《测井仪器原理》一,第3,
测井技术发展与测井仪器的原理
测井技术发展与测井仪器的原理摘要：本文论述了测井技术的发展经历了四个阶段，测井的概念，测井的优点，测井所能解决的主要问题，重点论述了PSMD-1密度三侧向探管，PSV 声波探管，PQBL声波变密度全波列探管的测井原理与应用。
关键词：测井技术发展仪器原理一、测井技术发展自1927年发明测井以来，测井技术的发展经历了四个阶段：1.模拟记录阶段模拟记录的特点：采集的数据量小，传输速率低。
使用的主要测井方法：声速（纵波）测井、感应测井、普通电阻率测井、配备井径、自然电位、自然伽马测井。
2.数字测井阶段与之相应的测井方法有双感应-八侧向、双侧向-微球形聚集测井、三孔隙度测井（声速测井、中子孔隙度测井、补偿密度测井）再加上井径测量、自然伽马测井、自然电位测井，称之为常规“九条曲线”测井。
3.数控测井阶段除一般的常规测井外，已增加了自然伽马能谱测井、岩性密度测井、碳氧比能谱测井、长源距声波测井、电磁波传播测井、地层倾角测井，这些新的测井方法，可提取更多的有用信息，扩大了测井的应用领域，提高了用测井资料评价油（气）层及解决地质问题的能力。
4.成像测井阶段随着勘探和开发更复杂、更隐蔽的油气藏发展，对测井也提出了更多的要求，成像测井系统正是在这样的背景下发展起来的。
二、测井主要应用1.测井的概念采用专门的仪器设备，沿井身（钻井剖面）测量地球物理参数的方法，称地球物理测井（简称测井）。
地球物理特性如岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性及中子特性等。
2.测井的优点测井是研究岩层地质特性的间接方法，它与其它录井方法相比，具有许多重要优点，主要是效率高、成本低、效果好。
只需要很短的时间就能采集到大量的测井信息，而且这些资料是在岩层的自然条件下测量的，这就更接近于岩层的真实情况。
3.测井所能解决的主要问题3.1详细划分岩层，准确确定岩层的深度和厚度。
3.2确定岩性和孔隙度。
3.3划分储集层并对其含油性作出评价。
3.4进行地层对比，研究构造和地层沉积问题等。
声波测井仪器的原理及应用课件
声波接收与处理原理
CHAPTER
声波测井仪器应用领域
油气勘探领域
01
02
油气资源评价
油气层识别
03 钻井监控
煤田勘探领域
煤层厚度测量 煤质分析 煤层稳定性评估
工程地质勘探领域
岩土工程勘察
地质灾害评估
地下水研究
CHAPTER
声波测井仪器技术优势与局 限性
技术优势
实时监测
。
高分辨率
可靠性高 适应性广
工程地质勘探实例
总结词 详细描述
CHAPTER
声波测井仪器操作与维护
声波测井仪器操作流程
仪器准备
测井操作
测井设置 数据处理
声波测井仪器常见故障及排除方法
信号异常
检查仪器是否正常工作，确认电缆连 接良好，检查声波发射器和接收器是 否正常。
数据不稳定
检查电源是否稳定，检查传感器是否 正常，重新进行测井操作。
技术局限性
受地层影响 信号干扰 对仪器要求高
技术发展趋势
智能化
01
高频化
02
多功能化
03
CHAPTER
声波测井仪器实际应用案例
油气田勘探实例
总结词
详细描述
煤田勘探实例
总结词
详细描述
在煤田勘探中，声波测井仪器通过测 量煤层的声波速度和波幅衰减，评估 煤层质量和厚度，为矿井设计和安全 生产提供可靠数据。
数据不准确
检查测井参数设置是否正确，确认测 量深度和位置是否准确，重新进行测 井操作。
软件故障
检查软件是否正常工作，重新启动软 件或更换软件版本。
声波测井仪器日常维护与保养
定期检查
定期对仪器进行全面检查，包括电源、电缆、 传感器、发射器和接收器等。
感应测井仪器的刻度原理及方法
感应测井仪器的刻度原理及方法
x
一、感应测井仪器的刻度原理
感应测井仪器的刻度原理是基于分析由电感耦合器产生的中心电流信号，借助改变电源驱动电压来模拟不同的测井仪器参数（反应阻抗、截止频率等），并分析电感耦合器产生的中心电流信号的幅值、频率以及它们之间的比例关系，以及电感耦合器中心电流信号的相位关系来实现刻度的原理。
而在实际刻度工作中，电感耦合器的中心电流信号作为刻度的基本变量，利用它们变化的特性，通过对应变的方法，把参数变量逐步映射到测井仪器刻度上。
二、感应测井仪器的刻度方法
1、标定法。
根据电感耦合器的特性，在产生特定中心电流信号的工作状态下，通过调节电源电压，使测井仪器模拟出不同参数，进而获得不同的中心电流信号来得到刻度。
2、系统校准法。
利用调节测井仪器的参数来对系统进行校准，主要利用分析电感耦合器中心电流信号的幅值、频率以及它们之间的比例关系，以及电感耦合器中心电流信号的相位关系来获得刻度。
3、修正法。
根据电感耦合器的特性，运用修正法，将测井仪器的参数及中心电流信号进行修正，以达到刻度的目的。
