1、成像测井方法简介第一节第一节 井壁成像测井井壁成像测井一、地层微电阻率扫描成像测井（一、地层微电阻率扫描成像测井（FMSFMS）1 1、电极排列及测量原理、电极排列及测量原理 1 1）、电极排列）、电极排列 采用侧向测井原理，在原地层倾角测井仪极板采用侧向测井原理，在原地层倾角测井仪极板上装有钮扣状的小电极，电极直径上装有钮扣状的小电极，电极直径5mm.5mm.如图所示。井壁覆盖率达如图所示。井壁覆盖率达4040。电极个数每个极。电极个数每个极板：板：2 28 81616；四个极板：；四个极板：4 416166464。2 2）、测量原理）、测量原理 测量每一钮扣电极发射的电流强度。地层电测量每
2、一钮扣电极发射的电流强度。地层电阻率高，电极的接地电阻大，电流强度小；反之，阻率高，电极的接地电阻大，电流强度小；反之，电流强度大。因此，通过测量电流强度，即可反电流强度大。因此，通过测量电流强度，即可反映井壁地层电阻率的变化。映井壁地层电阻率的变化。二、全井眼地层为电阻率扫描成像测井（二、全井眼地层为电阻率扫描成像测井（FMIFMI）1 1、仪器特点、仪器特点 除除4 4个极板外，在每个极板左下侧又装有个极板外，在每个极板左下侧又装有翼板，翼板克围绕极板轴转动，以便更好地与翼板，翼板克围绕极板轴转动，以便更好地与地层接触。地层接触。每个极板和翼板装有两排电极，每排每个极板和翼板装有两排电极，
3、每排1212个个电极，共电极，共192192个电极。井眼覆盖率达个电极。井眼覆盖率达8080（8.58.5英寸的井眼）。英寸的井眼）。两排电极中心间距离两排电极中心间距离0.30.3英寸，使深度位移更英寸，使深度位移更准确。钮扣电极直径为准确。钮扣电极直径为0.160.16英寸，电极周围绝缘英寸，电极周围绝缘环的外缘直径环的外缘直径0.240.24英寸，提高了纵向分层能力。英寸，提高了纵向分层能力。此仪器的纵向分辨率此仪器的纵向分辨率0.20.2英寸，横向探测深英寸，横向探测深度约度约1 12 2英寸。测量结果可用于划分裂缝、岩英寸。测量结果可用于划分裂缝、岩石结构及地层分析等。石结构及地层分
4、析等。2 2、测量模式、测量模式 1 1）、全井眼模式测量）、全井眼模式测量 用用192192个钮扣电极进行测量。在个钮扣电极进行测量。在6.256.25英寸的英寸的井眼中的井壁覆盖率井眼中的井壁覆盖率9393；8.58.5英寸的井眼中的英寸的井眼中的井壁覆盖率井壁覆盖率8080；12.2512.25英寸的井眼中的井壁覆英寸的井眼中的井壁覆盖率盖率5050；2 2）、四极板模式测量）、四极板模式测量 用用4 4个极板上的个极板上的9696个钮扣电极进行测量，翼个钮扣电极进行测量，翼板上的电极不工作。井壁覆盖率降低一半。采集板上的电极不工作。井壁覆盖率降低一半。采集数据量少，提高了测井速度快，测
5、井成本低。数据量少，提高了测井速度快，测井成本低。3 3）、地层倾角模式）、地层倾角模式 只用四个极板上的只用四个极板上的8 8个电极测量，得出与高个电极测量，得出与高分辨率地层倾角仪同样的结果，但提高了测井速分辨率地层倾角仪同样的结果，但提高了测井速度。度。3 3、测量环境、测量环境 水基泥浆：泥浆电阻率小于水基泥浆：泥浆电阻率小于5050欧姆米，地层电欧姆米，地层电阻率与泥浆电阻率比值小于阻率与泥浆电阻率比值小于2000020000。油基泥浆：当油基泥浆含水量大于油基泥浆：当油基泥浆含水量大于30304040时，时，也可以测井，但测井质量难于保证。也可以测井，但测井质量难于保证。4 4、资
