《感应测井》PPT课件.ppt
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1、电法测井电法测井(十一)(十一)直流直流电法测井电法测井交流交流普通电阻率,侧向普通电阻率,侧向普通电阻率,侧向普通电阻率,侧向感应感应感应感应探测深度探测深度探测深度探测深度分辨率分辨率分辨率分辨率侵入影响侵入影响侵入影响侵入影响应用效果应用效果应用效果应用效果油基泥浆钻的井油基泥浆钻的井油基泥浆钻的井油基泥浆钻的井气体条件下钻的井气体条件下钻的井气体条件下钻的井气体条件下钻的井空气井空气井空气井空气井井内无导电介质井内无导电介质井内无导电介质井内无导电介质线线线线圈圈圈圈A A A A通通通通交交交交流流流流电电电电A A A A周周周周围围围围空空空空间间间间形形形形成成成成交交交交变变
2、变变电电电电磁磁磁磁场场场场B B B B线线线线圈圈圈圈产产产产生生生生感感感感应应应应电电电电动势动势动势动势交交交交变变变变电电电电磁磁磁磁场场场场可可可可在在在在导导导导电电电电介介介介质质质质中中中中传传传传播播播播,也也也也能能能能在在在在非导电介质非导电介质非导电介质非导电介质中传播中传播中传播中传播A A A A、B B B B放放放放入入入入井井井井中中中中AAAA能能能能在在在在井井井井周周周周围围围围地地地地层层层层中中中中感感感感应应应应出出出出电电电电动动动动势势势势形形形形成成成成以以以以井井井井轴轴轴轴为为为为中中中中心心心心的的的的同同同同心心心心圆圆圆圆环环环
3、环状状状状涡涡涡涡流流流流涡涡涡涡流流流流强强强强度度度度与与与与地地地地层层层层导导导导电电电电率率率率成成成成正正正正比比比比涡涡涡涡流流流流产产产产生生生生二二二二次次次次交交交交变变变变电电电电磁磁磁磁场场场场在在在在B B B B中中中中又又又又产产产产生生生生感感感感应应应应电电电电动动动动势势势势电电电电动动动动势势势势大大大大小小小小取取取取决决决决于于于于涡涡涡涡流流流流强强强强度度度度取取取取决决决决于于于于地地地地层层层层导导导导电电电电率率率率感应测井基本原理感应测井基本原理感应测井基本原理感应测井基本原理线圈系线圈系发射线圈发射线圈发射线圈发射线圈T T T T接收线
4、圈接收线圈接收线圈接收线圈R R R R振振振振荡荡荡荡器器器器正正正正弦弦弦弦交交交交流流流流电电电电发发发发射射射射线圈线圈线圈线圈形成交变电磁场形成交变电磁场形成交变电磁场形成交变电磁场设设设设想想想想地地地地层层层层为为为为许许许许多多多多以以以以井井井井轴轴轴轴为为为为中中中中心心心心的的的的导导导导电电电电圆圆圆圆环环环环交交交交变变变变电电电电磁磁磁磁场场场场作作作作用用用用圆圆圆圆环环环环产产产产生生生生以以以以井井井井轴轴轴轴为为为为中中中中心心心心(同同同同心心心心环环环环状状状状)感感感感应应应应电电电电流流流流涡涡涡涡流流流流形成二次交变电磁场形成二次交变电磁场形成二次
5、交变电磁场形成二次交变电磁场接收线圈产生感应电动势接收线圈产生感应电动势接收线圈产生感应电动势接收线圈产生感应电动势L L L L线圈距线圈距线圈距线圈距假假假假定定定定:单单单单元元元元环环环环井井井井轴轴轴轴垂垂垂垂直直直直通通通通过过过过圆圆圆圆环环环环中中中中心心心心,圆圆圆圆环环环环半半半半径径径径r r r r,截截截截面积面积面积面积A A A A思思思思路路路路:先先先先计计计计算算算算发发发发射射射射线线线线圈圈圈圈T T T T在在在在单单单单元元元元环环环环感感感感应应应应涡涡涡涡流流流流的的的的大大大大小小小小再再再再计计计计算算算算单单单单元元元元环环环环涡涡涡涡流流
6、流流在在在在接接接接收收收收线线线线圈圈圈圈R R R R中中中中产产产产生生生生的的的的感感感感应应应应电电电电动动动动势势势势最最最最后后后后求求求求出全空间所有单元环在接收线圈出全空间所有单元环在接收线圈出全空间所有单元环在接收线圈出全空间所有单元环在接收线圈R R R R中的信号总和。中的信号总和。中的信号总和。中的信号总和。感应电动势计算感应电动势计算磁磁磁磁偶偶偶偶极极极极子子子子:与与与与研研研研究究究究空空空空间间间间比比比比,线线线线圈圈圈圈很很很很小小小小,可可可可看看看看作作作作点点点点状状状状磁磁磁磁偶偶偶偶极子。极子。极子。极子。磁偶极子产生的偶极矩磁偶极子产生的偶极