- 1 -。
《测井仪器原理》第一章 电流聚焦测井仪器
0 2f 0
1 ,K R8 R10C1C2
R8 R10C1C2 R10C1 ,Q R8C1 R10C2 R8 R10C1C2
20
C ' MR
2 R2 R1 2( R2 R3 )
15V
FD
FD
15V
15V
FD
FD
15V
8 7 6 5 4 3
2 1
8 7 6 5 4 3
1.1.2 侧向测井仪器测量原理
• 侧向测井与普通电阻率测井的主要区别是测量电流（主电流）是被聚 焦以流入地层。电极系的主电极A0位于电极系中心，两端有屏蔽电极A1、 A2，呈对称排列。 • 三侧向测井仪结构如下
U a K I0
2
2L0 K 2L lg
式中 L0 Lm 3 b －主电极实际长； b－A0与A1或A2之间绝缘环厚度； L－三侧向电极系长度； L0－电极视长度； －电极系直径。
包含三套相敏检波+滤波电路，一个仪表放大及一个前置放大电路。
深、浅侧向电压检测电路
浅侧向前置放大
100 K
深、浅侧向电流检测电路
15V
FD
FD
15V
8 7 6 5 4 3 2 1
IC1
R11
1k
C3
C2 1.0μF C1 T b 4 f c R10 100K A5 R7
75K
R2 R13
4.99 K
R0
0.025
C6
0.22μF
255
2.1k
至主电极A0
电 流 采 样
R3
4.99 K
C4
T5
f
A5
生产测井原理-第三章
222 第三章 流体密度及持水率测量流体密度及持水率测量主要用于确定多相流体中油、气、水的含量及沿井筒的分布规律。
流体密度仪包括放射性密度仪和压差式密度仪两种；持水率仪根据测量原理可分为电容持水率计、低能放射性持水率计、微波持水率计等。
本章主要介绍这些仪器的测量原理及资料处理方法。
第一节 放射性流体密度计放射性密度计结构如图3-1所示，由伽马源、采样道和计数器三部分组成。
当取样道图3-1 流体密度测井示意图内的流体密度发生变化时，计数器的响应就发生变化，地面设备测井曲线就记录了取样通道中的流体密度。
放射性密度计采用C s 137作伽马源，发射的光子能量为0.661百万电子伏特，在这一能量级下，不会发生电子对效应，同时将测量门槛值调到0.1～0.2百万电子伏特，避免光电效应的影响，只记录发生康谱顿散射的光子。
因此，伽马源发出的伽马射线经采样通道到达探测器的射线强度为：LeI I μρ-=0 （3-1）式中， 0I ——伽马源处的伽马射线强度； I ——计数器处的伽马射线强度；μ——康普顿吸收系数，厘米2/克； ρ——流体密度，克/厘米3； L ——取样室长度， 10~40cm 。
对上式两边取对数，经整理后得：LIK L I L I μμμρln ln ln 0-=-=（3-2）223取μ=0.152cm 2/g ，L =6.58cm ，则II 0ln=ρ。
式中K =lnLI μ0，L 为已知，0I 可以测出；μ主要与元素荷质比A/Z 有关（Z 为原子序数，A 为原子量），对于低原子序数元素，Z/A ≈0.5，即氢、氧、碳、钠等元素的康普顿吸收系数相差较小，即油、气、水和盐水的康普顿吸收系数基本相等。
因此在半对数坐标上ρ与I呈线性关系。
图3-2是在一口生产井中由放射性密度测井所得到的曲线，图中第二道中实线是密度测井结果，虚线是流量测井结果。
流体密度测井显示井底有底水存在，且密度值略大于 1.0g/cm 3，说明井底沉有微砂粒或其它较重的悬浮物，或者是地底水的矿化度较高。
倾角测井仪器原理课件
• (z)倾向方位角，最大倾斜线的水平投影与磁北方向的夹角
• 图l—2为真倾角和倾向方位角。
•倾角测井仪器原理
•5
• (3)井斜角。井轴方向与垂直方向之间的夹角(见图1—3)。 • (4)仪器相对方位角。是I号极板(参考方位)与仪器外壳的最高母
•27
习题：
• 1、简述地层的产状三要素极其定义。 • 2、简述什么是地层倾角测井？
•倾角测井仪器原理
•28
1—12)．
•倾角测井仪器原理
•21
•倾角测井仪器原理
•22
•倾角测井仪器原理
•23
三、Ⅰ号极板方位角 （Azimuth of Pad 1） 使用符号Azi、μ Ⅰ： μ Ⅱ： μ+90 Ⅲ： μ+180 Ⅳ： μ+270
•倾角测井仪器原理
•24
四、井斜角
（Deviation angle） 使用符号Dev、δ 定义:井轴与铅垂线 间的夹角。
•14
•倾角测井仪器原理
•15
•倾角测井仪器原理
•16
在高井斜角测量系统中(图l—8)，罗盘总成安装在 相对方位部分上，电位器上的缺口与井眼的最高 母线对齐。当仪器围绕其纵铂转动时，相对方位 系统停留在同一空间位置，罗盘总成将保持不动。 所以，测量的角度是仪器最高母线和磁北方向的 夹角。它既是仪器方位角，又是井的方位角。
