随钻电阻率测井原理浅析
随钻测井系统机械结构论文【论文】
随钻测井系统机械结构论文１电磁波电阻率随钻测量系统１．１系统工作原理及组成电磁波电阻率随钻测量系统主要由发射天线、接收天线、电路仓体和对接结构等几大部分组成。
天线系统采用“四发双收”的方式和结构，工具上端和下端各有２个发射天线，工具中部设有２个接收天线。
工具侧壁设有测量控制电路仓体，工具中心设有泥浆通道，两端的公扣和母扣端有数据对接系统，用来实现与上下相邻工具之间数据交换与供电的功能。
电磁波电阻率随钻测量是一种重要的电阻率测井方法，在各种不同类型的钻井液中都能够进行测量。
它的工作原理基于电磁波在穿越地层时产生的衰减和相位移。
由于穿越不同的地层会导致产生不同的衰减和相位移，通过测量电磁波的衰减和相位移就可以确定地层的介电常数和电阻率。
电磁波电阻率随钻测量系统就是利用这一原理，由发射线圈向地层发射电磁波，再由不同的接收线圈接收电磁波，根据接收到的电磁波的相位差和幅度比来确定地层的电阻率。
１．２技术难点电磁波电阻率随钻测量系统受结构尺寸的影响，设计空间小，机械结构较为复杂，强度和可靠性要求高，具有以下几个主要的设计难点：１）设计空间小，受工具直径尺寸的限制，中心预留泥浆通道后，可供使用的空间极为有限，对机械设计工作带来了很多的限制。
２）机械结构较为复杂，工具设有４个发射天线，２个接收天线，天线内设有线圈，需要与控制电路进行连接通讯，整体结构较为复杂。
３）系统处于高温高压的工作环境下，并且要传递钻压和转矩，对工具的强度和可靠性提出了很高的要求。
４）系统工作在流动的高压泥浆中，系统内部的电路控制系统和天线线圈需要进行隔离绝缘处理，对整个系统的密封性能提出了很高的要求。
１．３解决方案针对系统机械设计中遇到的技术难点，经过科学论证和反复试验，提出了４点解决方案。
１）根据随钻工具轴向尺寸大、径向空间小的特点，充分利用空间，精简结构进行设计。
２）在系统机械设计中，避免出现导致强度储备不足的薄弱环节，对强度薄弱的部位进行优化改进，以减少应力集中，增加强度储备。
电阻率测井解读与应用
电阻率测井解读与应用电阻率测井是一种常见的地球物理测井方法，广泛应用于油气勘探和生产过程中。
本文将对电阻率测井的原理、参数解读和应用进行详细介绍。
一、原理电阻率测井的原理基于电流在地层中的传导特性。
测井仪器通入电流，通过测量电场强度和电流强度来计算电阻率。
地层的电阻率是一个重要的地质参数，可以反映岩石的导电能力，进而推断出储层的性质。
二、参数解读1. 孔隙度与饱和度地层的孔隙度和含水饱和度是电阻率测井中重要的解释参数。
孔隙度指地层孔隙空间的比例，一般情况下孔隙度越大，电阻率越小；而含水饱和度是指孔隙中水的比例，水的导电能力较高，所以含水饱和度越高，电阻率越小。
2. 渗透率地层的渗透率是指地层岩石中流体（如石油和天然气）通过能力的指标。
渗透率与电阻率之间存在一定的关系，一般情况下，渗透率越高，电阻率越大。
3. 岩石类型不同的岩石类型具有不同的电阻率特性。
例如，沉积岩中的砂岩和泥岩的电阻率差异较大，可以通过电阻率测井数据来判别岩石类型。
三、应用电阻率测井具有广泛的应用价值，在油气勘探和生产过程中发挥着重要的作用。
1. 储层评价利用电阻率测井数据可以对储层进行评价。
通过分析电阻率测井曲线，可以推断储层的孔隙度、饱和度和渗透率等参数，从而评估储层的储集能力和开发潜力。
2. 油气饱和度计算电阻率测井可以帮助计算油气饱和度。
通过测量地层的电阻率变化情况，结合其他物性参数，可以对油气饱和度进行定量计算，为油气开采提供重要依据。
3. 水层识别在油气勘探中，准确识别水层对于油气开采至关重要。
由于水的导电性较高，利用电阻率测井可以快速准确地识别出地层中的水层，有助于合理规划井别和减少水的影响。
