGOODS ＆INSTＲUMENTS第一作者简介：岳喜洲，男，1983年生，工程师，2009年毕业于中国石油大学（华东），现在中海油田服务股份有限公司，从事随钻电磁波仪器的研发工作。
E-mail ：yuexzh@cosl．com．cn ·仪器设备与应用·随钻电磁波电阻率测井曲线分离关系研究岳喜洲，马明学，李国玉（中海油田服务股份有限公司北京101149）摘要：随钻电磁波电阻率测井仪器受围岩、相对介电常数、泥浆侵入、电阻率各向异性等不同因素影响时，多条电阻率测量曲线之间会呈现复杂的分离关系。
文章采取数值计算的方法，模拟各种环境因素对随钻电阻率曲线分离关系的影响。
研究表明，围岩影响使目的层电阻率曲线值降低，对幅度比电阻率的影响大于相位差电阻率；介电参数的影响使幅度比电阻率大于相位差电阻率；低阻泥浆侵入的影响使长源距测量值大于短源距测量值；在电阻率各向异性地层中，随着相对倾角的增大，相位差电阻率大于幅度衰减电阻率。
不同的影响因素会导致电阻率曲线出现不同的分离次序，根据曲线分离规律，可定性分析仪器测量时受到的具体影响因素，对仪器环境校正和随钻地层评价有指导意义。
关键词：随钻电阻率测井；围岩；相对介电常数；泥浆侵入；各向异性中图法分类号：P631．8+1文献标识码：A 文章编号：2096－0077（2016）02－0053－04Study on Ｒelationships of the Separated Curves inＲesistivity Logging While DrillingYUE Xizhou ，MA Mingxue ，LI Guoyu（China Oilfield Service Co．Ltd．Beijing 101149，China ）Abstract ：The curves of resistivity logging while drilling （LWD ）present complex separation relationship when the tool is affected by environ-mental factors such as surrounding rock resistivity ，dielectric constant ，mud invasion ，resistivity anisotropy etc．This paper uses the numeri-cal simulation to investigate the influence of environmental factors on the curves separation relationship．The result shows the effect of shoul-der bed leads to the target resistivity measurement values lower ，phase difference resistivity is impacted greater than attenuation resistivity ；and the effect of the dielectric constant makes measurement result of attenuation resistivity higher than that of phase difference resistivity ；Meanwhile ，mud invasion also affects the measurement making the long spacing values higher than the short spacing values ；in addition ，with the relative dip increasing in the resistivity anisotropic formation ，phase difference values will increase which is higher than amplitude attenuation values．In conclusion ，these factors lead to the separation phenomenon of curves ，the rank of which is based on the factors．