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;