7、矩磁偶极子产生的偶极矩磁偶极子产生的偶极矩M:M:M:M:I I I I为正弦交流电为正弦交流电为正弦交流电为正弦交流电n n n nT T T T发射线圈匝数发射线圈匝数发射线圈匝数发射线圈匝数S S S So o o o线圈的面积线圈的面积线圈的面积线圈的面积(a a a a2 2 2 2)I I I I线圈中的电流强度线圈中的电流强度线圈中的电流强度线圈中的电流强度M M M M偶极矩(磁场强度)偶极矩(磁场强度)偶极矩(磁场强度)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据电磁学,空间任一点磁场强度的矢径方向的分量据电磁学,空间任一点磁场强度的矢径方向的分量据电磁学
8、,空间任一点磁场强度的矢径方向的分量H H H H :T T T T测点距发射线圈的距离测点距发射线圈的距离测点距发射线圈的距离测点距发射线圈的距离 矢径方向与矢径方向与矢径方向与矢径方向与M M M M方向的夹角方向的夹角方向的夹角方向的夹角i i i i单位虚数单位虚数单位虚数单位虚数 交变电流的角频率交变电流的角频率交变电流的角频率交变电流的角频率单单单单元元元元环环环环的的的的磁磁磁磁通通通通:通通通通过过过过单单单单元元元元环环环环作作作作一一一一球球球球面面面面,对对对对球球球球面面面面的的的的法法法法线线线线方方方方向向向向的的的的磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度进进进进行行行行
9、积积积积分分分分,通通通通过过过过单单单单元元元元环环环环的的的的磁磁磁磁通通通通(磁磁磁磁感感感感应应应应强强强强度度度度B=B=B=B=H H H H,磁到率磁到率磁到率磁到率):M M M MT T T T发射线圈与单元环间的互感。发射线圈与单元环间的互感。发射线圈与单元环间的互感。发射线圈与单元环间的互感。据电磁感应原理,据电磁感应原理,据电磁感应原理,据电磁感应原理,单元环上的电动势:单元环上的电动势:单元环上的电动势:单元环上的电动势:单元环的电导:单元环的电导:单元环的电导:单元环的电导:单元环导电率单元环导电率单元环导电率单元环导电率单元环中的电流(涡流):单元环中的电流(涡流
10、):单元环中的电流(涡流):单元环中的电流(涡流):该该该该涡涡涡涡流流流流在在在在空空空空间间间间形形形形成成成成二二二二次次次次电电电电磁磁磁磁场场场场,它它它它在在在在接接接接收收收收线线线线圈圈圈圈处处处处形形形形成成成成的的的的磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度:单元环在接收线圈单元环在接收线圈单元环在接收线圈单元环在接收线圈R R R R的磁通的磁通的磁通的磁通 :n n n nR R R R接收线圈圈数接收线圈圈数接收线圈圈数接收线圈圈数S S S So o o o接收线圈的面积接收线圈的面积接收线圈的面积接收线圈的面积M M M MR R R R发射线圈与单元环间的互感发射线圈与
11、单元环间的互感发射线圈与单元环间的互感发射线圈与单元环间的互感单元环在接收线圈单元环在接收线圈单元环在接收线圈单元环在接收线圈中产生的电动势中产生的电动势中产生的电动势中产生的电动势:kkkk仪器常数仪器常数仪器常数仪器常数gggg单单单单元元元元环环环环几几几几何何何何因因因因子子子子,反反反反映映映映了了了了单单单单元元元元环环环环对对对对测测测测量量量量结结结结果果果果的贡献的贡献的贡献的贡献全全全全部部部部单单单单元元元元环环环环(涡涡涡涡流流流流)产产产产生生生生的的的的二次二次二次二次感应电动势:感应电动势:感应电动势:感应电动势:VxVxVxVx没没没没经经经经过过过过地地地地层
12、层层层,为为为为无无无无用用用用信信信信号号号号,它它它它与与与与有有有有用用用用信信信信号号号号V V V VR R R R相差相差相差相差90909090相位。测量时要将相位。测量时要将相位。测量时要将相位。测量时要将VxVxVxVx压制掉压制掉压制掉压制掉P130(4-4)P130(4-4)P130(4-4)P130(4-4)根据计算根据计算根据计算根据计算有用信号远小于无用信号有用信号远小于无用信号有用信号远小于无用信号有用信号远小于无用信号发射线圈与接收线圈发射线圈与接收线圈发射线圈与接收线圈发射线圈与接收线圈直接耦合电动势直接耦合电动势直接耦合电动势直接耦合电动势视电导率视电导率视
