感应测井仪器的刻度原理及方法

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根据上述原 理 , 当线 圈系 由 m 个 串接在 一起 的发
所 串电容应用 应与刻 度 环 的 电感 形 成 串联 谐 振 , 电 使
抗 为零 , 以抵 消 电感 的影响 。值 得注 意的是 , 刻度环 对 所配 的电阻 , 该是 精密 无 感 电阻 , 应 自制 时 , 用 双线 可
当泥浆 、 围岩 和侵 入 带 的影 响较 小 时 , 。可 以 近
g 号
距离 。
( 8 )
式 ( ) ,J 8 中 ,为线 圈距 ;R 为单 元 环 的半 径 ; R为 R 单元 环到 接收线 圈 的距离 ; 为单元 环到 发射 线 圈的 R 若 用 电导率 为 的金 属 导 线制 成 刻 度 环 来 代替 图 中的单元 环 , 刻度 环 对 仪器 提 供 有用 信 号 也 可 以 则
于各部分 介质所 产 生 的有 用 信 号 的叠 加 , 而视 电阻 率
式 ( ) , 为 仪 器 常 7中 K 数 ; 为介 质 电导 率 ; s为 d 单 元 环 的 截 面 积 ;g 为 单
元环 的几 何 因子 。
等于各部 分 介 质 的 电导 率 与 其 几 何 因子 乘 积 的代 数
式( ) , 为 仪 器 常数 。 它与 发 射 电流 的强 度 1中
射线 圈 , 为 接 收 线 圈 , 尺 两
个 线 圈相 隔一 定 距 离 固定 在芯棒 上 。 当给 发 射 线 圈

和频率 、 介质 的导磁 率 、 射 和接 收 线 圈的 匝数 、 面 发 截
积 以及 线 圈距有 关 ; g为单 元 环 的几 何 因子 。它仅与 单元环 的几何 尺寸 、 元环 与线 圈 系的相对 位置 有关 ; 单
个金 属导 电环 ( 常称 刻度 环 ) 模 拟 均 匀 无 限介 质 , 来 对 仪器进 行刻 度 的。它 具 有 使用 方 便 , 济 而 实 用 的 优 经
点。
(0 1)
刻度 环 电阻 R 与刻 度环 半 径 r 截 面积 d 、 、 s 电导 率 之 间有如 下关 系 :
元 环 为 仪 器 提 供 的 有 用 信
号。 d = K a s e g d () 7
导率 。但 是 , 实 际测井 中遇 到的往 往是 非均 匀介 质 , 在
此时 , 按照 上 式 计算 出 的 电导率 叫做 视 电导 率 , 对 于 由几部 分介质 组 成 的非 均 匀介 质 , 的有 用 信 号 等 总
式 ( 2 中 , 为刻度 系数 。当刻 度环半 径 和 刻度 1) 环 相对 于线 圈系 的位置确定 之 后 , 是常 数 。 由该 式 可知, 只要 选 择 不 同 的刻 度 电阻
度。
由感 应测井 原理 可知 , 在均 匀无 限介 质 中 , 仪器 接 收到的有用 信 号 与介 质的 电导率 成 正 比 , e 即 =
度 的 原理 和 方 法 。
关 键 词 :感应测井 ; 圈系; 线 刻度 ; 有用信号 ;无用信号
中图 法分 类 号 : 6 16 2 P 3 .+ 文 献 标 识码 :B 文 章 编号 :10— 14 2 1 ) 1 0 20 0 49 3 (0 10— 4 .4 0
O 引 言
见 = ( 1 1)
模拟刻度 原理 : 拟 刻 度 是把 串有 适 当 电阻 的 刻 模
度环 , 套在 线圈 系的一定 位置 上 , 使刻度 环产 生 的有用 信号等 效于某 均匀 无 限介 质 所 产 生 的有 用 信 号 , 代 来 替该介 质对仪 器进行 刻度 的一种 刻 度方法 。为便 于理
互作用 的情况 下 , 以认 为 e 可 的相 位滞 后 发射 电流 ,
10,0 滞后发 射 电流 i 0, 8 ̄e 则  ̄因此 e e 之 间存在 9 和 0
9 ̄ 0的相 位差 , 利用 这 个相 位 差 , 以 通过 专 门 的检 波 可
1 感应 测 井 的原 理 …
实用 的感应测 井仪式是 采用聚焦线 圈系 的感 应测
石 油 仪 器 P T O E M I S R ME T E R LU T U NS N
21 年 O 01 2月