4. 地层划分电阻率测井数据可以用于地层划分。
根据地层中的电阻率变化情况，可以将地层划分为不同的层级，为地质分析和油气勘探提供重要的信息。
5. 钻井过程监测在钻井过程中，电阻率测井还可以用于监测井壁稳定性和识别地层问题。
通过实时监测电阻率变化，可以及时发现钻井问题，保障钻井作业的安全和顺利进行。
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。
《电阻率测井》课件
05
电阻率测井实例分析
实例一：某油田的电阻率测井解释
总结词
该实例展示了电阻率测井在某油田勘探中的应用，通过电阻 率曲线分析地层岩性、孔隙度、含油性等信息。
详细描述
该油田位于我国东部地区，地层复杂多变，通过电阻率测井 技术，可以确定地层岩性、孔隙度、含油性等参数，为油田 的勘探和开发提供了重要的依据。
辅助电极
用于测量电位差，与主电极一起形成 测量回路。
接地电极
用于连接地面，形成完整的电流回路 。
隔离电极
用于隔离不同层位的地层，避免相互 干扰。
03
电阻率测井方法
直流电阻率测井
总结词
通过向地下供电，测量地层电阻率的方法。
详细描述
直流电阻率测井使用稳定电流源向地下供电，测量地层电阻率的一种方法。它具 有测量精度高、稳定性好的优点，但测量速度较慢，且容易受到电极极化和井眼 效应的影响。
地层对比与划分
通过对比不同地层的电阻率值，对地 层进行划分和识别，确定地层的岩性 、物性和含油性等。
电阻率测井的地质应用
岩性识别
通过电阻率曲线形态和数值的变 化，判断地层的岩性特征，如砂 岩、泥岩等。
含油性评估
根据电阻率值的大小和变化规律 ，评估地层的含油量和油藏类型 ，为油藏开发提供依据。
储层评价
详细描述
电磁波传播电阻率测井利用电磁波在地层中的传播特性，通过测量电磁波的传播速度和幅度衰减来计 算地层电阻率。这种方法具有测量速度快、精度高、受井眼效应影响小的优点，但需要高频率的电磁 波源和精密的接收设备。
04
电阻率测井解释
电阻率测井资料的处理
电阻率测井小结
电阻率测井的分类
高电阻率测井
阵列电阻率测井
适用于高电阻率地层，如泥岩、页岩 等。
通过多个电极同时测量地层的电阻率， 可以
适用于低电阻率地层，如砂岩、砾岩 等。
03 电阻率测井的应用
油气勘探
01
02
03
确定油气储层
通过测量地层电阻率，可 以判断地层是否含有油气， 以及油气的聚集程度和分 布范围。
05 电阻率测井的未来发展
技术创新与改进
新型传感器技术
研发更灵敏、更耐用的传感器，提高测量精度和稳定性。
数据处理算法优化
改进数据处理算法，降低噪音干扰，提高信号识别能力。
井下仪器小型化
减小仪器体积，减轻重量，便于下井操作和运输。
应用领域的拓展
1 2
非常规资源勘探
应用于页岩气、煤层气等非常规资源的勘探和开 发。
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针对复杂地层和特殊油气藏 ，可以开展针对性的电阻率 测井技术研究，开发更加高 效、可靠的测量方案和技术 手段。
电阻率测井技术与其他地球 物理方法的结合应用也是未 来的研究方向之一，如与声 波测井、核测井等方法的综 合应用，可以更好地解决复 杂油气藏的勘探和开发问题 。
随着人工智能和大数据技术 的发展，电阻率测井数据的 自动处理和智能解释也是未 来的研究重点，可以提高数 据处理效率和解释精度，为 油气藏的快速发现和评估提 供有力支持。
电阻率测井可用于各种类型的地层，包括 砂岩、泥岩、石灰岩等，具有较广的适用 范围。
提供地层含流体信息
无损探测
电阻率测井结果可以反映地层中流体的性 质，如油、水或气，为地层含流体类型和 饱和度的判断提供依据。
随钻电阻率测量技术研究(一).
