Homework of modern physical loggingWord格式.docx
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作为变量：
fai=0.01:
0.4;
w=0.14;
min（Rt）=139.7906
反演分析时,
Rt=1000;
max（Sw）=0.3981
min（Sw）=0.0523
Rt作为变量：
fai=0.1;
Rt=100:
2000;
max（Sw）=0.3548
min（Sw）=0.0793
max（Sw）=3.1623
min（Sw）=0.1122
n作为变量：
n=1.5:
2.5;
min（Sw）=0.0541
max（Sw）=0.1738
2.根据镜像法原理给出理想梯度电极系和理想电位电极系对两个界面的地层的响应曲线，要求给出形状的定性解释、特征点标出和真值何处取等信息。
（通过编程绘图）
电位电极系：
形状的定性解释：
当电极系在下部围岩中，远离高阻地层界面时。
相当于电极系处于电阻率为R1的均匀介质中。
此时Ra=R1.视电阻率曲线为Ra=R1的直线段，到点a为止。
提升电极系，电极A逐渐接近高阻层。
根据镜像法原理，此时点M的电位是电极A和电极A相对于高阻层底界面镜像点A’产生的电位叠加的结果。
距离高阻层底界面越近，电位越高。
电位一直上升到b点。
电极系上升到b点后，电极A和M处于高阻层底界面的两端。
再继续上升的电极系长度段，根据镜像法得到的公式M电位几乎不会变化。
当记录点进入高阻层时，点M所在的介质电阻率突然从R1上升为R2，随着M点远离底界面，其电位将从c点的数值开始向电阻率为R2的无限厚地层中的视电阻率开始增加。
此时达到的极大值d点接近高阻层的真电阻率。
随着电极系的继续上升，将经历上述过程的逆过程，视电阻率曲线将同下半段呈对称关系。
不再赘述。
当电极系远离高阻层时，点M的电位不受界面的影响，相当于电极系处于电阻率为R3的均匀介质中，故Ra=R3.点g以上为平行于纵轴的直线。
真值的取值点：
当储层足够厚时，极大值点d对应的视电阻率即为储层电阻率；
当储层较薄时，储层电阻率值大于极大值点d对应的视电阻率值。
梯度电极系：
此时Ra=R1.视电阻率曲线为Ra=R1的直线段，到点a为止。
由于高阻层对电流的排斥作用，使得记录点出的电流密度jo增加，故Ra>
R1.所以曲线自点a起Ra逐渐增高，直到电极A到达高阻地层底界面时，曲线升高到b的值。
再提升电极系，电极A进入R2高阻层中，而记录点还处于下部低阻的围岩中。
随着电极A接近顶界面，由电阻A流出的电流将越来越多地流向上面，使得jo略有降低，直到记录点移动到高阻地层底界面为止，因此曲线上bc段长度为
。
当记录点进入高阻层时，点O所在的介质电阻率突然从R1上升为R2，因此根据公式计算得到的电阻率也成比例地变化。
即Ra曲线由点c跃变到d，点d是Ra的最大值。
当电极系继续提升时，电极A逐渐远离下部低阻围岩层，R1低阻层对电流的吸引作用逐渐减弱，从而使得jo逐渐减小，Ra曲线由d点开始下降，直到电极系离开下部围岩一段相当的距离，使得下部低阻层对电流的吸引作用消失为止，Ra曲线到达e点。
当地层相当厚的时候，当电极A离开了高阻层的底界面而又未靠近高阻地层的顶界面时，电极A造成的电场可以看作是其周围全是R2介质时的电场，此时
