第三章 阵列感应测井仪器
阵列感应测井仪讲义
1.前 言 2. 理论基础、测量原理 3. 仪器性能 4. 仪器刻度 5.测 井 6. 仪器电路描述 7. 仪器常规检查 8. 信号处理 9. 地质应用简介
前言
传统聚焦型感应测井仪存在如下问题：
•电阻率测量范围小，测量精度低。 •聚焦线圈系的探测深度与垂直分辨率难以调和， 只能折中兼顾，造成仪器的两个主要技术指标不 能满足生产需要。 •常规聚焦型感应仪器只提供深、中、浅三条电阻 率曲线，测量信息不够丰富，不能确定侵入深度， 更不能对复杂侵入剖面做出正确解释。 •浅电阻率测量仪器（八侧向或球形聚焦测井仪） 不能用于油基泥浆测井。
理论基础、测量原理
电磁感应原理为理论基础
线圈系结构
6
•三线位于
4
它们之间的补偿线圈；接收线圈和相应的补偿
线圈构成一个接收阵列
3
•多阵列
7个接收阵列（源距为6～94英寸）
2
•多频率
1
8种频率（10、30、50、70、90、
110、130、150KHz）
0
地面信号处理流程
进行傅立叶变 上传8道时间域 换,在频域中 采样,每道信号 得到8个频率
96个采样点 的实部与虚部 分量,共
7*8*2+1*8*2 =128个分量
计算视电 导率，得
到 7*8*2=11
2个视电导 率值
进行趋 肤效应 校正， 得到7条
视电导 率曲线
进行井 眼校 正，得 到7条视
电导率 曲线
T
仪器的总体结构、测量原理
指数 令据
编码译码 电路
控制测量 电路
前置放大 电路
控制信号
参考信号
接收线圈阵列ROR7
阵列感应测井原理及应用
阵列感应测井原理及应用摘要：本文探讨了阵列感应测井原理，论述了在判断地层水矿化度方面的应用效果，阵列感应在使用中也存在一些缺陷，阵列感应在处理中，人为因素较大，不同的参数处理结果差异较大，这就造成了阵列感应在使用过程中对解释有一定的误导，引起对阵列感应可靠性的怀疑，这在以后的处理方法中有待改进。
关键词：阵列感应测井矿化度应用效果一、阵列感应测井原理简介阵列感应测井的最基本原理与普通感应测井原理类似，但它在硬件上采用简单的三线圈系结构，这种线圈系没有硬件聚焦功能，它采用数学方法对呈不对称形状的纵向响应曲线进行软件聚焦处理。
它由7组接收线圈对和1个共用的发射线圈组成，实际上相当于具有7种线圈距的三线圈系。
在接收线圈系的设计上充分考虑了以下几个问题：（1）、消除直藕信号；（2）、三线圈子阵列纵向特性的频率响应没有盲频；（3）、要有若干子阵列分别反映浅部和深部地层信息；（4）、各接收子阵列之间的间距应按一定规律变化和分布；（5）、离发射线圈较远的接收子阵列应考虑发射功率和接收信号的强度。
高分辨率阵列感应测井仪在硬件设计时充分考虑了上述因素，它的每个接收线圈系都由两个相互对称的线圈组成，即一个主接收线圈和一个辅助接收线圈，它利用了两个线圈电磁场叠加原理，来实现消除直藕信号影响的目的。
在线圈系的排列上设计了最小线圈距为6in，最大线圈距为94in，在这两个线圈距之间采用了近似于指数形式的线圈系分布，即全部子阵列间距为6in、10in、15.7in、24.5in、38.5in、60in、94in。
这种排列方式不仅有利于采集浅部地层和深部地层信号，而且有利于径向有效信息的均匀采样。
发射信号是加到一个单独的发射线圈上的，这种方法能使发射器的有效功率变为最大，由发射线圈发射出的是一个形状为方形的电压波形（即方波），发射波采用方波是由于其具有较高的发射频率，对于给定的电压能使发射线圈的功率变为最大。
而且它具有宽的频谱，它包括了方波频率（约等于10KHZ）及所有的奇次谐波的能量，因此每个线圈可以在10、30、50、70、90、110、130、150KHZ共8个频率下同时进行工作。
高分辨率阵列感应测井仪及其应用
不过 Ｘ信号对地层 的磁性质较敏感 ， 一般在 高电阻率地
层环境中 ， Ｘ信号噪声大 ， 采用较低 的 ８ Ｈ 频率减少在 ｋｚ
可 以测量井眼内泥浆电阻率和 自然 电位 。仪器内部设置 有一个温度传感器 ， 用来测量线 圈系的温度 ， 进行仪器温
阻率测井曲线读值 ， 其垂直分辨 率很高 ， 一致性好 ； 种处理的 结果是在做径 向信 号处理之 前 可以对每 个发射 一接收 线 圈测量结果进行滤波 ， 而且具有 常规垂直分辨率 。通
常在井眼附近的影响是局部性 的 ， 且仅仅 是浅探测测井 曲线受影响 ； 深探测测井 曲线所受影 响明显减弱 。
房延 亮， 马继文 ， 吴学刚
（－ ｑ 国石化 集 团江汉石 油管理局 测录 井工程公 司， 北 潜江 ４ ３２ ） 湖 ３ １ ３ ［ 摘 要］ 高分辨率阵列感应具有深、 浅电阻率测量能力 ， 专门设计的线圈组合 ， 实现深 、 通过 可以 浅电阻率相 同质量 的垂直分辨率 ， 并且可以做到将垂直信 号与水平信号分开处理 。本 文阐述 了这种新型 高分辨 率阵列感应 测井仪 器的