•倾角测井仪器原理
•25
五、Ⅰ号极板相对方位角
（Relative Bearing）
使用符号RB、β
定义：井的倾斜方位角从 Ⅰ号极板方向处开始按逆 时针方向计量。
六、井斜方位角 （Borehole Drift Azimuth） 使用符号Daz、Ψ
地球物理测井仪器原理概要
NVU NVD FVU FVD 2 2 EATT R1 NVR NFR
（3-18）
式中，NVU、NVD分别是上、下发射时近接收 信号的功率电平降至 P2的衰减量；FVU、FVD 分别为上、下发射时远接收信号的功率电平降 至 P2 的衰减量。 由式（3-17）、（3-18），对地层衰减测 量的关键在于如何把一个功率电平为 P 1 的射频 信号衰减为功率电平等于P2 的信号，并测出其 衰减量NV（或FV、NVR、FVR）。这个测量过
为负实数，这意味着平面电磁波在 这时，
沿E方向的传播过程将按指数规律衰减。由于复 介电常数的虚部与角频率 ，电导率都有关，因 此电磁波传播的相速度具有频散性，且受介质电 导率的影响。这说明，介质和导电性不仅会损耗 介质中传播的电磁波能量，同时也在一定程度上 改变了电磁波传播的相速度。对于某一固定频率 的电磁波，它在耗散 介质（此处指导电介 质）中的传播时间 TP1不只是介质介电 常数的单一函数，而 应是和的函数。左图
电磁波传播测井又称为介电测井。它是用来 测量井下地层的介电常数。由于地层水（淡水） 的介电常数为780~81，原油的介电常数为 2~2.4，天然气介电为1，岩石骨架介电常数为 4~9，当储层的孔隙度达到一定数值时，含油、 气层的介电常数与水层的介电常数有明显的差别， 据此可以划分油、气、水层。
那么为什么要用电磁波传播测井呢？因为普 通电阻率测井，测向测井和感应测井都是利用地 层孔隙流体的导电性质来区分含油、气和含水地 层。当地层水是淡水（或水矿化度极低）时，上 述测井方法就无法对地层孔隙中的油、气、水含
为单频平面电磁波在真空和耗散介质中的传播对 比图。
一般来说，测井所遇到的地层都应被认为是 耗散介质，我们当然就不能忽视因地层电导率的 变化给传播时间 TP1带来的影响。为此对式（32）、（3-3）和（3-4）进行简单的代数运算， 并考虑到 TP1 / w ，可得关系式：
测井仪器原理
测井仪器原理测井仪器是一种用于地质勘探和油田开发的重要工具，它通过测量地下岩石的物理性质来获取地层信息，为油气勘探和开发提供关键数据支持。
测井仪器的原理是基于地下岩石对射入的能量（如电磁波、声波等）的响应，通过分析这些响应信号来推断地层的性质和构造。
本文将从测井仪器的工作原理、常见类型和应用领域等方面进行介绍。
首先，测井仪器的工作原理主要涉及地球物理学中的电磁波、声波和核磁共振等知识。
在测井过程中，测井仪器会向地下发送特定频率和能量的电磁波或声波，当这些能量穿过地层时，不同类型的岩石会对其产生不同的响应。
通过接收和分析这些响应信号，测井仪器可以推断地层的含油气性质、渗透率、孔隙度等重要参数。
此外，核磁共振测井则是利用原子核在外加磁场和射频场作用下的共振现象，来获取地层的物性参数。
其次，测井仪器根据不同的工作原理和应用需求，可以分为电测井、声波测井、核磁共振测井等多种类型。
电测井是利用地下岩石对电磁波的导电性或介电常数差异来进行测量，主要用于识别含水、含油、含气层位和评价地层孔隙度。
声波测井则是通过发送声波信号，测量地层对声波的速度和衰减等参数，用于判断地层的岩性、孔隙度和渗透率等信息。
而核磁共振测井则是利用地下岩石中的氢核或其他核对外加磁场和射频场的共振响应，来获取地层孔隙度、流体类型和饱和度等参数。
最后，测井仪器在石油勘探开发中有着广泛的应用。
它可以帮助地质学家和工程师了解地下地层的构造、性质和流体分布情况，为油气勘探、油藏评价和油田开发提供重要的技术支持。
通过测井仪器获取的地层数据，可以帮助油田工程师进行钻井设计、油藏开发和生产管理，最大限度地提高油气田的勘探开发效率和经济效益。
总之，测井仪器作为一种重要的地质勘探工具，其原理和应用涉及地球物理学、地质学和工程技术等多个领域。
通过对地下岩石物理性质的测量和分析，测井仪器可以为油气勘探和开发提供准确、可靠的地层信息，对于提高油气田的勘探开发效率和资源利用率具有重要意义。
侧向测井之三侧向、七侧向、双侧向测井基本原理
侧向测井之三侧向、七侧向、双侧向测井基本原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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中国石油大学 鞠晓东《测井仪器原理》(一),第3章,声波测井仪
发
发
射 变
高 压
射 换
压 器
激 励
能 器
隔 声 体
组
阵
高压电源
