随钻电磁波电阻率测井的犄角效应
随钻测井中曲线异常现象的解释与解决方法
随钻测井中曲线异常现象的解释与解决方法作者：闫彪来源：《科学与财富》2017年第15期（胜利石油管理局钻井工程技术公司定向井公司山东东营 257000）摘要：在随钻测井过程中，因使用现有的LWD工具，特别是电磁波电阻率仪器，由于其固有的特性以及和周围环境的影响，常常会导致各种曲线异常现象发生，比如窗帘效应、极化现象、尖刺现象等。
本文就现场中发生的一系列现象作了合理化的解释并给出了相应的解决方法。
关键词：随钻测井；窗帘效应；极化现象；尖刺现象随着定向技术的不断发展，钻井技术的不断提升，电缆测井技术弊端突显，随钻LWD测井工具的发展便开始日新月异。
早在上世纪九十年代，国际三大油服公司如斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯就开始着手井下随钻工具的研发，如斯伦贝谢的ARCVision，GeoVision系列，哈里伯顿的FEWD EWR，EWR M5系列，贝克休斯的Ontrack系列等等，早期这些随钻测井使用的电磁波电阻率仪器基本从电缆测井的理论及原理延伸而来，因此目前国内购买的随钻电磁波电阻率仪器都具有早期不可克服的缺点，如单边发射，单向接收，不对称结构体等等，这些特性必然导致现场施工过程中出现一些列异常现象，下面就这些现象一一进行阐述。
一、异常现象的表现形式1 尖刺（Spike）现象Spike现象是在随钻地质导向过程中时常发生的一种现象，比如哈里伯顿公司早期研发的EWR PHASE系列的随钻测井仪器，或是其他以电磁波为基础的随钻测井仪器，在地质导向过程中都存在该现象。
虽然后来经过技术革新后解决了该问题，但从本质上讲该现象必然是会发生在这种类型的仪器设备上。
首先是该类型LWD本身的特殊性，如单向发射，目前我公司的EWR Phase4就属于该种情况，4个发射极在仪器上方，2个接收级在仪器下方，而且发射频率都属于高频率范围，如1Mhz发射频率对应于深电阻率，2Mhz发射频率分别对应于中电阻率、浅电阻率及极浅电阻率，当仪器穿行于不同属性地层时，水平方向及垂直方向上的电阻率就会存在差别，这种差别直接影响到接收级接收到的幅值或相位移计算的结果，正因为存在这种特殊性，所以在实时监测过程中，会出现Spike（尖刺）现象，如图一所示。
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
石油钻井定向MWD随钻感应电阻率方位响应特性
随钻感应电阻率方位响应特性摘要：针对新引进的随钻感应电阻率测井仪，由于该仪器所具有的偏心结构特性，使其具有方位探测功能，此项功能生产厂家并未开发，通过室内实验和现场试验所取得的数据，证明了该仪器的方位响应特性，对现场应用有一定的指导作用。
关键词： MWD 感应测井方位响应特性应用自从八十年代中期起，就有许多种不同的MWD电阻率仪器被测试并投入市场，包括16’’短电位电阻率，电流聚焦电阻率，最普遍使用的是电磁波电阻率（操作频率1-2MHZ）仪器，但真正具有方位探测特性的只有英国Geolink公司提出了一种随钻感应测井仪，现已推出商业仪器TRIM。
TRIM所带来的是一种随钻测井的新概念，其设计原理、方位探测特性，开辟了随钻测井方法的新变革。
由于该系统的第一版本中无法发挥TRIM电阻率工具的地质导向功能，现正在开发对测井响应进行分析的软件。
当软件扩展测井功能后，通过自然方位角的测量将大大增强导向功能。
根据工具响应即可指示工程人员调整工具面向着需要的方向钻进。
目前，由于该仪器所具有的偏心结构，方位探测特性已经对现场应用有了一定的指导作用，在探测井眼周围地层分界、油水分界、油层顶界底界的判断方面，都发挥了其独有的作用。
同时，由于在水平井段，全角变化率较低，TRIM 有能力确保轨迹在有效产层中钻进。
结构原理由于感应电阻率测井仪器的传感器安装在无磁电阻率钻铤短节的一侧（如图1所示），因此测量结果中带有方位角（或方向）参数。
通过对这种方法的发展，可以探测到在井眼周围不同区域的电阻率差异。
图1、TRIM 结构图传感器列轴向排列成三组：发射线圈（Tx ），低级接收线圈（BRx ）和主接收线圈（Bx ）。
Tx 天线被一个由功率放大器放大的20KHz 循环电流激发。
循环电流产生一个变化磁场（主磁场），它传播进入周围地层，其径向深度对地层的传导率和励磁频率有影响。
