第二章电法测井-感应测井

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地球物理测井方法课件：1-4 感应测井

BR
M cos 2T3
nT ST IT cos 2T3
Z
BR
C) 通过部分球面的磁通量 P
' BRdS S
球面上面积元：
O T
0
dS r 2 sin d d T2 sin d d T
GaoJ-1-4
T
17
'
2
BRdS 0
0 0
nT ST IT 2T3
cosT2
sin d d
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11
2. Doll几何因子理论概述
假设单元环的电磁场之间互不发生作用假设电磁波瞬间便可通过地层(即时场)
(1)线圈系周围介质由无数个单元环组成
(2)发射线圈引起的涡流分别在单元环中流动
(3)每个单元环都单独存在，且在接收线圈中产生
感应电动势dVR（二次电动势）
(4)接收线圈中感应电动势VR是所有单元环产生的dVR之和：
nT ST IT 0 sin cos d
T
0
nT S T IT T
1 2
sin
2
0
'
nT ST r 2 2T3
IT
sin 0
r
T
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18
D) 单元环的感应电动势dV：
'
nT ST r 2 2T3
IT
dV
'
d' dt
nT ST r2 2T3
dIT dt
IT I0eit
dV
'
inT ST r2 2T3
➢在通过z的子午面上，用 drdz面积元表示单元环
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（1）单元环中感应电动势dV、涡流dI

测井曲线具体划分

井下地层是由各类岩石组成，不同的岩石具有不同的物理化学性质，为了研究各类岩石的物理性质及井下地层是否含有石油天然气和其他有用矿产，建立了一门实用性很强的边缘学科---地球物理测井学，简称“测井”，它以地质学、物理学、数学为理论基础，采用计算机信息技术、电子技术及传感器技术，设计出专门的测井仪器，沿着井身进行测量，得出地层的各种物理、化学性质、地层结构及井身几何特性等各种信息，为石油天然气勘探、油气田开发提供重要数据和资料。

测井的井场作业如图所示，由测井地面仪器、绞车和电缆组成，通过电缆把下井仪器放到井底，在提升电缆过程中进行测量。

第一节：概述普通电阻率测井就是把一个电极系放入井内，测量井内岩层电阻率变化，用以研究地质剖面、判断油气水层。

又称视电阻率测井。

内容：梯度电极系、电位电极系、微电极测井主要任务：通过测井岩石电阻率的差别来区分岩性、划分油气水层，进行剖面地层对比等。

岩石电阻率一、岩石电阻率与岩性的关系不同岩性的岩石，电阻率不同。

主要造岩矿物的电阻率很高，石油的电阻率很高，几乎不导电。

沉积岩是靠岩石孔隙中所含地层水中的离子导电的。

二、岩石电阻率与地层水性质的关系岩石骨架：组成沉积岩的造岩矿物的固体颗粒部分。

沉积岩的导电能力主要取决于其孔隙中的地层水的性质—地层水电阻率。

1.地层水电阻率与含盐类化学成分的关系2.地层水Rw与矿化度Cw的关系：反比3.Rw与温度的关系：反比三、含水岩石电阻率与孔隙度的关系地层因素F：完全含水（100%含水）岩石的电阻率Ro与地层水电阻率的比值。

即F=Ro/Rw该比值只与岩石的孔隙度、胶结情况和孔隙结构有关，与Rw无关。

实验证明：F=a/φ（m）其中：a—与岩性有关的系数，0.6-1.5；m—胶结指数，随岩石胶结程度不同而变化，1.5-3；例：某油田第三系一含水砂岩的电阻率为7.2欧姆.米，地层水电阻率为1.2欧姆.米。

试求该层的孔隙度。

（a=0.93,m=1.64）解：F=Ro/Rw=7.2/1.2=6F=a/φ(m)=0.93/φ(1.64)得，φ=32%四、含油岩石电阻率Rt与含油饱和度So的关系电阻增大系数I：含油岩石的电阻率与该岩石完全含水时电阻率的比值。

