地球物理测井方法原理Word格式文档下载.docx

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本实验教材的编写得到了中国石油大学（北京）资源与信息学院领导、测井中心、信息与地球物理系各位老师的帮助，在此表示衷心地感谢。

由于时间关系，编者水平有限，尚存在不足之处和尚需完善的地方，敬请专家、同行、同学们批评指正，以待再版时修改。

------------编者

地球物理测井方法原理部分：

地球物理测井资料处理与解释部分：

地球物理勘探部分：

实验一模型井中普通电阻率曲线测量

一、实验目的

1.本实验通过室内模型井的实验测量，学习、了解普通电阻率测井原理、测井方法。

2.通过模型井中普通电阻率测量，定性了解不同电极系数测量普通电阻率曲线的差异，加深对电法课程的学习、理解。

二、实验原理

普通电阻率测井，是把电极系数入井内，测量井下一定范围内地层的电阻率，用自动记录测井仪连续记录地层电阻率随井深的变化，所记录的测井曲线称为电阻率线，用以研究钻井所钻过的地层剖面和划分油、气、水层。

其测量原理是：

将电级系放入模型中井，由A、B电极供电M、N电极测量（可采用双供电电极系式或单供电电极系，详见图1-1，测定岩层电阻率的原理线路）。

在供电电流恒定的情况下，普通电阻率Ra与M、N之间的电位差成正比，即：

式中：

K=A／L——电极常数

测量时可用以下单位表示：

ΔV——毫伏（mv），I——毫安（mA），A——平方米（m2），L——米（m），则岩电阻率的单位是欧姆一米（Ω-M），K的单位是米（m）

实验证明，用同一个电极系，采用双电极供电或单电极供电，其测量结果完全一样，称为互换电极系。

因此在测井过程中，采用任何一种电极系排列都可以。

在实际的测井中，采用一定尺寸和类型的电极，所测得的某一种不均匀介质的视电阻率，是一种假想均匀各向同性介质的电阻率。

其视电阻率的大小与电极系附近地层的电阻率及其厚度、倾斜、井径、泥浆电阻率以及侵入带电阻率等因素有关。

介质不均匀，测得的视电阻率与岩层真电阻率的差别愈大；

只有在均匀介质中，视电阻率才与真电阻率相同。

图1-1测定岩层电阻率原理线路

（a）——双供电电极系；

（b）——单供电电极；

M、N——测量电极；

G——测量仪器；

mA——测量电流仪表；

E——供电电流；

R——调节电阻

三、实验内容

1．首先选定电极系的类型，尺寸进行模型井中视电阻率曲线的测定；

2．对测得的曲线形状，差别进行对比分析；

3．变换测量电极系的尺寸规格，观察曲线形状的变化。

四、实验设置

在测井中，井中介质的分布有一特点，即以井轴为中心，对称地分布在周围。

根据这一特点，我们可通过井轴作一平面，将介质对称地分成两半，这对于研究电场的分布规律不会产生任何影响。

模型井就是根据这一原理设计的。

在模型井中，用具有一定矿化度的水溶液模拟井眼中的泥浆——导电介质，用石蜡制成不同厚度的，作为模拟地层的高电阻率层。

制做的石蜡地层厚度分别为5cm、8cm、10cm、20cm，分别模拟高电阻率地层的薄层、中厚层、厚层。

石蜡地层在其一半的端平面中间开有一半圆槽口——模拟井眼，电极系测量时，从槽口内通过。

模型井内布有接地电极，在实验中作B电极或无限远电极。

1．模型井实验装置

（1）摇手

作为牵引电极系沿井轴方向往返均匀运动，同时带动深度信号发生器同步运转，一是可根据设定的深度比例计算所测模拟层的厚度、测量井段的距离，二是深度信号提供给实验中记录仪器—X—Y函数记录仪的x轴一个函数信号——深度信号。

（2）深度信号发生器（如图1-2所示）；

有比例电位器Dwl，深度信号产生电位器（精密多圈镙旋电位器）Dw2，外加5V直流电压，组成深度信号源生器。

圈1—2深度信号发生器原理线路

改变电位器Dwl的阻值，可改变流过Dwl的电流，电流的增减，使得深度信号输出幅度成比例的增大或减小。

因此，Dwl可调节记录仪记录曲线的深度比例。

比如，采用深度比例为1：

10，即记录仪的记录笔沿X轴移动lcm，那么，电极系在模型井的井轴方向移动10cm。

图示1-2电路中的深度信号输出端接入到X—Y函数记录仪的X轴的正、负端子。

Dw2的滑动端上安有滑动轮，由摇手带动同步旋钮转。

使Dw2滑动端的位置与深度保持同步——并成线性关系。

改变Dw2的滑动端的位置，即可改变输出给X—Y函数记录仪X道记录信号的大小，由此控制记录笔X方向移动。

（3）供电电源

为了防止极化电位对测量造成的影响，本实验采用文氏电桥振荡器生成低频的正弦波信号，并串接一较大电阻，在测量电阻远小于恒流电阻的情况下，供电电流近似于恒流源，分别供电至A，B，测量电极两端的电压就与测量的电阻成正比，其测量电压送入精密整流电路，得到直流信号送记录仪。

（4）X——Y函数记录仪

X——Y函数记录仪是一种通用的自动记录仪，它可在坐标轴上自动绘制两个电量的函数关系，即Y=f（x），在本实验中，将测井信号△VMN由函数记录仪的Y轴输入端子输入，深度信声号由函数记录仪的x轴输入端子输入。

