第11讲阵列感应测井

阵列感应测井原理及应用

阵列感应测井原理及应用 摘要：本文探讨了阵列感应测井原理，论述了在判断地层水矿化度方面的应用效果，阵列感应在使用中也存在一些缺陷，阵列感应在处理中，人为因素较大，不同的参数处理结果差异较大，这就造成了阵列感应在使用过程中对解释有一定的误导，引起对阵列感应可靠性的怀疑，这在以后的处理方法中有待改进。 关键词：阵列感应测井矿化度应用效果 一、阵列感应测井原理简介 阵列感应测井的最基本原理与普通感应测井原理类似，但它在硬件上采用简单的三线圈系结构，这种线圈系没有硬件聚焦功能，它采用数学方法对呈不对称形状的纵向响应曲线进行软件聚焦处理。它由7组接收线圈对和1个共用的发射线圈组成，实际上相当于具有7种线圈距的三线圈系。在接收线圈系的设计上充分考虑了以下几个问题：（1）、消除直藕信号；（2）、三线圈子阵列纵向特性的频率响应没有盲频；（3）、要有若干子阵列分别反映浅部和深部地层信息；（4）、各接收子阵列之间的间距应按一定规律变化和分布；（5）、离发射线圈较远的接收子阵列应考虑发射功率和接收信号的强度。 高分辨率阵列感应测井仪在硬件设计时充分考虑了上述因素，它的每个接收线圈系都由两个相互对称的线圈组成，即一个主接收线圈和一个辅助接收线圈，它利用了两个线圈电磁场叠加原理，来实现消除直藕信号影响的目的。在线圈系的排列上设计了最小线圈距为6in，最大线圈距为94in，在这两个线圈距之间采用了近似于指数形式的线圈系分布，即全部子阵列间距为6in、10in、15.7in、24.5in、38.5in、60in、94in。这种排列方式不仅有利于采集浅部地层和深部地层信号，而且有利于径向有效信息的均匀采样。发射信号是加到一个单独的发射线圈上的，这种方法能使发射器的有效功率变为最大，由发射线圈发射出的是一个形状为方形的电压波形（即方波），发射波采用方波是由于其具有较高的发射频率，对于给定的电压能使发射线圈的功率变为最大。而且它具有宽的频谱，它包括了方波频率（约等于10KHZ）及所有的奇次谐波的能量，因此每个线圈可以在10、30、50、70、90、110、130、150KHZ共8个频率下同时进行工作。 在阵列感应测井中，接收线圈子阵列接收到测量信号为复信号，即R信号和X信号，R信号也称为实部信号，与发射电流相位相同或相反；X信号又叫虚部信号，与发射电流相位垂直。该阵列感应测井仪器在测井数据采集方面使用了先进的多道全数字化采集技术，能够同时采集7组子阵列在8个工作频率上的R信号和X信号，共112个测量信号。再对这些原始测量信号进行“软件聚焦”，就可得出三种纵向分辨率和六种探测深度的阵列感应合成曲线。 二、在判断地层水矿化度方面的应用效果 根据前期理论和实际经验可知：在渗透性地层中，当井筒内泥浆柱的压力大

5700测井技术介绍—阵列感应测井原理及应用

5700测井技术介绍— 阵列感应 测井原理及地质应用

目录 一、前言 (1) 二、阵列感应测井原理及应用 (1) 1.阵列感应测井原理简介 (1) 2阵列感应资料处理 (2) 3.阵列感应测井的地质应用 (10) 三、阵列感应测井实例分析 (14) 1、低矿化度泥浆侵入含高矿化度地层水的储层 (14) 2、高矿化度泥浆侵入含低矿化度地层水的储层 (17) 3、在稠油井中的应用效果 (20) 4、水淹层解释应用效果 (21) 5、在判断地层水矿化度方面的应用效果 (23) 四、总结和建议 (24)