，故
.因此对着R2地层中部的Ra曲线有ef直线段。
当再提升电极系时，电极A接近上部低阻围岩层，由于上部围岩对电流的吸引作用，使得电流密度在电极A上方增大，致使处在电极A下方的记录点O处的电流减小。
直到电极A到达高阻岩层顶界面时，此下降趋势终止于点g.当电极A进入上部围岩时，记录点O仍在R2介质中，Ra略有下降，这段曲线在界面纵向长度为
当记录点O也进入上部围岩R1中时，由于R0突然从R2下降到R3，Ra也成比例地变化下降到点i.电极系全部进入上部围岩中，且逐渐远离高阻层的顶界面时，高阻层对电极A的电流的排斥作用逐渐减小，故jo随之增加，Ra曲线上对应出现逐渐升高的ij段。
当电极系远离高阻层时，电极A的电流分布不受界面的影响，相当于电极系处于电阻率为R3的均匀介质中，故Ra=R3.点j以上为平行于纵轴的直线。
通过以上分析知道，梯度电极系视电阻率曲线上的极大和极小值特征值点d和i确定高阻地层的底界面和顶界面。
当储层足够厚时，取ef直线段对应的视电阻率值即可。
当储层较薄，ef呈曲线时采用去低阻区取面积法确定视电阻率值。
即令图中浅蓝色阴影部分面积相等，读AB直线段数值的方法。
3.从影响岩石电阻率的四个因素分析低阻油层的可能成因。
影响岩石电阻率的四个因素是：
岩性、孔隙度、地层水电阻率及含油饱和度。
1、岩性
当储层为泥质砂岩时，其束缚水饱和度高是低阻油层形成的主要原因。
当岩石中含有黄铁矿或磁铁矿等导电矿物时，也会造成电阻率的降低。
2、孔隙度
储层孔隙度低，孔隙结构复杂，储层孔隙喉道变细变小，结构成熟度和成分成熟度较低，泥质胶结含量较大，会导致束缚水饱和度增大，电阻率降低。
3、地层水
地层水的矿化度主要由沉积环境和沉积后的物理化学环境所决定。
地层水矿化度的增加，油层电阻率减小，油层电阻率与水层电阻率的比值减小。
4、含油饱和度
对于轻质油储层，由于原油密度和粘度都较低，很容易被钻井泥浆所驱替。
造成侵入带范围内含有饱和度比原始地层中低，因而造成测井响应上的低阻油层。
盐水钻井液侵入、井径扩大、钻井液浸泡油层时间
太长，都可以使测井视电阻率成倍下降。
4.参考阿尔奇公式
，查m和n与哪些地质因素有关。
m是孔隙指数或者叫做胶结系数，其实它并不只同胶结程度有关，而应该是岩石孔隙结构和岩石骨架结构的综合反映。
在测井解释中最好把a和m看成是一对拟合实验数据的参数，不必赋予它们什么地质意义。
当a和m都变化时，很难建立它们与某一地质因素之间的密切联系，而应该是各种因素的综合反映。
a和m是互相制约的。
岩性相同的岩石岩石结构及其成因不一定相同。
最好令a=1，意味着水的地层因素为1.此时m值就成了与岩性、岩石结构、岩石构造等地质因素相关的单一因素，容易找到相关性。
例如岩石颗粒的变细，波纹状层理带，孔隙网络弯曲度变大，胶结程度的增加都会使m值增大。
n是饱和指数。
同样，b和n也应该当做一组拟合实验数据的待定常数来理解，不必赋予什么地质意义如果要考虑Sw=100%时I应当等于1，必须令b=1，此时n就是另外一个数值。
从原则上说，影响n值的地质因素基本上与m值相同即与岩性、岩石结构、岩石构造等地质因素相关，另外要考虑岩石的润湿性，通常情况下，亲水岩石的n值要低于亲油岩石的n值。
n值一般情况下是稳定的，常见值是2.
