感应测井原理及运用

发射线圈T
线圈系
接收线圈R
振荡器→正弦交流电→发射 线圈→形成交变电磁场
L－线圈距
设想地层为许多以井轴为中心的导电圆环→交变电磁场作 用→圆环产生以井轴为中心（同心环状）感应电流→涡流 →形成二次交变电磁场→接收线圈产生感应电动势
感应电动势计算
假定：单元环—井轴垂直通 过圆环中心，圆环半径r，截 面积A
思路：先计算发射线圈T在单元环感应涡流的大小→再计 算单元环涡流在接收线圈R中产生的感应电动势→最后求 出全空间所有单元环在接收线圈R中的信号总和。 磁偶极子：与研究空间比，线圈很小，可看作点状—磁偶 极子。
单元环的磁通：通过单元环 作一球面，对球面的法线方 向的磁场强度进行积分 ，通 过单元环的磁通(磁感应强度 B=H， －磁到率） ：
判别原理
油、气基本不导电；地层水含有NaCl、KCl等盐份 而导电，矿化度越高，其导电性越好。 油、气层：电阻率较高； 水层：电阻率相对较低。
钻井时，泥浆滤液侵入渗透层，井壁附近由近及 远形成冲洗带、侵入带和原状地层。
油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分被泥浆滤 液取代，导致侵入带地层电阻率降低，在双感应曲线 上表现为“正差异”，即RILD＞RILM 水层：泥浆滤液电阻率一般大于地层水电阻率，双感 应呈“负差异”，即RILD＜RILM
H ds H 2T sin d
2 0 0


n S o r 2 I MT I 3 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱT T
MT－发射线圈与单元环间的互感。
据电磁感应原理，单元环上的电动势：
V iM T I in T S o r 2 2 T
3
I
单元环在接收线圈R的磁通 ：
（一）地层对比
与双侧向测井相似
进行地层对比时，通常采用自然伽马（GR）曲线与电 阻率（RILD、RILM）曲线。
砂泥岩地层导电性好，电阻率测井值都较低，而碳酸 盐岩（灰岩、白云岩、硬石膏等）导电性较差，电阻 率测井值都较高。 感应测井电阻率动态范围低，适用于电阻率较低的砂 泥岩地层。
（二）油、气、水层判别
2 2 2 0 3
k——仪器常数 g—— 单 元 环 几 何 因 子 ， 反映了单元环对测量结果 的贡献
全部单元环(涡流)产生的 二次感应电动势：
VR

0


kgdrdz
发射线圈与接收线圈直接耦合电动势
inT nR S Vx iM TR I I 3 2L
2 0
黑56-15-3
油水层－正差异
水层－负差异
（三）计算地层含水饱和度
孔隙型储层可以近似看作均匀、各向同性介质，
可直接用阿尔奇公式计算含水饱和度Sw
Sw [a Rw /(Rt )]
m
1/ n
a、m、n－分别为岩性系数、孔隙度指数、饱和度指数； Rw、Rt－分别为地层水电阻率、深侧向电阻率测井值； Φ－地层孔隙度。
感应测井
直流
普通电阻率，侧向 感应
电法测井
交流
油基泥浆井 探测深度 气体条件下钻的井 分辨率 空气井 侵入影响 井内无导电介质 应用效果
线圈A通交流电→A周 围空间形成交变电磁 场→B线圈产生感应 电动势 交变电磁场可在导电 介质中传播，也能在 非导电介质中传播 A、B放入井中→A能在井周围地层中感应出电动势→形成 以井轴为中心的同心圆环状涡流→涡流强度与地层导电率 成正比→涡流产生二次交变电磁场→在B中又产生感应电 动势→电动势大小取决于涡流强度→取决于地层导电率— —感应测井基本原理
分层
层厚>3m→根据曲线半幅点划分地层界面 层厚<3m→地层界面向峰值方向移动
通常，用感应、自然电位、自然伽马综合分层
确定目的层视电导(阻)率值 地层中点一般对应曲线的极值（极大值或极小值） 视电导率就取该极值
厚层因岩性不均匀或含油，曲线起伏，取平均值 如有夹层应扣除夹层，取平均值
黑56-15-3
nR S0 r 2 dH z nR S0 dI M R dI 3 2 R
nR－接收线圈圈数 So－接收线圈的面积 MR－发射线圈与单元环间的互感 单元环在接收线圈中产生的电动势：
dVR i
nT nR S I L r 3 3 drdz 4L 2 T R kgdrdz
Vx－没经过地层，为无用信号，它与有用信号VR 相差90°相位。测量时要将Vx压制掉 根据计算
VR 8% Vx
有用信号远小于无用信号
感应测井其测量电路等效为并联电路，因此，在砂泥 岩剖面中，含水砂岩层电阻率明显降低，且受围岩影 响，层越厚围岩影响越小。
（一）地层对比 （二）油、气、水层判别 （三）计算地层含水饱和度