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感应测井

利用电磁感应原理研究岩层导电性的测井方法

感应测井是指利用电磁感应原理研究岩层导电性的一种测井方法。

背景
直流电法测井(普通电阻率测井、侧向测井等)方法都是由供电电极供以电流,在井周围地层中形成电场,测量周围地层中电场的分布,得出地层电阻率,这就要求井内有导电钻井液,提供电流通道。但有时为了获取地层原始含油饱和度资料,需用油基钻井液钻井,有时还采用空气钻井,井内没有导电介质,不能使用直流电法测井。
原理
和普通电阻率测井的电极系相类似，在感应测井的井下仪器中装有线圈系，通常线圈系由发射线圈T和接受线圈R组成，叫双线圈系。T和R之间的距离叫线圈距，记作L。
把地层看成是一个环绕井轴的大线圈。
把装有发射和接收线圈的井下仪器放入井中，对发射线圈通以交流电(常为20kHz/s)，在发射线圈周围地层中产生交变磁场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，称为涡流。
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，称为二次磁场φ2。
二次磁场φ2穿过接收线圈R，并在R中感应出电流，从而被记录仪记录。
显然，接收线圈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，地层电导率小，则涡流小。涡流与地层的电导率成正比，因而接收线圈中电动势也与地层电导率成正比。
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。从图可知，接收线圈R不仅被二次磁场φ2穿过，而且被发射线圈的一次磁场φ1穿过。因而接收线圈中产生的讯号有两种：一是由地层产生的、另一个是由仪器的发射线圈直接感应产生的。
前者由于与地层的导电性有关，因而叫有用讯号，后者是一种干扰因素，称作无用讯号。
二次感应电流与发射电流有1800的相位差，而发射线圈在接收线圈中直接感应的电流与发射电流只有900的相位差，故有用讯号与无用讯号之间有近900的相位差。因此，在感应测井仪器中用相敏检波器就可把它们分开，使记录仪只记录有用讯号。
特点
1. 应用电磁感应原理进行的一组测井方法;
2. 不受泥浆性能的影响，在空气井、油基泥浆都可以测井;
3. 纵向特征改善，围岩影响小，径向特征改善、分层能力强;
4. 对低阻岩层、淡水泥浆(或油基泥浆)灵敏度高，效果好;
感应测井不但在油基泥浆中有它的优越性，而且在水基泥浆井中效果也比普通电阻率测井好。因为它受高阻邻层(钙质层等)影响小，对低电阻地层反应灵敏。
应用
由于地层电阻率是确定地层含油饱和度的重要参数，必须采取各种手段求准它。感应测井曲线是求准地层电阻率的重要方法。
1.划分地层
对0.8m六线圈系来说，层厚h>3m，可由曲线半幅点划分地层界面；h<3m，地层界面不在半幅点处，而是向峰值方向移动。
当σt>σs1>σs2或σt<σs1<σs2时，可由曲线半幅点分层；
但σs1<σt<σs2时，地层界面不清。一般情况下不单独用感应测井曲线来分层，应同时考虑微电极、自然电位和自然伽马曲线。
2.确定地层的真电阻率Rt
对感应测井曲线来说，不论高或低电导率地层，其地层中点均对应于曲线极值(极大值或极小值)，所选取的视电导率就是这个极值。对高电导率地层取极大值，对低电导率地层取极小值。
若地层较厚，而由于岩性不均匀或含油不均匀，在中部有微小的起伏，则取中部的面积平均值。
若地层中含有薄泥质或钙质夹层，则将夹层剔掉后取余下部分的平均值。
3、确定储层流体性质
已知地层岩性、孔隙度、电阻率，应用相应的关系式，即可确定地层含水饱和度和油气饱和度。如果地层无限厚，无侵入，均匀介质，那么感应测井读数就等于地层真电导率。
由于实际条件下各种因素的影响，感应测井曲线上的视电导率与地层真电导率不同，为了求真导率，采用校正的方法，对各种因素对测量结果影响一一消除。
存在问题
1、感应测井不能用来划分薄层 ；
2、对高电率地层求得的地层真电阻率误差较大；
3、对减阻侵入较深的油层不能如实反映地层电阻率。
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