一、前言 阵列感应测井是测井发展史上的一个飞跃，自从测井公司引进了阿特拉斯的阵列感应测井仪HDIL后，经过多年的使用，已经成为测井中一项不可缺少的项目，特别是在沙泥岩地层和低电阻率地层中，发挥了其它测井项目不可替代的作用。 二、阵列感应测井原理及应用 1.阵列感应测井原理简介 阵列感应测井的最基本原理与普通感应测井原理类似，但它在硬件上采用简单的三线圈系结构，这种线圈系没有硬件聚焦功能，它采用数学方法对呈不对称形状的纵向响应曲线进行软件聚焦处理。它由7组接收线圈对和1个共用的发射线圈组成，实际上相当于具有7种线圈距的三线圈系。在接收线圈系的设计上充分考虑了以下几个问题：（1）、消除直藕信号；（2）、三线圈子阵列纵向特性的频率响应没有盲频；（3）、要有若干子阵列分别反映浅部和深部地层信息；（4）、各接收子阵列之间的间距应按一定规律变化和分布；（5）、离发射线圈较远的接收子阵列应考虑发射功率和接收信号的强度。 高分辨率阵列感应测井仪在硬件设计时充分考虑了上述因素，它的每个接收线圈系都由两个相互对称的线圈组成，即一个主接收线圈和一个辅助接收线圈，它利用了两个线圈电磁场叠加原理，来实现消除直藕信号影响的目的。在线圈系的排列上设计了最小线圈距为6in，最大线圈距为94in，在这两个线圈距之间采用了近似于指数形式的线圈系分布，即全部子阵列间距为6in、10in、15.7in、24.5in、38.5in、60in、94in。这种排列方式不仅有利于采集浅部地层和深部地层信号，而且有利于径向有效信息的均匀采样。发射信号是加到一个单独的发射线圈上的，这种方法能使发射器的有效功率变为最大，由发射线圈发射出的是一个形状为方形的电压波形（即方波），发射波采用方波是由于其具有较高的发射频率，对于给定的电压能使发射线圈的功率变为最大。而且它具有宽的频谱，它 ）及所有的奇次谐波的能量，因此每个线圈可以包括了方波频率（约等于10KH Z 共8个频率下同时进行工作。 在10、30、50、70、90、110、130、150KH Z

国外阵列感应测井仪器的最新发展

国外阵列感应测井仪器的最新发展 阵列感应仪器在电缆测井作业中已经受了时间的考验,用于商业化服务快接近20年了。Schlumberger公司在1991年推出了AIT仪器（Barber和Rosthal等），之后Baker Atlas公司在1996年（Beard等）、Halliburton公司在2000年（Beste 等）也分别推出了各自的阵列感应仪器。利用阵列感应仪器可以测得聚焦探测深度为10至120英寸、相应的垂直分辨率为1、2、4英尺的径向电阻率曲线。这些测井曲线从横向和纵向上对井眼及其周围地层给予了清晰的描述。近年来，感应仪器的设计者们一直都在不断努力创新,改进仪器的硬件设计和软件处理,最终提高仪器的测量精度和重复性,发挥阵列感应测井的优势,为油、气层识别奠定基础。 一、斯伦贝谢公司的阵列感应成像测井仪AIT家族 AIT阵列感应成像测井仪能在不同井眼条件和环境下精确测量裸眼井地层的电导率，该电导率既是井眼深度的函数，也是径向深度的函数。阵列感应仪器的线圈阵列有多种工作频率。对接收到的信号进行软聚焦处理可以得到不同探测深度的电阻率测井曲线。多道信号处理给出了丰富而稳定的仪器响应,其径向探测深度和纵向分辨率都明显改进和提高，而且对环境影响进行了校正。利用仪器的测量结果还可实现二维（2D）电阻率成像，成像图形清晰定量地显示了层理和侵入特征。利用多种侵入特征描述参数可以表明过渡带和环空带的地层特征。可以把定量的侵入信息现场彩绘为2D含水饱和度Sw图像。继开发出用于测量井眼条件适中的地层电阻率的标准的AIT-B和AIT-C型仪器外,斯伦贝谢公司也开发出用于小井眼和恶劣环境(高温高压)条件下测井等多种类型的阵列感应仪器，组成了AIT家族。多种类型的AIT仪器可适用于不同的特殊工作环境，包括小井眼、恶劣环境下高温高压环境（HPHT）。 Platform Express Array Induction Imager Tool(AIT-H) AIT-H 仪器特别用于Platform Express 测井平台。此种仪器的长度大约只有AIT-B和AIT-C的一半，但仍可提供同样高质量的测量结果。此仪器主要用于标准的测井条件即：压力高达15,000psi(103Mpa),温度高达257℉（125℃）。最新型号的AIT-M仪器可以用于额定温度高达302℉环境下的同样的参数测量。Slim Array Induction Tool(SAIT)

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 Log 1、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： t t invasion invasion m mud t t mud mud t R G R G R G G G G 1 1 1 invasion invasion ?+?+?=?+?+?=σσσσ