6、料应用、资料应用（1 1）裂缝识别）裂缝识别 可确定电可确定电导率裂缝导率裂缝的倾角及倾的倾角及倾向向电导率裂缝电导率裂缝的特点的特点电阻率低，电阻率低，表现为暗色表现为暗色电导率裂缝电导率裂缝电导率裂缝电导率裂缝电导率裂缝电导率裂缝电导率裂缝电导率裂缝高电阻率裂缝高电阻率裂缝高电阻率裂缝特点高电阻率裂缝特点亮色条带亮色条带高电阻率裂缝高电阻率裂缝高电阻率裂缝高电阻率裂缝电导率裂缝电导率裂缝电阻率裂缝电阻率裂缝地层层面地层层面裂缝走向裂缝走向裂缝方位裂缝方位地层层面，地层倾角及倾向地层层面，地层倾角及倾向（2 2）确定地层倾角及倾向）确定地层倾角及倾向地层层面，地层倾角及倾向地层层面，地层倾角
7、及倾向第二节第二节 方位电阻率成像测井方位电阻率成像测井一、测量原理一、测量原理 方位电阻率测井是在双侧向测井基础上发展起方位电阻率测井是在双侧向测井基础上发展起来的一种测井方法。共有来的一种测井方法。共有1212个电极，装在双侧向测个电极，装在双侧向测井的屏蔽电极井的屏蔽电极A2A2的中部，每个电极向外张开的角度的中部，每个电极向外张开的角度为为3030。1212个电极覆盖了井周个电极覆盖了井周360360方位范围内的方位范围内的地层，电极为长方形，其电流分布如图所示。地层，电极为长方形，其电流分布如图所示。方位电极排列及电流线分布示意图方位电阻率：方位电阻率：MAZAZURKI环状监督电极
8、相对于电缆外皮的电位；环状监督电极相对于电缆外皮的电位；MU方位电极的供电电流；方位电极的供电电流；AZI电极系系数；电极系系数；K=0.0142米米K K 除输出除输出1212个方位电阻率外，还可以通过对个方位电阻率外，还可以通过对1212个方位电极供电电流求和，提供一种高分辨率的个方位电极供电电流求和，提供一种高分辨率的侧向测井（侧向测井（LLHRLLHR）.得到的得到的1212个电阻率值相当于每个电极供电电路个电阻率值相当于每个电极供电电路所穿过路径介质的电阻率，穿过的路径包括电极所穿过路径介质的电阻率，穿过的路径包括电极3030张开角所控制的范围。因此当井周介质不均张开角所控制的范围。
9、因此当井周介质不均匀或有裂缝时，得到的匀或有裂缝时，得到的1212个电阻率就会有变化。个电阻率就会有变化。由此可以确定井周地层导电性的变化。由此可以确定井周地层导电性的变化。二、应用二、应用1 1、探测深度和纵向分层能力、探测深度和纵向分层能力 方位侧向方位侧向LLHRLLHR的横向探测深度与深双侧向的横向探测深度与深双侧向接近；方位侧向接近；方位侧向LLHRLLHR的纵向分层能力与微球聚的纵向分层能力与微球聚焦测井接近。如图所示。焦测井接近。如图所示。2 2、划分薄互层、划分薄互层 如图所示如图所示3 3、识别裂缝、识别裂缝 裂缝层段，电阻率出现明显异常（低）。裂缝层段，电阻率出现明显异常（
10、低）。如图所示。如图所示。第三节第三节 阵列感应成像测井阵列感应成像测井一、测量原理一、测量原理 阵列感应测井采用一系列不同线圈阵列感应测井采用一系列不同线圈距的线圈系测量同一地层，从而得到原状距的线圈系测量同一地层，从而得到原状地层及侵入带电阻率等参数。地层及侵入带电阻率等参数。与双感应浅聚焦测井不同，阵列感与双感应浅聚焦测井不同，阵列感应测井除得到原状地层电阻率和侵入带电应测井除得到原状地层电阻率和侵入带电阻率外，还可以研究侵入带的变化，确定阻率外，还可以研究侵入带的变化，确定过渡带的范围。过渡带的范围。阵列感应测井主线圈距有阵列感应测井主线圈距有8 8个：个：6 6英寸、英寸、9 9英英
11、寸、寸、1212英寸、英寸、1515英寸、英寸、2121英寸、英寸、2727英寸、英寸、3939英寸、英寸、7272英寸。采用英寸。采用20KHZ20KHZ和和40KHZ40KHZ的工作频率。的工作频率。8 8组线圈采用同一频率（低频）；此外，组线圈采用同一频率（低频）；此外，6 6组组探测范围浅的线圈系同时还采用另一种较高频率。探测范围浅的线圈系同时还采用另一种较高频率。由此，得到由此，得到1414种探测深度的线圈距，每种线圈距种探测深度的线圈距，每种线圈距测量同相信号测量同相信号R R和和9090度相位信号度相位信号X X，共测，共测2828个原始个原始信号。信号。二、阵列感应测井的输出二
