第五章感应测井

第五章感应测井 感应测井 （Induction Logging） PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 感应测井 ü普通电阻率侧井、侧向测井方法只有在井内介质导 电时才能使用; ü感应测井用交变电流的互感原理测量地层的电导率; ü感应测井对淡水泥浆、电阻率中到低的地层有较好 的应用价值，因而在淡水砂泥岩剖面得到广泛的应用 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com §1 感应测井原理 电磁感应原理 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 一、井下仪器 下井仪 线圈系 发射线圈T 接受线圈R 振荡器（20kHz） 放大器 相敏检波器 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 二、定性原理 1、给发射线圈T供正弦交变电流IT； 3、Φ1 在接受线圈中产生一次 感应电动势Vx； 在地层中产生交变电流IL 4、交变电流IL产生二次交变电磁 场Φ2； 5、在R中产生二次感应电动势VR； 2、在周围产生一次交变电磁场Φ1； Φ1 Φ2 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 一次感应电动势Vx与发射电流IT相差90 o（滞后）； 二次感应电动势VR与发射电流IT相差180 o（滞后） VR与VX的相位关系 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 三、Doll几何因子理论 1、 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 环的概念： 将地层分割成无数个以井 轴为中心，截面积很小， 半径不同的圆环，这些圆 环的平面与井轴垂直，可 把这些圆环看成导电线 圈，称之为地层单元环 （Ground Loop） PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2、Doll几何因子理论概述 (1)、线圈系周围的介质是由无数个单元环组成; å ò== 全空间 dedeVR (2)、发射线圈引起的涡流分别在单元环中流动； (3)、每个单元环都单独存在，且在接收线圈中产 生有用信号de (感应电动势）； (4)、接收线圈中有用信号VR (感应电动势）是所 有单元环的有用信号de之和： PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3、用几何因子理论导出VR Ø在通过z的子午面上，用drdz 面积元代表单元环。 Ø以线圈中点为坐标原点，井 轴为Z轴，建柱坐标系r j z ; Ø设介质关于Z轴旋转对称; Ø取一个半径为r的单元环， 其在rjz坐标系中方程为r= 常数，z=常数; PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com （1）、单元环中感应电动势de¢ 、涡流dI ¢： dt dde f-=' f（磁通量） òò òò ×=×= S S SdHSdB rrrr mf H（磁场强度） 32 r MH p r = TnISM 0= r 环r dedI '' = 积分面积 drdz rr s p2 =环 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com （2）、接收线圈中感应电动势de Ø单元环中涡流在空间形成二次交变电磁场，二次 交变电磁场又会在接收线圈中产生感应电动势； Ø因接收线圈很小，设其中心与井轴重合，只 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 出单元环在井轴上的磁场强度，即是接收线圈中磁 场强度； Ø求出接收线圈中磁通； Ø即可求出de PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 接收线圈中感应电动势de IdrdzrSnnde RT RT s rpr mw 33 3 0 22 8 -= drdzrL L ISnn RT RT s rrp mw 33 32 0 22 24 ×-= L ISnnk RT p mw 4 2 0 22 -= 33 3 2 RT rLg rr = drdzkgde s= PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com (3)、接收线圈中总电动势VR（二次磁场产生的） ò òòå ¥ ¥- ¥ === 0 drdzkgdrdzkgdeVR ss全空间 全空间 如介质是均匀无穷的，则： ò ò ¥ ¥- ¥ = 0 gdrdzkVR s 1 0 =ò ò ¥ ¥- ¥ gdrdz可以证明： skVR =所以： k V R=s PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 4、视电导率σa(非均匀介质) ò ò=º ¥ ¥- ¥ 0 drdzgk V R a ss SSttiimma GGGG sssss +++= òòòòòòòò +++= s s t t i i m m gdrdzgdrdzgdrdzgdrdz ssss SSttiimma GGGG sssss +++= PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 5、DOLL几何因子（微分几何因子）g的物理意义 2 3222 322 3 33 3 ]) 2 ([]) 2 ([22 ZLrZLr rLrLg TR -+×++ ×=×= rr 均匀介质： drdzkgde s= skVR = gdrdz V de R = 如截面积（单元环）drdz=1，则： RV deg = g是均匀介质中截面积为1的单元环的有用信号占全空间 有用信号的百分比 ,单元环的位置不同， g的大小不同。