主磁场产生环工具及环井眼的Focau （或Eddy ）电流，环地层电流产生的磁场是地层电导率的函数。
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。
(完整word版)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.其测量数据具有综合性。
随钻电阻率测井响应分析与应用
随钻电阻率测井响应分析与应用许泽瑞;汪忠浩;王昌学;李霞【摘要】LWD resistivity data are mainly used in horizontal well logging interpretation. Compared to vertical well, the responses of electrical logging in horizontal well seem to be more complicated. It not only needs to consider bed thickness and shoulder bed, but also should take borehole inclination and formation resistivity anisotropy into account. Different formation models were established for numerical simulations to analyze the responses of the ARC675 resisitivity tool to the environmental factors, including bed thickness, shoulder bed and resistivity anisotropy. A field log example is used to support the calculations presented. The method is not only used to determine the geometry relationship of well trajectory and formations precisely, but also to interpret the reason why there are large differences between the responses of phase shift resistivities and attenuation resistivities which are both highly different to the resistivities of pilot well. The results of this study can be used to guide the determination of fracturing in field application.%水平井电阻率测井不仅需要考虑地层厚度、围岩,还需要考虑井眼斜度、地层电阻率各向异性等因素的影响。
随钻电磁波测井中极化角的形成机理及其影响因素模拟分析
及 其 影 响 因 素 模 拟 分 析
杨 震 ，刘庆 成 ，岳 步 江 ，刘焕 雨 ， 马 慧斌
（ 天 科 工惯 性 技 术 有 限公 司 ， 京 １０ ７ 航 北 ０ ００）
摘要 ：在大斜度井和水平井环境中 ， 由于井斜 、 地层产状以及测量模式等 因素 的影 响， 随钻电磁波测井 资料 在地层
液侵 入对 极 化 角 有 弱 化 作 用 。该 研 究 有 助 于 正 确认 识 复杂 环 境 中随 钻 电磁 波 测 井 响应 特 征 。 关 键 词 ： 随钻 电磁 波 测 井 ； 化 角 ； 斜 ；电 阻率 对 比度 ；泥 浆侵 入 极 井
中图 分类 号 ：Ｔ ９ ７ ６ Ｅ ２ ． 文 献标 识 码 ：Ａ
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FEWD施工中常见Spike现象浅析
120一、Spike现象及发生原因在水平井施工过程中，我们主要通过FEWD仪器给出的伽马曲线以及电阻率曲线组成的随钻测井曲线图准确的划分地层界面。
但是在实际使用过程中，曲线绘制时会出现曲线个别点的失真，也就是我们通常所说的Spike（尖刺）现象。