随钻电阻率测量技术研究(一)随钻电阻率测量技术研究张振华摘要：随钻测井LWD(logging while drilling)是在钻井的过程中，同时进行的用于评价所钻穿地层的地质和岩石物理参数的测量，主要有电阻率、放射性、声波及核磁等随钻测井技术。
本文简要的介绍了贝壳NAVITRAK的结构组成；主要分析了补偿式天线和电阻率电子部分的工作原理。
关键词：LWD；电阻率（MPR）；衰减；相位；SONDE；PADDLE 1 前言由于油田区块的开发己经到了中后期，为了开发薄油层以及残余油，地质导向仪器己经变得相当重要。
另外这些区块的地质构成及地层描述都已相当清楚，再利用邻井的测井资料，就可以定性和定量描述开发地层的地质构成、各层位的孔隙度、地层骨架的岩性及密度。
在这种情况下，只要使用MWD+自然伽玛+电阻率组成的LWD，就可以满足定向轨迹测量和地质导向的要求。
图1 贝壳休斯LWD井下仪器示意图 2 NAVIMPR仪器简介贝克休斯公司（Baker- Hughes）的随钻测井系统NAVIMPR的井下仪器主要由脉冲发生器（UPU）、探管（PROBE）、M30短节、MPR电阻率和井斜伽玛（SRIG）几大模块组成，探管由整流模块（SNT）、驱动模块（SDM）、存储器（MEM）、定向模块（DAS）和伸展电子连接头（EEJ）等组成，仪器总长13. 02 m。
井下仪器示意图如图1所示。
仪器中有一个涡轮发电机，钻井液冲击涡轮产生交流电，经SNT整流后，供给各个电路模块。
MPR( Multiple Propagation Resistivity )有4个发射极、2个接收极，可以发射和接收频率为2 MHz和400 kHz的两种脉冲，考虑到相位延迟和衰减，共可接收32种脉冲信号。
由4个发射极向地层分别发射2 MHz和400 kHz的电磁波，不同岩性的地层对电磁波的相位延迟或衰减不同的，从而通过泥浆脉冲经过地而传感器传到地面设备中，进行解码。
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。
测井解释电阻率测井PPT课件
a、半幅点之间的距离与 地层的厚度及电阻率有关。 Rt>Rs，且h>>L，半幅点距离 =h-L；其它情况下，半幅点距 离=h+L。
b、曲线极值对应于地层 重点且最接近于Rt。
二、电极系分类
2、梯度电极系
不成对电极到靠近
它的那个成对电极之
间的距离大于成对电
极之间的距离（AM>MN）
一、三电极侧向测井
1、测量原理
电阻率：
RLL 3
K
U I0
K—电极系系数（一般
由实验或理论计算确定）
I0—主电极强度。 ΔU—主电极与无限远 处的电位差
一、三电极侧向测井
2、测井曲线特点
1）高阻层Ra增大，比普通电阻率曲线更接近Rt。 2）上下围岩电阻率相等时Ra对称于高阻层中部， 应取地层中部的Ra（极值）作为地层的Ra。 3）高阻邻层影响很小。
2）对Ra做相应的校正（井眼、层厚、侵入等）， 每一种仪器在不同情况下，采用不同的图版或经 验公式进行校正。
第三章 电阻率测井
一、普通电阻率测井 二、侧向测井
普通电阻率测井的弱点
在高矿化度泥浆、地层为高阻薄层、 且有侵入的情况下，其电流主要分布在井眼 及围岩之中，使其测量结果不能反映目的层 的电阻率。
七侧向测井的探测深度略有增大，但还 不够深，而且深、浅七侧向的电流层厚度不同,不 利于对比分析。
改进思路：
加大探测深度，减小井眼及泥浆侵入的 影响。使深浅探测的主电流层厚度相同，且受围 岩和影响小。
三、双侧向测井
1、测量原理
• 电极的结构及电流分布： • 电极的数目：9个 • 电极的形状:
Ao、A1、A1’为环状； A2、A2’为柱。
随钻测井——精选推荐
随钻测井一﹑随钻测井的引入在油气田勘探、开发过程中，钻井之后必须进行测井，以便了解地层的含油气情况。
一般来说,测井资料的获取总是在钻井完工之后，再用电缆将仪器放入井中进行测量.遇到的问题：1、某些情况下，如井的斜度超过65度的大斜度井甚至水平井，用电缆很难将仪器放下去2、井壁状况不好易发生坍塌或堵塞3、钻完之后再测井，地层的各种参数与刚钻开地层时有所差别.(由于钻井过程中要用钻井液循环，带出钻碎的岩屑，钻井液滤液总要侵入地层二﹑随钻测井的概念随钻测井(因为它不用电缆传输井下信息，所以也称为无电缆测井 )：是在钻开地层的同时,对所钻地层的地质和岩石物理参数进行测量和评价的一种测井技术.首先，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的时间，从钻井—测井一体化服务的整体上又节省了成本。