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 非均匀介质： ò ò=º ¥ ¥- ¥ 0 drdzgk V R a ss g是截面积为drdZ的单元环真电导率对视 电导率贡献的百分比（相对贡献大小） PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 6、无用信号（互感电动势）Vx : I L snniV TRx 3 2 0 2p wm -= l由几何因子理论得到 lVx与电导率无关 %8 || || » X R V V lVR与Vx相位相差90 0 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com §2 探测特性 一、双线圈系的探测特性 ò +¥ ¥- º gdZg r ( ){ ( ) ( ) ( ) }kEkkKkL k 1212 22 -+-= h L r =h 14 1 2 + = h k ( ) ò - = 2 0 22 sin1 p q q k dkK ( ) qqp dkkE ò -= 2 0 22 sin1 1、横向微分几何因子gr gr的物理意义：厚度为1 ，半径为r 的无限长圆筒 状介质真电导率对σa的相对贡献。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com a、半径不同的圆筒介质的相对贡献大小 要增大探测深度，需要增大线圈距 b、η=0.45时，gr达到极大值，说明 η=0.45处介质对σa的贡献最大 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2、横向积分几何因子Gr ( ) ( )kE k kkE k kdrgG r rr 2 1 2 11 2 0 2 - + + -=º ò 意义：表示半径为r的无限长圆柱介质对σa的 相对贡献。 探测半径： Gr=0.5时的半径 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com a.因gr >0,故Gr是随 r单调递减的。 b.当r=0，Gr=0， r→∞,Gr=1 c.Gr=0.5的圆柱体半 径作为探测半径（约 0.8米） PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 设Z轴原点在双线圈系中点 ò ¥ º 0 gdrg Z 3、纵向微分几何因子gz ï ï î ïï í ì ³ £ = 2 , 8 2 , 2 1 2 LZ Z L LZ L 意义：表示纵坐标为Z，厚度为1的无限延伸 的水平状介质，对σa 的相对贡献。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com a. T,R之间地层对σa 贡献最大，之外的介质 贡献按1/z2减小。 b. gz决定纵向分辨率。 要提高纵向分辨率,减小L PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 4、纵向积分几何因子GZ ò-º Z Z ZZ dZgG ï ï î ïï í ì ³- £ = 2 , 4 1 2 , LZ Z L LZ L Z 意义：厚度为2z的地层对σa的相对贡献，及 围岩的影响 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com a.Gz曲线与Gr相似， 单调增加 b. z=0,Gz=0; z→∞,Gz=1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ü 探测深度浅（r=0.8m); ü 分辨率低(h=2m，Gz=0.7); ü 无用信号比有用信号幅度高几十甚至上千倍。 5、双线探测特性 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 二、复合线圈系 T1R1—主线圈对，各100匝 T2R2—补偿线圈对，各-25匝， 减小井影响增加探测深度 T3R3 —聚焦线圈对，各-7匝， 提高分层能力，减小围岩影响。 由l个串连的发射线圈和m个串连的接收线圈构 成的复合线圈系，将有l×m个双线圈系，总探 测特性是这些线圈系叠加的结果。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 0.8m六线圈系探测特性 横向微分、积分几何因子 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 纵向微分、积分几何因子 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1503型双感应 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1503型双感应探测特性 ①井径d<0.3m，中 感应Gr≈0，而当 d<0.7m，深感应 Gr≈0（说明井眼影 响小）； ② Gr=0.5时，中感 应探测半径约0.8m， 深感应约1.7m PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ③当Gz=0.9时，中感应对应地层厚度约0.8m,深 感应对应地层厚度约2m ④深感应曲线是对称的，而中感应曲线不对称 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com §3 视电导率曲线及应用 ( ) ( ) sxxsxs *)( ZZa gdZgZ =ò -= ¥¥- PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 曲线特点 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 应用 应用条件：淡水泥浆、砂泥岩剖面、中低阻、中厚层 一、划分岩性剖面：H>2m，半幅点对应地层界面 二、确定Rt→ Sw sa Rt 井眼、侵入、围岩-层厚校正 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3 0 3 2 cos 2 cos T T T R ISnMH pr q pr q == òò òò ×=×= S S SdHSdB rrrr mf 返回 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 毕—沙定律： 圆形电流上电流元dl在轴线 上任一点P处（离电流元距 离为R）的磁感应强度dB为： 3 ' 4 R RlddIBd rr r ´ = p m 返回 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com