S p i k e现象发生的原因：首先是FEWD本身的特殊性，如单向发射，其使用的EWR Phase4就属于该种情况，四个发射极在仪器上方，两个接收级在仪器下方，当仪器穿行于不同地层时，水平方向及垂直方向上的电阻率就会存在差别，这种差别导致在地层电阻率相对于泥浆电阻率对比很高的情况下，会出现Spike（尖刺）现象；其次是地层的非均质性或各向异性，地层的非均质性越强，也即地层电属性的渐变或过度性非常强烈，越容易导致spike现象。
二、Spike现象及分析当钻入非均质性较强的地层时，特别是当地层的岩性变化较快时，这时由于FEWD自身所固有的特性而导致曲线震荡频率较高，幅度变化较大，从而出现各种各样的效应导致了Spike现象。
1.极化角效应导致的Spike现象该效应反映的是在井斜角＞50°情况下，电阻率传感器的发射极穿过了不同岩性的地层时导致的极化效应而产生的尖刺现象。
FEWD的四个发射级全部分布在仪器上方，分别对应四个不同探测深度的电阻率，两个接收级全部分布在仪器下方，当电阻率传感器纵向上穿越好几个层位时，其在水平方向测得的电阻率Rh与垂直方向所测得的电阻率Rv 是不相同的，但如果是在同一个层内的话，这两者所测得值应当是相同的，从而导致尖刺现象。
2.“佐罗”效应导致的Spike现象该现象是在电阻率传感器的接收级穿过了两个不同岩性的地层时导致的“佐罗”效应而产生的尖刺现象，该效应也是通常所讲的边界效应，当电阻率两个接收级处于电阻对比较高两个层位时，就必然会发生这种现象，曲线上表现出来的特征就是在层边界处产生两个反向的尖峰极值，从而导致了尖刺现象。
3.“窗帘”效应导致的Spike现象该现象主要发生在井眼不平滑的情况下，诸如，使用马达定向时进行增斜或降斜施工操作而造成的井眼不平滑现象，在该情况下，当电阻率传感器穿过不平滑井眼段时，由于井眼的不规则，加之电阻率传感器探测距离有限，而且探测的距离也不尽相同，所以当电阻率传感器经过该不规则井段时就会产生像“窗帘”一样效果的电阻率曲线，即起伏变化频率较快。
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)
电阻率尖刺现象的解释
地质导向过程中电阻率曲线尖刺现象的解释蔡远东,陈红昌（中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，山东东营）摘要在随钻地质导向过程中，常常会遇到电阻率曲线出现Spike（尖刺）现象，尤其是在某些特殊的情况下，例如地层电阻与泥浆电阻对比非常明显的情况下，Spike现象常常会发生。
此外，因地层的非均质性、各向异性等因素以及当前所使用的LWD的特殊性同样也会产生Spike现象，本文就S4井的情况及LWD特殊性对该井出现的Spike现象作了合理化的解释并给出了相应的解决方法。
关键词随钻测井；Spike现象；非均质；各向异性；S4井KEYWORD Logging while drilling ,spike effect ,S4井是胜利油田钻井工程技术公司定向井伊朗雅达一期项目的一口水平井，设计井深3940米，水平段长900米，侧钻点井深2416米，A靶垂深2787米，87度稳斜至B靶，垂深2836米。
从该井的设计上看，水平段位移较大，纵向穿透很多层位，而且从该井直导眼电测情况来看，电阻率曲线起伏变化较大并且较为频繁，地层的电属性特征显示出很强的非均质性与过渡性。
通过随钻测井LWD实时监测所显示的情况来看，相同的井段电阻率曲线（对比电测曲线而言）显示出了剧烈的震荡，也即所谓的spike （尖刺现象），为进一步证实该现象产生的原因，我们针对S4井进行了多次复测，甚至更换仪器后再次进行复测操作，事实证明确实是因为地层物性较差以及电阻率本身特性原因造成spike现象的产生，从而打消了甲方针对该现象而造成对仪器性能怀疑的心理，也为今后在该类地区顺利施工打下了基础。
1Spike现象Spike现象是在随钻地质导向过程中时常发生的一种现象，早期开发的随钻测井仪器无论是斯伦贝谢公司的ARC阵列感应随钻电阻率测井仪器，还是哈里伯顿公司的EWR PHASE系列的随钻测井仪器，或是其他以电磁波为基础的随钻测井仪器，在地质导向过程中都存在该现象。
随钻电磁波电阻率井斜角反演方法
随钻电磁波电阻率井斜角反演方法
随钻电磁波电阻率井斜角反演一般会把地层的井斜角作为一个稳定的值，即每一层的井斜角都是相同的。
地层电性各向异性主要表现为地层水平电阻率与垂直电阻率的差异[50]。