流。测量两个工作频率下每道的同相信号 （ 和异相信 Ｒ）
号（） ｘ 。但是 目前处理算法仅 用相同的信号分量 。为了 进行趋附效应校正 ， 一般 感应 仪器 一直是 使用 Ｘ信号。
圈１ 一线圈 ４ 位于发射线 圈两边 ， ） 相对于发射线 圈呈 对 称排列 。两个探测深度较 浅的测量线 圈阵列 （ 圈 ５和 线
设 计 原 理 以及应 用 范 围和 这种 仪 器的优 点 。
［ 关键词］ 阵列感应 ； 高分辨 率； 测井仪 器 ［ 中图分类号］ Ｐ ３ ．３ ［ ６ １８ 文献标识码］ Ｂ ［ 文章编号］ １ｏ —３ １ （０ ００一 ｏ５—０ ｏ ９ ０Ｘ ２１ ）４ ０ １ ３
阵列感应测井仪刻度研究
第 ６ 期
测
井
技
术
Ｖｏ． ４ Ｎｏ ６ １３ ．
Ｄｅ ２ ０ ｃ ０１
２ １ 年 １ 月 ００ ２
Ｗ ＥＩＩ ） Ｉ ＧＧＩ （ ＮＧ ＴＥＣＨ ＮＯＬ ＯＧＹ
文 章 编 号 ：０４１３ （０ ０ ０—５ ６０ １ ０—３ ８ ２ １ ）６０７ —５
阵 列 感 应 测 井 仪 刻 度 研 究
２ ．Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｃｅ ｔ ｒ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ，Ｃｈ ｎ ｔ ｏ ｅ ｍ ｏ ｇ ｎ ｉ ａ Ｐｅ ｒ ｌ ｕ Ｌ ｇ ｉ ｇ ＣＯ． ＬＴＤ．，Ｘｉ ａ ’ ｎ，Ｓ ａ ｘ １ ０ ７， ｉ ａ） ｈａ ｎ ｉ７ ０ห้องสมุดไป่ตู้７ Ｃｈ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｃ ｌ ｒ ｔ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｒ ａ ｎ ｕ ｔ ｎ ｌ ｇ ｉ ｇ ｔ ｏ ，ｄ ｒｖ ｄ ｉ ｈ ｅ ａ ｓｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ａｉ ａ ｉ ｒｎ ｉ ｌ ｆ ａ ｒ ｙ ｉ ｄ ｃ ｉ ｏ ｇ ｎ ｏ ｌ ｅ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｌ— ｂ ｏ ｏ ｔｏ ｓ ｉ ｑ ａ ｉ ｎ ｂ ｔ ｅ ｏ ｄ ｃ ｉ ｉｙ ａ ｄ ｉ ｅ ａ ｃ ｆｃ ｌ ｒ ｔ ｎ ｌ ｏ ．Ｕ ｓｎ ｌ ｒ ｌ ｏ ｆｉ ｉｎ ｉ ｎ ｈ ｐ ｅ ｕ ｔｏ ｅ ｗｅ ｎ ｃ ｎ ｕ ｔｖ ｔ ｎ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｏ ａ ｉ ａ ｉ ｐ ｂ ｏ ｏ ｉ ｇ ｐ ｕ ａ ｅ ｆ ｅ ｔ ｃ ｃ ｖ ｌａ ｅ ｓｇ ａ ａ ｉ ｒ ｔ ｎ ｍ ｅ ｈ ｄ ｅ ｅｖ ｄ ａ ｅ ｔ ｅ ｓ ａ ｅ ｇ ｉ ａ ｕ ｓ ｏ ｕ ｒ ａ ｉ ｈ ｉ ａ ｉ ｒ — ｏ ｔ ｇ ｉ ｎ ｌ ｌ ａ ｉ ｔ ｏ ，ｒ ｃ ｉ ｅ ｒ ｈ ｃ ｌ ａｎ ｖ ｌ ｅ ｆｓ ｂ ａ ｒ ｙ ｗｈ ｃ ｓ ｃ ｌ ａ ｃ ｂ ｏ ｂ ｔ ｄ ｉ ａ ｉ ｒ ｔｏ ｏ ｉ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｄ ｆ ｉｍｅ ｅ ｓｃ ｌ ｒ ｔｏ ｏ ｐ ．Ｐｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔ ｎ ｅ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ ｐ ｓｔ ｎ ｗｉ ｔ ｒ ｅ ｋ ｎ ｓ ｏ ａ ｔ ｒ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｌ ｏ ｓ ｎ ｂ ｉ ｈ ｄ ｂ ｏ ｏ ｅ ｒ ｏ ｒｃｉ ｏ ｃ ａ ｔ ｏ ｅ ｓ ｒｎ ｈ ｏ ｄ ｒ ｏ ｓｏ ｒ ａ ｄ ｃ ｉ ｎ ｌ ｇ ｉ ｇ ｔ ｏ ｎ ｈ ｌ ｐ ｃ ｎ ｈ ａ ｉ ｒ — ｈ ｒ ｓ ｆ ｒｍ ａ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｎ ｅ ｅ ｒ ｒ ｆ ｒ ｙ ｉ ｕ ｔ ｇ ｎ ｏ ｌ ａｆｓ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｌ ａ ａ ｎ ｏ ｏ ｉ ｂ ｔ ｎ ｄ ｔ ｉ ｆａ ｒ ｙ ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ ｌ ｇ ｉ ｇ ｔ ｏ ． ｉ ｅ ａ ｌ ｏ ｒ ａ ｎ ｕ ｔ ｏ ｇ ｎ ｏ １ ｏ ｓ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｙ ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ ｌ ｇ ｉ ｇ，ｃ ｌ ｒ ｔ ｎ ｃ ｅ ｆ ｉｎ ，ｃ ｌ ｒ ｔ ｎ ｌ ｏ ，ｅ ｒ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ａ ｎ ｕ ｔ ｏ ｇ ｎ ｏ ａ ｉ ａ ｉ ｏ ｆ ｉ ｅ ｔ ａ ｉ ａ ｉ ｏ ｐ ｒｏ ｂ ｏ ｃ ｂ ｏ