其次，随钻测井资料是在泥浆侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映了原状地层的地质特征，可提高地层评价的准确性.而且，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加大以致于不能作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。
另外，近二十年来海洋定向钻井大量增加。
采用随钻定向测井，可以知道钻头在井底的航向，指导司钻操作；可以预测预报井底地层压力异常，防止井喷；可以提高钻井效、钻井速度和精度，降低成本，达到钻井最优化（现代随钻测井技术大致可分为三代）•20世纪80年代后期以前属于第一代可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。
•20世纪90年代初至90年代中期属于第二代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臵。
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。
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。
测井解释 电阻率测井2
微梯度探测深度浅，反映泥饼 微梯度探测深度浅，反映泥饼Rmc电阻率 泥饼 电阻率 微电位探测深度略深，反映冲洗带 微电位探测深度略深，反映冲洗带Rxo电阻率 冲洗带 电阻率 为保证测量条件相同，微梯度和微电位必须同时进行测量。 为保证测量条件相同，微梯度和微电位必须同时进行测量。 必须同时进行测量 两种微电极曲线在渗透层通常有幅度差。 两种微电极曲线在渗透层通常有幅度差。 正幅度差：微电位> 正幅度差：微电位>微梯度 负幅度差：微电位< 负幅度差：微电位<微梯度 油气层一般正幅度差，高矿化度水层可能负幅度差。 油气层一般正幅度差，高矿化度水层可能负幅度差。
三、感应测井曲线影响因素
1、井眼 2、泥浆侵入 3、围岩 4、趋肤效应
趋夫效应就是单元环之间的相互作用， 趋夫效应就是单元环之间的相互作用，当地 层的σ 很大时，单元环中的涡流较大， 层的 t很大时，单元环中的涡流较大，单元环 之间的相互作用的影响就不可忽略， 之间的相互作用的影响就不可忽略，即对测量 结果有影响。 结果有影响。
hmc<1cm (di-dh)/2>10cm
三、微球聚焦测井
1、原理
• 电极系及电流分布 • 主电流 分为两部分： 主电流I分为两部分 分为两部分： • I0—主要分布在冲冼 主要分布在冲冼 带。 辅助电流， • Ia——辅助电流，经 辅助电流 泥饼回到辅助电极 A1 • I=I0+Ia
三、微球聚焦测井
三、微球聚焦测井
2、应用的有利条件； 应用的有利条件； hmc<1.9cm (di(di-dh)/2>10cm
1、原理
测量过程中： 测量过程中： △UM1M2=0，即I0主 ， 要分布在冲冼带 △UM0M1=C
电阻率测井2011
第五节电阻率测井自本世纪20年代发明电测井以来，电阻率测井一直是勘探、开发石油天然气的重要测井方法。
尤其在60年代，电测井得到迅速发展，就仪器、新方法不断出现，使得电测井成为划分油气层、计算油气储量的重要依据。
本节将分别论述普通电阻率测井、侧向测井、微电阻率测井及感应测井。
一、普通电阻率测井1．普通电阻率测井原理电阻率测井就是沿井身测量井周围地层电阻率的变化。
为此，需要向井中供应电流，在地层中形成电场，研究地层中电场的变化，求得地层电阻率，其测量原理如图1－1－41所示。
把供电电极A和测量电极M，N组成的电极系放到井下，供电电极的回路电极B（或N）放在井口。
当电极系由井底向上提升时，由A电极供应电流I，M，N电极测量电位差ΔU MN，它的变化反映了周围地层电阻率的变化。
通过变换，即可测出地层的视电阻率。
这样就能给出一条随深度变化的视电阻率曲线，可用下式表示：假设井与周围地层为均匀介质，其电阻率用R t表示。
A电极形成的等位面为球面，与A电极相距为r处的电流密为：其电场强度可用微分形式的欧姆定律表示：对上式积分，可得r处的电位：A电极与M，N电极的距离分别为AM和AN，M，N电极的电位分别为：M，N电极间的电位差为：由此得出均匀地层的电阻率：K 为电极系常数，它的数值与电极间的距离有关。