U-sing the separation regularities ，which is presented in this paper ，the specific factors affecting the measurement can be qualitatively ana-lyzed ，as has instructive significance to the measurement environmental correction and LWD formation evaluation．Key words ：resistivity logging while drilling ，shoulder bed ，dielectric constant ，mud invasion ，anisotropy0引言随钻电磁波电阻率测井仪在随钻地层评价和钻井地质导向方面已获得广泛应用。
电磁波电阻率(EWR PHASE4)测井仪20110507
EWR-PHASE4仪器部分随钻电磁波电阻率（EWR-PHASE4）测井仪是利用电磁波在地层中传播时，通过测量电磁波幅度衰减和相位滞后来求出地层电阻率。
仪器传感器采用六天线系统，双频率（1MHZ、2MHZ）四发射双接收。
可以实现四种不同探测深度，地层钻开第一时间真实地层电阻率。
这是电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪器和地层刻度器工作的原理框图，设计地层刻度器，首先必须了解电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪的工作原理。
EWR-PHASE4测井仪根据电磁波（在地层）传播原理，采用双频（1&2MHZ）四相位技术，通过测量两个接收电极之间接收到的信号幅度比见公式6，相位差见公式5.再通过解释软件，得到探测深度不同的四条幅度电阻率曲线和四条相位电阻率曲线。
由于发射频率小于10MHZ时，仪器测量结果（幅度衰减和相位差）与介电常数ε和介质磁导率μ关系很小，通常把这两个参数设为常数，那么从上述的公式中可以看出，测量结果就主要与地层电导率σ有关。
这样，测量的四条幅度衰减结果换算出四条幅度电阻率曲线和通过测量的四条相位差结果换算出四条相位电阻率曲线。
与实际地层真电阻率会有一定的误差，该误差最好通过标准刻度器进行校正。
电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪在均匀介质中发射的电磁场呈柱状对称，电磁场中Z点的相位和幅度应为：公式中的系数a和b为：其中，系数a和b都包括地层介电系数ε和地层磁导率μ，当频率小于10MHZ时，它们可以看成常数。
EWR-PHASE4仪器的两只接收探头，与发射探头的距离为Z1和Z2该两点之间接收信号的幅度差和相位差为：测量过程如下：电极1到电极4按时序循环交替向周围介质发射1MHZ和2MHZ的正弦波。
接收电极5和电极6分别接收到电磁波经过地层传播后，经过幅度衰减和相位滞后的波形（如下图）。
EWR-PHASE4仪器工作波形时序如上图，电极5为近接收，电极6为远接收。
当仪器工作时，电极5接收的信号为一列串行波，顺序为：深探测、中探测、浅探测和超浅探测。
随钻电磁波传播电阻率测井
4地层倾角对随钻电阻率测井的影响范宜仁等2013年发表文章“倾斜各向异性地层随钻电磁波响应模拟”，文中通过坐标变换的方法，基于柱坐标系时域有限差分（FDTD）模拟和分析了倾斜各向异性地层随钻电磁波响应。
为了研究各向异性系数对相位（幅度）电阻率的影响，模拟了不同各向异性系数条件下倾斜地层随钻电磁波测井响应，模拟结果表明：当地层倾角小于30°时，不同水平电阻率条件下，各向异性系数对视电阻率影响较小，随钻电磁波视电阻率主要反映地层水平电阻率；随地层倾角增大，视电阻率受各向异性的影响增大，且地层水平电阻率越低，随钻电磁波测井响应受地层各向异性影响越大，相位电阻率比幅度电阻率更加敏感；当地层倾角较大时，随着各向异性系数增大，视电阻率甚至会超过垂直电阻率。
为了研究不同发射频率对各向异性系数的敏感性，模拟了地层各向异性系数为√10，水平电阻率为0.5Ω·ｍ时不同地层倾角条件下随钻电磁波响应，模拟结果显示：随发射频率增大，视电阻率受各向异性影响增强，当地层倾角较大时，随钻电磁波视电阻率甚至会远远超过垂直电阻率。