高分辨率阵列感应测井的原理及应用
一、地层水矿化度在阵列 实例一 感应曲线上的反映
地层水矿化度 14000ppm
增阻侵入
地层水矿化度 14000ppm
减阻侵入
地层水矿化度
无侵入
3000ppm
一、不同地层水矿化度在阵列 感应曲线上的反映
地层水矿化度 14000ppm
增阻侵入
地层水矿化度 14000ppm 日产油 9吨
减阻侵入
地层水矿化度
密度没 Ω•m
有明显 变化
阵列感应120in 电阻率为
13Ω •m
二、在咸水泥浆中应用
解释失误原因： 1.侧向电阻率上
下没有差别
2.三孔隙度没有 明显含气指示 3.阵列感应120in 21462148m试油， 日产气 108143方
曲线有异常假像
二、在咸水泥浆中应用
海水泥浆（矿化
度30000ppm)
1英尺深探测阵 薄层电阻率 曲线
列感应曲线
分辨率： 薄层电阻率>阵列 感应电阻率>深侧 向电阻率
深侧向电阻率 曲线
基本应用
在泥岩层和非渗
透性储层，阵列 感应曲线基本重 合
渗透性府层
在渗透性储层， 阵列感应曲线呈 增阻或减阻侵入
泥岩层
致密层
基本应用
当泥浆滤液矿化
度小于地层水矿 化度时，在水层 一般呈现增阻侵 入特征
无侵入
3000ppm
二、在咸水泥浆中应用
1.海上储层物性较好 2.海上地层水矿化度较高，造成储层电
阻率相对较低
3.海上一般使用咸水泥浆，泥浆侵入较
深，常规电阻率测井很难测到地层真电
阻率
二、在咸水率为 40Ω •m 侧向电 侧向电 阻率约 阻率约 为5-6 为5-6 Ω•m Ω•m 度时差 侧向电 有差别， 阻率约 中子、 为5-6
阵列感应测井仪讲义共78页
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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浅析高分辨率阵列感应测井仪器的应用
浅析高分辨率阵列感应测井仪器的应用[摘要]本文从分析高分辨率阵列感应测井的原理、优越性及原始测井资料的处理方法入手，结合并分析了其在吐哈油田探井中的具体应用效果。
【关键词】分辨率；阵列感应；地层电阻率；储层评价1、引言随着油气勘探程度的不断深入，常规测井技术已明显不适应。
高分辨率阵列感应测井技术的诞生，较好的解决了常规测井仪器存在的纵向分辨率低、探测深度浅且不固定、不能解决复杂的侵入剖面等问题。
高分辨率阵列感应测井以来得到了广泛应用，并取得了良好的地质应用效果。
2、阵列感应测井仪器的原理阵列感应测井采用先进的电子、计算机技术及数字处理等先进方法，通过多路遥测短节，把采集的大量数据送到地面，再经过计算机进行处理，得出具有不同探测深度和不同纵向分辨率曲线。
与双感应、浅聚焦测井不同，阵列感应测井除得出原状地层和侵入带电阻率外，还可以研究侵入带的变化，确定过渡带的范围。
根据获得的基本数据进行二维电阻率径向成像和侵入剖面的径向成像。
3、阵列感应测井的优势及处理电阻率测井仪器是探测半径最大的测井仪器，其它测井仪器很难探测到原状地层的情况。
对测井解释者来说，获得原状地层的电阻率非常重要，可以准确地评价储层的流体性质。
高分辨率阵列感应仪器的测量精度高，反映的地层信息丰富，在经过多种环境校正后的120in(3.05米)电阻率基本反映了原状地层的电阻率。
而1ft(0.3048米)纵向分辨率的电阻率资料更能好的反映出薄层的电阻率特征。
高分辨率阵列感应测井在采用多种频率阵列测量的同时，应用软件数字聚焦技术，可进行趋肤影响校正、井眼校正、井斜校正，并且运用反演技术快速直观的确定地层真电阻率、冲洗带电阻率及侵人深度。
与常规测井技术相比较，阵列感应测井具有很多独特的优点。
4、高分辨率阵列感应测井仪器的工业应用4.1薄层的测量识别。
由于受围岩的影响，利用分辨率较低的常规感应测井测量薄层电阻率会产生严重失真的现象；八侧向、微侧向等一些分辨率高的电阻率测井，虽然受围岩影响减小，但是由于其探测深度较浅，只能探测到冲洗带，泥浆侵入使其测出来的电阻率在油气层往往偏低，不容易识别油气层。
《阵列感应讲》PPT课件
ppt课件
5
测井原理
4ft
2ft
1ft
4英尺