电法测井精品PPT课件

岩石电阻率的大小决定于：
1）矿物骨架（属电子导电） 2）泥质含量及胶结程度（属
离子导电） 3）孔隙流体（属离子导电）
孔隙度（Ø）；孔隙形状和分布；含油饱和度（So）；
地层水电阻率Rw（岩石孔隙内地层水中盐类的化学成分、浓度、温度）。
二、岩石电阻率与Rw的关系
对纯岩石，
Rt>Rw；
Rt>Rw成正比变化；
Cmf－泥浆滤液含盐浓度 (矿化度)； Cw－地层水含盐浓度 (矿化度)
一般Cw Cmf ,当浓度不太大时，有 Rw 1 Cw 和Rmf 则
Ed = kd lg Rmf Rw
B注y L－iu D该ir公en 式Ya的ngt条ze U件ni为ver溶sity液浓度不太大
1 Cmf
2、扩散吸附电动势Eda
二、岩性的影响三、温度的影响四、地层水和泥浆滤液中含盐性
质的影响五、地层电阻率的影响六、地层厚度的影响七、扩径与泥浆侵入的影响
U SP
=
pm
+
pm p sd
+
SSP p sh
SSP = E d
E da = ( Kd
K da
) lg
Cw C mf
第4节 SP曲线的应用
一、判断渗透性岩层
对砂泥岩剖面，以泥岩为基线，一般情况下（Cw>Cmf) 渗透层为负异常，岩性越纯，负异常幅度越大。
《地球物理测井讲义》
电法测井
目录
第1章自然电位测井第2章普通电阻率测井第3章侧向测井第4章微电阻率测井第5章感应测井
《地球物理测井讲义》
第1章自然电位测井
第1章自然电位测井
自然电位产生的机理自然电位测井曲线影响自然电位测井的因素 SP曲线的应用

《地球物理测井方法》内容及复习提纲-2016

《地球物理测井方法》内容提纲中国石油大学（北京）高杰2016一、地球物理测井概论(Introduction to Well logging)1. 测井方法、测井技术的分类2. 储层的概念、储层评价参数3. 井眼环境、环境影响因素4. 钻井液侵入、径向电阻率剖面二、电法测井(Electrical Logging)1．普通电阻率测井（1）Archie 公式（2）影响岩石电阻率的因素、影响视电阻率的因素（3）梯度电极系及电位电极系的概念、命名（4）基本测量原理公式、曲线特征（5）微电极测井及基本应用2．自然电位测井（1）自然电场产生原因：扩散、扩散-吸附、过滤（2）自然电位的基本原理公式、曲线特征（正、负异常）（3）自然电位曲线的基本应用：渗透层的划分、泥质含量、Rw、水淹层（4）标准测井的概念3．侧向测井（1）三侧向测井、七侧向测井、双侧向测井对比（2）比较说明侧向测井的“恒流法”、“恒流法”和“恒流法”测量的差别和联系（2）基本测量原理公式、影响因素及校正（3）曲线基本特征、基本应用（正负差异、Sw的计算）（4）微球聚焦测井及地层微电阻率扫描成像测井4．感应测井及其它（1）感应测井几何因子理论（表达式）、感应测井测量公式（2）感应测井的探测特性：分辨率和探测深度（3）复合线圈系应用的原因、基本应用(深、中、浅) （4）感应测井影响因素、传播效应及校正（5）软件聚焦与阵列感应测井（6）随钻电磁波测井的测量量三、声波测井(Acoustic Logging)0．声波测井基础（1）声波的分类、全波列声波（2）滑行波的概念、临界角（3）弹性参数、声学参数（4）硬地层、软地层、单极子、偶极子（5）声波测井的主要应用1．声波速度测井（1）声速和声速测井的影响因素（2）临界源距、补偿声波测井（3）声速测井的基本应用（Wyllie公式）、周波跳跃（4）声波全波列测井的特点及应用（5）偶极子声波测井2．声波幅度测井（1）套管井中的声波模式（2）一、二界面（3）水泥胶结测井、变密度测井原理及应用（4）超声成像测井四、核测井(Nuclear Logging)1．自然伽马测井（1）岩石的自然伽马放射性及主要放射性元素（2）自然伽马测井原理及主要应用（3）自然伽马能谱测井的应用（4）自然伽马测井的API单位、去铀伽马（CGR）2．密度测井（1）伽马射线与地层的相互作用（2）密度测井核物理基础：体积密度与电子密度的关系（3）脊肋图、密度测井的石灰岩石刻度（4）地层密度和岩性密度测井的应用3．中子测井（1）中子与地层的相互作用（2）含氢指数概念、中子孔隙度测井（3）挖掘效应、中子测井的石灰岩刻度（4）热中子寿命测井、C/O测井和地层元素测井五、测井地层评价(Formation Evaluation from Well logs)1．岩性识别和储层划分（1）测井仪器系列选择；探测特性（分辨率、探测深度）（2）侧向与感应仪器的选择（深、中、浅）（3）9条曲线的主要特征（4）储层的划分、岩性识别的主要方法（5）泥质含量的求解方法2．流体识别与储层参数计算（1）岩石体积物理模型及三孔隙度测井的响应方程（2）储层有效孔隙度的计算、储层渗透率的影响因素与估算（3）Archie公式的中各参数的求解（4）储层流体性质快速识别方法、依据（5）泥质岩石的饱和度模型。