如果使用A 、B 电极供电，M 电极测量（此时N 电极位于井口），A 电极的电流I 和B 电极的－I 对M 电极均有贡献。
根据电位叠加原理由于N 电极位于井口，离A 、B 电极很远，则：如果AB AM =，AM AN =。
这两种电极系得出同样的结果。
因此把前者称为直接供电（单极供电）电极系，后者称为互换供电（双极供电）电极系。
在实际测井时，由于地层厚度有限，上、下有围岩，对于渗透性地层又会形成侵入带，各部分介质的电阻率不同，实际上是非均匀介质。
因此，用上式得出的电阻率不等于地层的真电阻率，称为视电阻率R a ，但在一定程度上R a 反映了地层电阻率的变化。
lwd随钻测井的工作原理
lwd随钻测井的工作原理
LWD（Logging While Drilling）随钻测井是一种在钻井过程中
进行地层测井的方法。
其工作原理包括以下几个步骤：
1. LWD传感器安装在钻头或钻杆上，随着钻井进程下入井内。
2. 当钻头或钻杆传感器接触到地层时，LWD系统开始测量地
层的物理参数。
3. 传感器通常包括测量电阻率、自然伽马射线、声波速度等参数的装置。
4. 传感器采集到的数据通过电缆传输到地面设备进行处理和分析。
数据可以通过实时传输技术实时显示在钻井现场工作站上。
5. 地面设备使用各种算法和方法对数据进行处理和解释，以获取有关地层的信息，例如地层的类型、含油、含气、水层等等。
6. 通过分析和解释得到的数据，钻井操作者可以及时调整钻井工艺，优化钻井方案，提高钻井效率和成功率。
总的来说，LWD随钻测井利用在钻井过程中安装的传感器获
取地层信息，并将数据实时传输至地面进行处理和解释，以指导钻井作业。
这种测井方法可以节省时间和成本，并提供实时的地层信息，提高钻井效率和成功率。
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）
随钻电阻率测量的方案分析与实现
随钻电阻率测量的方法的研究与试验一、课题的背景本课题来源于胜利石油管理局，胜利石油管理局与我校钻井测控研究中心已合作多年，涉及石油生产的测井、钻井等多个领域，本课题就是在双方进一步合作的基础上，为了满足胜利石油管理局定向井开发的需要而建立的研究课题。
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的看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。
最早的随钻测量研究工作始于本世纪30年代，随着钻井技术的发展，1930年出现了最早的井场人工检测法。
我国1970曾开始研制MWD系统，但由于种种原因而中断，1981年继续开展这项研究。
目前有线随钻测量系统已经通过技术鉴定，井下存储MWD系统正在现场实验，该系统可以测量的参数只有方向、自然伽马和温度，已经完成电磁波传输信道可行性研究。
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。
目前随钻测量技术的研究和应用正向纵深发展。
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和地质追踪（所谓地质追踪就是用随钻地层评价数据对水平井或大角度斜井进行实时的、交互式的顺层追踪，把非垂直井眼引导到最优化的地质目的层）。
1MHz和2MHz 传播工具是目前尖端的MWD电阻率测井仪器，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。
石油需求量的不断增加和海洋钻井的发展导致了定向井技术的广泛应用，降低钻井成本的持续需求促使提高效益的新工具和新技术的产生，随钻测量技术因此备受关注，在短短的20年里，飞速发展，取得了巨大的进步。
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。
随钻电阻率测量方法研究
理论算法2021.01随钻电阻率测量方法研究钱德儒(中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究，北京，100020)摘要：在地层的物理参数中，电阻率是反映岩性和含油气性的重要参数之一，钻井过程中的侧向电阻率测井是石油勘探开发中电阻率测井的重要技术。
本文对随钻电阻率测量方法进行研究。