2英尺
1英尺
可获得三种纵向分辨率（1ft、2ft、4ft）、5—6种探测 深度（10in、20in、30in、6p0pti课n件、90in、120in）的测井曲线。 6
测井原理
仪器性能指标
AIT-H
HDIL
HARI
长度
16.0ft（4.88m）
27ft(8.27m)
纵向分辨率匹配：将浅探测的曲线特征组合到深探测曲线时，浅探测 信号的平均影响被消除，这样既没有改变深探测曲线分辨远离井眼地 层的电导率变化的能力（探测深度未变），又使得其纵向分辨率与浅 探测曲线匹配，得到相同的视纵向分辨率，形成“分辨率匹配曲线”。
合成双感应曲线、倾角校正
ppt课件
9
资料处理
一维电阻率反演处理
3
测井原理
根据电磁感应原理提出的感应测井，在
测量时通过对发射线圈供给交流电，在其周 围地层中形成交变电磁场；这种交变电磁场
接收线圈
既可在导电介质中传播，也可在非导电介质
中传播。在感应几何因子理论中，设想把地
层分成许多以井轴为中心的圆环，每个圆环
相当于一个导电环；在交变电磁场的作用下，
涡流
这些导电环就会产生感应电流，感应电流是
原状地层电阻率（Rt）、冲洗带
电阻率（Rxo）及侵入带的侵入
深度。
ppt课件
10
资料处理
二维电阻率反演处理
二维电阻率反演同时考虑地
层电阻率在纵向和径向上的变化， Rt,n-1
但目前在测井资料处理中还没有
一种技术能够实现与测井数据完 Rt,n
全吻合的反演。在实际反演中，
中国石油大学(北京)测井原理3
一、电法测井1．阵列感应测井原理和主要特征。
阵列感应测井与常规感应测井的优点。
答：阵列感应测井仪AIT (Array Induction Imager Tool)，是基于20世纪40年代道尔(H·DOLL)提出的感应测井几何因子理论发展起来的。
阵列感应测井的最基本原理与普通感应测井原理类似，利用交流电的互感原理，使得在发射线圈中的交流电流在接收线圈中感应出电动势。
由于发射线圈和接收线圈都在井内，发射线圈的交流电流必然在井周围地层中感应出涡流，而这个涡流对接收线圈的感应电动势发生影响。
因此这个电动势与涡流强度有关，即与地层的地层电导率有关。
阵列感应测井通常由一个发射线圈T 和n 对不同电极距的接收线圈S j -R j 组成，S j （补偿线圈）和R j （接收线圈）串联在一起并反向缠绕。
比传统感应测井测量信息多、侵入反映明显、分辨率高、探测深度深、地层电阻率测量准确以及分辨油气水明显等优点，可进行电阻率的井下三维成像。
在油气勘探开发中具有良好的应用前景。
2．深中浅测井怎么组合，什么情况下用什么样组合方式，即应用条件？答：1）双侧向-微球形聚焦测井组合主要用于水基钻井液、低侵和高阻地层的井中：深侧向测井视电阻率R LLd 主要反映地层电阻率变化；浅侧向测井视电阻率R LLs 主要反映侵入带电阻率变化；微球形聚焦测井视电阻率R MSFL 主要反映冲洗带电阻率变化。
通过三条曲线幅度的相对变化，可以快速判断油、气、水层。
(针对井液是否导电)2）双感应八侧向测井组合主要用于油基泥浆，高侵低阻的地层：深感应测原地层，中感应层侵入带，八侧向测冲洗带。
3．阿尔奇公式的物理意义、并说明测井基础研究的基本问题和作用答:形式：0m W F R R a ϕ==，()01n n t w h I R R b S b S ===-，相乘可得到m n t w w R R ab S ϕ=：因此，()1nm w w t S abR R ϕ=。
第3章-成像测井技术
3.2 微电阻率扫描成像测井FMS
3.2 微电阻率扫描成像测井FMS
电极系统由四个液压推靠极板组成。1号与 2号极板和SHDT的极板一样，即每个极板上 都有两个测量电极和一个速度电极，3号和4号 极板除保留了SHDT的测量电极外，还增设了 一组微电阻率扫描电极。即在原地层倾角测井 仪的极板上安装了具有钮扣形的小电极，电极 的直径为0.2in(5mm)，FMS-A型的电极排列 如图b所示，共有4排电极，第一排有6个电极， 其他三排皆有7个电极，共27个电极。两排电 极中心间的距离为0.4in(10mm)，上、下两 排电极的横向距离为0.1in，即两个电极间相 当于有半个电极是重叠的，这样在测量时，在 电极阵列所控制的横向范围内，所有井壁表面 全部被电极扫过。
斯仑贝谢公司的阵列感应成象测井仪采用多种工作频率，一个发射 线圈，8组双线圈组成的接收线圈系阵列。同时测量8组接收线圈上3 种频率的实分量和虚分量，记录28条原始曲线。应用软聚焦和分段准 线性近似的处理方法，得到30cm、60cm、120cm三种垂向分辨率， 25cm、50cm、75cm、150cm、225cm五种径向探测深度，测量 范围为0.1-2000Ω.m的15条处理曲线，形成垂向分辨率匹配，沿深 度、径向二维电阻率剖面分布图象。