夏宏泉等2008年发表文章“随钻电阻率测井的环境影响校正主次因素分析”，文中分析了随钻电阻率测井中地层倾角（或井斜角）等环境因素对测井结果的影响及其校正方法。
在大斜度井和水平井测井中，大部分仪器的测量值要受到井斜角或地层倾角的影响，实测曲线出现“异常”和“变形”。
在直井中，如果地层是水平的，则仪器测量的是水平电阻率。
但如果仪器在钻开同样地层的水平井时，则测量电流会流过地层的水平面和垂直面，视电阻率测量值R a是水平电阻率R h和垂直电阻率R v合成的[3-6]。
假设在水平井中地层存在各向异性，垂直层界面方向的电阻率为R v，平行层界面方向的电阻率为R h，径向上（与地层平行的方向）为宏观各向同性，可推导出地层视电阻率R a、R h、R v的关系为⁄R a=Rℎ√cos2θ+sin2θλ⁄式中，λ为地层电阻率的各向异性系数，λ=（R v/R h）0.5；θ为相对倾角，即井轴与地层面法线的相对夹角，可由井斜角和地层倾角求得。
电阻率随钻测井技术参数
关堵于漏材“压料降，，泥转浆速比，重最和大不转合速规变格化操，作横”请向参和阅轴向《振补动充技，术含参砂数量》，
最旋滑大转动狗腿度 100ft/30m 信操号作传时输间
最的泥脉数参模建浆数大冲据式议高和采的的(造速在集影狗(斜B脉地设响腿H、A冲面置度，降S编成信值如Y斜S辑函号对钻或P的数应具稳R存关相组O斜)储系应合。)。数的方为据钻式了与具，优总组井化的合身钻循结，具环构受，时到，需间不钻要和同进专家
当与地质导向一起使用时可以推测出到层界面的距 离，并加强了地质导向的可靠性和准确性。
方位电磁波传播电阻率（APR）可得到靠近地层的 16 扇区方位分辨率。其动态补偿专利可以消除环 境的干扰。
方位电磁波传播电阻率（APR）与业界一流的 AutoTrak®G3 闭环循环系统是完全兼容的。这种钻 具组合能在复杂的地层中准确控制钻进中的导向。
或 母扣 4 1/2"IF NC50 上部母扣下部公扣： 专利连接 INTEQ
由操随作钻规测范量和工具限限制制的排量 200-900gpm (760-3400lpm)
最大拉力 704klbs (3132kN) 最旋大转抗弯扭矩 20kft-lbs (27kNm) 滑动 61kft-lbs (82kNm) 最高操作温度 302˚F (150˚C) 最大压力 25000psi (bar)
角，避免进入页岩或其它硬地层。
■ 提高油藏钻遇率。 ■ 可以清楚的区别油水界面与倾斜的页岩顶层。 ■ 适用于所有类型泥浆。
6 3/4" 方位电磁波传播电阻率(APR)
连工适常工工当断工接具用电用具具量具外井短扣长重刚井规径眼节度量型度眼格尺上及尺O寸部上寸D×扣扣ID型扭矩
6 3/4“ (172mm) 8 3/8“-10 5/8” (213mm-270mm) 8 1/2" (216mm) 11.03ft (3.36m) 1274lbs (578kg) 6.755"×2.165" (171.5mm×55mm)
随钻电磁波传播电阻率测井
������ℎ ������������ （3）
。
从各项异性和相对倾角对相移电阻率和衰减电阻率影响关系图版（图 3）中可以看出: 1 当增大时，视电阻率 Ra 增大。对于不同源距的 Ra，随着的增大，地层各向异性的影 响也会增大。 2 当<40 度时，地层各向异性的影响较小。 3 当>40 度时，地层各向异性的影响较大。对于不同源距的仪器，各校正曲线不重合， 且相移电阻率的分离程度大于衰减电阻率的分离程度。 随钻测井过程中，地层各向异性是最主要的影响因素，必须对其进行校正。在相对倾角 较小时，影响较小，且随着 H 的增大，地层各向异性的影响也会增大，当视电阻率 Ra 增大 时，地层各向异性对深探测的影响大于对浅探测的影响。
朱頔等 2008 年发表文章 “水平井随钻测井曲线的对比分析与校正” ， 文中将随钻电阻率 测井曲线与电缆测井曲线进行对比， 对比结果显示经校正后的随钻测井响应更能反映地层真 电阻率。 在水平井或大角度斜井中， 绝大多数仪器会受到井斜或地层倾角的影响， 使所得曲线 “变 形” ， 不能真实反映地层电阻率。 如果钻开水平井， 测量电流会流过地层的水平面和垂直面， 视电阻率 Ra 由 Rh 和 Rv 共同组成。 设泥-砂-泥 3 层从上到下的厚度在整个模型中所占的比例依次为 a、b、c，它们满足的 关系式为 a+b+c=1。上围岩、砂岩、下围岩电阻率值依次为 R1、R2、R3。用水平层状的 3 层 介质模型模拟水平井中各向异性地层的平面模型（图 2） 。