偶极发射 控制电路
单、四极，偶极声波 信号源的控制与发射
串行命令控 制总线
CAN总线
电源线
接 贯穿线
收
32道声波信 号接收
换
能
器
阵
串行命令控 制总线
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3、仪器电子系统
VP 2(1 ) 杨氏模量V和S泊松比是1重要2的岩石力学参数
3.1 声波测井原理
3.1.2 声系设计和测量原理
声系：由发射探头T和接收探头R组成的探测器 形成人工声场并设法接收通过地层传播的声波信号
3.1 声波测井原理
3.1.2 声系设计和测量原理
换能器 发射、接收探头，一般由磁致伸缩或压电陶瓷材料 制成，起到电-声或声-电转换作用
3.2 双发双收声波测井仪
时差检测过程（上发举例）
主控双稳翻转→上控方波有效→关闭r门→发送上 发命令至井下→地面延迟→延迟I触发→延迟门 I触发→开启R1分离门允许R1检测→R1首波到 来→时差形成触发器置位形成△t上的上升沿→ 延迟II触发→延迟门II触发→关闭R1门开启R2 门→R2首波到来→时差形成触发器置位形成△t 上的下降沿→完成△t上转换→延迟门组恢复稳态 →关闭分离门组
1、方法原理和声系结构
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.3 BHTV井下声波电视测井仪
1、方法原理和声系结构
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.3 BHTV井下声波电视测井仪
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=。
测井仪器方法及原理重点
精品课程作业:第一章双测向测井习题一1.为什么要测量地层的电阻率？2.测量地层电阻率的基本公式是什么？3.普通电阻率测井测量地层电阻率要受到那些因素的影响？4.聚焦式电阻率测井是如何实现对主电流聚焦？如何判断主电流处于聚焦状态？5.画出双测向电极系，说明各电极的名称及作用。
6.为什么双测向的回流电极B和参考电极N要放在无限远处？“无限远处” 的含义是什么？7.为什么说监控回路是一个负反馈系统？系统的增益是否越高越好？8.为什么说浅屏流源是一个受控的电压源？9.试导出浅屏流源带通滤波器A3的传递函数。
10.已知该带通滤波器的中心频率为128Hz，求带通宽度、11.为什么说深测向的屏流源是一个受控的电流源。
12.监控回路由几级电路组成？各起何作用？13.试画出电流检测电路的原理框图，说明各单元的功用？14.双测向测井仪为什么要选用两种工作频率？15.测量地层冲洗带电阻率的意义是什么？16.和长电极距的电阻率测井方法相比，微电阻率测井方法有什么异同？17.为了模拟冲洗带电阻率R xo为1000Q - m和31.7Q • m，计算出微球形聚焦测井仪的相应刻度电阻值R(K=0.041m)。
18.为了测量地层真电阻率，应当选用何种电极系？19.恒流工作方式有什么优点？20.求商工作方式有什么有缺点？21.给定地层电阻率变化范围为0.5〜5000Q - m，电极系常数为0.8m，测量误差8为5%，屏主流比n为103，试计算仪器参数：G、G、G j、W0、W lmax、r、E(用求商式)。
V第二章感应测井习题二1.在麦克斯韦方程组中，忽略了介质极化的影响，试分析这种做法的合理性。
2.已知感应测井的视电导率韦500 (Ms/m)，按感应测井公式计算地层的真电导率，要求相对误差小于1%。
3.单元环的物理意义是什么？4.相敏检波器可以从感应测井信号中检出有用信号，那么，为什么在设计线圈系时好要把信噪比作为一个重要的设计指标？5.画出1503双感应测井仪深感应部分的电路原理框图，说明各部分电路功能。
《测井仪器原理》-文档资料
2.1.1 基本测量原理
e R M 'd d L it M '( jM )d d T it2 M ' iT M
eXM"ddTitjM"iT
σ
eLMddTitjMTi
iT I0ejt
• 在二次交变电磁场作用下，接收线圈中产生与地层电导率σ相关的感 应电动势eR ，且相位滞后π
• 因直接耦合产生的与地层电导率无关感应电势ex ，相位滞后π/2，必 须设法消除
• Usr增到i（r2＋r3）>0.7V时
U sc [i(r 1 r 2 r 3 ) i1 r 1 ]
• Usr增到ir3>0.7V时
i1
i(r2 r3) R8
UD1 R8
U s c [ i( r 1 r 2 r 3 ) i 1 r 1 i 2 ( r 1 r 2 )] i2
ir3 R7
1
GZ () 821L2
L L
2
2
L L
2
2
=GZ-1*A
(Z ) G Z 1 ()A (Z )dn(G Z 1i)