为此国内已经着手研制成像测井仪，其中井下声波电视己 达到国外同级水平，微电阻率扫描测井仪已做出下井试验的 样机。海洋测井公司做出了八臂倾角仪，正试验具有236个 电极的高分辨微电率扫描成像仪。
3.1 成象测井系统 当前成像测井技术中问题较突出的是资料处理和解释技术。
成像测井的资料处理有两个主要内容： 其一是将测量信息用数字图像处理的方法制作成地质家可视
在图像上，电阻率高的为“亮”色，电阻率低的为“暗”色。根据图像的颜 色和形状进行地质解释。
阵列感应测井原理
阵列感应测井原理阵列感应测井（Array Induction Logging）是一种用于获取地下水文和岩性信息的测井方法。
其原理是基于电磁感应，利用工具中的多个感应线圈和测量电磁场的变化来研究地层的性质和含水情况。
本文将详细介绍阵列感应测井的原理及其应用。
一、阵列感应测井的原理阵列感应测井通过感应线圈测量地下电磁场的变化来分析地层的性质和含水情况。
其原理是基于法拉第定律和麦克斯韦方程组的电磁感应现象。
当工具经过地下时，感应线圈感应到的电磁场的变化反映了地层的电导率和磁导率的变化，从而获得地层的相关信息。
阵列感应测井工具通常由多个线圈组成，分别位于测井仪内部和侧向。
内部线圈用于感应地层中电流的分布情况，而侧向线圈则用于测量地层中电流的方向。
通过对这些电磁数据的处理和解释，可以获得地下地层的电导率和磁导率等信息。
二、阵列感应测井的应用阵列感应测井广泛应用于地下水文和岩性信息的研究。
其主要应用有以下几个方面：1. 地层电导率的研究地层的电导率是阵列感应测井的主要目标。
电导率反映了地层中的含水量和盐度等参数。
通过测量电磁场的变化，可以推断地下含水层和非含水层的位置，进而判断地下水的分布情况。
2. 岩性分析阵列感应测井还可以用于岩性分析。
不同的岩石有着不同的电导率和磁导率，因此可以通过测量电磁场的变化来判断地下岩石的类型和性质。
这对于油田勘探和开发具有重要意义。
3. 水文地质研究阵列感应测井能够提供水文地质研究中的许多重要参数，如含水层的渗透率、饱和度和盐度等。
这对于地下水资源的评估和管理非常关键。
4. 油气勘探阵列感应测井在油气勘探中也有重要的应用。
通过测量地下油气层中电磁场的变化，可以推断油气层的位置、厚度和含量等信息。
这对于油气勘探和储量评估非常重要。
总之，阵列感应测井是一种重要的地球物理勘探方法，可以提供地下水文和岩性的信息。
通过测量电磁场的变化，可以研究地层的电导率和磁导率等参数，为地下水资源评估、油气勘探和岩性分析等提供有力的支持。
3-阵列感应新方法
28个电导率信号和产生的5个探测深度的测井曲线
HDIL解释处理流程图
七 个
八 个
阵频
列率
曲线校正
阵 列 感 应 测 井 技 术（HDIL）
1、得到三组垂 向分辨率曲线
1ft垂向分辨率曲线（适用于井眼较规则、Rt〈50Ω·m 的薄层） 2ft垂向分辨率曲线（适用于井眼不太规则、Rt〈 100 Ω·m的地层） 4ft垂向分辨率曲线（适用于井眼垮塌严重、 Rt 〉 200 Ω·m的厚层）
垂直分辨率曲线对比
1ft垂直聚焦 匹配曲线
2ft垂直聚焦 匹配曲线
4ft垂直聚焦 匹配曲线
阵列感应的应用
原状地层电阻率
– 纵向分辨率 – 探测深度 – 真电阻率及侵入半径反演
侵入描述
– 直观解释 – 径向电阻率变化 – 径向侵入及径向饱和度 – 滤液侵入体积分析 – 侧向非均质性
HDIL 1D径向侵入成像图
工作原理及参数
独立的8对接收线圈共用一个发射线圈 三种工作频率：26.325kHz、52.65kHz、105.3kHz 测量28个原始实分量和虚分量信号 对各信号按不同的权值进行软件聚焦 得到三种纵向分辨率（1ft、2ft、4ft），
六条不同探测深度的电阻率曲线 （10in、20in、30in、60in、90in、120in)
阵列感应测井
AIT——Array Induction Tool HDIL——High Definition Induction Tool
内容
? 测井原理 ? 应用
测量原理
AIT的提出 仪器结构 测量原理
感应测井仪的基本结构
常规感应测井采用 数对线圈进行硬件聚焦
AIT仪器结构示意图
AIT-B和AIT-H 电极系结构
感应测井获奖课件
当一种导体回路中旳电流变化时，在附近旳另一种 导体回路中将出现感应电流；或者把一种磁铁在一种闭 合导体回路附近移动时，回路中也将出现感应电流，即 穿过一种回路旳磁通发生变化时，这个回路中将出现感 应电动势，并在回路中产生电流，感应电动势等于磁通 量变化率旳负值，这一现象称为电磁感应现象。
电导率曲线为非对称曲线。 厚层（h>2m）旳中部，电 导率接近于地层实际值，伴 随厚度旳减小，视电导率受 围岩电导率影响增长，与地 层旳差别增大，相对于其他 地方，地层中部值与实际值 最为接近。
上下界面分别用各自旳半幅 点拟定其界面。