仪器 设备 ・
感应 测 井仪 器 的刻度 原 理及 方法
袁 吉祥 吴少 威 贺 红 民 韩 金 玉 钟 晓勤
( 中国石油测井有限公 司长庆事业部 陕西 高陵 )
d 为单元 环 的截面 积。 s
个 幅度 和 频 率 均 恒定 的
正弦交流 电流 i , 其周 时 在 围地 层 中便 会 产 生 出一 个
图 1 感应测井原理
全部 介质 在接 收线 圈 中产 生 的 总有 用 信号 e 等 于各个 单元环 分别在接 收线 圈 中产生 的有用信 号的叠
d g d e :K a s () 1
井 仪 。由于聚焦线 圈系可 以看成 是几个 双线 圈系组合
而成 的 , 因此 在说 明感 应测 井原理 时 , 以双 线 圈系感 仍 应测 井 的原 理 为 例 。双 线 圈 系 感 应 测井 仪 的测 井 原 理 图 如 图 1所 示 。 为 发
和。例如 , 有井 眼 、 围岩和 侵入带 的影 响时 的视 电导 率
可表示为 :
盯 = G +G 。 £ +G +G () 5
几何 因 子 g又 可 表 示
为: 图 2 单元环示意图
式 ( ) , 、 、 和 分 别 为地 层 、 浆 、 岩 5中 泥 围 和侵 入带 的 电导 率 ; G G 和 G 分 别 为 地 层 、 G 、 、 泥 浆、 围岩 和侵入带 的几何 因子 。
参 数 的基础 ; 检查井 下仪器 的线性及稳定性 ; 检查 井下
仪 器 的工作 是否正 常。所 以刻 度对每种仪 器都是 至关 重要 的。本文 主要 从 仪 器本 身 的测井 原 理 出发 , 线 从 圈系和线路 两个角度来 阐述感应仪 器刻度 的原理 和方
法。
层 电导率有 关 , 故称 e 为有 用 信 号 , 同时 , 。 可 以 也 直接在 接收线 圈 中产生 一个感 生 电动 势 e , 地层 0与 电导率 无关 , e 叫做无用信 号 。在 略去 涡流 间的相 故 。
加, 则有 e = d = e g s d () 2
交 变的 电磁场 。 。在该 电磁 场的作 用下 , 地层 中就会 感应 出许 多 的环 绕 井 轴 的 感 生 电流 i( 流 ) 由 于 。涡 。
第一作者简介 : 袁吉祥 , , 7 年生 , 0 年毕业于西安石 油大学 , 男 1 8 9 2 5 0 现在就职于中国石油测井有 限公司长庆事业部仪修 中心从事仪修工作。邮
感应 测井仪 是 测量 地 层 电导率 的一 种 仪 器 , 它 但
式 ( ) , 为 仪 器 常 数 ; 为 刻 度 环 的 几 何 因 9中 K G 子, 与单 元环 的几何 因 子相 等 ; 为 刻 度环 的 电导 率 ;
d s为刻 度环 的截 面积 。 根据模 拟 刻度原 理 , 然有 : = e K ad 显 e 或 g s= 硒 , : 则
( g — 7 e —ds

输出 的是电压信 号 , 因此 仪 器 在 使 用 以前 必 须 首 先 确
定仪器 的输 出电压 与地 层 电 导率 之 间 的对 应 关 系 , 这 项 工作 就叫做仪 器 的刻度 。经过 刻度 的仪 器在 测井 时 就可 以按 照 电导 率进 行读 数 。 现场广 泛使用 的是 模 拟 刻度 法 , 种 方 法 是 用 一 这
解模拟 刻度原 理 , 面先 讨 论 简 单 的 双线 圈 系感 应 测 下 井仪 的刻 度 , 讨论 聚焦线 圈 系感应 仪器 的刻 度 。 再
2 1 双线 圈 系感应仪 器 的刻度 .
把式() 1) 8和式( 代人式(1, 0 1) 并整理得 亿 =÷

