第八章感应测井
主讲人：李维彦 长江大学
地球物理与石油资源学院
• 普通电阻率测井侧向以及微电阻率测井只能 在水基泥浆中使用(直流电法测井),在油基泥 浆或空气钻井中无法测量,为此设计感应测井, 它是通过研究交变电磁场的特性反映介质电 导率(电阻率)的一种测井方法
• 主要讨论: • 1:测井原理 • 2:探测特性 • 3:曲线应用
1

nT ST r 2 2 lT 3

I
其中：I I0 e jwt发射电流强度
ST , nT发射线圈面积和圈数
井轴
dr dz
lt
Z
O r
由电磁感应原理，在单元环内产生的感应电动势为：
de
d1
dt


jwnT sT r 2
2lT 3
I
：介质的磁导率（沉积岩 4 107 H / m）
8.1感应测井原理
• 一 均匀介质电导率测量原理
•
地面仪器
• 感应测井仪器:
线圈系
•
井下仪器
•
辅助电路
• 线圈系由发射线圈T和接受线圈R组成,T和R之 间的距离叫线圈距记为L
2测量原理
假设地层以井轴为中心半径为r和 深度为z的各不相同的许多地层圆 环组成（drdz）这些圆环叫单元环 当drdz很小时，单元环可以看为交 变电磁场几何位置不同的一个线圈 则发射线圈（相当于一个磁偶极子） 在单元环产生的磁通量为：
r3 lR3lT 3
drdz
其中：SR , SMR为 1, M接 2 收线圈面积和圈数
令K仪


w2M1',2Mn2'T nR ST SR I 4L
单元环几何因子g (r ,
z)


L 2

r3 lR3lT
3
（只与位置有关）
则单元环在接收线圈产生的电动势为：
de' K仪 g(r, z)drdz
1 横向微分几何因子

Gr
g(r, z)dz

物理意义：单位厚度半径为r的无限长
圆筒状介质对
的贡献。
a
2 横向积分几何因子
rd /2
G横积 0 Gr (r)dr
物理意义：半径为r的无限长圆柱状
介质对
的贡献。
a
横向几何因子研究井眼,侵入 带对视电导率的贡献
二纵向几何因子 1 纵向微分几何因子
把所有单元环在接收线圈产生的感应 电动势考虑进去即对drdz积分得到：

ER K仪 0 g(r, z)drdz
ER是地层涡流在接收线圈产生的二次 感应电动势也叫有用信号，记为ER有用
一般几何因子满足归一化条件：

g(r, z)drdz 1 0
因此在均匀介质中，
ER有用
K仪
同时发射线圈T在接收线圈R中也
产生感应电动势：
Ex

jwnRnR SO2 2L3
I
与地层性质无关叫无用信号，它
与ER有用相差90（0 ？）
二非均匀介质感应测井原理
在测井中所遇 到的介质大多 数是分区均匀 的即在每个区 域内介质的电 导率不变如图
在这种情况下把ER有用 定义为 K仪
也
就是
是各区
a
域电导率
的加权平均
值，可以通过改进线圈系使Gm 0
8.2感应测井线圈系的探测特性
为了认识线圈系的横,纵探测特性, 从而选择最佳线圈系,使测量结果 受井眼,侵入带,围岩的影响较小且 为了准确确定电阻率,提高纵向分 辨率,必须研究线圈系的纵向(轴向) 和横向(径向)几何因子.
一横向几何因子
2上下围岩不相同 曲线不对称
二曲线应用
电导率曲线和电阻率的 应用一样,实际测井把电 导率变成电阻率
作业
• 用感应测井测得一无限厚致密地层视电 导率曲线值为250，井半径为0.1米,泥浆 的电导率为500，若此感应测井的积分几 何因子当R《0.5米时G（R）=2.0*R，则 地层的电导率 是多少?
视电导率即
a

ER有用 K仪

0

gdrdz

m Gm i Gi t Gt s Gs
m,i,t , s : 分别为泥浆、侵入带、
原状ห้องสมุดไป่ตู้层及围岩的电导率
Gm , Gi , Gt , Gs : 分别为泥浆、侵入带、 原状地层及围岩的几何因子.
单元环的电导为G drdz 2r
单元环内产生的感应电流：dI ' de G


jwnT ST r 4lT 3
Idrdz
该电流为闭合电流叫涡流，它是交流电，
在空间形成磁场（二次），
该磁场在接收线圈产生的感应电动势为：
de'


w2 2nT nR ST SR I 4L

L 2


Gz 0 g(r, z)dr
物理意义：单位厚度的无限延伸
薄板状介质对
的贡献。
a
2 纵向积分几何因子
h/2
G纵积
G(z)dz
h / 2
物理意义：厚度h的无限延伸
板状介质对
的贡献。
a
纵向几何因子研究地层厚度, 围岩对视电导率的贡献
8.3感应测井曲线及应用
一 曲线特点
1上下围岩相同 在曲线上对称出现一对”耳朵”,曲线对称;