测井曲线划分油水层知识讲解

测井曲线划分油水层石油知识：测井曲线划分油、气、水层(多学点，没坏处)油、气、水层在测井曲线上显示不同的特征：⑴油层：声波时差值中等，曲线平缓呈平台状。

自然电位曲线显示正异常或负异常，随泥质含量的增加异常幅度变小。

微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小。

长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征。

感应曲线呈明显的低电导(高电阻)。

井径常小于钻头直径。

(2) 气层：在自然电位、微电极、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不同的是在声波时差曲线上明显数值增大或周波跳跃现象，中子、伽玛曲线幅度比油层高。

⑶油水同层：在声波时差、微电极、井径曲线上，油水同层与油层相同，不同的是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。

(4)水层：自然电位曲线显示正异常或负异常，且异常幅度值比油层大；微电极曲线幅度中等，有明显的正幅度差，但与油层相比幅度相对降低；短电极视电阻率曲线幅度较高而长电极视电阻率曲线幅度较低，感应曲线显示高电导值，声波时差数值中等，呈平台状，井径常小于钻头直径。

2、定性判断油、气、水层油气水层的定性解释主要是采用比较的方法来区别它们。

在定性解释过程中，主要采用以下几种比较方法：(1) 纵向电阻比较法：在水性相同的井段内，把各渗透层的电阻率与纯水层比较，在岩性、物性相近的条件下，油气层的电阻率较高。

一般油气层的电阻率是水层的3倍以上。

纯水层一般应典型可靠，一般典型水层应该厚度较大，物性好，岩性纯，具有明显的水层特征，而且在录井中无油气显示。

(2) 径向电阻率比较法：若地层水矿化度比泥浆矿化度高，泥浆滤液侵入地层时，油层形成减阻侵入剖面，水层形成增阻侵入剖面。

在这种条件下比较探测不同的电阻率曲线，分析电阻率径向变化特征，可判断油、气、水层。

一般深探测电阻率大于浅探测电阻率的岩层为油层，反之则为水层，有时油层也会出现深探测电阻率小于浅探测电阻率的现象，但没有水层差别那样大。

02电法测井

电法测井电法测井资料中常用的符号（单位为Ω.m）：Ra---地层视电阻率Rw---地层水电阻率Rt---地层真电阻率Rsd---纯砂岩电阻率Rsh—泥质电阻率Rm –泥浆电阻率Rmc---泥饼电阻率Rmf---泥浆滤液电阻率Rxo---冲洗带电阻率Ri---侵入带电阻率所谓电法测井，就是利用地层的电特性来研究地层的测井方法。