夏宏泉等 2007 年发表文章 “随钻电阻率测井的各向异性影响及校正方法研究” ， 文章分 析了随钻电阻率测井与各向异性和相对倾角的关系， 对校正图版曲线采用最优拟合得到校正 公式，来实现随钻电阻率测井的各向异性的自动校正。 1 地层电性各向异性和相对倾角对随钻电阻率的影响研究 在大斜度井和水平井测井中， 大部分仪器的测量会受到井斜或地层倾角的影响， 使所测 量的测井曲线“异常”和“变形” 。在垂直井中，如果地层是水平的，则仪器测量的是水平 电阻率。 但如果仪器在钻开同样地层的水平井中， 则测量电流会流过地层的水平面和垂直面， 视电阻率测量值 Ra 是水平电阻率 Rh 和垂直电阻率 Rv 的合成。假设在水平井中地层各向异 性，垂直层界面方向的电阻率为 Rv，平行层界面方向的电阻率 Rh，径向上（与地层平行的 方向）为各向同性，可以推到出地层视电阻率 Ra 与 Rh、Rv 的关系为： ������������ = ������ℎ ������������������ 2 ������ + ������������������2 ������ ������2 （1）
随钻方位电磁波电阻率成像模拟及应用
写一篇随钻方位电磁波电阻率成像模拟及应用的报告，600字
随钻方位电磁波电阻率成像（Directional EM Wave Resistivity Imaging，DEMWRI）技术具有非常重要的地质勘查价值，是一种常用的电磁新兴测井技术。
它是利用通过电磁波模拟地球电性结构、定量评价各种类型油藏对电波感应效应的一种测井技术。
当前，这种技术已被应用到测井、油藏评价、油气勘探等领域中，可以大大提升我国油气资源的开发效率，并减少工程成本。
DEMWRI技术的工作原理主要是该技术会把地表以下的空间用电磁波探测，根据从不同深度和夹角得到的电磁信号，将这些信号转换成层观测点的电阻率，从而得出深度和夹角电阻率曲线图，从而便于分析地质层的位置、厚度、面积，以及地质结构的特征。
DEMWRI技术的模拟主要包括三个步骤：1) 通过测量得到反射端电磁波的水平及垂直分量；2) 电磁波的模拟，以反映地质结构及各特征的物理属性；3) 根据实际的地质物理属性，进行模拟，重新构建得到的地形及地质特征。
由此可以分析出地质构造及各类特征，从而得出深度和夹角电阻率曲线图。
DEMWRI技术的应用潜力十分巨大，主要用于油气藏勘探和评价。
一方面，它可以用于深度电磁勘探，分析岩性特征和地形，有助于更好地研究油藏地质；另一方面，它可以用来对油气藏进行评价，根据深度和夹角电阻率曲线图来预测油气藏的位置、厚度和面积等参数，从而明确油气藏的实际开发情况。
总之，随钻方位电磁波电阻率成像技术具有很高的应用前景，具有极大的科学价值和工程应用价值，可以有效提高我国油气资源开发效率，改善油气资源的利用效率。
春风油田薄层水平井随钻电磁波电阻率测量技术
２．工作原理 ＭＲＣ仪器工作期间，随钻电磁波电阻率测井主
要是基于电磁波传播原理［８－１１］，采用 ２ＭＨｚ和 ４００ ｋＨｚ电磁波 频 段 及 四 发 双 收 非 对 称 补 偿 结 构 的 天 线，通过利用 ４个不同源距的发射天线交替向地层 发射 ２ＭＨｚ和 ４００ｋＨｚ电磁信号，测量 ２个接收天 线之间电磁波幅度衰减和相位移，可以得到 ８条不 同探测深度的相位差、幅度比补偿电阻率曲线，从而 用于随钻地层评价和寻找油气藏。
·１０·
钻 采 工 艺
ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１９年 ５月
Ｍａｙ２０１９
（４）常规 ＬＷＤ仪器由于电阻率、伽马及井斜零 长较长，分别为 １１．５ｍ、１７ｍ、２２ｍ左右，同时由于 伽马测量数据没有方位信息，不能及时识别地层上 下边界［６－７］，并制定有效的技术措施，使得排 １０－ 西区块多口井钻遇率低于 ７０％。