首先，研究了随钻电阻率的测量方法，包括以下几种电阻率测量方法：基于相位差的测量方法，基于幅度比值的测量方法，基于相位差和幅度比值组合的测量方法；然后，对多探测深度方案分析。
研究结果表明；改变地层的电阻率对电磁场的幅度的影响可以用来测量井眼附近的地层参数。
当乞/皿＞,达到1.57的极限时,幅度比值和相位差测量精度要求是等效的。
同时，幅度比值测量方法适用于低电阻率，而相位差测量方法则适合于高电阻率。
幅度比值测量具有更高的探测深度，相位差测量具有更好的纵向分辨率。
关键词：随钻电阻率；幅度比值；相位差；多探测深度方案Research on resistivity measurement while drillingQian Deru(Research on Petroleum Engineering Technology of China Petrochemical Corporation,Beijing,100020)Abstract：Among the physical parameters of the formation,resistivity is one of the important parameters reflecting lithology and teral resistivity logging during drilling is an importarit technique for resistivity logging in petroleum exploration and development.In this paper, the measurement methods of resistivity while drilling are studied・Firstly,the measurement methods of resistivity wh订e drilling are studied,including the following resistivity measurement methods: measurement method based on phase difference,measurement method based on amplitude ratio,measurement method based on combination of phase difference and amplitude ratio;Moreover,the multi-depth detection scheme is analyzed.The research results show that the influence of changing the resistivity of the formation on the amplitude of the electromagnetic field can be used to measure the fonnation parameters near the borehole.When the limit of M./A①「is reached 1.57,the amplitude ratio and phase difference measurement accuracy requirements are equivalent.At the same time,the amplitude ratio measurement method is suitable for low resistivity,while the phase difference measurement method is suitable for high resistivity.The amplitude ratio measurement has a higher detection depth,and the phase difference measurement has a better longitudinal resolution.Keywords：resistivity while drilling;Rytov approximate measurement model:amplitude ratio;phase difference0引言随钻测量(MWD-Measurement While Drilling)是一种在钻孔过程中实时测量井底各种参数的技术，MWD的最大优点是可使钻探人员和地质学家实时查看井下发生的事情，从而可以大大改善决策一現MWD系统测量的一个非常重要的方面是电阻率地层表征的测井和地质跟踪，地质追踪是指在钻探过程中使用地层评估数据来评估水平井和大角度斜井,可提供实时交互式层理跟踪，从而将非垂直井引向最优化的地质目标层皿。