i n
A( iZ ) w 00 w 11 w 22
• 因感应线圈系纵向探测特性（几 何因子GZ）的非理想化使地层受围 岩影响畸变成为A
w02w1 1
（w1=w2）
参考信号放大器
R
KC
1
ZF Z
ZF
( 1
C13
//R8)
Z
1 C9
R9
相移网络
X
相敏检波器
变压器偶合全波R-PSD 变压器偶合半波X-PSD
20kHz主振荡器 ALC
• 变压器偶合自激推挽式振荡器，输出电流1.578A，功率约20W • 频率微调至20000±25Hz • Q3等组成ALC电路，稳定幅度可调 • 用电流互感器提供200mV的参考信号
声波测井仪器的原理及应用
第三章 数字声波测井原理及应用
3.5 数字声波仪器小结
1、SL6680针对井下岩性复杂和作业现场环境恶劣等情况,采用阵 列接收探头、高速数字化采集和传输方式的新一代数字声波测井仪器。 采用阵列信号处理技术来校正由于各种原因造成的测量误差,极大地提 高了测井数据的有效性与准确性;直接在井下仪器中对采集到的声波信 号进行数字化,将数字声波信号通过数字遥传系统传送到地面设备,提高 了仪器的可靠性和抗干扰能力。
声波测井仪器的原理及应用
胜利测井四分公司
王玉庆
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第一章 前言
声波测井是近年来发展较快的一种测井方法。由最早的声速测 井、声幅测井发展到后来的声波全波列测井、偶极子和多极子测井、 声波成像测井、井间声波测井及随钻声波测井等 常用的声波测井，如声波测井和声幅测井，是记录滑行纵波首 波的传播时间和第一个波得波幅。 正交多极子阵列声波测井是当今测量地层纵波、横波和斯通利 波的最好方法之一，无论在大井眼井段还是非常慢速的地层中都能 得到较好的测量结果 目前测井四分公司以Eclips5700和SL6000为主要地面系统，常用 到声波测井仪器主要以数字声波和正交多极子阵列声波为主。
4.1 XMACII多极子阵列声波测井原理
单极子声源
单极子声源相当于一个点声源在裸眼井中可激发纵波、横波、伪瑞利
波和斯通利波等波形，通过波形处理技术即可提取接收波形中的纵波、横波 和斯通利波的波速。
缺点：
1、工作频率(15～25 kHz) 太高，声波穿透地层的深度较小、信号的 传播距离较小。
2、在软地层(横波波速比井内流体波速小的地层 ) 不能激发横波，因
测井仪器方法及原理-第一章1
I
4 AM
VN
I
4 AN
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普通电阻率测井原理 （电阻率公式推导）
• 由上两式可得M、N两点间的电位差V为
V VM VN
MN 4 AM AN
I
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普通电阻率测井原理 （电阻率公式推导）
• 显然M、N间的平均电阻率 为
• 令
4 AM AN V MN 4 AM AN MN
电流聚焦测井方法
• 既然在实际测井中，电极是柱面，周围的盐水 泥浆也是柱壳，地层是层状，沿径向是均匀的， 那么能否将电流设计成沿径向流动，这样，虽然 盐水泥浆（均质）的电阻率非常小，但它与径向 均匀的地层电阻是串联关系呢？ • 据此，人们设计了电流聚焦式侧向测井仪。
电流聚焦测井方法
图1-2 电极系、地层、岩盐的相互关系示意(三侧向）
侧向测井仪器测量原理
图1-3
三侧向测井仪电极系和主电流层示意图
三侧向测井仪器测量原理
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普通电阻率测井原理
• 由上面普通电阻率测井原理我们知道，在 存在盐水泥浆和膏盐的地层中， 由于其电 阻率很低，分流作用非常强，使普通电阻 率测井无法进行。为了改善该情况，人们 提出了电流聚焦测井方法。
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电流聚焦测井方法
普通电阻率测井方法是把供电电极当成 点电极，电流是沿以点电极为球心的球的 半径方向，向四面流动，其等电位面是球 面。在实际测井中，电极是柱面，周围的 盐水泥浆也是柱壳，实际地层也是层状， 而非均质无限大，这就破坏了普通电阻率 测井的基本假设。
FR S
w
（1——2）
2 w
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测井技术发展与测井仪器的原理
探 管参数 （ 表２ ）
测量参数 名称
井径
测量范 围
５ ５— ２ ８ ０ ｎ Ｍ ｌ ｌ
测 量误差
≤± ５ ％
侧向 电阻率 侧向 电导率 自然伽马 长 源距伽马伽马 短源距 伽马伽马