井斜角，水平电阻率、垂直电阻率是各向异性地层评价的三个重要参数。
当仪器在各向异性地层中测量时，仪器测量的视电阻率是地层水平电阻率与垂直电阻率的组合值，可表示为。
其中，，是各向异性系数和井斜角的复合函数，为各向异性系数，反应地层各向异性的强烈程度。
在直井中，，因此；在水平井中，，；其余倾斜井眼中，仪器测得的视电阻率是地层水平电阻率和垂直电阻率的加权平均。
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。
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。
电阻率尖刺现象的解释
电阻率尖刺现象的解释地质导向过程中电阻率曲线尖刺现象的解释蔡远东,陈红昌（中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，山东东营）摘要在随钻地质导向过程中，常常会遇到电阻率曲线出现Spike （尖刺）现象，尤其是在某些特殊的情况下，例如地层电阻与泥浆电阻对比非常明显的情况下，Spike现象常常会发生。
此外，因地层的非均质性、各向异性等因素以及当前所使用的LWD的特殊性同样也会产生Spike现象，本文就S4井的情况及LWD特殊性对该井出现的Spike 现象作了合理化的解释并给出了相应的解决方法。
关键词随钻测井；Spike现象；非均质；各向异性；S4井KEYWORD Logging while drilling ,spike effect ,S4井是胜利油田钻井工程技术公司定向井伊朗雅达一期项目的一口水平井，设计井深3940米，水平段长900米，侧钻点井深2416米，A靶垂深2787米，87度稳斜至B靶，垂深2836米。
从该井的设计上看，水平段位移较大，纵向穿透很多层位，而且从该井直导眼电测情况来看，电阻率曲线起伏变化较大并且较为频繁，地层的电属性特征显示出很强的非均质性与过渡性。
通过随钻测井LWD实时监测所显示的情况来看，相同的井段电阻率曲线（对比电测曲线而言）显示出了剧烈的震荡，也即所谓的spike （尖刺现象），为进一步证实该现象产生的原因，我们针对S4井进行了多次复测，甚至更换仪器后再次进行复测操作，事实证明确实是因为地层物性较差以及电阻率本身特性原因造成spike现象的产生，从而打消了甲方针对该现象而造成对仪器性能怀疑的心理，也为今后在该类地区顺利施工打下了基础。
1Spike现象Spike现象是在随钻地质导向过程中时常发生的一种现象，早期开发的随钻测井仪器无论是斯伦贝谢公司的ARC阵列感应随钻电阻率测井仪器，还是哈里伯顿公司的EWR PHASE系列的随钻测井仪器，或是其他以电磁波为基础的随钻测井仪器，在地质导向过程中都存在该现象。
随钻电磁波电阻率测井的犄角效应
随钻电磁波电阻率测井的“犄角”效应一、前言近期，随钻电磁波电阻率测井资料中出现的一种被称为“犄角”的现象，引起了国内外专家教授、工程技术人员乃至地质家的关注，纷纷以极大的兴趣对其进行分析研究，发表文章介绍研究成果与认识，以期对其作出客观正确的阐述与解释。
目前，对于“犄角”的研究仍在深入进行中，对于它的认识和分析尽管不尽相同，甚至尚存争议，但对这一现象的破解必有积极的意义和作用。
对“犄角”的地质和工程分析与应用更值得深入探讨与开发。
二、产生“犄角”效应的机理对于“犄角”效应产生的机理，目前尚存在不同的见解与争论，在此无意参与其中，而仅以认识与分析问题的视角阐发一孔之见，1、何为“犄角”效应所谓“犄角”效应，是指井眼轨迹以一定的交角进入地层界面时，电磁波电阻率测井响应在界面处产生的异常突变现象。
如图1所示，当井眼轨迹与地层界面法线以θ角相交时在地层界面处产生的“犄角”效应。
“犄角”一词来自英语“HORN”有号角、角状物之意；其实古代的号角也是牛角做的。
这里是以牛角的形状形容电磁波电阻率测井响应的异常突变现象。
值得一提的是，有人把这一现象称为“极角”或“极化角”是不够妥当的，因为产生“犄角”效应的主要因素并非“极化”或“激化”问题。
而是电磁波传播的边界效应与边值问题。
2、导致“犄角”产生的因素究竟哪些因素导致“犄角”效应呢？一般认为有以下原因：A、地层界面两侧地层电阻率对比度。
地层电阻率对比度越大，“犄角”效应越明显。
B、井眼轨迹与地层界面法线的交角大小。
交角越大，“犄角”效应越明显。
当然，当井眼轨迹一定时，交角大小与地层产状也有关系。
C、井眼尺寸（井径）大小及仪器外径与井壁之间的间隙大小。