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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。
电阻率与电阻的关系可用电阻定律来表示：对一导电均匀的物质，其电阻值r 与导体长度L （米）成正比，与截面积S （米 ²）成反比： SL R r = （欧姆） 比例系数R 称导体的电阻率，其值仅与导体的性质有关： LS r R =（ 欧姆·米） 电导率是电阻率的倒数，即 R C 1=(姆欧/米) 感应测井原理：感应测井是利用电磁感应原理来测量地层电导率的感应测井使用交变电磁场对地层电阻率进行测量，不会因为井内不存在导电介质而受到限制。
常规感应测井使用的场频较低（多数使用1kHz ），通过测量接收机的感生电动势，对地层电阻率进行分析，它已逐步发展成为常规测井系列中一个主要的电法测井项目。
常规测井方法到目前已经发展的较为成熟，取得了许多成功的应用经验。
随钻电阻率测量的理论依据是电磁波的传播效应，对于固定的电磁场，不同的地层由于其地质参数的差异对与电磁场的响应也各不相同，不 地 层 井 眼发射线圈 接收线圈 感生电流 大地环 发射线圈电路 接收线圈电路同的钻井环境（如油基钻井液，空气钻井）同样也会影响电磁场的分布，通过检测电磁场的变化，就可以获得地层和钻井环境的有关信息，随钻的含义就是在钻井的过程中，对井下的钻井参数进行实时的测量跟踪。
随钻测量的优势在于：可以获得井眼周围地层最原始的地质资料；帮助工程人员及时调整钻井方案，以求得到最佳结果。
电极系的分布在确定了电阻率测量方法之后，接下来的需要对电极的分布进行分析。
首先，测量工具是安装在无磁钻铤上的，为了使得工具更加牢固，通常选择两个接收机之间的距离为6in（15cm），同时，这样的距离可以在给定的2MHz的场频下获得接近1.57rad的最大相位差。
发射机到接收机的距离由发射机的功率和接收机的动态范围来确定，此外其他的一些因素也会影响测量的结果，例如：绝缘效应随着源距的增加而增强，而井眼和侵入带的影响逐渐减小，反之亦然。
一般来说，源距越小，探测深度也就越浅。
应当根据实际情况的需要合理调整源距，在多发射机结构中，利用不同的源距可以提供多种探测深度。
地层电阻率的动态范围很大约100dB（mΩ50000），因而对接收⋅⋅Ω5.0～m机的动态范围也有较严格的要求，但扩大动态范围的同时还应考虑接收机灵敏度的问题，两者的选择彼此制约，应力求达到最佳。
因此场频的选择是往往根据电阻率随钻测量系统的要求选定的。
不同场频有着不同的应用环境，在可用的频带内按照如下区间划分：2002k20k 200k2M 20M200M 2G工作频率图2在实际的钻井作业中，钻井液会向地层中渗透，根据钻井液侵入地层深度的不同，以井眼为中心，划分四个不同的区域：井眼、冲洗带、过渡带和原状地层。
如下图所示：其中Rm 为井眼中的泥浆电阻率；Rxo 为冲洗带电阻率；Rs 为围岩电阻率，Rmc 为泥饼电阻率；p 为测量地层的真电阻率；Di 为冲洗带直径；图3在随钻电阻率测量系统中，场频通常选择2MHz ，已有的经验也证实，2MHz 的随钻测量工具是行之有效的，过高的频率会增加接收机测量的动态范围，同时对工具的绝缘性能提出了很高的要求，而过低的频率会导致天线效率的下降，因此必须增加仪器的长度，增大源距，才能达到相位测量的灵敏度要求，相应的发射机的功率也会因此而大大提高。
.参考文献：【1】“定向钻井”[英] T. A. 英格里斯苏义脑译石油工业出版社【2】、“随钻测量与井筒油气评价技术”曹来勇，王镇生，何炳振石油大学出版社【3】、“地球物理测井仪器”胡澍石油工业出版社【4】、“测井方法与资料应用”陈一鸣江汉石油学院作者简介：二十世纪九十年代，定向和伽玛测量仪器已经能够满足绝大多数消费者的需求，但近来消费者普遍要求增加随钻电阻率测井功能。
Geolink公司在2001年底已经生产出随钻电阻率工具，并于2002年1月，在Geolink公司的目录上，对此产品（TRIM感应电阻率MWD）作了简单的介绍。
