随钻电磁波电阻率测井(EWR)基础知识剖析
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。
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。
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。
EWR-PHASE4 电阻率特点及其应用
EWR-PHASE4 电阻率特点及其应用摘要本文简要介绍了电磁波电阻率(EWR-PHASE4) 的结构特点和测量原理，分析了影响电磁波电阻率探测深度的因素，介绍了EWR PHASE 4 在江苏油田水平井井眼轨迹控制中的应用情况。
根据EWR 所测实时电阻率的特殊响应曲线，可以及时分析调整井身轨迹钻进，控制钻头沿储层最优位置穿行，从而提高油层穿透率。
关键词电磁波电阻率；地质导向；极化角现象0 引言FEWD是哈利伯顿公司生产的一种无线随钻地质评价仪器，它能在钻井的同时实时测量并上传地层的地质参数（伽马、电阻率、孔隙度等），技术人员可根据测得的各项参数对地层做出评价，根据需要及时调整井身轨迹，保持井眼始终沿储层有利的位置钻进，从而实现地质导向的目的。
EWR（Electromagnetic Wave Resistivity）是FEWD系统测量地层电阻率的仪器之一，通过分析电磁波电阻率曲线的特点，可以在导向钻进中根据实际情况采取措施，及时调整控制井眼轨迹，以提高油层穿透率，更有利于水平井施工。
1 EWR 的结构及测量原理1.1 结构EWR采用了四发双收的结构（图1），四个发射线圈和两个接收线圈分别垂直安置在无磁钻铤表面的环形沟槽内，外部采用特殊材料封固。
极浅、浅、中深度的测量采用2MHz的发射频率，而深电阻率的测量采用较低的1MHz发射频率以实现较深的探测深度。
1.2 测量原理EWR主要采用三种计算方法实现电阻率的测量：相位移测量、幅度比测量及组合电阻率测量法。
2 EWR 的特点及探测深度的影响因素2.1 EWR 的特点1）与常规的电缆测井相比，由于随钻电阻率仪器在钻井的同时测井，地层打开时间短，受钻井液的侵入影响较小，其测量结果更能反映地层的真实状态，为准确区分地层界面，实时高效的进行地层评价提供了更为可靠的依据；2）EWR采用四发双收线圈系，可以得到深、中、浅、极浅四条不同探测深度的曲线，能更有效的排除围岩电阻率对仪器的干扰，更及时的反映地层的变化。
EWR_P4型随钻电阻率传感器结构及原理研究
卜＋—卜斗—卜 、 卜
Ｐ ４电 阻率仪器 测量原 理
２ ２ 相 移测 量 ．
２ １ 工 作频 率 的选 择 ．
ＥＷ Ｒ
＿
电磁波 的传播 速度通 常被 认为 是一个 常数 ， 即光 速 （００ ０ ｍ／）但这 个 说 法 实 际 上 仅 用 于 通 过 真 空 或 ３００ ｋ ｓ ，
２３ 衰减 测量 ．
ｔ 电率成 正 比。衰 减 （ 称 为 振 幅 比） 由两 个 接 收极 中 也 是
电磁波随低阻层传送而衰减 。衰减速度与地层导
所检测到信号的振幅的比率计算得来的。这些信号振
２１ 年第 ７ ０１ 期
西部探矿工程
６ ９
幅用接 收模 块 内 的专 门 的 电路 来 测 量 。这 个 电路输 出
［］ 王颖． ５ 随钻电磁波测井响应及解释方法的研究［ ］中国石 Ｄ．
一
Ｃ Ａ（ ｏ ｉｅ ｈ ｓ ｎ ｔｅｕｔ ｎ 电阻率解 释 ， Ｐ Ｃ ｍｂｎｄｐ ａｅａ ｄａｔｎ ａｉ ） ｏ 把 ４对这 种组 合 曲线 分 别 作 为极 浅 、 、 浅 中深 和 深探 测 曲 线来 进行 解 释 ， 可在 ｐ １０２ 的地 层 中应用 。 它 ＜ ０１ ｍ
３ 结语