第三节 感应测井曲线旳特点及应用
二、感应测井曲线旳影响原因
1、均质校正
1
2L L 8z2
，当 | ，当 |
z | z |
L
2 L
2
从曲线能够看出，在线圈系所对着旳部 分介质范围内，即在T，R之间旳地层贡献 最大(gz最大)，且对δa旳贡献为常数(等于 1/2L)；在线圈系外，即在T，R外，伴随 z值旳增大，地层旳贡献按1／z2规律减小 。
该图也阐明，双线圈系旳主要信号来自 线圈系范围内旳介质。
第二节 感应线圈系旳探测特征
2、0.8m六线圈系旳探测特征
2）0.8米六线圈系纵向探测特征
0.8米六线圈系和其根本圈正确纵向微分、积 分几何因子特征如图。比较发觉：0.8米六线圈 系旳纵向微分几何因子旳极大值不小于根本圈 正确纵向微分几何因子极大值，阐明0.8米六线 圈系旳纵向辨别能力强。0.8米六线圈系旳纵向 积分几何因子上升比较快，而根本圈正确纵向 积分几何因子上升比较缓慢，
从上式还能够看出，L越小 ，gz越大，对读数影响最大旳 纵向范围越窄，围岩旳影响就 越小。所以，L旳大小决定了 双线圈系旳分层能力，L越小 ，分层能力越强。
高分辨率阵列感应测井仪器刻度校正研究
高分辨率阵列感应测井仪器刻度校正研究摘要：正确的刻度是高分辨率阵列感应测井仪测量的关键一环。
在阵列感应测井仪刻度理论的基础上，在半空间刻度环境下，理论计算并且分析了阵列感应的视电导率，通过与实际测量对比，进而得到刻度环境的大地电导率。
利用大地电导率可以得到更加精确的线圈系误差。
关键词：阵列感应测井刻度半空间大地电导率线圈系误差高分辨率感应测井仪由于探测深度大（最大的探测深度为3米左右），在刻度时必须考虑大地电导率的影响，只有消除了大地影响而得到的线圈系误差才较为准确。
本文计算了半空间水平放置阵列感应测井仪的电动势，计算中考虑了线圈系的有限尺寸，得到了此环境下的视电导率，与实际测量比较后可以求得无大地影响的较为精确的线圈系误差。
一、高分辨率阵列感应测井仪器的基本原理感应测井的基本原理是通过在发射线圈中加一个幅度和频率恒定的交流电，发射线圈就能在井周围地层中感应出电动势，形成以井轴为中心的圆环状涡流，其强度与地层的电导率成正比。
涡流又会产生二次交变电磁场，在接收线圈中又会产生感应电动势，该电动势的大小与涡流强度有关，即与地层的电导率有关。
高分辨率阵列感应测井仪仍是以电磁感应原理为理论基础，其线圈系基本单元采用三线圈系结构（一个发射，两个接收基本单元）。
它运用了两个双线圈系电磁场叠加原理，实现消除直藕信号影响的目的。
线圈系由七组基本接收单元（源距为6～94英寸）组成，共用一个发射线圈，使用八种频率（10KHz、30KHz、50KHz、70KHz、90KHz、110KHz、130KHz、150KHz）同时工作，测量112个原始实分量和虚分量信号，通过多路遥测短节，把采集的大量数据传输到地面，再经计算机进行预处理、趋肤效应校正等，得出具有不同探测深度和不同纵向分辨率的电阻率曲线。
示意图见图1。
高分辨率阵列感应（HDIL）与常规1503感应除了线圈系的区别外，其最大的不同之处在于记录的是7组实部和7组虚部原始的相信号，为后续处理保留了最原始的数据。
阵列感应成像测井仪[实用新型专利]
![阵列感应成像测井仪[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6c7963117c1cfad6185fa77c.png)
专利名称：阵列感应成像测井仪
专利类型：实用新型专利
发明人：谢树棋,包德洲,陈涛,周军,陈江浩,刘湘政,张群华,应兆闽
申请号：CN200420088068.1
申请日：20040820
公开号：CN2723677Y
公开日：
20050907
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种用于测量油井径向剖面的地层电导率，适用淡水泥浆和油基泥浆的油井测量的阵列感应成像测井仪，由仪器电源单元3、数据采集单元4、压力平衡部件7、发射电路单元8等组成，电线遥测组件1的底部有扶正棒2，仪器电源单元3、数据采集单元4、前置放大与带通滤波器单元5、线圈系探测器部件6、压力平衡部件7、发射电路单元8依次连接，能够提供地层视电阻率、地层水视电阻率、地层含油饱和度二维剖面成像图，更有效描述地层径向的非均质特性，线圈系采用阵列化的结构，对于每个基本阵列制作工艺简化，便于直耦信号调试。
申请人：中国石油天然气集团公司
地址：100724 北京市西城区六铺坑6号
国籍：CN
代理机构：北京市中实友知识产权代理有限责任公司
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《测井储层评价方法》阵列感应成像测井AIT
Vertical resolution
