文档介绍：第四章感应测井
电阻率测井仪要求井内介质必须具有一定的导电能力,在油基泥浆井和空气钻进井内无法测量,而以电磁感应原理为基础的感应测井则可以实现电阻率的测量。
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一、 电磁感应原理
当一个导体回路中的电流变化时,在附近的另一个导体回路中将出现感应电流;或把一个磁铁在一个闭合导体回路附近移动时,回路中也将出现感应电流,即穿过一个回路的磁通发生变化时,在这个回路中将出现感应电动势,并在回路中产生电流,感应电动势等于磁通变化率的负值。这一现象称为电磁感应现象。
第一节感应测井原理
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其中:ε—感应电动势(伏特);
Φ—磁通量(韦伯);
t—时间(秒).
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二、感应测井仪的结构
感应测井仪的井下部分如图4-1所示,它主要有线圈系和必须的电子线路组成。其中线圈系由发射线圈T和接收线圈R按一定方式组合而成的。各类线圈分别用匝数N和截面积S来描述。发射线圈和接收线圈间的距离称为线圈距L。
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图4-1双线圈系感应测井原理
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三、感应测井原理
单元环:将仪器周围介质设想成,是由以井轴为中心,半径为r和深度为z的各不相同的许许多多个地层圆环组成的,这些圆环叫单元环。此时,可以把地层看作为有无数个半径不同但同轴的线圈组成的。
1、一次磁场
测井时,发射线圈T( 、)通有交流电,发射频率为20kHz。此时,在接收线圈( 、)中产生的
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感应电动势与周围介质的电阻率无关,称为无用信号;在周围介质的线圈系中也产生感应电动势和感生电流。在单元环内产生的感应电动势及感生电流为:
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其中:σ—介质的电导率,(西门子/米),电阻率的倒数;μ—介质的磁导率;
ω—交变电流的角频率;
r—单元环的半径;
I—发射电流强度。
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2、二次磁场
单元环内感生电流是涡流,也是交变电流,在周围空间产生二次磁场,二次磁场在接收线圈R中产生的感应电动势为:
、
—分别为单元环到接收线圈和发射线圈的距离;
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记
,
其中: —叫仪器常数;g—叫单元环几何因子,仅与单元环和线圈系的相对位置有关。
则所有单元环在接收线圈内产生的感应电动势为:
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