令 K e=
测 有:
(2 1)
电路 把 e e 分 开 , 和 。 使地 面记 录 系 统 只记 录有 用 信
号 e。
对 于均匀 无 限介质 , 以把它 划 分 为无 限多 个 与 可
井轴垂 直 的单 元导 电环 , 环 的截 面积 d 当 s等 于 1 , 时 常称为 单元环 , 当发射 和接 收条 件均 已知 的情况 下 , 单 元环 在接 收线 圈 中产 生 的有 用信 号 d 与介 质 的 e 电导率 成 正 比 , 表达式 为 其
有用信 号 的代数 和 。其 中 , 当发 射线 圈与接 收 线 圈绕
在 应用补偿 法刻 度 时 , 参考 信 号 的信 号 的相 位必 须调 准 , 若相 位调偏 , 刻度 时会 产生非 线性 。另外还 可 以采用 在刻度 环 电路 中串 联适 当电容 方法 进 行 刻度 ,
向相同时 , 圈系 的有 用信号 为正值 , 双线 反之为 负值 。

要:感应测井仪是现在使用比较频繁的一种 电法仪 器, 刻度是 一支仪 器测出优等 曲线 的前提 , 文章就是 以 El lg o
系统 中使 用 的 D F 50感 应仪 器为 基 础 , 感 应仪 器测 井的 基 本 原 理 出发 , 线 圈 系和 电子 线路 两 个角 度 阐述 了仪 器 刻 I5 2 从 从
面积 , 于接收线 圈面 积与其 匝数 之积 ; 线圈距 。 等 L为 根 据 感 应 测 井 的 几 何
因子理 论 , 图 2所 示 的单 如
该 式 表 明 , 用 信 号 与 介 质 的 电导 率 成 正 比, 有 因 此, 测井 时 只要 测 出有用信 号 , 就可 以计算 出地 层 的 电
测井仪 器 的刻 度有 三 个 目的 : 通过 确 立测 量值 与 工程值之 间的转换 关系建立 起高精度 的测量地层 储集
i 是交变 电流 , 它 也可 以形 成一 个 交变 的 电磁 场 . 因此பைடு நூலகம்西2 又叫二 次 电磁 场 。 由于 二次 电磁 场 的存 在 , , 2 在 接 收线 圈 中便产生 了感生 电动势 e , 因为 e 又 与地
编 :12 1 70 0
21 00年
第2 5卷
第 1 期
袁 吉 祥 等 : 应 测 井 仪 器 的刻 度 原 理 及 方 法 感
理论 上可 以证 明 , 全空 间的几 何 因子等 于 1 即 : ,
∑ g s=1 d
于是式 ( ) 2 变成
e =
() 3
() 4
流强 度 ; 为介 质的磁 导率 ; 为发 射线 圈的总 面积 , S 等于 发射线 圈 面积与其 匝数 之积 ; 为 接收 线 圈 的总 S

就 可 以模 拟 电导
式 中的 K 为仪 器常数 , 用公 式 表示为 :
A =一— — — 一
: 一
率 不 同的均匀无 限介 质对感 应 测井测 井仪进 行模 拟刻
() D 6 ,
斗丁 cL
2 2 聚焦 线 圈系感应 仪器 的刻 度 .
式 ( ) , 为发 射 电流 ,的 角 频 率 ; 6中 ,为 发 射 电
聚焦 线圈可 以 看成 是 由几 个 线 圈 系组 合 而 成 的 。




2 1 年 o 月 01 2
P T O E M I S R ME T E R L U N T U N S
因此 , 对于 聚集 线圈 系 , 某均匀无 限介质 所产生 的总有 用 信号就等 于该 介质在 每个双线 圈 系中所分别 产生 的
仿 照公 式 ( ) 1 的形式 来 表示 , : 即
d = K a d e g s () 9
似 的等于 。在此 情况 下 , 测 的有用信 号 的大小 , 所 可 以反 映出地层 电导 率 的变 化 , 就 是 感 应 测井 的基 本 这
原理 。
2 感应 测 井仪 的刻 度 原 理 ]
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