钻化阻尼率勘验仪表装置的工效解析
视电阻率转换在随钻电阻率测井中,采用三线圈系来测量电磁场的相对值,它由两个距离较近的成对线圈(接收或发射线圈)和一个距离相对较远的非成对线圈组成。如果非成对线圈到远成对线圈的距离为z1,到近成对线圈的距离为z2,就可以用不同类型的三线圈系来测量高频场的各种特性,测量结果为幅度比和相位差。根据式可以得到幅度比:hz1hz2=e-b(z1-z2)(1+bz1)2+(az1)2(1+bz2)2+(az2)2相位差:Δφ=a(z1-z2)-arctga(z1-z2)(1+bz1)(1+bz2)+a2z1z2由于发射频率在2MHz附近时,幅度和相位主要反映地层电阻率的变化,根据关系式,在测得两接收线圈的相位差和幅度比之后,就可以分别转换为两个独立的电阻率(相移电阻率和衰减电阻率)。
随钻电阻率测井的探测特性探测深度随钻电阻率测井仪器的探测深度与3个因素有关,即源距大小、趋肤效应和测量性质。用几何因子理论,可以更好地了解随钻电阻率测井仪器的探测深度。假设无限厚地层受到钻井液滤液侵入,侵入剖面为台阶型。侵入带地层电阻率为Rxo,原状地层电阻率为R1,定义相移电阻率Rps和衰减电阻率Rad的径向积分几何因子分别为Gps(d)和Gad(d),则Gps(d)和Gad(d)满足:1Rps(d)=Gps(d)Rxo+1-Gps(d)Rt(6)1Rad(d)=Gad(d)Rxo+1-Gad(d)Rt式中:d为侵入直径。
和分别为Gps(d)和Gad(d)的计算结果,采用的仪器线圈系为:远接收器、近接收器到发射器的距离是z1=0.762m、z2=0.610m.每一结果图中,均有低电阻率Rt=0.2Ωm和高电阻率Rt=20Ωm两种地层电阻率结果。在不同侵入深度条件下,几何因子的数值是不同的。同样,对于不同的地层电阻率条件,几何因子的形状也不相同。
对于Rps而言,Gps(d)=10%、50%、90%时,地层电阻率Ry=0.2Ωm条件下,对应的探测深度直径(d)为0.432m、0.559m、0.660m.地层电阻率Rt=20Ωm条件下,对应的d为0.762m、1.372m、2.286m.对于Rad(d)而言,Gps(d)=10%、50%、90%时,Ry=0.2Ωm条件下,对应的d为0.762m、0.695m、1.067m.地层电阻率Rt=20Ωm条件下,对应的d为1.524m、2.642m、4.318m.
相移电阻率测量径向响应图衰减电阻率测量径向响应图从以上数字可以得知,在相同仪器结构、地层电阻率条件下,衰减电阻率(Rad)比相移电阻率(Rps)的探测深度要大。根据这一点,可判断侵入情况。在地层厚度较大条件下,侵入较浅时,Rps和Rad相等;当RpsRad时,表明有高阻侵入,地层真电阻率小于层冲洗带电阻率。
纵向分辨率对于随钻电阻率测井仪器,两个接收器之间的间距为0.152m,因此其标称分辨率为0.152m.但是在薄的高阻层处,由于围岩电阻率(Rs)的影响,Rps和Rad不能得到地层真电阻率(Rt),此时可以分辨的最小层厚取决于Rt和Rs,这种最小层厚就定量地确定了仪器的纵向分辨率。
为3层地层结构的Rps和Rad纵向响应结果,采用的仪器线圈系结构为:远接收器、近接收器到发射器的距离是z1=0.305m和z2=0.152m.井眼直径dh=0.216m,井眼内钻井液的电阻率为Rm=0.1Ωm,Rs=1Ωm,Rt=10Ωm.计算结果表明,在目的层处,Rps比Rad更接近于Rt,因此,Rps比Rad的纵向分辨率要高。
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