5.根据侧向测井的电极系和电场分布特点，对井眼校正图版和围岩校正（地层厚度）图版进行分析
侧向测井的电极系和电场分布特点：
采用在主电极两侧增加同极性的屏蔽电极的方法，使主电极发出的电流聚焦成平板状电流束径向流入地层。
如下图所示。
井眼校正图版：
井眼校正图版是将厚度无限大、无钻井液侵入的地层的视电阻率
校正成真电阻率Rt，校正方法是用视电阻率乘以图中对应的校正系数得到经井眼校正后的视电阻率
.在有井眼的条件下，从主电极A0流出的电流要受到分流作用和折射作用的影响。
所谓分流作用，就是由于高电阻地层（相对于钻井液电阻率而言）的存在，从主电极流出的电流总是要避开这个高阻地层，因而在井眼内流过的路径要加长，电流线呈辐射状分布。
当电流线达到地层和钻井液的分界面（井壁）时，又发生了第二种作用即折射作用，折射的结果总是使电流线在高电阻率的一方更靠近法线方向。
分流作用使得r轴上的电流密度降低，从而使电阻率降低；
折射作用使得r轴上的电流密度增高，从而使电阻率增高。
在Rt/Rm小时，井眼的分流影响是主要的，因而校正系数大于1；
在Rt/Rm大时，井眼的折射作用的应系那个是主要的，因而校正系数小于1。
在深侧向井眼校正图板上，这种现象最为显著。
层厚校正图版：
从图中可以看出，
或
时，校正系数大于1；
当
时，校正系数小于1.这是因为，当
时，低阻围岩对电流有吸引作用，从而使电阻率降低，因而校正系数大于1；
时，低阻围岩对电流有排斥作用，从而使电阻率增高，因而校正系数小于1.
6.复合线圈几何因子编程绘图，并模拟感应测井响应曲线
DOLL几何因子三维图形：
0.8米双线圈电极系结构：
略
0.8米六线圈系电极系结构：
R2
0.6
T0
0.2
T1
0.4
R1
R0
T2
-7
100
-25
浅探测六线圈系电极系结构：
0.96
0.40
0.20
-53
-3
0.8米双线圈电极系（蓝色线）与0.8米六线圈系电极系（红色线）四种几何因子的曲线比较图：
感应测井响应曲线模拟：
地层模型为：
模拟测井响应为：
7.分析频率对感应测井探测特性、电阻率测量的动态范围的影响。
对于双侧向，Schlumberger的DLT仪器，深探测的是35Hz，浅探测的是280Hz，并采用恒功率法测量电阻率，其电阻率测量的动态范围可以达到0.2~40000欧姆米。
对于阵列感应，其采用几种不同的工作频率，以控制探测深度，并扩大了电阻率测量的动态范围。
8.常规双感应、相量感应、阵列感应解决传播效应影响的方法及优缺点。
●传播效应的定义：
感应测井仪是按照Doll几何因子理论刻度的，在推导
过程中，使用的是即时磁场（认为电磁波瞬间通过地层），而不是通过滞后磁场来计算磁通量。
并且认为发射电磁场与每个单元环电磁场之间互不发生作用。
因而计算得到的结果存在幅度衰减和相位偏移。
在感应测井中，习惯上又称为趋肤效应。
●常规双感应：
对于常规双感应，对于电磁场传播过程中的幅度衰减和相位偏移（传播效应）是通过传播效应校正图版进行校正的，其优点是采用数学方法拟合得到图版公式实现传播效应的校正，快捷方便易于实现。
●相量感应：
同时测量
，得到电阻性视电导率和电抗性视电导率，二者相减，即相当于根据X信号进行趋肤效应校正。
这是利用X信号进行趋肤效应校正的基本原理，但测量结果与实际仍有差距。
●阵列感应：
，得到电阻性视电导率和电抗性视电导率。
采用几种不同的工作频率下的三线圈单元的R及X信号，并用考虑传播效应的Born几何因子，其中包含了传播常数
，对于传播效应校正较好。
但缺点是实现比较困难，涉及到软件聚焦等保密技术。
9.根据侧向测井和感应测井的电流分布分析不同产状的裂缝对侧向测井和感应测井响应的影响。
对于感应测井仪器：