地层的电特性，首先我们就想到了地层的电导率、电阻率和介电常数等等。

电法测井的所有仪器，无非就是为了测量这些数据而设计的仪器。

为什么就会有这么多种类的电法测井仪器呢？这是因为决定地层电阻率、电导率、介电常数等参数的因素太多，而测量信息的非地层因素干扰也多，造成了一题多解的困难。

所以，为了求得真实的地层参数，所以要制造一系列电法测井仪器。

下面就几种主要电法测井方法各相应仪器给大家介绍：一、电阻率测井：电阻率测井是由一个供电电极（普通电阻率测井）或多个供电电极（如聚焦电阻率测井），供给低频或较低频电流I。

当电流通过地层时，用另外的测量电极测量电位U，利用欧姆定律求得地层视电阻率。

R a=KU/I（K为电极系数）。

这就是电阻率测井的最基础的理论依据。

然而由于实际情况比理想的测量条件要复杂的多，常见的地层电阻率变化范围为0.2欧姆.米---4000欧姆.米。

渗透性地层的电阻率一般小于500欧姆.米。

砂岩一般比碳酸岩的电阻率低的多。

大部分储集油气的岩石，当不含导电流体时它是不导电的（如果岩石中含有金属矿或石墨矿等电物质，则是例外的情况）。

地层水的存在是地层导电的主要原因。

因为地层水中含Na+，Ca2+，Cl-，So4-等等导电正、负离子的原因。

泥质（指粘土矿物及其束缚水和吸附水），也使地层具有导电性。

它的导电方式与盐溶液的离子导电不同。

泥质的导电过程是一种阳离子交换过程，即在外境作用下，阳离子在泥质颗粒的表面移动，依次交换它们的位置，这种泥质颗粒表面导电性的大小取决于泥质的成分、含量和分布情况，以及地层水的性质和相对含量。

封面-油气地球物理测井工程-print

第2章核测井 (Nuclear Logging)
第1节自然伽马和伽马能谱测井第2节地层密度和岩性密度测井第3节中子测井
第3章声波测井 (Acoustic Logging)
第1节声波测井基础第2节声波速度测井第3节声波幅度测井
第4章测井地层评价 (Formation
Evaluation Based on Well Logs)
第1节测井地层评价基础第2节岩性和孔隙度测井评价第3节储层含油性测井评价第4节储层渗透率测井评价
测井曲线与解释示例 A B
Gao J & Fu JW
PPT讲义使用说明
《油气地球物理测井工程》（Well Logging Engineering）是中国石油大学（北京）为地质工程专业型研究生开设的测井专业课程。为方便我校地质工程专业型硕士研究生学习地球物理测井基础知识，我们提供了该课程的课堂讲义PPT资料。根据《油气地球物理测井工程》课程大纲的基本要求，本课堂讲义主要取材于测井专业基础教材和中国石油大学（北京）及相关石油高校教师的PPT资料。我们对国内外测井同行和书籍编者表示诚挚的感谢；同时提醒，该讲义只能作为本校学生学习相关测井课程之参考，勿作其它用途！水平和认识所限，有引用或表述不当、不周之处，亦敬请见谅！
（北京）
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
研究生课程
油气地球物理测井工程
( Well Logging Engineering )
教师：高杰付建伟
2012 地球物理与信息工程学院测井系
目录
绪论
第1章电法测井(Electrical Logging)
第1节自然电位测井第2节普通电阻率测井第3节侧向测井第4节感应测井第5节微电阻率及井壁电成像测井