Ｒ ｓｔ ｉ ） ｅｉ ｉ ｔ 测井仪器采用 四发双收结构。仪器 由四个 ｓｖ ｙ 发射极和两个接收极组成 ， 通过测量每一组发射极 和接 收极 之 间的相 位差 和振 幅衰减 ， 以组合 成 四条 不 同探 可 测深度（ 极浅、 中深、 的电阻率曲线和组合电阻率 浅、 深） 曲线 。结构 如 图 １ 示 。 所 这 种天 线 结构形 式也 具有 较 高灵敏 度 和精确 度 ： 测 量 范 围 为 ０ ２０ ￣ ・ｍ， 统 测 量 误 差 ± １ ＠ ～ ００ 系 １Ｑ・ 垂直分辨率 １３ ０ ｍ， ５ｍｍ， 探测深度在 ０ ２ ｍ最 ． Ｑ・ 深 可测 达 ５ 寸 ， ２１ ｍ 最 深可 达 １５英 寸 。 Ｏ英 在 ０ ２・ ４ １． ＥＷ Ｒ Ｐ ２ ４电阻率工 作原 理 Ｅ Ｒ Ｐ 电阻率是由一个接收插件和一个发射插 Ｗ ４
电磁波电阻率(EWR PHASE4)测井仪20110507
EWR-PHASE4仪器部分随钻电磁波电阻率（EWR-PHASE4）测井仪是利用电磁波在地层中传播时，通过测量电磁波幅度衰减和相位滞后来求出地层电阻率。
仪器传感器采用六天线系统，双频率（1MHZ、2MHZ）四发射双接收。
可以实现四种不同探测深度，地层钻开第一时间真实地层电阻率。
这是电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪器和地层刻度器工作的原理框图，设计地层刻度器，首先必须了解电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪的工作原理。
EWR-PHASE4测井仪根据电磁波（在地层）传播原理，采用双频（1&2MHZ）四相位技术，通过测量两个接收电极之间接收到的信号幅度比见公式6，相位差见公式5.再通过解释软件，得到探测深度不同的四条幅度电阻率曲线和四条相位电阻率曲线。
由于发射频率小于10MHZ时，仪器测量结果（幅度衰减和相位差）与介电常数ε和介质磁导率μ关系很小，通常把这两个参数设为常数，那么从上述的公式中可以看出，测量结果就主要与地层电导率σ有关。
这样，测量的四条幅度衰减结果换算出四条幅度电阻率曲线和通过测量的四条相位差结果换算出四条相位电阻率曲线。
与实际地层真电阻率会有一定的误差，该误差最好通过标准刻度器进行校正。
电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪在均匀介质中发射的电磁场呈柱状对称，电磁场中Z点的相位和幅度应为：公式中的系数a和b为：其中，系数a和b都包括地层介电系数ε和地层磁导率μ，当频率小于10MHZ时，它们可以看成常数。
EWR-PHASE4仪器的两只接收探头，与发射探头的距离为Z1和Z2该两点之间接收信号的幅度差和相位差为：测量过程如下：电极1到电极4按时序循环交替向周围介质发射1MHZ和2MHZ的正弦波。
接收电极5和电极6分别接收到电磁波经过地层传播后，经过幅度衰减和相位滞后的波形（如下图）。
EWR-PHASE4仪器工作波形时序如上图，电极5为近接收，电极6为远接收。
当仪器工作时，电极5接收的信号为一列串行波，顺序为：深探测、中探测、浅探测和超浅探测。
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。
随钻测井技术介绍
电磁波传播电阻率测井 仪器结构与测量信号
A 20lg V2 V1
1
2
Rad
R ps
单发双收三线圈系
随钻电阻率测井仪器
低端仪器 ➢ “短电位”或“环状电极” 电阻率 — 限于水基泥浆中应用 ➢ 单间距、单频传播电阻率
— 未补偿 –NL EWR, Teleco DPR — 补偿 – Schlumberger公司 CDR & 专利许可的仪器 — 从相位差和衰减测量得到最多2 种探测深度
❖ 通常意义的MWD仪器系统，主要限于对工程参数（井斜、方 位和工具面等）的测量，它只是一种测量仪器，无直接导向钻 进的功能。
经典随钻测井（LWD）概念
❖ 随钻测井（Logging While Drilling）是在随钻测量（MWD）基础 上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统，主要 是在常规MWD基础上增加电阻率、中子、密度和声波等测量短节， 用以获取测井信息；