这样，函数记录仪可自动绘制出随深度变化的，在模型井测得的视电阻率曲线。

本实验采用国内新型的L—20自动X—Y函数记录仪。

该仪器的详细技术说明及仪器操作规程见附录部分。

五、实验步骤

1．调整的电极系尽寸，按测量线路的连接方法，将所有的测量仪器等一一连接好。

经教师检查确认无误后，可开启测量仪器的电源开关。

2．X——Y函数记录仪经一段时间预热后，即刻接通测量开关。

“Y轴”量程开始先旋转到量程档。

然后，根据记录曲线幅度的大小，逐档调节，直至清晰适宜为止。

“X轴”量程开关调节到适当位置，调节深度比例发生器Dwl电位器，并移动电极系，使之达到成比例的深度信号。

开始要调节设定记录笔零位置。

然后，将记录开关扳至“记录”位置上，记录笔落下，即可进行下在常测量。

3．见图l-3，设定四种不同的电极系测的视电阻率曲线。

一种电极系测完后，先将记录笔开关扳到“抬笔”位置。

然后，将电源控制开关扳至“关”位置，等待下一种电极系，视电阻率曲线的测量。

重复前面的操作，直至测完。

图1-3各类电极系Ra曲线测量位置图

六、实验要求

1．对测得的视电阻率曲线进行对比分析；

2．在模型井中，电极系的不同对测量的视电阻率曲线有何影响，分析影响因素：

3．模型井水溶液的矿化度不同，对测量结果有无影响。

图1-4电极系数分类图1-5电极系的另一种分类

图1-6理想梯度电极系电阻率曲线形状

ρ2—高电阻地层电阻率，ρ1、ρ3—低电阻围岩电阻率；

h—高电阻地层厚度；

ρx—视电阻率；

L—电极距

（a）—底部梯度电极系；

（b）—顶部梯率电极系；

实验二普通电阻率测井中屏蔽影响的测定

定性的了解高阻层对目的层的屏蔽影响。

单电极一方的高祖邻层可使目的层Ra升高或降低，前者称为高阻屏蔽，后者称为减阻屏蔽。

因为单电极靠近高阻邻层时，它迫使电流向记录点方向流动，使Ra升高，离高阻层愈近影响愈大；

而当单电极在高阻邻层之上时，高阻邻层又使流向记录点的电流减少，使Ra降低。

而在成对电极一方的高阻层，因它在电极系探测范围之外，原则上没有什么影响，但如果太靠近，则会使Ra降低。

a增阻屏蔽b增阻屏蔽c减阻屏蔽

本实验要求测三条视电阻率曲线，以观察地层屏蔽影响。

实验时改变高阻层与目的层的距离，观察高阻层对目的层的屏蔽影响的曲线特点。

夹层厚度（即水层厚度）可通过调节两个石蜡层之间的距离来改变。

夹层厚度可分别选择50cm、15cm、4cm。

四、实验设备及实验仪器、装置的连接

实验设备及实验仪器、装置的连接与“模型井中普通电阻率曲线测量”实验相同，实验仪器、装置的连接要在教师的指导下进行。

1．连接实验线路，检查确认无误后，开启直流稳压电源开关，X—Y函数记录仪开关。

关闭供电电流，可记录基线位置，可通过X轴调零旋钮走“基线”即零线。

调X轴的调零旋钮，对准某一个“深度”线，便可进行测量工作。

一条曲线测完后，关闭稳压电源开关，调X轴的调零旋钮，沿“基线”走一段，并闭“记录”旋钮，再开始下一条曲线的测量。

每条曲线的始末均应记录“基线”和“刻度线”，三条曲线的测量可参考下面图示安排在记录纸上的位置。

目的层与屏蔽层的厚度分别为10cm、6cm。

定量测定屏蔽影响的Ra曲线图

六、实验结果分析

通过实验测量，明确实验的原理。

将测得的三条曲线进行对比，分析曲线之间的差异、影响的原因。

分析由于屏蔽影响，目的层的数值Ra有何变化，在实际的测井曲线上如何进行判断和解释。

实验三感应测井复合线圈设计实验

1、实验目的

1.了解双线圈系和复合线圈系的Doll几何因子的理论推导过程。

2.了解复合线圈系的设计方法。

1、Doll几何因子理论概述

假设单元环的电磁场之间不发生相互作用。

假设电磁波瞬间便可通过地层。

（1）线圈系周围的介质是由无数个单元环组成。

（2）发射线圈引起的涡流分别在单元环中存在。

（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：

2、g的计算：

3、横向微分几何因子的计算：

4、横向积分几何因子的计算：

5、纵向微分几何因子的计算：

6、纵向积分几何因子的计算：

注：

以上均参考课本160页公式。

3、实验内容

1、0.8米双线圈系的Doll几何因子图形绘制，实验结果如下图所示（参考）：

2、标准六线圈系的Doll几何因子图形绘制。

3、（过补偿）改变匝数六线圈系的Doll几何因子图形绘制。

n

（1）,n

（2）,n（3）为补偿线圈对，主线圈对，聚焦线圈对的匝数n=[-100,100,-7]

4、（过聚焦）改变匝数六线圈系的Doll几何因子图形绘制。

n

（1）,n

（2）,n（3）为补偿线圈对，主线圈对，聚焦线圈对的匝数n=[-25,100,-100]

四实验要求

1、改变线圈匝数，分析复合线圈系的纵向和横向探测特性。

2、改变线圈距大小，分析复合