90% of vertical response function
AIT 2英尺分辨率曲线径向几何因子
几何因子,GF
1.1
0.9
0.7
0.5
AT10
AT20
0.3
(二） 阵列感应成像测井
AIT Array Induction Imager Tool
传统感应测井仪器的基本组成单元
Schlumberger
1、AIT 线圈系 （1 个发射线圈/8组接收线圈）
啊
R8
R7 R5 R3 R1 T
R2 R4 R6
72”
39பைடு நூலகம்
21 15 6 0
9 15 27
Two frequencies: 20kHz, 40kHz R（电阻） & X（电抗） signals
第一道： r1为冲洗带半径,r2为过 渡带半 径; 第二道： 合成曲线及Rt、Rxo反演结果 第三道： 计算得到的侵入地层的泥浆滤 液体积。
由相同AlT的测井数据 生成的三种图像: 左：地层电阻率 中：视地层水电阻率 右：含油气饱和度
AIT Permeable Zone
Permeable Zones
3、AIT 信号处理结果
——获得3种分辨率、5种探测深度共15条曲线
探测深度(英寸)
分辨率(英尺)
10 20 30 60 90
1
AO10 AO20 AO30 AO60 AO90
2
AT10 AT20 AT30 AT60 AT90
4
AF10 AF20 AF30 AF60 AF90
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+
+
预处理
模数转换
堆垛处理
图3-5 子阵列处理框图
每个子阵列的信号经预处理通道处理后 经屏蔽双绞线传送到其上部的EA短节， 然后由EA短节中的七个DSP采集模块对 每个子阵列的信号进行采集和处理，这 个处理过程形象的称之为“栈式存储”， 从而得到对应每个子阵列的七个特性信 息，每个特性信息占用96个缓冲区，每 个缓冲区字长为32位。
log z glog r, z z' r, z'drdz （3 - 3）
其中
N zmax
glog
n (z')gn (r, z z')
n1 z'zmin
(3 - 4）
式中，glog为阵列感应测井的综合响应函数，gn (r, z z') 也可称为 几何因子，它是每组线圈系数函数的加权平均值。
电压状态
BURST TX RX
+5V C26
线接收控制命令 T27
R52 4.99K
R53
4.99K
2- 4
3
U16 + 13
.1 1
LT1114 C37
.1
16 VCC 8 GND SER_RX 3 OUTA 13 OUTB
U7 INA+ INA-
2 1
INB+ INB-
14 15
5 OUTC 11 OUTD
第三章 阵列感应测井仪
第一节 阵列感应测井测量原理
阵列感应测井仪是在普通感应测井仪的基础上 发展起来的具有径向探测能力的一款交流电测 井仪器，它采用一系列不同线圈距的线圈系对 同一地层进行测量，然后通过硬件或软件聚焦 处理获得不同径向探测深度的地层电导率，从 而更有效地识别油气层。
阵列感应测井仪器目前代表性的有斯仑贝谢的 AIT、阿特拉斯的HDIL和哈里伯顿的HRAI。本 章以阿特拉斯的HDIL为例来介绍阵列感应测井 仪器 。
“栈式存储”的工作流程
1
2
3
1+2+3+…………+N
栈式存储信号的波形
123
…
96
发射单元循环产生发射信号，接收信号中既包含有特别关注的地层信息， 也包含着噪声，由于噪声信号是随机的，我们可以将每次得到的接收信号 予以累加(图3-6中1+2+3+…+N表示采集到的接收信号序列)，从而提高信 噪比，突出有用信息，累加次数越多，有用信息越“清晰”。由于受到测 井速度和存储器容量的限制，因此通常采用存储累加信号的存储方式。发 射信号的循环周期是96μs，在每个发射信号的循环周期内采集模块对接收 信号采样96次，即采集模块的采样频率为1 MHz。
将每个循环周期内的96次采样信号予以对应累加以提高信噪比。
在主控制板，使用DSP芯片来完成所有信号的串行采 集。DSP芯片有很强的数据运算能力和很高的处理速 度，指令周期仅为60 ns，每秒执行3300万次浮点运算， 具有单周期双数据读取能力，保证了高速数据处理， 因此能更有效的完成实时的数据采集及运算处理。
N zmax
n(z') 1
n1 z 'zmin
(3 – 8)
另一个约束条件是响应的探测深度等于某一预
先设定值，如满足通常探测深度定义的条件是
N
zmax
GnR r0 n z' 0.5
n1
z 'zmin
(3 -9)
GnR r0 是指半径为 r0 的径向积分几何因子。
目标函数tV (z) 可以为一矩形窗口函数或高斯函 数。
联立方程(3-6) ～方程(3-9)，得到一线性代数 方程组。考虑到未知量(加权系数)个数与方程 的个数通常是不相同的，可以用无约束的最小
