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1、测井方法原理,电法测井（十一）,第三节 复合线圈系,第二节 视电阻率和几何因子,第一节 感应测井原理,第四节 感应测井仪刻度原理,第五节 感应测井视电阻率曲线,第六节 均匀介质中感应测井响应的严格解法,第五章 感应测井,第八节 感应测井曲线的解释,第七节 几何因子理论的改进,直流,电法测井,交流,普通电阻率，侧向,感应,侧向测井的特点？,探测深度分辨率侵入影响应用效果,侧向测井的局限？,油基泥浆钻的井气体条件下钻的井空气井井内无导电介质,解决问题的方法感应测井,为什么感应测井能在无导电介质条件下测井？,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
2、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,第一节 感应测井原理,线圈系,振荡器正弦交流电发射线圈形成交变电磁场,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,L线圈距,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
3、间所有单元环在接收线圈R中的信号总和。,感应电动势计算,磁偶极子：与研究空间比，线圈很小，可看作点状磁偶极子。,磁偶极子产生的偶极矩M:,I为正弦交流电,nT发射线圈匝数So线圈的面积(a2)I线圈中的电流强度M偶极矩（磁场强度）,据电磁学，空间任一点磁场强度的矢径方向的分量H:,T测点距发射线圈的距离矢径方向与M方向的夹角,i单位虚数交变电流的角频率,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）：,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：,单元环的电导：,单元环导电率,单元环中的电流（涡流）：,该
4、涡流在空间形成二次电磁场，它在接收线圈处形成的磁场强度：,单元环在接收线圈R的磁通：,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：,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：,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,P130(4-4),根据计算,有用信号远小于无用信号,相敏检波器,发射线圈与接收线圈直接耦合电动势,视电导率a空间各个单元环的导电率加权平均值。权系数g（Doll)微分几何因子,有用信号与仪器常数之比,第二节 视电导率和几何因子,P13
5、1(4-6),一、视电导率a,微分几何因子,微分几何因子的三维图形类似半个火山的图形。,半圆形火山口是g最大值的轨迹。在T和R处有两个峭壁,P130(4-3),井下介质一般是分区均匀的阶跃介质。,井下条件的视电导率,横向井眼侵入带原状地层,纵向地层是一层一层沉积的围岩,如用m、i、t、s分别代表井眼、侵入带、原状地层、围岩导电率，则有：,Gm、Gi、Gt、Gs井眼、侵入带、原状地层、围岩的积分几何因子,二、横向几何因子,将g对z积分，就得到横向微分何几因子gr,横向微分几何因子,gr反映线圈系的横向探测特性井、侵入带、原状地层对视电阻率相对贡献的大小,P133(4-9),K(k)第一类完全椭圆
6、积分E(k)第二类完全椭圆积分,式中：,当小时，gr几乎随直线上升，当0.45时达到最大值。然后，随的增加gr逐渐减小，最终趋于0。,=0.45处的介质贡献最大要增加探测深度，就必须增大线圈距L与侧向测井类似,Gr是随r单调增加的函数r=0Gr=0r Gr=1,Gr(r)是半径为r的柱面以内全部介质的总相对贡献。,例如：当r=0.5L时，Gr=0.225 表示在r=0.5L的圆柱面内全部介质的总相对贡献是22.5，而柱面以外的总相对贡献是77.5,将gr对r积分，就得到在径向上有限地层的相对贡献横向积分何几因子Gr,横向积分几何因子,双线圈系,P134(4-11),Gr的含义,二、纵向几何因子
7、,将g对r积分，就得到纵向微分何几因子gz,纵向微分几何因子,P134(4-12),T和R分别放在z轴上-L/2与L/2处，积分结果是：,gz反映线圈系的纵向探测特性发射线圈与接收线圈之间的地层贡献最大，以外的地层的贡献按1/z2的规律减小。,纵向微分何几因子决定了线圈系的纵向分辨率线圈距L越大，纵向分辨率越低与提高径向探测深度茅盾,Gz是随z单调增加的函数，z=0Gr=0，z Gz=1,Gz(z)是以T、R的中点、高度(纵向）为2z的（无限大）圆饼以内全部介质的总相对贡献。,将gz对z积分，就得到厚度有限的地层的相对贡献纵向积分何几因子Gz,纵向积分几何因子,Gz的含义,P135(4-13)
8、,自学P135137横向微分几何因子推导及证明,由串联在一起的多个发射线圈和串联在一起的多个接收线圈组成。,第三节 复合线圈系,双线圈系的缺陷,复合线圈系,复合线圈系,它们分别用符号T0，T1，Tl和R0，R1，Rm表示。,它们的匝数分别是nT0，nTl和nR0，nRm表示。,它们的匝数nT0和nR0一定是最大的。,我国常用的1503双感应测井仪线圈系结构,深感应对称六线圈系，中感应不对称八线圈系,与双线圈系的定义相同,复合线圈系的仪器常数,各线圈对仪器常数的总和,微分几何因子,微分几何因子各线圈对几何因子gjk的加权平均值。,P139(4-16),视电导率,线圈的匝数可以取正值，也可以取负值
9、,nT0和nRO永远取正数,发射线圈的缠绕方向与主发射线圈T0相同匝数为正,接收线圈的缠绕方向与主接收线圈T0相同匝数为正,由于匝数有负，主线圈对的权系数通常大于1,注意,恰当选择线圈系的位置、匝数复合线圈系可得到良好的探测特征,0.8m六线圈系的特点,参见P140图4-5：微分几何因子随r和z变化的三维图形,六线圈系的径向探测深度远比主线圈对的要大,六线圈系的微分几何因子除了“高峰”，还有“深谷”某些地方g取负值有些线圈匝数为负的缘故,采用复合线圈系可以改进仪器的探测特性，但必须满足一定要求,复合线圈系应满足的要求（4点）：,复合线圈系在压制无用信号时，也会影响有用信号,对称性,发射线圈的个
10、数接收线圈的个数,要求线圈系对其中点对称,我国广泛使用的0.8m六线圈系主要参数与结构：,我国常用的1503双感应测井仪线圈系结构,深感应对称六线圈系，中感应不对称八线圈系,有时，线圈系也可不对称,r0.2时gr远比groo低，且出现负值消除井眼影响,六线圈系的探测深度主线圈系探测深度,gr最大值在r=0.58m处groo最大值在r=0.36m处,横向几何因子,纵向几何因子,gz远比gzoo高、而且窄,纵向分辨率提高,gz曲线的尖峰变高、变窄称为“聚焦”现象是线圈相互作用所至,在z=1m附近，gz为负值称为“过聚焦”形成“耳朵”（一对，另一支在z=-1m处）导致视电导率曲线独特的“耳朵”现象,本节要点,1、感应测井基本原理,3、视电导率、几何因子的概念、含义,4、复合线圈系的构成、特点及几何因子,2、双线圈系感应电动势的计算,Thank You！,