12、、阵列感应测井的输出 通过对原始的通过对原始的2828个信号进行井眼校正，而个信号进行井眼校正，而后进行后进行“软件聚焦软件聚焦”处理，可得到处理，可得到1 1英尺、英尺、2 2英英尺、尺、4 4英尺三种纵向分辨率。每一种纵向分辨英尺三种纵向分辨率。每一种纵向分辨率又有率又有1010英寸、英寸、2020英寸、英寸、3030英寸、英寸、6060英寸、英寸、9090英寸英寸5 5种探测深度的电阻率曲线。种探测深度的电阻率曲线。油层油层55655585差油层差油层55855600阵列感应测井图阵列感应测井图45820004583000458400045850004586000458700014588
13、00014590000145920001459400014596000145980001460000014602000井 位 坐标图YM34-H1YM34YM35-1YM35Y X 实例分析实例分析井位坐标图井位坐标图 油层油层53845395.5含水油层含水油层5395.55398含油水层含油水层53985399.5YM34 油层油层55795587干层干层55875602差油层差油层56025610YM35 油层油层55655585YM35-1 差油层差油层55855616YM35-1 油层油层56165643差油层差油层56435652YM35-1 油层油层53765405水层水层540
14、55420YM34-H1YM345375-5405YM34-H1 5365-5410地层对比地层对比YM355570-5620YM35-15558-5590地层对比地层对比第四节第四节 偶极声波成像测井偶极声波成像测井一、偶极横波成像测井原理一、偶极横波成像测井原理 1 1、地层、地层 硬地层：地层横波速度大于井内泥浆声波速。硬地层：地层横波速度大于井内泥浆声波速。软地层：地层横波速度小于井内泥浆声波速。软地层：地层横波速度小于井内泥浆声波速。在软地层内，无法由单极子声源获取地层横波信息。在软地层内，无法由单极子声源获取地层横波信息。2 2、偶极声波源、偶极声波源 偶极声波源可以使井壁一侧压力
15、增加，另一侧偶极声波源可以使井壁一侧压力增加，另一侧压力减小，使井壁产生扰动，形成轻微的挠曲，在压力减小，使井壁产生扰动，形成轻微的挠曲，在地层中直接激发横波。地层中直接激发横波。产生的挠曲波的振动方向与井轴垂直，传播方产生的挠曲波的振动方向与井轴垂直，传播方向与井轴平行。向与井轴平行。其工作频率一般低于其工作频率一般低于4KHZ4KHZ。单极子声源单极子声源振动示意图振动示意图 偶极子声源偶极子声源振动示意图振动示意图 软地层软地层中的单中的单极子波极子波形形 软地层中的偶软地层中的偶极子波形极子波形 偶极声源除产生纵波、横波外，还可以在井眼激偶极声源除产生纵波、横波外，还可以在井眼激发挠曲
16、波。此波具有频散性。高频传播速度低于低发挠曲波。此波具有频散性。高频传播速度低于低频传播速度。低频时其传播速度与横波速度相同。频传播速度。低频时其传播速度与横波速度相同。3 3、偶极声波测井仪的仪器结构、偶极声波测井仪的仪器结构 如图所示。如图所示。DSI井下仪井下仪结构简图结构简图 1 1）、发射器的组成）、发射器的组成 由三个发射单元组成。单极子全方位陶瓷发射由三个发射单元组成。单极子全方位陶瓷发射器；上偶极发射器、下偶极发射器，两个偶极发射器；上偶极发射器、下偶极发射器，两个偶极发射器的方向互相垂直。器的方向互相垂直。2 2）、接收器）、接收器 由由8 8个接收器位置，间距为个接收器位置