13、电导率视电导率 a a a a空间各个单元环的导电率加权平均值。空间各个单元环的导电率加权平均值。空间各个单元环的导电率加权平均值。空间各个单元环的导电率加权平均值。权系数权系数权系数权系数gggg(Doll)Doll)Doll)Doll)微分几何因子微分几何因子微分几何因子微分几何因子有用信号与仪器常数之比有用信号与仪器常数之比有用信号与仪器常数之比有用信号与仪器常数之比P131(4-6)P131(4-6)P131(4-6)P131(4-6)微分几何因子满足归一化条件微分几何因子满足归一化条件微分几何因子满足归一化条件微分几何因子满足归一化条件均匀介质均匀介质均匀介质均匀介质根据归一化条件根
14、据归一化条件根据归一化条件根据归一化条件微分几何因子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。微分几何因子的三维图形类似半个火山的图形。微分几何因子的三维图形类似半个火山的图形。微分几何因子的三维图形类似半个火山的图形。半圆形火山口是半圆形火山口是半圆形火山口是半圆形火山口是g g g g最大值的轨迹。在最大值的轨迹。在最大值的轨迹。在最大值的轨迹。在T T T T和和和和R R R R处有两个峭壁处有两个峭壁处有两个峭壁处有两个峭壁T T T TR R R RP130(4-3)P130(4-3)P130(4-3)P130(4-3)井下介质一般是分区均匀的井下介质一般是分区均匀的井
15、下介质一般是分区均匀的井下介质一般是分区均匀的阶跃介质。阶跃介质。阶跃介质。阶跃介质。井下条件的视电导率井下条件的视电导率横向横向横向横向井眼井眼井眼井眼侵入带侵入带侵入带侵入带原状地层原状地层原状地层原状地层纵向纵向纵向纵向地层是一层一层沉积的地层是一层一层沉积的地层是一层一层沉积的地层是一层一层沉积的围岩围岩围岩围岩如如如如用用用用 m m m m、i i i i、t t t t、s s s s分分分分别别别别代代代代表表表表井井井井眼眼眼眼、侵侵侵侵入入入入带带带带、原原原原状状状状地地地地层层层层、围岩导电率,则有:围岩导电率,则有:围岩导电率,则有:围岩导电率,则有:G G G Gm
16、 m m m、G G G Gi i i i、G G G Gt t t t、G G G Gs s s s井井井井眼眼眼眼、侵侵侵侵入入入入带带带带、原原原原状状状状地地地地层层层层、围围围围岩岩岩岩的的的的积分几何因子积分几何因子积分几何因子积分几何因子将将将将g g g g对对对对z z z z积分,就得到横向微分何几因子积分,就得到横向微分何几因子积分,就得到横向微分何几因子积分,就得到横向微分何几因子g g g gr r r r横向微分横向微分横向微分横向微分几何因子几何因子几何因子几何因子g g g gr r r r反反反反映映映映线线线线圈圈圈圈系系系系的的的的横横横横向向向向探探探探
17、测测测测特特特特性性性性井井井井、侵侵侵侵入入入入带、原状地层对视电阻率相对贡献的大小带、原状地层对视电阻率相对贡献的大小带、原状地层对视电阻率相对贡献的大小带、原状地层对视电阻率相对贡献的大小P133(4-9)P133(4-9)P133(4-9)P133(4-9)K(k)K(k)K(k)K(k)第一类完全椭圆积分第一类完全椭圆积分第一类完全椭圆积分第一类完全椭圆积分E(k)E(k)E(k)E(k)第二类完全椭圆积分第二类完全椭圆积分第二类完全椭圆积分第二类完全椭圆积分式中:式中:式中:式中:当当当当 小小小小时时时时,g g g gr r r r几几几几乎乎乎乎随随随随 直直直直线线线线上上
18、上上升升升升,当当当当 时时时时达达达达到到到到最最最最大值。然后,随大值。然后,随大值。然后,随大值。然后,随 的增加的增加的增加的增加g g g gr r r r逐渐减小,最终趋于逐渐减小,最终趋于逐渐减小,最终趋于逐渐减小,最终趋于0 0 0 0。处处处处的的的的介介介介质质质质贡贡贡贡献献献献最最最最大大大大要要要要增增增增加加加加探探探探测测测测深深深深度度度度,就就就就必必必必须须须须增大线圈距增大线圈距增大线圈距增大线圈距L L L L与侧向测井类似与侧向测井类似与侧向测井类似与侧向测井类似G G G Gr r r r是随是随是随是随r r r r单调增加的函数单调增加的函数单调
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