油气层在测井曲线中的反应讲解

油、气、水层在测井曲线上显示不同的特征：(1)油层：声波时差值中等，曲线平缓呈平台状。

自然电位曲线显示正异常或负异常，随泥质含量的增加异常幅度变小。

微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小。

长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征。

感应曲线呈明显的低电导(高电阻)。

井径常小于钻头直径。

(2)气层：在自然电位、微电极、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不同的是在声波时差曲线上明显数值增大或周波跳跃现象，中子、伽玛曲线幅度比油层高。

(3)油水同层：在声波时差、微电极、井径曲线上，油水同层与油层相同，不同的是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。

2、定性判断油、气、水层油气水层的定性解释主要是采用比较的方法来区别它们。

在定性解释过程中，主要采用以下几种比较方法：(1)纵向电阻比较法：在水性相同的井段内，把各渗透层的电阻率与纯水层比较，在岩性、物性相近的条件下，油气层的电阻率较高。

一般油气层的电阻率是水层的3倍以上。

纯水层一般应典型可靠，一般典型水层应该厚度较大，物性好，岩性纯，具有明显的水层特征，而且在录井中无油气显示。

(2)径向电阻率比较法：若地层水矿化度比泥浆矿化度高，泥浆滤液侵入地层时，油层形成减阻侵入剖面，水层形成增阻侵入剖面。

在这种条件下比较探测不同的电阻率曲线，分析电阻率径向变化特征，可判断油、气、水层。

(3)邻井曲线对比法：将目的层段的测井曲线作小层对比，从中分析含油性的变化。

地球物理测井

地球物理测井第一节：概述地球物理测井的分类：分为电法测井和非电法测井两种。

1、电法测井：a：视电阻率、b：微电极、c：自然电位、d：微球型聚焦、e：感应测井。

2、非电法测井：a：声速测井、b：自然伽玛测井、c：中子测井、d：密度测井，e：井径、f：井斜、g：井温、h：地层倾角(HDT)、I：地层压力(RFT)、j：垂直地震测井（VSP）第二节：电法测井一、视电阻率曲线：测井时将电极系放入井下，在上提过程中测量记录一条△Vmn(电位差)随井深变化的曲线，称为视电阻率曲线。

梯度电极系：成对电极间的距离小于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。

电位电极系：成对电极间的距离大于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。

底部梯度电极系在高阻层测井曲线的形状特点如下：（1）对着高阻层视电阻率升高，但曲线不对称于地层中点，高阻层顶界面、底界面分别在极小值、极大值的1/2mn处。

（2）对于厚层、地层中部附近曲线出现平直或变化平缓，随地层减薄平直段缩短直至消失，该处视电阻率值接近地层真电阻率。

（3）对于薄层，在高阻层底界面以下一个电极处，在视电阻率曲线上出现一个“假极大”，极小也比原层上移。

视电阻率曲线的应用：1、划分岩层界面：利用底部梯度电极系视电阻率曲线划分岩层界面的原理是高阻层顶界面(底界面)位于视电阻率曲线极小值(极大值以下1/2MN处。

2、判断岩性：在砂泥岩剖面中，当地层水含盐浓度不是很大时，砂岩电阻率大于泥岩的电阻率，粉砂岩泥质砂岩、砂质泥岩介于它们之间。

但视电阻率曲线无法区分灰岩和拉拉扯扯云岩，它们的电阻都非常大。

3、地层对比和定性判断油水层：对于同一储层，如果0.45m底部梯度幅度高于4m底部梯度梯度测井曲线幅度该层可能为水层，反之则为水层。

二：微电极测井微电极测井：利用特制的短电极系帖附井壁，测量井壁附近的岩层电阻率的一种测井方法叫微电极测井。

微电极测井曲线的应用：1、详细划分地层：地层界面一般在曲线的转折点或半幅点2、划分渗透层，判断岩性：微电极曲线在渗层上显示正幅度差，数值中等，地层渗透率越好，二者的幅度差越大，因此可以根据微电极曲线的幅度差判断地层的渗透性好坏。