电测井基本原理
[ (x)U (x)] (x)
2
E(
x)
k
2
E(
x)
i
JT
(
x)
k 2 i ( i ) ：波数 : 电导率 : 介电常数 : 磁导率
地层电 性参数
电法测井测量方程
直流电测井 感应测井
Ra
K
U I
aR
VR K
aX
VX K
Geolink公司已经开发出低频（20kHz）随钻 感应测井仪器；
在测井行业，应用LWD说法似乎更多一些； 在钻井领域，应用MWD说法似乎更多一些。
“LWD”的来源
LWD 发展时间表
MWD/LWD发展简史 – 早期
• 1927: Schlumberger 兄弟在法国得到第一条电缆测井曲线 • 1929: Jokosky 申请第一个泥浆脉冲传送专利 • 1950: Arp 发明正向泥浆脉冲系统 • 1960：利用正向泥浆脉冲的机械测斜仪出现，并应用至今 • 1971: Mobil R&D 第一次成功实验泥浆警笛 • 1978: 定向MWD的商用传输系统 • 1980: Schlumberger / Anadrill 引入多探头MWD
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。
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PPT课件
17
.
18
.
电位电极系Ra曲线
①电位电极系的Ra 曲线对地层中点对 称；
②Ra曲线对着地层 中点取得极值。当 厚度h>AM(大于电 极距L)时，对应高 阻地层中点，Ra呈 现极大值，且h越大， 极大值越接近Rt； 当h<L时，对应地层 中点，Ra呈现极小 值，不能反映地层 Rt的变化。
0. 1
供电线路
测量线路
UM
R tI 1 4 AM
U
N
R tI 4
1 AN
U MN U M U N
R t I MN 4 AM AN
Rt
4 AM MN
AN
13 K U MN
I
U MN I
电极距L
梯度电极系
.
视电阻率Ra
实际测井测得的电阻率，受到井、围岩、侵入带等多个
因素的影响，不是地层的真电阻率，通常称为视电阻率，
梯度电极系：r=1.4L
20
.
4）影响普通电阻率测井的主要因素
①电极系的影响 ②井的影响—泥浆矿化度 ③围岩—层厚的影响 ④泥浆侵入的影响 ⑤高阻邻层的屏蔽影响—增阻、减阻 ⑥地层倾角的影响-梯度电极系曲线极大值随
地层倾角的增大而减小。
21
.
3、微电极测井
电极系结构
22
.
3、微电极测井
渗透层—泥浆侵入—井壁上泥饼、冲洗带，Rxo>5Rmc。 微电位与微梯度探测深度不同。在渗透层，探测深度大的
微电位测量的Ra主要反映冲洗带Rxo的变化，显示较高 值；探测深度较小的微梯度测量的Ra主要反映泥饼Rmc 的变化，显示较小值。测井时两条曲线同时测量，并重叠 绘制的一起，因此，在渗透层处，出现微电位Ra大于微 梯度Ra的正幅度差，而在非渗透层，曲线基本重合或有 正负不定的很小的幅度差。
最新钻井地球物理勘探教案——第二章普通电阻率法测井.docx
第二章普通电阻率法测井电阻率法测井—根据岩石导电能力的差异，在钻孔中研究岩层性质和区分它们的一套测井方法。
它包括普通电极系电阻率法测井，微电极系测井，侧向测井，感应测井等方法。
普通电阻率法测井—使用普通电极系的电阻率法测井。
电阻率法测井的物理依据—石油和水的电阻率相差很大，同样的储集层，含油时比含水时电阻率要高。
第一节电阻率法测井的基本知识一、岩石电阻率电阻率的概念：导线电阻用 r = R · L/S 式表示，式中系数 R 与物质的材料有关，称为电阻率。
单位为Ω· m 。
岩石电阻率的影响因素：矿物成份、孔隙度、孔隙流体的性质、温度等。
储杂层岩石导电性（电导率）可用下式表示：C t = A· C w + BC m式中 C w—孔隙中流体的电导率；C m —粘土表面导电性造成的附加电层率；A, B—系数。