然而受构造高低、成藏条件及岩性等因素综合 影响［１－３］，排 １０西等区块油藏类型主要为受构造影 响的稀油边水岩性油藏，具有油层厚度薄、油顶垂深 难以预测、含有底水及产层形状不规则等特征，导致 前期水平井地质导向钻井过程中，普遍存在着井眼 轨迹控制难度大、优质储层钻遇率低等技术难题，一 定程度上影响了春风油田的油气勘探开发进程。
第 ４２卷 第 ３期
钻 采 工 艺
Ｖｏｌ４２ Ｎｏ３
ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
钻井工艺
·９·
春风油田薄层水平井随钻电磁波电阻率测量技术
孙荣华１，崔海林２，赵秀风２
（１中石化新疆新春石油开发有限责任公司 ２中石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院）
长城钻探国内首创随钻方位电磁波电阻率测井仪
２ ０ １ ４ 年６ 月
相解释标准的气水同层区 ， 解释为气水同层 ， 该层压 后 自喷 ， 日产气 ４ １ ８ ７ ２ 方， 日产水 ６ ８ ． ２ 方， 与测井解
释 结 论 一致 。应 用 该 标 准 法对 兴 城 地 区 的 ４ ９口井
参考文献 【 １ ］ 谭 茂金、 石耀 霖、 赵 文杰等 ， 核 磁共振双 Ｔ ｗ 测井数据联合
位 电磁波 电阻率测井仪在北京通过集团公 司科技 成 果 鉴 定 。成 果 鉴定 委 员 会 认 为 此技 术 成 果 属 国 内首创 ， 总体达到国际先进水平。 随钻方位 电磁波 电阻率测井仪 是国际上近几
年 出现的地质导 向工具 ， 可以通过井眼围岩 电阻率 成像 ， 实时探测地层边界 的方位和距离 ， 实现精确
ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｓ ｉ ｎ￣ｔ ｔ ｉ ｃ ｕ ｋ ｖ ｏ ｌ ｃ ａ ｎ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｍ［ 『 】 ． Ｗｏ ｌ ｒ ｄ Ｗｅ Ｕ Ｌ ｏ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｌ ｏ ｇ ｙ ，２ ０ ０ ５ ， ２ ０ （ ０ ６ ） ： １ ３ ～１ ６ ．
（ 董旭霞）
［ ７ 】 王德喜 、 曾文冲、 汪志锋 ， 松 南气田火山岩储层流体性 质的
识 别【 Ｊ 】 ， 西 南石 油 大学 学报 （ 自然科 学版） ， ２ ０ ０ ９ ， ３ １ （ ６ ） ：
】 ５～ ２ ０．
・
综 合信 息 ・
长 城 钻 探 国 内首 创 随 钻 方 位
大 庆 油 田装备 首获
流体识别方 法【 Ｉ ］ ， 地球 物理学报 ， ２ ０ ０ ８ ， ５ １ （ Ｄ： ８ ８ １ ～８ ８ ５ ． Ｐ ｅ
电磁波电阻率测井原理
电磁波电阻率测井原理
电磁波电阻率测井原理是利用电磁波传播特性，在井下发送一定频率的电磁波信号，电磁波在传播过程中遇到电阻率不同的地层时，会产生幅度和相位的变化，通过接收并处理这些信号，可以得到地层的电阻率信息。
电磁波电阻率测井是一种双频率（400kHz和2MHz）、双源距、可进行实时补偿的随钻测井工具，其一般原理如下：从发射极发出的电磁波，通过地层到达中间的接收天线，由于地层的导电性不同，电磁波到达接收天线处出现相位差和幅度差，不同的地层出现相位差和幅度衰减不同，故可以判别地层。
近钻头随钻电阻率测井技术的现状及发展趋势(第一部分)
6、俄罗斯近钻头测井技术
（1）近钻头短接； （2）EM-MWD信号传输
7、国内外近钻头随钻测井专利检索
（1）国内——产品专利特点
（2）国外——产品专利特点
问题驱动的创新技术研究
提供近钻头井斜、伽玛和电阻率三个参数，参数测点距井底距离1.5m～
2.5m。 提供井斜和伽玛两个参数，测点距井底2.5 m～3.2 m。 提供井斜和伽玛两个参数，近钻头井斜测点距井底1.35 m ，近钻头伽玛测 点距井底2.25m。
备
注
APS、威德福、其它外国小公司（应用物理…）
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
二、近钻头随钻电阻率测井技术的现状
3、近钻头短节——电阻率（电磁波电阻率）+伽玛+井斜…(CHANG CHENG…）
4、近钻头短节——伽玛+井斜 （LIU HE….)