第二章电法测井-普通电阻率和侧向测井

1949年，考虑到油基泥浆的井眼条件， H.G.Doll提出了感应测井 1951年，考虑到盐水泥浆情况及薄层情况，出现了聚焦的侧向测井，20年后，发展了双侧向电阻率仪 1983年，出现了第一支随钻电阻率仪器
90年代前后，为了解决地层的非均质问题，出现了成像测井(微电阻率扫描、阵列感应、方位侧向）
表征(描述)介质电学性质的物理参数:
电阻率（电导率）、介电常数和磁导率
地层电阻率R：表征地层导电能力的物理量带电离子在电场作用下的定向移动
岩石骨架中的自由电子粘土颗粒表面的离子双电层
岩性
地层水中的盐离子
物性、含油性、地层水性质
常见岩石、矿物电阻率
岩石名称粘土泥岩页岩疏松砂岩泥质页岩致密砂岩含油砂岩贝壳石灰岩泥灰岩石灰岩白云岩电阻率，欧母•米 1~2102 5~60 10 ~100 2 ~50 5 ~103 20 ~103 2 ~103 20 ~200 5 ~500 60 ~6000 50 ~6000 矿物名称石英白云母长石电阻率，欧母•米 1012 ~1010 4 1011 4 1011
思考题1：从影响岩石电阻率的四个因素分析
低阻油层的可能成因（最好有实例）
思考题2：了解页岩气及致密油储层特点，并
从影响岩石电阻率的四个因素分析，用电阻
率确定这两类储层饱和度的可能性及可靠性
（最好有实例）
2.1普通电阻率及微电阻率测井
2.1.1普通电阻率测量原理
一、测量岩样电阻率的原理
A、B—供电电极
3、确定K (研究电场分布规律,找ΔUMN、I与R
的转换关系)
实际地层：全非均匀介质
Rt R s
Rm Rmc Rxo Rt

感应测井

勘探开发工程监督管理中心
为了减小泥浆的分流作用和低阻围岩的影响，提出了侧向测井（聚焦测井）。它的电极系中除了主供电电极之外，上、下还装有两个极性相同屏蔽电极。主电流受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，成为沿水平方向的层状电流流入地层，这就大大降低了井和围岩对视电阻率的影响。
勘探开发工程监督管理中心
有的课本里，是把涡流作为地层圆环理论，当仪器在井内移动时，也就是测量无数个地层圆环。接收线圈中所接收的感应电动势和地层有关，这个信号对我们是有用的，所以，称之为有用信号。
在给发射线圈通电时，通过电磁感应作用，在接收线圈还会产生一个感应电动势，这个感应电动势和发射电流的频率相同，而相位滞后90º，由于是直接从发射线圈到的接收线圈，该信号与地层无关，所以，也叫无用信号。它与有用信号的相位差为90º，根据二者相位特性，可以通过相敏检波器去掉无用信号，输出有用信号。
接收线圈接收到的信号：
EX+ ER
由于EX与 ER存在90的相位差，接收到的信号用相敏检波技术把ER检测出来，记录成曲线，在忽略涡流间的相互作用的情况下，在无限均匀的情
况下有：
ER=K •
在均匀介质情况下求电导率的公式为：
ER K
在非均匀介质情况下：
ER K
此时电导率不等于地层的电导率，而是仪器探测
• 纵向上：在均匀介质中有50%的信号来自线圈以外的介质，这说明在地层较薄时，上下围岩影响较大，同时地层界面在曲线上反映不够明显。
• 径向上：靠近线圈系的介质(r＜0.5L)对测量结果影响较大，表明井内泥浆对测量结果影响很大，且探测深度较浅。
• 无用信号比有用信号幅度高几十甚至上千倍。