１ 一ｌ ０ ｏ ｏ ０ ｎ・ ｍ １ ～１ ０ ０ ｏ ｍ・ Ｓ ／ ｍ ０ ～ ７ ７ ８ ２ ｃ ｐ ｓ ０ — ３ ３ ５ ２ ０ ｃ ｐ ｓ ０ — ３ ３ ５ ２ ０ ｃ ｐ ｓ
０ ． ０ ３ ｇ ／ ｅ ａ ｒ ３
采用 专 门的 仪器 设备 ，沿井 身 （ 钻井 剖 面） 测量 地球 物理 参数 的 方 法 ，称 地球 物理测 井 （ 简 称测井 ） 。地球物 理特性 如岩 层的 电化 学特 性 、导 电特 性 、声学特 性 、放 射性及 中子 特性 等。 ２ ． 测井 的优 点 测井 是 研究 岩 层地 质特 性 的 间接 方 法 ，它 与 其它 录 井 方法 相 比 ， 具有 许多 重要 优 点 ，主要 是效 率高 、成 本 低 、效 果 好 。只需 要很 短 的 时 间就能 采集 到大 量 的测 井信 息 ，而且 这些 资料 是 在岩 层 的 自然 条件 下测 量的 ，这就更 接近 于岩层 的真 实情况 。 ３ ． 测井所 能解 决的 主要 问题 ３ ． １ 详细 划分岩 层 ，准确确 定岩层 的深 度和厚 度 。 ３ ． ２ 确定 岩性和 孔隙 度 。 ３ ． ３划分储 集层并 对其 含油性 作 出评价 。 ３ ． ４进行地 层对 比 ，研 究构造 和地 层沉积 问题 等。 ３ ． ５老油 田开发 中 ，提 供油层 动态 的部分 资料 。 ３ ． ６ 研 究井 内技术 情况 ，如井 斜 、井径 、固井质 量等 。 测 井解 释的 主要任 务是运 用测井 资料 去认识 储集层 的岩性 、 物性 和含 油性 ，测井 解释 的基 本 方法 是综 合分 析 ，它 包括 定性 、定 量 和半 定量解 释 。
测井仪器原理一
测井仪器原理（一）
20
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
5、跟踪延迟电路
测井仪器原理（一）
21
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
5、跟踪延迟电路
工作波形
测井仪器原理（一）
22
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
6、时差比较电路
3.2.3 地面仪工作原理
2、鉴别放大和时差形成电路
测井仪器原理（一）
17
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
2、鉴别放大和时差形成电路
比较器幅度鉴别
延迟、延迟们组
目的：从时间上压制干扰
功能：设定R1、R2、r1和r2的允许检测期间
信号分离门组
时差形成触发器
测井仪器原理（第一部分）
第0章 绪论 第1章 电流聚焦测井仪 第2章 感应测井仪 第3章 声波测井仪
测井仪器原理（一）
1
第3章声波测井仪
3.1 声波测井原理 3.2 双发双收声波测井仪 3.3 其它类型声波测井仪简介
测井仪器原理（一）
2
3.1 声波测井原理
3.1.1 岩石中声波的传播参数
测井仪器原理（一）
11
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
仪器框图（声速测量部分）
测井仪器原理（一）
12
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
主要工作波形
测井仪器原理（一）
13
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
感应测井仪器的刻度原理及方法
感应测井仪器的刻度原理及方法
一、感应测井仪器的刻度原理
感应测井仪器（Induction Well Logging Instruments）是对井下介质的电磁属性进行测量，测量结果反映出井下介质的物理和化学性质。
感应测井仪器的刻度是指将测量结果标定到一定单位，以便读者了解其意义，进行数据分析和解释，从而提高测井的精度。
感应测井仪器的刻度原理是：先建立一定尺度的棒图，将纵坐标的标尺设定为测量结果，横坐标的标尺设定为单位值，再根据测量结果对横轴进行标定，最后将纵轴标尺设定为单位值即可完成测井仪器的刻度。
二、感应测井仪器的刻度方法
（1）直接刻度法
直接刻度法是使用一组标准样品，然后把相同的样品放入测量仪器里面，通过比较测量值，把人为设定的一组标准样品标定到单位值，从而实现仪器的刻度。
由于使用标准样品，因此仪器的刻度精度较高，但需要准备大量标准样品，成本较高，并且每次测量都要测试标准样品，这可能影响仪器的精度，而且测试样品的数量多，费用也会相应增加。
（2）间接刻度法
间接刻度法是依据某种物理规律，利用仪器计算出的测量结果自动标定到单位值，从而实现仪器的刻度。
由于不需要消耗大量标准样