5、国外发展现状——美国 “三大”技术服务公司
近钻头测量体现了现代钻井技术与测井、地质工程技术的结合。
公司名称 Schlumberger Baker -Hughes Halliburton 地质导向系统 IDEA地质导向系统 Navigator-TM 系统 Geo-Pilot系统XXXX 特点
间的水平位移为300m，要求水平段在目的层顶界以下1m按稳斜角90°钻进。LWD 带自然伽马和电阻率测井。随钻导向发现：实际
目的层深度比设计目的层深度深11.7m。
水平位移/m
设计轨迹 实钻 轨迹
预计油层进入点：斜深2080m，垂深1944.5m，井斜角85◦ 水平短设计井斜角90◦
垂深/m
油层界面垂深推后11.7m
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4地层倾角对随钻电阻率测井的影响范宜仁等2013年发表文章“倾斜各向异性地层随钻电磁波响应模拟”，文中通过坐标变换的方法，基于柱坐标系时域有限差分（FDTD）模拟和分析了倾斜各向异性地层随钻电磁波响应。
为了研究各向异性系数对相位（幅度）电阻率的影响，模拟了不同各向异性系数条件下倾斜地层随钻电磁波测井响应，模拟结果表明：当地层倾角小于30°时，不同水平电阻率条件下，各向异性系数对视电阻率影响较小，随钻电磁波视电阻率主要反映地层水平电阻率；随地层倾角增大，视电阻率受各向异性的影响增大，且地层水平电阻率越低，随钻电磁波测井响应受地层各向异性影响越大，相位电阻率比幅度电阻率更加敏感；当地层倾角较大时，随着各向异性系数增大，视电阻率甚至会超过垂直电阻率。
为了研究不同发射频率对各向异性系数的敏感性，模拟了地层各向异性系数为√10，水平电阻率为0.5Ω·ｍ时不同地层倾角条件下随钻电磁波响应，模拟结果显示：随发射频率增大，视电阻率受各向异性影响增强，当地层倾角较大时，随钻电磁波视电阻率甚至会远远超过垂直电阻率。
夏宏泉等2008年发表文章“随钻电阻率测井的环境影响校正主次因素分析”，文中分析了随钻电阻率测井中地层倾角（或井斜角）等环境因素对测井结果的影响及其校正方法。
在大斜度井和水平井测井中，大部分仪器的测量值要受到井斜角或地层倾角的影响，实测曲线出现“异常”和“变形”。
在直井中，如果地层是水平的，则仪器测量的是水平电阻率。
但如果仪器在钻开同样地层的水平井时，则测量电流会流过地层的水平面和垂直面，视电阻率测量值R a是水平电阻率R h和垂直电阻率R v合成的[3-6]。
假设在水平井中地层存在各向异性，垂直层界面方向的电阻率为R v，平行层界面方向的电阻率为R h，径向上（与地层平行的方向）为宏观各向同性，可推导出地层视电阻率R a、R h、R v的关系为⁄R a=Rℎ√cos2θ+sin2θλ⁄式中，λ为地层电阻率的各向异性系数，λ=（R v/R h）0.5；θ为相对倾角，即井轴与地层面法线的相对夹角，可由井斜角和地层倾角求得。
由此可见，地层视电阻率主要与地层电性各向异性系数和相对倾角有关，其值介于R h～（R v·R h）0.5之间。
对于2MHz的随钻电阻率测井仪器，相对夹角在0°～30°时影响不大（即在直径中随钻视电阻率等于水平电阻率，可以忽略地层电性各向异性的影响），大于30°时相对夹角影响较大，则必须考虑各向异性的影响。
各向异性影响很大程度取决于地层和井眼的相对角度。
如忽略各向异性的影响，则在大斜度井中，R ps相位电阻率、R ad衰减电阻率测井曲线的差异可能导致错误的侵入剖面解释，这是因为2MHz电阻率仪器的这2种曲线在各向异性地层中的响应特征是不同的，在θ＞30°时，R ps曲线更多地反映垂向电阻率，从而导致2条曲线的分离。