17、，间距为6 6英寸，每个接收英寸，每个接收器位置上由两对接收器，一对同上偶极发射器方器位置上由两对接收器，一对同上偶极发射器方向一致，另一对同下偶极发射器方向一致。向一致，另一对同下偶极发射器方向一致。3 3）、信号记录方式）、信号记录方式 对于偶极方式，每对接收器时分开传输的；对于偶极方式，每对接收器时分开传输的；而对于单极方式，二者合在仪器传输。而对于单极方式，二者合在仪器传输。4 4）、源距）、源距 最低接收器与单极发射器的距离最低接收器与单极发射器的距离9 9英尺；与上英尺；与上偶极发射器的距离偶极发射器的距离1111英尺，与下偶极发射器的距英尺，与下偶极发射器的距离离11.511.5
18、英尺。英尺。二、仪器的工作方式二、仪器的工作方式1 1、下偶极方式、下偶极方式 采集和处理下偶极发射器发射时，相应接收采集和处理下偶极发射器发射时，相应接收器接收到的偶极波形数据及挠曲波的慢度，从而器接收到的偶极波形数据及挠曲波的慢度，从而获取有关横波数据。获取有关横波数据。2 2、上偶极方式、上偶极方式 采集和处理上偶极发射器发射时，相应接收采集和处理上偶极发射器发射时，相应接收器接收到的偶极波形数据及挠曲波的慢度，从而器接收到的偶极波形数据及挠曲波的慢度，从而获取有关横波数据。获取有关横波数据。3 3、斯通利波方式、斯通利波方式 用低频脉冲激励单极发射器发射时，采集和用低频脉冲激励单极发射
19、器发射时，采集和处理相应接收器接收到的单极波形数据，从而获处理相应接收器接收到的单极波形数据，从而获取斯通利波的有关数据。取斯通利波的有关数据。4 4、纵波和横波方式、纵波和横波方式 用高频脉冲激励单极发射器发射时，采集和处用高频脉冲激励单极发射器发射时，采集和处理相应接收器接收到的单极波形数据，从而得出理相应接收器接收到的单极波形数据，从而得出纵波和横波时差。纵波和横波时差。5 5、首波检测首波检测方式方式 用高频脉冲激励单极发射器发射时，采集和处用高频脉冲激励单极发射器发射时，采集和处理相应接收器接收到的单极波与阈值的交叉数据，理相应接收器接收到的单极波与阈值的交叉数据，从而得出纵波时差。
20、从而得出纵波时差。记录波形记录波形三、偶极横波成像测井的应用三、偶极横波成像测井的应用1 1、识别岩性和划分气层、识别岩性和划分气层 地层纵横波速度比与地层岩性有关。地层纵横波速度比与地层岩性有关。1.8psvv 白云岩白云岩1.86psvv 石灰岩石灰岩1.58psvv 纯砂岩或含气砂岩纯砂岩或含气砂岩 地层纵波速度随地层含气饱和度的增加而降地层纵波速度随地层含气饱和度的增加而降低，但横波速度变化较小，因此随含气饱和度的低，但横波速度变化较小，因此随含气饱和度的增加，纵横波速度比减小。如图所示。增加，纵横波速度比减小。如图所示。2、划分裂缝带、划分裂缝带 当斯通利波遇到张开的裂缝时，由于裂缝
21、当斯通利波遇到张开的裂缝时，由于裂缝处声阻抗大，使斯通利波的能量被反射。通过处声阻抗大，使斯通利波的能量被反射。通过处理斯通利波波形，可以提取斯通利波的反射处理斯通利波波形，可以提取斯通利波的反射系数，从而判别裂缝带。如图所示。系数，从而判别裂缝带。如图所示。3 3、岩石机械特性分析、岩石机械特性分析 根据测到的地层声波速度、纵波速度及地根据测到的地层声波速度、纵波速度及地层密度，可以计算岩石的动态弹性参数。如泊层密度，可以计算岩石的动态弹性参数。如泊松比、剪切模量、杨氏模量、体积弹性模量极松比、剪切模量、杨氏模量、体积弹性模量极拉梅常数。拉梅常数。2sv22(2)psvv224()3pskvv2()2(1)E