间隙越大，对“犄角”效应的影响越大。
D、井内钻井液电阻率高低。
在一般情况下，井内钻井液电阻率越低对“犄角”效应的影响越大。
尽管影响因素很多，但应当指出，每一单个因素都不是决定性的；“犄角”效应是一个综合响应；在此综合响应中，起主导作用的应是A、B两个因素。
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随钻电磁波电阻率测井的“犄角”效应
一、前言
近期，随钻电磁波电阻率测井资料中出现的一种被称为“犄角”的现象，引起了国内外专家教授、工程技术人员乃至地质家的关注，纷纷以极大的兴趣对其进行分析研究，发表文章介绍研究成果与认识，以期对其作出客观正确的阐述与解释。
目前，对于“犄角”的研究仍在深入进行中，对于它的认识和分析尽管不尽相同，甚至尚存争议，但对这一现象的破解必有积极的意义和作用。
对“犄角”的地质和工程分析与应用更值得深入探讨与开发。
二、产生“犄角”效应的机理
对于“犄角”效应产生的机理，目前尚存在不同的见解与争论，在此无意参与其中，而仅以认识与分析问题的视角阐发一孔之见，
1、何为“犄角”效应
所谓“犄角”效应，是指井
眼轨迹以一定的交角进入地层
界面时，电磁波电阻率测井响应
在界面处产生的异常突变现象。
如图1所示，当井眼轨迹与
地层界面法线以θ角相交时在
地层界面处产生的“犄角”效应。
“犄角”一词来自英语“HORN”
有号角、角状物之意；其实古代
的号角也是牛角做的。
这里是以牛角的形状形容电磁波电阻率测井响应的异常突变现象。
值得一提的是，有人把这一现象称为“极角”或“极化角”是不够妥当的，因为产生“犄角”效应的主要因素并非“极化”或“激化”问题。
而是电磁波传播的边界效应与边值问题。
2、导致“犄角”产生的因素
究竟哪些因素导致“犄角”效应呢？一般认为有以下原因：
A、地层界面两侧地层电阻率对比度。
地层电阻率对比度越大，“犄角”效应越明显。
B、井眼轨迹与地层界面法线的交角大小。
交角越大，“犄角”效应越明显。
当然，当井眼轨迹一定时，交角大小与地层产状也有关系。
C、井眼尺寸（井径）大小及仪器外径与井壁之间的间隙大小。
间隙越大，对“犄角”效应的影响越大。
D、井内钻井液电阻率高低。
在一般情况下，井内钻井液电阻率越低对“犄角”效应的影响越大。
尽管影响因素很多，但应当指出，每一单个因素都不是决定性的；“犄角”效应是一个综合响应；在此综合响应中，起主导作用的应是A、B两个因素。
3、“犄角”效应的机理
为什么以上因素会导致产生“犄角”效应呢？这需要做一些理论上的分析。
为通俗起见，这里只引入一些概念及其相互关系，而不准备动用复杂的数学工具去做量值分析。
如上所述，那么，这里也主要由此A、B两项阐释产生“犄角”的机理。
既然“犄角”产生于井轨迹与地层界面的交叉处，换句话说，即“犄角”的产生和井轨迹与地层界面相交的诸多因素有关，这样很自然地把问题归结到电磁波传播的边值条件与边界效应方面去了。
这里边值条件主要是指：
a、地层界面两侧（上下）地层电阻率对比度
b、地层产状、非均质程度
c、井轨迹（亦即仪器轴线）与地层界面法线的交角大小
很容易理解，不同边值条件下，会引发各异的电磁波传播的边界效应，从而产生程度不同的“犄角”现象。
下面按井轨迹与地层界面法线夹角的大小，分别进行分析。
这里假设三种情况：
a、井轨迹与地层界面法线夹角为零，即井轨迹与地层界面法线平行；
b、井轨迹与地层界面法线的夹角小于65º；
c、井轨迹与地层界面法线的夹角大于65º。
这三种情况基本涵盖了大斜度井和水平井钻井井斜度变化范围。
下面的讨论都设定仪器发射天线在上，接收天线在下。
首先来看第一种情况。
如图2
所示，井轨迹沿地层界面法线进入
地层，穿过地层界面。
在这种情况
下，不会产生“犄角”效应，即不
会出现“犄角”。
这是因为，在电磁
波法向穿过地层界面时，在层界面
上是连续的；穿过地层界面后，电
磁波在由发射天线到接收天线间距
内的地层中传播，仪器测量数据是此间距内地层电磁特性参数的综合平均响应；随着钻具和仪器的移动，仪器在每一采样点处测得的都是这样的综合平均值，不会产生异常突变，因此不会产生“犄角”。
下面再来分析第二种情况。
如图3所示，井轨迹以小于65 º的θ角穿过地层
界面。
在此情况下，一般不会有
明显的“犄角”效应。
这是因为电磁波传播和仪器
测量的连续性与综合平均性仍
然起作用，仍然是主导因素。
也
就是说，只要界面上下电阻率对