但是如果井眼垂直于地层，即使K值很大，它对随钻电阻率测井值无明显影响，2条曲线基本重合。
此外，当相对夹角变大，即使各向异性系数不变，R ps和R ad曲线仍可出现明显的分离，因此2条电阻率曲线分离与否可以间接地指示地层的各向异性。
冯湘子等2011年发表文章“水平井随钻测井影响因素分析和校正”，文中就井眼与地层的相对夹角等影响因素是如何影响随钻测井的展开研究分析。
在勘探、开发过程中钻井后进行测井，但是在超过65 度的大斜度井或水平井，电缆很难将仪器放入测量，所以在钻井过程中同时进行的测井，仪器穿过地层时各种岩石物理量的响应称之为随钻测井（LWD）。
主要的电阻率测井是衰减电阻率和相位差电阻率。
由于钻井过程中测井及地层倾斜的情况下，会对测井产生测井响应的“提前”、“延迟”、“变形”、“跳跃”等现象［1］。
1.2 相对倾角和地层各向异性的影响电阻率的各向异性影响是由于地层厚度小于测量仪器的分辨率或地层倾斜引起水平电阻率（Rh）与垂直电阻率（Rv）不一致而引起的［2］。
地层存在各向异性时，Rh不等于Rv。
常规电缆测井评价中使用的地层真电阻率常指地层水平电阻率Rh。
由于各向异性和井斜角或地层倾角的存在，常使电测曲线偏离水平电阻率，偏离程度严重时会导致地层评价结果可靠性变差。
在大斜度井和水平井测井中，大部分仪器的测量会受到井斜或地层倾角的影响，在穿过电阻率差变化较大的地层使所测量的测井曲线“异常”和“变形”（图1）［3］。
在垂直井中，如果地层是水平的，则仪器测量的是水平电阻率。
但如果仪器在钻开同样地层的水平井中，则测量电流会流过地层的水平面和垂直面，视电阻率测量值Ra是水平电阻率Rh和垂直电阻率Rv的合成。
假设在水平井中地层各向异性，垂直层界面方向的电阻率为Rv，平行层界面方向的电阻率为Rh，径向上（与地层平行的方向）为各向同性，可以推导出地层视电阻率Ra与Rh，Rv的关系为如图2。
图 2 理想地层模型R v=aR1+bR2+cR3（1）1 Rℎ=aR1+bR2+cR3（2）求其均方根得：R m=√RℎR v（3）由式（1）、式（2）、式（3）得R a=m√1+（λ2−1）cos2θ。
式中，λ为地层电阻率的各向异性系数（λ =（Rv/ Rh）0.5）；θ为井轴与层界面法线的相对倾角［4］。
由此可以看出，地层视电阻率主要与相对倾角和地层电性相关。
随着相对倾角的增大，各向异性对随钻电阻率影响逐渐增大。
当θ小于40°时，各向异性对随钻电阻率值影响较小，视电阻率很接近水平电阻率。
说明在相对倾角较小时，各向异性对随钻电阻率测量值的影响较小；当θ大于40°时，随着相对倾角的增大，随钻电阻率值受地层各向异性影响的增大而增大。
地层电性各向异性是随钻电阻率测井中最主要的影响因素。
[1] 王伟，殷凯．大斜度井和水平井随钻测井曲线形态异常分析及在地层划分中的应用．中国海上油气，2009；21（1）: 27—28[2] 覃世银，管志宁，王昌学，等．层状各向异性地层的识别与评价．测井技术，2003；27（3）: 195[3] 陈冬，王彦春，汪中浩，等．水平地层电阻率各向异性研究．物探与化探，2007；31（1）: 433—434[4] 夏宏泉，刘之的，朱猛，等．随钻电阻率测井的环境影响校正主次因素分析．测井技术，2008；32．（2）: 160朱頔等2008年发表文章“水平井随钻测井曲线的对比分析与校正”，文中将随钻电阻率测井曲线与电缆测井曲线进行对比，对比结果显示经校正后的随钻测井响应更能反映地层真电阻率。
在水平井或大角度斜井中，绝大多数仪器会受到井斜或地层倾角的影响，使所得曲线“变形”，不能真实反映地层电阻率。
如果钻开水平井，测量电流会流过地层的水平面和垂直面，视电阻率R a由R h和R v共同组成。