二乘法完成加权系数 n z'的求解；得到 n z'
后，利用式(3-4)经过简单的计算可以得到合 成的测井曲线。通过合成处整理后，合成的曲 线有六种探测深度。
第二节 阵列感应测井仪器
2 线圈系特性
HDIL线圈系结构如下图所示，其上各线圈的具体参数列 于下表。
T
B1 R1 B2 R2
B3 R3 B4 R4 B5 R5 B6
R6
B7
R7
编号 类型
图3—1 HDIL阵列感应线圈排列
1
2
3
4
5
6
7
接收线 圈
去直耦 线圈
匝数
源距/m 匝数 源距/m
12
0.152 -6
0.121
21
0.254 -10 0.198
式(3-5)对r积分得到
(3 - 5)
N zmax
tV (z)
n (z' )GVn (z z' )
n1 z'zmin
式(3-5)对z积分可得到
N
zmax
tR r GnR r n z'
n1
z 'zmin
(3 - 6) (3 -7)
在确定加权系数的过程中，有两个约束条件： 一个是所有的权系数之和为1，即归一化条件
主控制板的功能有：
(1)与地面计算机通信(包括对控制命令的解码、发送和 接收数据)。
(2)采集信号并处理。
(3)与发射电路通信。
二、主要电路分析
1．发送控制电路 2. 预处理电路 3. 发射驱动电路 4. 通信接口电路 5. 信号采集电路 6. C30主控制电路
+5V +15V C36
.1 8
OP1776S C14
4 5 U18 6
.1 -15V
NC74HC860
9 10
U18
8
NC74HC860 12 13 U18 11
NC74HC860
+5V R64 1K
NR
500KHZ
SER_TX SER_RX
NR
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 95
33
0.399 -15 0.307
51
0.622 -2l 0.463
82
0.978 -31 0.707
128
1.524 -47 1.091
200
2.388 -70 1.683
表3-11 HDIL线圈系参数
1.0
10 inch
0.9
20 inch
30 inch
0.8
Jxo
0.7
60 inch
0.6
90 inch
RTD1 48
RTD2 49
2.5V 50
R74
49.9
+5V/2 51
R75
49.9
+15V/4 52
R76 R77
4499..99
-15V/4 53 55V/20 56
R74
49.9
-55V/20 57
+5V
6
58 59
C8
VCC NCN2345-1
U6
5
CLK
19 20
.1
GND
R83 1K +5V
地层
发射
探测接收
+
+
图3-4 子阵列的工作方式
发射线圈产生电磁场，经与地层传播形成R-信号，另外由 发射线圈直接耦合形成X-信号，X-信号是无用信号，设置 辅助线圈的主要目的就是用来消除X-信号。
每个子阵列都包含有一个独立的预处理通道，如图3-5所 示，每个预处理通道由输入放大器、带通滤波器、输出驱 动器三部分组成。
油
一 口
气井
AIT
饱
和测 井
度资
成料
像
ห้องสมุดไป่ตู้
的 电
阻
右率
成
对像
()
比左
()
3 . 软件聚焦合成原理
阵列感应测井仪器的不同探测深度是采用若干 不同线圈距的线圈系通过软件聚焦的技术实现 的。在软件聚焦中，通过几个简单线圈系测量 信号，然后将得到的信号通过软件组合以达到 聚焦的目的。聚焦的过程实际上是把事先设计 好的滤波器应用到原始信号上为结果获得一个 更加理想的二维几何因子。
真电阻率与侵入半径反演
原状地层电阻率
Rxo
di
纵向分辨率
2
探测深度
真电阻率及侵入半径反演 侵入描述
r1
Rt
直观解释
径向电阻率变化
径向侵入及径向饱和度
r2
滤液侵入体积分析
侧向非均质性
Rk F( Rt , Rxo , r1, r2 , gk , rmf , rw ,,...)
和同
0.5
120 inch
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
半径(inch)
线圈系的径向探测特性如上图所示，不同的三线圈组合具有不同的径向探测深度
七 个
八 个
阵频
列率
HDIL解释处理流程图
径向探测 深度合成
纵 向 分 辨 率 匹 配
曲线校正
阵列感应测井资料的应用
图3-3 HDIL阵列感应测井仪器组成框图
经由地层传来的R-信号由多组线圈接收。每组线圈，包括 发送线圈，都是测量部分的子阵列，发射线圈是所有子阵 列的基础。仪器共有7个子阵列。都具有靠近发射线圈的接 收线圈。每组接收线圈都由两个线圈组成，一个线圈是辅 助线圈(靠近发射线圈)，另一个线圈是主接收线圈，图3-4 给出了每个子阵列的工作方式。
4
R82 1K +5V