阵列感应测井方法和技术进展

阵列感应测井方法和技术进展 前言：就目前而言，测井的方法种类繁多，并且趋于系列化。其基本的方法有电、声、放射性测井三种。此外还有特殊方法，如电缆地层测试、地层倾角、成像、核磁共振测井。当然还存在其他形式的测井方法，如随钻测井。然而每种方法都只能反映岩层地质特性的某一侧面。在实际运用中应当综合地应用多种测井方法。[1] 阵列感应测井技术始于20世纪90年代初。阵列感应测井技术的原理是利用阵列在接受线圈集中在一侧的好处可大大缩短仪器长度。目前广泛应用的阵列感应测井有斯仑贝谢的AIT-A和AIT-H、Baker Altas的HDIL以及哈里伯顿的HRIA等。与传统的双感应和双侧向相比，具有测量信息多、分辨率高、探测深度大、反映侵入直观等优点。 一、国内外研究及应用现状 感应测井仪器经历了双感应测井、聚焦感应测井、阵列感应测井仪器等几个发展阶段[2]。感应测井解决了淡水和油基泥浆井中的电阻率测量问题，由于早期的普通电阻率测井、侧向测井，只能在导电的泥浆中进行测量，有时为了获取地层原始含油饱和度信息，需要用油基泥浆或空气钻井，针对这个问题，1949年Doll提出了感应测井及其在油基泥浆井中的应用理论，该理论的根据是电磁感应原理。如果忽略趋肤效应的影响，则依据电磁场Maxwell方程就可以推导出Doll几何因子表达式。1962年研制出具有商用价值的双感应测井仪器，但是该测井仪器在实际应用中出现了很多问题，例如不能进行薄层分析，分辨率低，受井眼、侵入、围岩以及趋肤效应环境影响严重等，这些不足导致测井曲线不能反映实际的地层信息。 作为一维的测量和处理方法，传统的聚焦感应测井方法不能有效地消除二维的井眼、围岩，侵入等环境影响以及趋肤效应的影响。为了解决测井方面遇到的问题，二十世纪九十年代出现了新的测井方法和测井仪器——阵列感应测井方法和阵列感应测井器。该测井方法在测井过程中易于获取丰富的井下地层信息。这种测井方法不仅能有效地消除二维的环境影响，获取地层的真电导率[3]，而且使感应测井的应用范围更广泛，进行薄层分析和复杂的侵入解释，对油气储藏的准确评价具有重要的作用。 1984年，BPB公司率先推出了商用的阵列感应测井仪器（Array Induction Sonde，AIS），该仪器采用一个发射线圈和四个接收线圈的结构。主接收线圈的间距是根据传统感应测井线圈系间距设计的，采用了单频率的工作方式，所有的接收信号经数字化后再传送到地面，由地面计算机进行处理。由于径向和纵向特性不可能分别达到最优，因此它的二维特性不是最优的。1990年斯伦贝谢（Schlumberger）公司推出了阵列感应成像测井仪器（Array Induction Tool，AIT）。最初其推出的

感应测井全面

感应测井技术结题报告组员：

1.感应测井技术原理及概述 感应测井是利用电磁感应原理研究岩层导电性的一种测井方法。在一个线圈中通上交流电，线圈周围就会形成交变电磁场，如果交变电磁场中有导体存在，那么在导体中会产生感应电流，这就是电磁感应原理。 实用的感应测井仪式是采用聚焦线圈系的感应测井仪。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,仍以双线圈系感应测井的原理为例。双线圈系感应测井仪的测井原理图如图1所示。 T为发射线圈,R为接收线圈,两个线圈相隔一定距离固定在芯棒上。当给发射线圈一个幅度和频率均恒定的正弦交流电流i时,在其周围地层中便会产生出一个交变的电磁场Υ1。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i1(涡流)。由于i1是交变电流,因此它也可以形成一个交变的电磁场Υ2,Υ2又叫二次电磁场。由于二次电磁场的存在,在接收线圈R中便产生了感生电动势eσ,又因为eσ与地层电导率有关,故称eσ为有用信号,同时,Υ1也可以直接在接收线圈R中产生一个感生电动势e0,与地层电导率无关,故e0叫做无用信号。在略去涡流间的相互作用的情况下,可以认为eσ的相位滞后发射电流I180°,e0则滞后发射电流i90°,因此eσ和e0之间存在90°的相位差,利用这个相位差,可以通过专门的检波电路把eσ和e0分开,使地面记录系统只记录有用信 号eσ。对于均匀无限介质,可以把它划分为无限多个与井轴垂直的单元导电环,当环的截面积ds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R中产生的有用信号deσ与介质的电导率σ成正比,其表达式为deσ=Kgσds(1)式(1)中,K为仪器常数。它与发射电流的强度和频率、介质的导磁率、发射和接收线圈的匝数、截面积以及线圈距有关;g为单元环的几何因子。它仅与单元环的几何尺寸、单元环与线圈系的相对位置有关;ds为单元环的截面积。全部介质在接收线圈中产生的总有用信号eσ等于各个单元环分别在接收线圈中产生的有用信号的叠加,则有