设泥-砂-泥3层从上到下的厚度在整个模型中所占的比例依次为a、b、c，它们满足的关系式为a+b+c=1。
上围岩、砂岩、下围岩电阻率值依次为R1、R2、R3。
用水平层状的3层介质模型模拟水平井中各向异性地层的平面模型（图2）。
图 2 理想地层模型R v=aR1+bR2+cR3（1）1 Rℎ=aR1+bR2+cR3（2）求其均方根得：R m=√RℎR v（3）由式（1）、式（2）、式（3）得R a=m√1+（λ2−1）cos2θ。
从各项异性和相对倾角对相移电阻率和衰减电阻率影响关系图版（图3）中可以看出: 1当增大时，视电阻率R a增大。
对于不同源距的R a，随着的增大，地层各向异性的影响也会增大。
2当<40度时，地层各向异性的影响较小。
3当>40度时，地层各向异性的影响较大。
对于不同源距的仪器，各校正曲线不重合，且相移电阻率的分离程度大于衰减电阻率的分离程度。
随钻测井过程中，地层各向异性是最主要的影响因素，必须对其进行校正。
在相对倾角较小时，影响较小，且随着H的增大，地层各向异性的影响也会增大，当视电阻率R a增大时，地层各向异性对深探测的影响大于对浅探测的影响。
唐宇等2006年发表文章“大斜度井和水平井地层评价中的经验、问题和发展方向”，通过实例研究发现相对井斜越大，测井曲线解释过程中出现的问题越多。
曲线形态取决于所测量的特定的井眼和地层，但从过去几年对仪器响应的分析和数值模拟中可得到以下观测结果。
（1）斜井中所有的测井仪器响应均受影响，其影响来源于井眼和地层间的相对倾角以及仪器类型；（2）对斜度小于30°的井，所有测井曲线稍作校正即可作定量解释。
（3）对斜度为30°～60°的井，电阻率曲线可通过数值模拟手段进行视倾角校正。
（4）对斜度60°～80°的井，地层电阻率R t可由电阻率曲线确定，但受多种因素影响不可能准确（如各向异性、地层倾角、侵入、井眼条件以及仪器偏心等）。
（5）对斜度大于80°的井，就定量评价和解释而言，所有曲线都受到影响。
解释成功与否关键取决于由井眼成像测井确定的井眼与地层间的关系以及用于确定真垂直厚度（TVT）和真地层厚度（TST）的倾角精度。
这些参数如不很准确，任何解释最多也只能是定性的。
通过对电磁波传播电阻率测井响应图分析可以发现，井斜角越大，曲线上极化角幅度也越大，这是由仪器特殊的响应函数引起的。
同样在伽马和电阻率曲线上可观察到层边界附近延伸的围岩响应。
在相对倾角达到60°～70°时极化角开始出现，它可指示层边界的位置，这对地质导向很有用。
HA/HZ井与垂直井间电阻率测井响应上的差异会引起解释上的问题。
由于很多含油层存在各向异性，HA/HZ井的电阻率值会异常地高。
随钻测井的侵入时间很短，侵入影响通常很小。
感应和电磁波传播电阻率测井表明电阻率各向异性对测井响应产生影响。
图1中，这2种仪器在地层中所产生的感应电流是绕仪器轴呈圆环状流动。
对砂泥岩互层，直井中电流是平行于层平面流动，而大斜度井中电流被迫依次流过砂岩层和泥岩层。
实际的物理过程远比这种简单的电流流向复杂，但LWD电阻率响应在这2种情况下就有明显不同。
夏宏泉等2007年发表文章“随钻电阻率测井的各向异性影响及校正方法研究”，文章分析了随钻电阻率测井与各向异性和相对倾角的关系，对校正图版曲线采用最优拟合得到校正公式，来实现随钻电阻率测井的各向异性的自动校正。
1 地层电性各向异性和相对倾角对随钻电阻率的影响研究在大斜度井和水平井测井中，大部分仪器的测量会受到井斜或地层倾角的影响，使所测量的测井曲线“异常”和“变形”。
在垂直井中，如果地层是水平的，则仪器测量的是水平电阻率。
但如果仪器在钻开同样地层的水平井中，则测量电流会流过地层的水平面和垂直面，视电阻率测量值Ra 是水平电阻率Rh 和垂直电阻率Rv 的合成。