感应测井原理及运用

含水饱和度测量
总结词
感应测井通过测量地层的导电性能和介电常数，能够估算地层的含水饱和度。
VS
详细描述
含水饱和度是地层中含水与总孔隙体积之比。感应测井通过测量地层的导电性能和介电常数，结合已知的含水饱和度与电导率和介电常数之间的关系，可以估算出地层的含水饱和度。
04 感应测井的优缺点
优点
感应测井具有测量范围广、受井眼和套管影响小、测量下限低等优点，广泛应用于石油、天然气等矿产资源的勘探和开发。
电磁感应原理
电磁感应是物理学中的一个基本原理，当一个导体线圈中的电流发生变化时，会在导体线圈中产生感应电动势。
在感应测井中，发射线圈向地层发射交变电流，产生变化的磁场，这个磁场会在地层中产生感应电流。
感应测井原理及运用
目录
• 感应测井原理 • 感应测井的种类与技术 • 感应测井的应用 • 感应测井的优缺点 • 感应测井的发展趋势与展望
01 感应测井原理
感应测井概述
感应测井是一种电法测井方法，利用电磁感应原理测量地层电导率的一种测井技术。
它通过向地层发射高频交变电流，在电流穿过地层时，由于地层的电导率差异，引起电磁场的变化，通过测量这个电磁场的变化来推算地层的电导率。
高测深度
感应测井具有较高的探测深度，能够获取地层深处的电阻率信息，有助于准确评估地层电
阻率分布。
抗干扰能力强
感应测井技术对电磁干扰的抗干扰能力较强，能够在复杂的环境中获取准确的测量数据。
测量精度高
感应测井的测量精度较高，能够提供更为准确的电阻率数据，有助于提高地层评价的准确性。
测量速度快
应用范围
用于确定地层电阻率的各向异性、划分裂缝发育带等。

石油工程教材测井部分

第二章测井测井，也叫地球物理测井或石油测井，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、测井）之一。

石油钻井时，在钻到设计井深深度后都必须进行测井，又称完井电测，以获得各种石油地质及工程技术资料，作为完井和开发油田的原始资料。

这种测井习惯上称为裸眼测井。

而在油井下完套管后所进行的二系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。

其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。

测井能够测量的一些性质有：1）岩石的电子密度（岩石重量的函数）；2）岩石的声波传播时间（岩石的压缩技术的函数）；3）井眼不同距离处岩石的电阻率（岩石含水量的函数）；4）中子吸收率（岩石含氢量的函数）；5）岩石或井液界面的自然电位（在岩石或井眼中水的函数）；6）在岩石中钻的井眼大小；7）井眼中流体流量与密度；8）与岩石或井眼环境有关的其它性质。

第一节测井基本原理一、测井工作原理测井就是对井下地层及井的技术状况进行测量，其工作原理就是利用不同的下井仪器沿井身连续测量地质剖面上各种岩石的地球物理参数，如电阻率、声波传播速度、原子核特性等，以电信号的形式通过电缆传送到地面仪器并按照相应的深度进行记录。