比度不是特别大，界面处电阻率
的变化仍然是一个渐变或缓变
的过程，而不显现“犄角”现象。
第三种情况是我们最关注
的问题。
这是因为在水平井的
随钻测井中，进入“A靶点”时
常遇到这种情况，而且“犄角”
效应也最明显。
如图4所示，井轨迹以大于
65 º的θ角穿过地层界面。
这时
当远接收天线进入地层界面以
下时，测量信号就会产生突变，
表现在电阻率测量值上，就会呈现读数突然升高的现象；随着近接收天线靠近到穿过地层界面，在此过程中，电阻率数值快速升高；当近接收天线进到地层界面以下时，电阻率读数开始急剧下降，直到发射天线越过地层界面进入下方地层，电阻率读数才回到与地层电阻率量值相近的水平上。
这一过程就是“犄角”形成的过程。
那么“犄角”形成的机理是什么呢？下面试作分析讨论。
当井轨迹以接近90º的θ角进入地层界面时，在界面两侧电磁波的连续性和仪器测量的综合平均响应受到严重影响，对测量贡献不再起主要作用。
远接收天线一旦进入界面下的地层，由于界面上下地层的电阻率对比度较大，引起波数K 急剧变化，从而导致电阻率测量值急剧变化。
从几何光学的角度说，电磁波可以以“掠射波”进入界面以下的地层，从而在界面以下井壁附近地层产生沿井壁传播的滑行波（类似声波滑行波的产生与传播）。
这时电磁波的传播和电阻率测量响应只与界面下地层有关，而不再是界面上下地层导电性的综合平均响应。
因此，当θ角接近90 º时，随钻下井仪沿井眼轨迹穿越地层界面进入下部地层的瞬间，会产生测量响应的突变。
尽管在地层界面附近也许会产生诸如传导电流、位移电流电流密度的变化或电磁能流密度的变化，但从随钻电磁波电阻率测井的角度说，都是无关紧要的，都不是决定的因素。
在此，可以认为根本的因素有三条，即井轨迹与地层界面法线的夹角；上下地层电阻率的对比度；地层界面附近媒质导电性与波数的变化。
三、“犄角”效应的应用
既然“犄角”效应与地层和地层边界电磁特性，特别是导电性（电导率σ）有关系，那么它在钻探工程和地质分析方面能派上一些用场。
下面分几个方面对其应用作简要介绍。
1、钻进过程中的地质导向
地质导向在定向井和水平井钻探过程中是一项非常重要的工作，它关系到钻探质量和工程成败。
钻探过程中的地质导向是一个综合性的分析判断过程，而不是靠单一的技术与信息。
利用“犄角”效应可以帮助分析判断：
a、井是否钻到设计A靶点。
b、进入靶点的地层，深度是否与原设计一致；有多少偏差。
c、进入靶点后地层是否有变化；是否有水平层理影响。
d、井轨迹是否在设计地层界限之内；是否钻到地层界面（特别是上界面）。
当然，在地质导向分析判断过程中还要结合其他资料信息，作综合全面的分析。
2、地层评价中的地质分析
在地层评价过程中，需要对其作全面综合的地质分析，例如井所穿过的储层岩性、物性、含油性的变化和地层的非均质性、地质构造和沉积构造等。
地层评价中，“犄角”在一定程度上有助于分析判断：
a、地层顶底界面及深度。
b、层内地层非均质性。
c、有无明显地质构造和沉积构造事件及其特征。
3、实例分析
图5是排601-36井的随钻伽马和电磁波电阻率测井资料，从图上可以清楚的看到，井轨迹以大约80 º的θ角进入目的层时，深探测电阻率曲线出现了明显的“犄角”，中、浅探测电阻率曲线上也存在有“犄角”现象，但不明显。
这也正好说明了地层界面两侧地层电阻率对比度对“犄角”效应的影响，地层电阻率对比度越大，“犄角”效应越明显。
图6是排601-53井的随钻伽马和电磁波电阻率测井资料，从图上可以清楚的看到，井轨迹以大约77 º的θ角进入目的层时，深探测电阻率曲线出现了明显的“犄角”。
近年来，美国麦氏测井技术公司的周强博士对大斜度井和水平井的测井解释和其在地质导向上的实时应用进行了深入的研究，对井斜引起的电阻率异常进行了研究，他认为在井斜60 º时开始出现“犄角”效应，当井斜大于70 º时，电阻率曲线有明显的“犄角”效应，如图7所示。
这与以上所作的分析具有很大的一致性。
四、结束语
“犄角”是在随钻电磁波电阻率测井应用实践中发现的一种异常现象，其本质是边界效应问题。
尽管人们从不同角度对其进行了解读，但作为一项技术问题还有待作进一步深化研究。
图5 排601-36井随钻测井资料图6 排601-53井随钻测井资料
图7 井斜引起的电阻率异常示意图
以上站在现场的角度，以简约的语言作的最概念化的描述，并不足以说明问题，更缺乏严格和系统性。
有些观点和描述也可能是错误的，仅供有兴趣的人士参考、指正。