感应测井的测量电路与高角度裂缝是串联的，而这部分串联电阻基本可以忽略不计，因此，感应测井不受高角度裂缝影响。
与水平裂缝并联，这样水平裂缝将使感应测井的电阻率降低。
对于侧向测井仪器：
与感应测井仪器相反，侧向测井的测量电路与低角度裂缝部分是串联的，而这部分串联电阻基本可以忽略不计，因此，侧向测井不受低角度裂缝影响。
而与高角度裂缝并联，这样高角度裂缝将使侧向测井的电阻率降低。
10.感应测井的几何因子与侧向测井的伪几何因子有何不同？
侧向测井的几何因子是伪几何因子。
侧向测井中，
，视电阻率Ra是r轴上各点电阻率R（r）的加权和。
权系数为
，称
为径向微分几何因子，用来表示单位厚度的，半径为r的圆筒介质对测量结果贡献的百分比。
感应测井的径向微分几何因子为
，可以知道其意义是半径为r，厚度为1的无限长空心圆筒介质真电导率对视电导率的贡献比例。
其中的g更是表示截面为1的单元环的有用信号占均匀介质空间有用信号的百分比，单元环的位置不同，g的大小不同。
对比可知，侧向测井的几何因子并不能反映空间某位置对测井结果的贡献，只能算是伪几何因子。
据相关文献资料对直流电法测井应用数值解方法和应用几何因子方法所得结果的比较，直流电法测井应用几何因子近似效果不好，伪几何因子在实际中的应用效果不佳。
11.试在地层微电阻率扫描成像图上，确定地层倾角和倾斜方位。
如图所示，地层倾向为正弦线最低点的横坐标对应的方位，在图中倾向为正西向；
设倾角为
，显然有
.
12.为什么在声波全波列中，横波的振幅比纵波的振幅大？
（1）横波的反射系数小于纵波，因此有更多的能量传递到接收探头
（2）λs=Vs/f,λp=Vp/f,横波波长小于纵波波长因此能量集中，幅度大（3）纵波的几何扩散因子因子为
而横波的几何扩散因子为
.因此横波幅度往往比纵波大15—20倍。
13.比较以下四种声系得到补偿时差方法的优缺点（深度误差、扩径、仪器倾斜、井眼倾斜、分辨率、误差）
总的来说下双发双收声系：
深度误差：
其通过上下两个发射探头和两个接收探头组成的双发双收声系上下各自记录一个深度点，通过求平均值使得实际的记录点和名义上的记录点重合，不产生深度偏移，消除了深度误差。
扩径：
当有扩径影响时，上下两个探头和两个接收探头记录的两个时差，一个比实际井壁岩层的声波时差大，一个比实际井壁岩层的声波时差小。
通过求平均值，消除了扩径对测量结果的影响。
纵向分辨率：
双发双收声系对于薄层的纵向分辨率不如单发单收声系，在上下各测量一次的工作循环中对测量记录的岩层层段是不相同的。
若取上下两次测量记录结果的平均值作为测量记录，每一个工作循环记录对测量结果有贡献的层段的厚度随岩层的声波速度不同而有差异。
对声波速度慢的岩层，对测量记录有贡献的层段的厚度大；
对声波速度快的岩层，对测量记录有贡献的岩层厚度小。
因此对于声波速度不同的岩层，双发双收声系的纵向分辨率是不相同的。
仪器倾斜、井眼倾斜：
同样通过求平均值的方法，仪器倾斜、井眼倾斜对测量结果的影响也都被消除了。
误差：
当双发双收声系在低速泥岩层段进行测量时，在上下的各测量一次的工作循环中，对测量记录结果有贡献的层段之间可能出现这样一个层段：
它恰好与名义上的记录点深度一致却被漏记。
会造成记录的声波时差曲线的显示与其它测井曲线不一致。
第一种是最常见的双发双收声系，第二种是长源距声波全波列，采用发射探头和接受探头的转换，既可以达到声波补偿的目的，并且最大程度地增加了源距，以便于在时间轴上将纵波波群和横波波群分开。
第三种双发双收声系巧妙地消除了盲区，但是其纵向分辨率会比较差。
第四种是阵列声波测井声系，该声系有两个相距0.61m的发射探头和八个间距为0.15m的接收探头，最短源距为2.44m，最长源距为4.15m.增加接收探头数目和缩短间距是为了获得更多的井壁岩层声学性质信息和提高纵向分辨率。