下图为简单的测井现场作业示意图。

二、测井所用的设备井场测井作业需用如下设备：（1）地面仪器：以计算机为核心，凭借着所加载的各种程序的控制，完成各种不同的测井作业。

如对测量信号的处理、记录、显示、质量控制以及对现场测井资料的井场快速处理和解释。

（2）下井仪器：用来测量地层的各种物理参数。

（3）电缆：测井过程中起传输及信道作用。

（4）动力系统：为输送下井仪器提供动力,目前测井动力系统通常为液压绞车。

（5）深度系统：有深度传送和深度信号处理等部分组成，以提供井下测量信号的准确深度。

（6）供电系统：为地面系统和井下仪器提供电源，目前常用的测井供电系统有车载发电机及井场外引电源。

感应测井

可以证明，整个空间所有单元环几何因子的总和为1，则: 在均匀无限厚地层中，测出的σ是地层的真电导率。在有限厚地层及有井存在的条件下，实际测出的为
视电导率σa，即： (7.5.6) 式(7.5.6) 表明，σa是空间中各个单元环电导率的加权平均值，其权系数就是几何因子：gdrdz，它表示空间中各单元环的电导率σ对视电导率σa 相对贡献的大小。感应测井就是测量视电导率随深度变化的曲线，即感应测井曲线。在测井时，有井、侵入带、原状地层及上下围岩,如图所示，在每一个区域内，电导率保持不变，分别用σm，σi，σt和σs代表，则(7.5.6) 可表示成：
2.几何因子理论
假设在地层中切出一个半径为r，截面积为dA(drdz)的元环，井轴通过元环中心并且垂直于元环所形成的平面，这样的元环称为单元环,如图7.5.3所示。现在利用单元环具体计算一下有用信号和无用信号的表达式，其具体步骤如下：
① 把地层分成无数多个单元导电环。 ② 计算发射线圈T在单元环中所感应的涡流大小。 ③ 单元环中涡流在接收线圈R中产生的感应电动势。 ④ 整个空间无数个单元环在接收线圈R中产生的信号总和
Байду номын сангаас
线圈符号间的数字是以m为单位的距离，线圈系下边的数字为线圈的匝数，负号的意义是该线圈的绕向与主线圈相反。经计算表明，与主线圈相对比，此复合线圈系的VR/VX提高了16.9倍。图7-5-11分别是0.8m六线圈系横向微分几何因子gr，横向积分几何因子Gr特性曲线和纵向微分几何因子gz ，纵向积分几何因子Gz特性曲线，gr00，Gr00,gz00,Gz00分别为主线圈对的几何因子。由图7.5.11可看出： ①r＜0.2m时，gr 远比gr00低，且出现负值; ②gr 的最大值出现在 r=0.58m ，而 gr00 的最大值出现在 r=0.36m处。由此可见,采用六线圈系确实把微分几何因子最大值推向深处; ③r=0.2m时，Gr=-0.0027，Gr00=0.067，井的影响由6.7％降至几乎为0，达到了降低井的影响的目的。当r=3m时， Gr00比Gr大，说明复合线圈系的探测深度比双线圈系深。

感应测井

∇• H = 0
∇• E = 0
（2-4）
式中， H 为介质空间中的磁场强度矢量； E为介质空间中的电场强度矢量；JT 为发射线圈中的电流密度矢量。将（2-2）代入（2-1），得到关于 E的方程：
∇×∇× E = −iωµJT − iωµσ E
（2-5）
考虑到式（2-4）以及
∇×∇× E = ∇(∇• E) − ∇2 E
µ 对一般沉积岩， ≈ µ0 = 4π ×10 nH / m （亨/米）， ω σ = 1～ 10−5 s/m（西门子/米）， = 2π ×104 rad / s （弧度/秒），由式（2-17）算得电磁波传播的速度范围为： V = 3.16×105～107 m/s
2
电磁波传播一束产生的附加相移的范围为： θ=22.78～0.72（度）可见，由于导电介质中电磁波速度的下降，在感应测井范围（0.2～3m）内，介质中各场点 Eϕ的相位存在明显的差别；即使对同一场点，当介质的导电率不同，因传播原因而产生
iωµST NT IT r −ikR1 Eϕ = − e (1+ ikR ) 1 3 4πR1
3 T
（2-14）
S 式中， T = πa ，为发射线圈面积。式（2-14）是在对发射线圈的尺寸作了一定限制条件下得到的波动方程式（2-7）的解的表达式。
如果把复波数k写为k=a-ib
2 式中（2-14）可进一步写为： iωµST NT IT r −bR −iaR Eϕ = − e e (1+ ikR ) （2-16） 1 3 4πR1
第一节无限均匀介质中感应测井的传播理论
2.1.1.关于感应测井问题
如下页图所示，在无限均匀介质中，同轴地放置一个发射线圈T和一个接受线圈R，设：介质的电导率为 σ、介电常数为、磁导率 µ ；发射线圈半径为 aT，线圈匝数为 NR ；发射线圈 T和接收线圈R间的距离（线圈距）为L。