不含粘土的砂岩层，电阻率可表示为：R t = A′· R w式中， A ′ = 1/A—与岩石孔隙结构、孔隙大小是否含油气有关，可将上式改写为：R t = F· I· R w式中 F—与孔隙结构、孔隙大小有关的系数，称为“地层因素”。
F 可写成： F = a /φ m式中φ为孔隙度，a和m与岩性及胶结程度有关的系数。
I—称为电阻率指数或电阻增大率，与岩石含油气有关。
I与岩石中含油气饱和度有关式中 S w 、 S 0 分别为含水饱和度和含油饱和度，n为系数。
孔隙流体的电阻率为R w ，它与含盐多少、盐的类型及温度有关。
二、普通电阻率测井现场的测量原理电阻率法测井，首先是研究在一定供电电流的情况下电场分布的问题，然后再根据电场与电阻率的关系确定出岩层电阻率，并划分出不同电阻率的地层。
三、描写电场分布的基本方程和边界条件稳定电流场基本方程为拉普拉斯方程：根据测井具体情况，解方程的边界条件有4项：①在接近点电源的点上，电位V 的表示式与在单一介质中的情况相同；②在无限远点（r→∞），V → 0；③在两种介质的界面上，V 是连续的，即V 1 = V 2；④电流穿过介质界面时，电流密度法向分量连续。
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。
随钻电磁波电阻率测井曲线分离关系研究
随钻电磁波电阻率测井曲线分离关系研究岳喜洲;马明学;李国玉【摘要】随钻电磁波电阻率测井仪器受围岩、相对介电常数、泥浆侵入、电阻率各向异性等不同因素影响时,多条电阻率测量曲线之间会呈现复杂的分离关系。
文章采取数值计算的方法,模拟各种环境因素对随钻电阻率曲线分离关系的影响。
研究表明,围岩影响使目的层电阻率曲线值降低,对幅度比电阻率的影响大于相位差电阻率;介电参数的影响使幅度比电阻率大于相位差电阻率;低阻泥浆侵入的影响使长源距测量值大于短源距测量值;在电阻率各向异性地层中,随着相对倾角的增大,相位差电阻率大于幅度衰减电阻率。
不同的影响因素会导致电阻率曲线出现不同的分离次序,根据曲线分离规律,可定性分析仪器测量时受到的具体影响因素,对仪器环境校正和随钻地层评价有指导意义。
【期刊名称】《石油管材与仪器》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P53-56,59)【关键词】随钻电阻率测井;围岩;相对介电常数;泥浆侵入;各向异性【作者】岳喜洲;马明学;李国玉【作者单位】中海油田服务股份有限公司,北京101149【正文语种】中文【中图分类】P631.81随钻电磁波电阻率测井仪在随钻地层评价和钻井地质导向方面已获得广泛应用。
目前商用仪器均采用多源距、多频率的测量方式，产生多条随钻电阻率测井曲线[1]。
均匀无限大地层中，多条随钻电磁波电阻率的曲线应该重合，但实际测井时，多条视电阻率测量曲线会出现不同的分离关系，主要原因是测量环境和地层因素的影响。
复杂的曲线分离关系会对随钻电阻率测井资料的数据处理和地层评价带来一定的困难。
王伟[2]分析了在大斜度井和水平井中随钻测井曲线受到井斜、地层产状、测井仪探测范围、钻井等因素的影响而出现的形态异常，但未分析井下复杂的测量环境及地层因素对随钻电阻率曲线的分离关系造成的影响。
本文采用数值仿真方法，计算仪器在地层中的响应，重点考察围岩、介电常数、泥浆侵入、电阻率各向异性等随钻测井常见的环境因素对曲线分离关系的影响。
电磁波电阻率测井原理
电磁波电阻率测井原理
电磁波电阻率测井原理是利用电磁波传播特性，在井下发送一定频率的电磁波信号，电磁波在传播过程中遇到电阻率不同的地层时，会产生幅度和相位的变化，通过接收并处理这些信号，可以得到地层的电阻率信息。
电磁波电阻率测井是一种双频率（400kHz和2MHz）、双源距、可进行实时补偿的随钻测井工具，其一般原理如下：从发射极发出的电磁波，通过地层到达中间的接收天线，由于地层的导电性不同，电磁波到达接收天线处出现相位差和幅度差，不同的地层出现相位差和幅度衰减不同，故可以判别地层。