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laterologs上（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），最普遍使用的是电磁波电阻率测量仪器（操作频率1-2MHZ）。
由于基于电阻率测量影响钻铤的限制，这些方法都需做些技术让步，并且通过这些方法，其加工成本昂贵，操作、维修复杂。
地质学家和石油物理学家们发现把MWD仪器测井结果与通常使用的电缆感应（20KHZ）测井相关联在一起十分困难，尤其是在地层形成为各向异性（例如在水平井产层中进行测量时）的条件下，电磁波测量的广泛使用更反映了这一问题。
因此，我们的电阻率工具在设计中应采用以下四条重要的原则：1）它必须能同现有的定向MWD系统相兼容，并可以继续升级。
2）Geolink公司的客户有能力支付此项技术的费用。
3）仪器使用简单，易操作、易维护。
4）测量值必须十分精确，前后一致，且可直接同其它测量方法的结果相比较（如Laterolog感应法）。
于是我们研制出了20KHZ频率的感应电阻率工具，它所附带的短钻铤能够与标准定向/伽马系统相对接（插入或拔出）。
除了电阻率钻铤短节和将探管插入短节内所需的附件以外，其余部分都可以使用通用尺寸，因而可节省投资。
另外，天线也安装在钻铤的一侧，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。
工具图1是TRIM随钻电阻率工具的示意图。
TRIM工具由电池短节提供能量，电池使用寿命250小时。
在电池顶部装有一个公插头，它可与定向仪器串的底部母插头相连接，同时电池筒也带有信号传递线，它可以使TRIM工具和SEA进行实时电阻率数据的传送。
这种弹簧尖锥装置有以下几点优势：1）当计算和匹配工具长度时，有一定的调整空间。
2）这套设备便于井上安装。
3）若使用可打捞定向系统，定向/伽马部分以及连接的随钻电阻率工具都可以进行打捞（尽管尖锥并不是湿接头连接）。
在电池短节下面是电阻率钻铤。
控制电路和天线被安装于钻铤壁一侧内。
隔板装置用两个常用的脉冲发生器定位螺丝固定，为其提供能量，便可得到信号。
电路部分由抗压筒保护，天线由一种特殊护罩保护。
用户可以自行移动或更换天线（即使在井场），即使遇到一些麻烦，仍然可以保护这一部分完好的状态。
从定向钻井的观点来说，除了侧向通道，钻铤的设计符合行业标准钻。
目前，此设备可适用于4-3/4″到9-1/2″的井眼尺寸中。
传感器列轴向排列成三组：发射电极（Tx），低级接收电极（BRx）和主接收电极（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（参见图2）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对地层传导率有影响。
两个接收电极（BRx和Rx）的作用是消除主磁场的干扰。
每个接收电极的感应电压大小相等、极性相反，此电压有助于消除在主磁场和接收机间的干扰联系。
电压相互平衡技术也对接收机的调焦有帮助，能使其有比单接收机更高的灵敏度和垂直分辨率。
工具中的循环电流产生一个二级磁场，它会产生一个电压，此电压对地层传导率有影响。
电阻率数据直接实时传送至SEA，同时也能够把高分辨率的测井记录储存在存储器内，起完钻后仍可保存这一备份的测井记录。
井下数据的存储可以设置成每8秒至每200秒一个，以使之与期望的ROP机械转速相匹配。
井下数据开始存储时间可以延时至864，000秒（240小时）。
在钻台上，使用传输线与受铍铜抗压筒保护的通过DTU通过与地面计算机间进行通讯可以获得井下存储数据及工具的操作配置，！！这种通讯通过司显线传回，DTU又与工具相连接，工具通过通电线路同外部工具相连接，且受。
响应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）。
图3展示了一个位于俄克拉荷马州的井中典型的响应曲线。
其TRIM值比ILM 及ILD值表现出较好的相关性。
由于在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（如图）。
这样的探测深度能够探测到井眼周围的油水分界。
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。