品，只需要简单的计算，因此其刻度精度不会因为测量次数的多少而变化，而且成本较低，是一种比较理想的刻度方法。
(完整版)《测井仪器原理》第三章阵列感应测井仪器
(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
+
+
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。
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。
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时差形成触发器
时差检测过程（上发举例）
主控双稳翻转→上控方波有效→关闭r门→发送上发命令至井下→
地面延迟→延迟I触发→延迟门I触发→开启R1分离门允许R1检测
→R1首波到来→时差形成触发器置位形成△t上的上升沿→延迟II触
发→延迟门II触发→关闭R1门开启R2门→R2首波到来→时差形成
3.2.3 地面仪工作原理
7、刻度电路
测井仪器原理（一）
27
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
7、刻度电路
工作波形
测井仪器原理（一）
28
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
8、声幅测量电路
主要用途：水泥胶结测井 电路框图
测井仪器原理（一）
测井仪器原理（一）
17
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
2、鉴别放大和时差形成电路
测井仪器原理（一）
18
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
2、鉴别放大和时差形成电路
比较器幅度鉴别
延迟、延迟们组
目的：从时间上压制干扰
功能：设定R1、R2、r1和r2的允许检测期间
单极子 模式
(a)
四极子 模式
(b)
(c) 偶极子 (d) 偶极子
模式
模式
单元呈口字形排列的接收换能器
对不同振动模式的响应
测井仪器原理（一）
43
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
2、仪器结构
主电子单元 声系
发射部分 隔声体 接收部分
发射电子单元
隔声结构：减弱直达声波
当地层声速v2大于井液声速v1时，可以产生以临 界角入射i=arcsin（v1/v2）的滑行波
源距L0的选取：为使首先到达R1的是滑行波
1 L0 (d1 d 2 ) 1
间距L：两接收器之间的距离
测井仪器原理（一）
7
3.1 声波测井原理
3.1.2 声系设计和测量原理
T0门，滑动门，噪声窗口
测井仪器原理（一）
36
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
仪器增益控制
测井仪器原理（一）
37
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
接电缆
MPAL接收换能器短节
由正交的换能器组成 宽带、高灵敏度 纵向对称但不等距 接收换能器矩阵
遥测短节
接收下传命令与上传测井数据
MPAL隔声体短节
MPAL发射换能器短节
衰减直达的伸缩及剪切波 并用于调整源距
由单极、正交的偶极和四极换能器 组成，可工作于单极、偶极和四极模式 大功率，长源距
四极发射换能器
2、信号检测
地面仪器接口
测井仪器原理（一）
34
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
信号波形
测井仪器原理（一）
35
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
3.2.3 地面仪工作原理
6、时差比较电路
周波跳跃的产生
测井仪器原理（一）
24
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
6、时差比较电路
测井仪器原理（一）
25
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
6、时差比较电路
测井仪器原理（一）
26
3.2 双发双收声波测井仪
MPAL测控电子短节
1. 系统控制 高性能DSP控制子系统
2. 数据采集 数控的高精度、 多通道数据采集和存储 >120db的动态范围，14位分辩率
3. 遥测电路 完成数据的上传与命令接收
4. 前置接收电路 完成单、偶极及四极信号的组合、 选择，声波信号的程控放大与衰减， 声波信号的滤波
5. 系统电源 大功率、高效、低噪音
