第二章 第二节阵列感应成像测井仪AIT要点

第二节
阵列感应成像测井仪AIT
本节主要内容有：
一、AIT的仪器结构
二、AIT测井原理
三、数据处理
四、测井解释 五、资料应用
一、阵列感应测井的提出
双感应存在的问题
•采用单一的工作频率，只测R分量，测量电阻率动态范围小，低阻 探测深度小，主要反映冲洗带。 •中深感应线圈系不匹配，探测深度和垂向分辨率也不同，使其受邻 层影响不同。 •对渗透性好的储集层，当减阻侵入时，中深感应的探测范围均超 不出侵入带，深感应的电阻率值不能反映原始地层的真电阻率。
计算钻井液侵入体积：用ARCHIE公式计算
解释时注意： •Rxo和Rt差别很小时，不能很好地反映侵入特性 •图像上给出的都是对称剖面，实际大多数是不是圆的， 在井周侵入不是均匀的，侵入剖面可能是不对称的。
•要考虑到Rmf的明显变化对侵入界面和泥浆滤液体积的 影响
•井眼直径突变和Rt和Rxo差别很大时，在界面处会使计 算的参数产生假象。
1983年，斯伦貝谢研制出了向量双感应测井仪，测量R分量，同时 提取X分量
1990年，阿特拉斯研制出了向量双感应测井仪，测量R分量和X分 量，地面进行反褶积，采用了10、20、30khz工作频率改变探测半 径，同时扩大了电阻率测量的动态范围。
90年代，斯伦貝谢研制出了阵列感应测井仪（AIT)。采用几种工作 频率来控制探测深度，采用阵列线圈测量R分量，同时提取X分量, 获得几组具有相同纵向分辨率，但探测深度不同的电阻率曲线。可 得到一幅径向含水饱和度的垂直剖面，并能看到侵入带的全貌。
斯伦貝谢径向电阻率变化图像
径向响应函数对一组匹配良好的纵向分辨率的AIT 曲线进行反褶积，得到径向电阻率变化的详细描 述。有两种模型确定径向电阻率的变化。
无模型法：不施加任何预先设想的模型。能得到一个径向 电阻率剖面图像，用颜色表示电阻率的变化。横坐标表示 侵入深度。
模型法：根据特定的径向模型，将电导率参数化，并计算 径向饱和度，得到径向含水饱和度图像。用颜色表示径向 含水饱和度的变化。横坐标表示侵入深度。
1987年，吉尔哈特研制出了高分辨率感应测井仪，HRI,测量R分量 和X分量，使深中感应的探测深度不同，纵向分辨率近似，对薄层 的分辨率提高了。
二、AIT的结构
㈠、设计思想
1 2 继承横向测井的概念； 克服双感应测井的不足。
㈡、仪器结构（包括仪器外形、线圈系结构、线圈系阵列单元，
见书P144） 由阵列探测器短节、电子线路短节、发射器短节组成组成。 阵列感应线圈系共有17个，中间是公用一个发射线圈，两边对称8 个接收线圈和8个补偿线圈。 间距从6in到6ft，同时以三种不同的工作频率26.325、52.65、 105.3Hz。每个线圈对的几何因子是固定的。
早期AIT具有两种分辨率，2ft和6ft,探测深度分别是10、20、30、 60、90in的探测深度， 2ft分辨率曲线符号AT10、AT20、 AT30、 AT60、 AT90
6ft分辨率，曲线符号AS10、AS20、 AS30、 AS60、 AS90
现在的AIT有三种垂向分辨率：1ft、2ft、4ft,它们的探测深度
仍然是10in、20in、30in、60in、90in。 Atlas:1ft垂向分辨率是设计在光滑井眼中使用、2ft分辨率曲线组 对孔洞效应不甚敏感、4ft或6ft垂向分辨率曲线组对孔洞效应极不 敏感。
用每一种分辨率的5条测井曲线组成，可以准确地估算出 地层径向电阻率，给出二维电阻率图像，显示出直观的径 向侵入剖面。
㈡、生成测井曲线
1 基本原理（见书P146公式5-3、5-4）：AIT测井曲线实 际上相当于阵列感应每组线圈系响应函数的加权和；响应的 大小与权系数的选择有关；在给定的测井曲线组中，输出的 所有测井曲线都有相同的响应函数。
2 曲线特点：不但解决了趋附效应的影响，而且使井眼状 况的影响最小。
三、数据处理
五、AIT资料应用
1 划分薄地层；
2
3
确定侵入带电阻率和原状地层电阻率
阵列感应二维成像显示
含淡 水砂 岩
薄气层
阵列感应与常规感应测井和侧向测井比较
1、常规感应测井比较
对薄层的Байду номын сангаас辨率高，对径向侵入定量描述更加准确
2、与双侧向测井的比较 Rt/Rm>250oumm首先考虑双侧向
3、与双侧向测井的测井条件比较 见斯伦貝谢教材P34图
工作频率依据不同的型号是不同的25kHz、50kHz、100kHz。
斯伦貝谢： 1ft分辨率为基本曲线，井眼影响很大；
2ft分辨率井眼影响小于1ft 4ft分辨率井眼最小
三、AIT测井原理
㈠、测量原理
AIT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；线圈系由八组基本接收单元组成，共用一个发射线 圈，使用三种频率同时工作，井下仪器测量多达28个原始实分 量和虚分量信号，传输至地面经计算机处理，实现软件数字聚 焦，得到三种分辨率、五种探测深度的测井曲线。
1 2 优化合成处理； 井眼环境校正
⑴ 描述井眼环境的参数：泥浆电导率、井眼半径及形状、仪器 到井壁的距离和地层电导率； ⑵ 校正方法：首先对每个反映井眼环境特征的参数在很宽的范 围内进行阵列感应的大量正演模型计算并将计算结果拟合为 接近的多项表达式，得到一种快速计算每个原始测量值的井 眼响应算法；然后把从短源距阵列得到的测量数据与模型结 果相适配，将井眼信号中的任何变量进行组合或改变以达到 这一适配，这种方法称之为自适应井眼校正方法。
3
倾角校正：结合倾角仪所测地层方位曲线，通过大量模型
进行计算。
4
深度校正：改进的阵列感应仪增加了加速度计，根据加速
度计测量值进行深度校正。
四、测井解释
1 2 径向反演：通过多条电阻率曲线的径向反演不但可求解原
状地层电阻率Rt；而且可以获取更多的地层径向信息。
侵入描述
⑴ 直观解释：用AIT中同一种纵向分辨率的一组测井曲线进行地 层渗透性的直观解释效果比常规感应与微球的组合好； ⑵ 径向电阻率变化：用径向响应函数对一组纵向分辨率匹配的 阵列感应测井曲线进行反褶积，可得到径向电阻率变化的详 细描述； ⑶ 径向侵入及径向饱和度：模型法采用特定的模型将径向电阻 率参数化，通过反演计算出四参数Rxo、Rt、侵入内半径r1、侵 入外半径r2，在根据四参数可生成饱和度图象； ⑷ 滤液体积分析：首先建立一个滤液侵入剖面，在侵入外半 径r2以外，其泥浆滤液饱和度为零，在井眼附近则为Sxo，假设 r1与r2之间过渡带的侵入关系是线性的，这样的理想液饱和度剖 面乘上孔隙度即得滤液体积剖面。