三分量线圈在均匀地层中的电磁场特性分析

一
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ＸＹ和 Ｚ 向的发 射 线 圈面积 ； ｎＮ 、 方 Ｎ 、ｎ和 分 别是
Ｘ Ｙ和 ｚ 向的发 射线 圈匝数 。 、 方 Ｔ 、ｖ 和 在 Ｘ ｙ ｚ 向产 生 的磁 场 为 Ｔ 、和 方 Ｈ ：
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摘 要 ： 文从 三 分量 线 圈设计 出发 ， 本 考虑 线 圈布 置 在横 向方 向和 轴 向 方 向的情 况下 ， 线 圈等 效 将 为一 个 垂直偶 板子 和二 个 水平偶 极 子 ， 用 电磁 场解 析 方法 求解 Ｍａｗｅ 响 应 方程 ； 应 ｘ ｌ ｌ 分析 电磁 场在 三 正 交线 圈 系中的 电磁 分布 响应规 律 ， 到 电磁 场 在 三正 交 坐标 系下的 响应特 性 ， 真分 析表 明从 得 仿 工程 上 来设计 三分 量轴 向 线 圈和 水平 线 圈是 可 以的 ，为三分 量仪 器线 圈 系的设计 提供 理 论 参考依
时接收所有频率信号， 一共有 ９ 个接收电压信号。
层信息 。 目前关于三分量仪器探头 即线圈系设计 阿 特 拉 斯 公 司 Ｋ ｉ ｓａ ｓｒ２ ０ ） 发 出 ３ Ｅ ｔ ｒ ｇｈ ｕｅ （０ ０研 ｅ Ｄ Ｘ２ Ｊ 在
仪 器 骨 架 上 布 置 三 个 相 互 垂 直 线 圈 系 结 构 。斯 伦 贝谢 Ｒ ｃｎｅ ａｂｒ ０４Ｉ 出 了阵 列 三 分量 线 ｔ ａｎｒ ｒｅ（ ０ ）给 Ｓ Ｂ ２ １ 圈 系仪 器 设 计 结 构 。然 而 ， 国外 对 先 进 仪 器 的 技
测 井 评 价 和地 质 解 释 。为 此 ，必 须 自主 研 发 国 内
图 １三 分 置 线 圈 系 示 意 图
１ 三分量 感 应原 理 ． ２
在测井中， 由于井 眼条件 的 限制 ， 圈半 径 比发 线 射 与接 收 的距 离小 的多 ， 因此 ， 射线 圈可 以等 效 为 发
三 维 感 应 探 测 器 ，本 文 主 要 从 三 分 量 线 圈 在 均 匀
术 封 锁 ，先 进 的仪 器 不 对 外 销 售 ，只 提 供 服 务 且
费 用 高 昂 ，从 而 三 分 量 仪 器 得 不 到 共 享 。为 了 能 够 探 明我 国低 阻 砂 泥 岩 油 气 藏 ，测 量 地 层 各 向异 性 、地 层 倾 角 和 方 位 角 ，同 时 其 测 井 数 据 可 用 于
强 度 和发射 线 圈面积 ， ，是磁偶 极 子源 的方 向 ， 以 可 是 、 和 三 ， 中的任 意 一个 。磁偶 极 子源 在 均匀 地 层 中产生 的 电磁场 满 足的 Ｍａｗ ｌ方 程 （ ｘｅ ｌ 取时 间 因子
为 ｅ ） …ｔ 为
分量线 圈设 计 和 自主 仪器研 发提 供实 际参 考价 值 。
第一作者简介 ： 仵杰 （ ９ ５ ， 教授 ， １６ －） 男， 博士 ， 主要从事 电磁测 井理论 、 数值模 拟和阵列感应信号 处理方 面的研 究
国 外 测 井 技 术
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一
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方 向 的发 射 线 圈 的 发射 电流 ； ｎ Ａ Ａ 、 和 Ａ 分 别 是
理 想 双 一三分 量线 圈 系结构 如 （ １ 所 示 ， 图 ） 发
射 线 圈和接 收线 圈均 由 ３个 同心正 交线 圈组 成 。发
射 线 圈分时 通 以一个 或 多个频 率信 号 ，接 收线 圈 同
各 向异 性 地 层 。三 分 量 感 应 测 井 仪 ，采 用 三 个 发 射 和 接 收 的正 交 线 圈 系 探 头 来 探 测 水 平 和 纵 向地
各 向 同性 地 层 中 的 电磁 场 响 应 ，根 据 电磁 场 分 布 特 性 进 行 合 理 的 设 计 三 分 量 线 圈 系 结 构 ，更 好 的 为三 分 量 线 圈 的 设 计 提 供 理论 基 础 。为 下 一 步 三
磁偶极子源 』 ＝ ； 其中 Ｉ Ａ分 别是 发射 电流 ７ ｚ ． 和
２ １ 年第 ４期 ００
国 外 测 井 技 术 ＷＯ Ｌ ＷＥ Ｌ Ｏ Ｇ Ｎ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ ＲＤ Ｌ Ｌ Ｇ Ｉ Ｇ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ
三分量线 圈在均匀地层 中 的电磁场特性分析
仵 杰 白 彦
（ 西安石油大学光 电油气测井与检测教育 部重 点实验室 陕西 西安 ７ ０ ６ １０ ５）
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式 （ 中 ， 为 电各 向异 性地 层 中的张量 电导 ２）
『一 ＋ ＇： １ ｋ ］ － Ｒ
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（４ １）
率； 由于感 应测 井 的频 率较低 ， 移 电流远 小于 传导 位
电流 ，因而 忽略 了位 移 电流 的影 响 。 过旋 转 变
Ｃ ［１ｌ ） ＇ ， －Ｒ＋Ｚ］ ４ （ ｋ ｋ－ Ｆ ＂ Ｒ 日 ｃ 删 ＋ Ｒ］ Ｕ‘
ຫໍສະໝຸດ Baidu
均 匀 地层 中 ， 电导 率 为各 向同性 ， 标 量 盯 表 用
据。
关键 词 ： 交发射 线 圈 ； 向 同性 ； 正 各 电磁 场 ； ｘ ｅ 方程 Ｍａ ｗ ｌ ｌ
０ 引
言
１ 三 分 量 线 圈 系结 构 和 测 量 原 理
１１ 三分量 感应 线 圈 系结构 ．
三 分量 感 应 测 井仪 ，主要 用 来 测 量 地 层 各 向 异 性 。在 砂 泥 岩 层 状 地 层 水 平 电 导 率 远 大 于 垂 直 电导 率 ，而 传 统 感 应 测 井 仪 器 线 圈 沿 轴 向布 置 只 能 用 于 垂 直 井 测 量 地 层 水 平 电 导 率 ，不 能 够 探 测
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换 可 变为 只有对 角分 量 ， 即
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