声波测井参数
由于纵波（压缩波或P波）相对速度最快，因此在声
波测井中往往也最容易接收和处理，普通声波测井仪
一般专用来接收和测量纵波声速vP
VP
E 1 (1 )(1 2 )
声波全波测井能够得到横波速度VS
VP 2(1 )
VS
1 2
杨氏模量和泊松比是重要的岩石力学参数
1、声系特点
模块化的BHC和DDBHC DDBHC测量原理
测井仪器原理（一）
32
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
1、声系特点
定向发射原理
宽带接收器
测井仪器原理（一）
33
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
1、方法原理和声系结构
四极换能器结构原理
单极振动模式
四极振动模式
偶极和四极声场的指向性
测井仪器原理（一）
42
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
1、方法原理和声系结构
接收换能器结构原理
宽带接收器 四只一组，正交排列 八组阵列，间距6英寸
声波信号放大电路
差动放大 互补输出，电缆驱动 并联稳压
测井仪器原理（一）
12
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
仪器框图（声速测量部分）
测井仪器原理（一）
13
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
主要工作波形
测井仪器原理（一）
14
3.2 双发双收声波测井仪
测井仪器原理
（一）
主讲人：鞠晓东 2008年9月
测井仪器原理（第一部分）
第0章 绪论 第1章 电流聚焦测井仪 第2章 感应测井仪 第3章 声波测井仪
测井仪器原理（一）
2
第3章声波测井仪
3.1 声波测井原理 3.2 双发双收声波测井仪 3.3 其它类型声波测井仪简介
测井仪器原理（一）
触发器置位形成△t上的下降沿→完成△t上转换→延迟门组恢复稳态
→关闭分离门组 测井仪器原理（一）
19
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
3、时差计数和输出电路
计数 锁存 译码 显示 D/A转换
测井仪器原理（一）
20
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
发 射 高 压
高压电源
偶极发射 控制电路
激 励 信 号
发 射 变 压 器
发
发
射 变
高 压
射 换
压 器
激 励
能 器
组
阵
电源线
接 贯穿线
隔
收
32道声波信 号接收
声
换
体
能 器
阵
单、四极，偶极声波 信号源的控制与发射
串行命令控 制总线
串行命令控 制总线
测井仪器原理（一）
45
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
1、同步控制电路
电路原理
测井仪器原理（一）
15
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
1、同步控制电路
工作波形
测井仪器原理（一）
16
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
1、同步控制电路
单稳电路 下井同步电路
仪器工作方式
上发期间由T上和R1、R2得到△t上 下发期间由T下和r1、r2得到△t下
输出信号
T t上 t下（s / m）
2 L
测井仪器原理（一）
9
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.1 双发双收声系原理
井眼补偿作用
深度补偿问题
临界角影响
O上O下 （d2 d1）tgi
检测原理
E1检测
测井仪器原理（一）
38
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
DDT尖峰抑制
测井仪器原理（一）
39
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
1、方法原理和声系结构
单极全波在软地层无法获得横波信息 偶极换能器在软地层仍能够激发出绕曲波
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
47
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
48
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
49
3.3 其它类型声波测井仪简介
益