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1987
随钻密度测井
（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。其测量数据具有综合性。
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。
而导向钻井技术在水平井施工中是一项常用的关键技术。在轨迹控制中，根据实际情况和地层剖面要求，可采用定向造斜和转盘钻交替进行调整井身轨迹，以对井身轨迹进行有效控制，使得实钻轨迹沿设计和预测趋势发展，以达目标点，而且使井眼光滑畅通，有利于携砂、清除岩屑、保证钻进安全。
如何进行水平井的井眼轨迹控制，是水平井施工技术的核心，并贯穿于钻井的全过程。其井眼控制工艺技术主要包括：钻具组合选用、测量技术、井底预测技术、影响轨迹控制因素分析和实时综合分析技术等几个方面。井眼轨迹控制技术，随着水平井在不同区块施工、不同区块每口井的地质情况变化、在控制过程中遇到的问题不同等，其表现有以下几个方面：一是实钻地质情况复杂多变，油层埋深与设计深度差异大，井眼轨迹需要随地质情况变化及时进行调整；二是水平段油层埋深在横向上变化不一，有从低部位到高部位的，也有从高部位到低部位的，还有先从低部位到高部位然后再下降的；三是不同区块工具造斜能力和地层对井眼轨迹的影响不同；四是测量数据的相对滞后，对地质导向和井眼轨迹的预测和调整带来的困难；五是老平台钻井的防碰问题，在水平井钻井中更为突出，在水平井的直井段、造斜段及水平段，都存在防碰问题，要特别小心。
3、随钻地质导向测井
具有了相对完善的随钻测井系列，其数据采集和数据分析具有实时性。
地质导向是上世纪90年代发展起来的前沿钻井技术。所谓地质导向，就是使用随钻测量数据和随钻地层评价测井数据，以人机对话方式来控制井眼轨迹的技术。由美国Spsrrysun公司生产的FEWD地质参数无线随钻测量仪，是近年来在不断改进MWD和LWD工具的结构、性能和可靠性基础上发展起来的一种新型无线随钻测量仪，与LWD随钻测井仪相比，FEWD具有测点靠近钻头、探测深度大、垂直分辨率高的优点。它将地质参数测量传感器与工程参数传感器组合在一起，根据设置内容顺序采集最新的工程、地质数据，统一编码后，由脉冲信号发生器以正脉冲的方式，通过钻柱内的钻井液传至地面。地面设备对钻井液脉冲进行检波、编码、处理后，形成数据和测井曲线。FEWD除进行轨迹几何导向(三维导向)外，主要用于地质导向和随钻地层评价。
硬地层随钻声波测井
1969
第一代泥浆脉冲遥测系统
1995
随钻电阻率、密度成像测井
1970
第二代泥浆脉冲遥测系统
1998
软地层随钻声波测井
1978
泥浆遥测系统Teleco商业化
2001
随钻核磁共振成像测井
1984
随钻电磁波电阻率测井
2003
随钻地层压力测试
1986
随钻中子孔隙度测井
2005
新一代随钻测井系统Scope
地质导向钻井技术的关键，是把以前的几何导向变为地质导向。以前打井，只要钻遇事先确定的几何目标，即使没有发现油层，钻井工作也算大功告成。而随着勘探开发一体化(称为滚动勘探开发)的发展，钻井不再是单纯为了打井，“打井为了出油”的认识被更多人所重视。地质导向钻井让目标不再固定不变，而是根据油层的位置随时调整，并根据预测确定的固定“几何靶”变成了追踪目的层的实际的不确定“移动靶”；同时，部分测井项目，也由原来的完井后进行，变为随钻随测，在钻进中进行，既缩短了钻井周期，又减少了部分测井费用。
（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
年份
里程碑技术
年份利
1993
电阻率、密度、中子三组合随钻测井
1930
电缆传输的随钻电阻率测井
1994