14.比较地层微电阻率扫描成像、声波反射成像测井的测量原理及资料的主要用途，分析它们的探测特性和适用条件
一、微电阻率扫描成像测井
测量原理：
用贴井壁的小电极测量井壁电阻率的大小，并将其作图像的显示。
它能提供井壁附近地层的电阻率随深度变化的图像；
图像外观类似于岩心剖面,可用于识别裂缝，分析薄层,进行储层评价以及沉积相和沉积构造方面的研究。
主要用途：
裂缝识别及评价;
地质构造解释;
地层沉积相和沉积环境解释;
储层评价;
帮助岩心定位和描述;
高分辨率薄层分析与评价;
确定井眼几何形状，推算地应力方向;
确定井层位置和射孔位置。
探测特性：
（1）纵向分辨率：
0.2in（5mm）
（2）径向探测深度：
约为5cm
适用条件：
（a）不适用于井眼垮塌。
因为极板与井壁之间的间隙不能过大，间隙越大，仪器的垂向分辨率越小，对地层的灵敏度越小。
（b）不适用于油基泥浆，适用于盐水泥浆。
二、声波反射成像测井
采用旋转式超声换能器，对井眼四周进行扫描，并记录回波波形。
岩石声阻抗的变化会引起回波幅度的变化，井径的变化会引起回波传播时间的变化。
将测量的反射波幅度和传播时间按井眼内3600方位显示成图像，就可对整个井壁进行高分辨率成像，由此可看出井下岩性及几何界面的变化（包括冲蚀带、裂缝和孔洞等）。
360度高分辨率井径测量，可分析井眼的几何形状，推算地应力的方向;
探测裂缝和评价井眼垮塌;
确定地层厚度和倾角;
进行地层形态和沉积构造分析;
检查套管腐蚀和变形情况;
进行水泥胶结质量评价。
1-3倍波长
（a）仪器偏心不能过大。
当测井仪器在圆形井眼中处于偏心状态时，换能器向井周每一个点发射的声波不能垂直入射，入射声束与反射声束存在夹角，接受器不能接受到全部的反射波，造成回波能量的损失，而且，仪器与井周每一点的距离也不等，距离的差异，也可以造成回波能量损失的差异。
（b）适用于油基泥浆。
（c）不适用于井内密度过大的情况。
井内介质密度越大，声波衰减越大，探测灵敏度下降。
15.分析
的初始谱、仪器谱和经过介质后的散射
谱。
初始谱：
根据放射系中核素的原子核初始衰变产生的伽马光子的能量和强度画出的能谱图。
仪器谱：
用伽马谱仪测的自然伽马射线脉冲幅度谱（计数率与道址），是被光子与闪射晶体相互作用所复杂化了的连续谱，比初始谱复杂的多
峰A：
称为全能峰（0.662Mev）,是由光电效应形成的
平台B：
是康普顿效应产生的
峰C：
为反散射峰（光电效应0.184MMeevv）
峰D：
X射线峰（32kev）
经过介质后的散射
谱：
1、在Er>
0.1Mev处出现极大值，且Pe越大，峰幅度降低并向右移动；
2、在Er>
0.2Mev的谱段，计数率受Pe影响很小，且计数率随能量增大而降低；
3、在Er<
0.1Mev的谱段，随能量降低，光子相对计数率逐渐减小，光电吸收渐成主要的作用，对Pe反应敏感。
16.哪些测井响应可以反映气层，给出它们的原理。
a.在探测范围内，声测井中的声速测井由于门槛检测技术，对气层的响应会产生周波跳跃。
即地层对声波衰减过大，使仪器（第二个接收探头）未能检测到首波波至，导致声波时差变大，或忽高忽低的变化。
周波跳跃如如所示：
b.在探测范围内，密度测井会因为气层的存在而读数较小。
这是因为气体本身的密度比固体岩石骨架小得多引起的。
c.在探测范围内，中子孔隙度测井会因为气的挖掘效应导致读数比实际空隙度低。
这是因为天然气对快中子的减速能力比石灰岩骨架还低，所以显示为负的含氢指数。
其示意图如下所示：
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