1、隨鉆電磁波電阻率測量技術一、引言提高服務質量，降低服務成本是工程技術服務努力追求的目標。隨鉆測井相對于電纜測井具有多方面的優勢：一是隨鉆測井資料是在泥漿濾液侵入地層之前或侵入很淺時測得的，能夠更真實地反映原狀地層的地質特征，提高地層評價精度；二是隨鉆測井在鉆井的同時完成測井作業，減少了井場鉆機占用時間，從鉆井一測井一體化服務的整體上節省成本；三是在某些大斜度井或特殊地質環境(如膨脹粘土或高壓地層)鉆井時，電纜測井困難或風險大以致不能進行作業時，隨鉆測井是唯一可用的測井技術。因此，隨鉆測井既提高了地層評價測井數據的質量，又減少了鉆井時間，降低了成本。（一）、隨鉆測井技術發展現代隨鉆測井技術大致可

2、分為三代：90年代初以前屬于第一代，提供基本的方位測量和地層評價測量，在水平井和大斜度井用作“保險”測井數據。但其主要應用是在井眼附近進行地層和構造相關對比，以及地層評價。隨鉆測井確保能采集到在確定產能和經濟性、減少鉆井風險時所需要的測井數據。90年代初和中期屬于第二代，方位測量、井眼成像、自動導向馬達及正演模擬軟件相繼推出，通過地質導向精確地確定井眼軌跡。司鉆能用實時方位測量，并結合井眼成像、地層傾角和密度數據，發現目標位置。這些進展導致了多種類型的井，尤其是大斜度井、超長井和水平井的鉆井取得很高的成功率。從90年代中期到目前屬于第三代，稱為鉆井測井(Logging for Drilling

3、)，提供界定地質環境、鉆井過程、采集實時信息時所要求的數據。表1 隨鉆測井技術發展年份里程碑技術年份里程碑技術1929第一項隨鉆測量專利1993電阻率、密度、中子三組合隨鉆測井1930電纜傳輸的隨鉆電阻率測井1994硬地層隨鉆聲波測井1969第一代泥漿脈沖遙測系統1995隨鉆電阻率、密度成像測井1970第二代泥漿脈沖遙測系統1998軟地層隨鉆聲波測井1978泥漿遙測系統Teleco商業化2001隨鉆核磁共振成像測井1984隨鉆電磁波電阻率測井2003隨鉆地層壓力測試1986隨鉆中子孔隙度測井2005新一代隨鉆測井系統Scope1987隨鉆密度測井（二）、隨鉆測井的一般知識1、隨鉆測量MWD包括

4、井眼幾何形狀（井眼尺寸、井斜、方位等）的測量，與鉆井工程相關的工程參數（鉆壓、鉆具扭矩、井眼壓力、轉速、環空壓力等鉆井參數）的測量，以及對自然伽馬、電阻率的測量。主要是測量工程數據，并具有單一性。2、隨鉆測井LWD在隨鉆測量MWD的基礎上，增加了識別巖性和孔隙性、判識儲層的方法如中子、密度等，能對儲層做出基本的評價。其測量數據具有綜合性。3、隨鉆地質導向測井具有了相對完善的隨鉆測井系列，其數據采集和數據分析具有實時性。地質導向是上世紀90年代發展起來的前沿鉆井技術。所謂地質導向，就是使用隨鉆測量數據和隨鉆地層評價測井數據，以人機對話方式來控制井眼軌跡的技術。由美國Spsrrysun公司生產的F

5、EWD地質參數無線隨鉆測量儀，是近年來在不斷改進MWD和LWD工具的結構、性能和可靠性基礎上發展起來的一種新型無線隨鉆測量儀，與LWD隨鉆測井儀相比，FEWD具有測點靠近鉆頭、探測深度大、垂直分辨率高的優點。它將地質參數測量傳感器與工程參數傳感器組合在一起，根據設置內容順序采集最新的工程、地質數據，統一編碼后，由脈沖信號發生器以正脈沖的方式，通過鉆柱內的鉆井液傳至地面。地面設備對鉆井液脈沖進行檢波、編碼、處理后，形成數據和測井曲線。FEWD除進行軌跡幾何導向(三維導向)外，主要用于地質導向和隨鉆地層評價。而導向鉆井技術在水平井施工中是一項常用的關鍵技術。在軌跡控制中，根據實際情況和地層剖面要求

6、，可采用定向造斜和轉盤鉆交替進行調整井身軌跡，以對井身軌跡進行有效控制，使得實鉆軌跡沿設計和預測趨勢發展，以達目標點，而且使井眼光滑暢通，有利于攜砂、清除巖屑、保證鉆進安全。如何進行水平井的井眼軌跡控制，是水平井施工技術的核心，并貫穿于鉆井的全過程。其井眼控制工藝技術主要包括：鉆具組合選用、測量技術、井底預測技術、影響軌跡控制因素分析和實時綜合分析技術等幾個方面。井眼軌跡控制技術，隨著水平井在不同區塊施工、不同區塊每口井的地質情況變化、在控制過程中遇到的問題不同等，其表現有以下幾個方面：一是實鉆地質情況復雜多變，油層埋深與設計深度差異大，井眼軌跡需要隨地質情況變化及時進行調整；二是水平段油層埋

7、深在橫向上變化不一，有從低部位到高部位的，也有從高部位到低部位的，還有先從低部位到高部位然后再下降的；三是不同區塊工具造斜能力和地層對井眼軌跡的影響不同；四是測量數據的相對滯后，對地質導向和井眼軌跡的預測和調整帶來的困難；五是老平臺鉆井的防碰問題，在水平井鉆井中更為突出，在水平井的直井段、造斜段及水平段，都存在防碰問題，要特別小心。地質導向鉆井技術的關鍵，是把以前的幾何導向變為地質導向。以前打井，只要鉆遇事先確定的幾何目標，即使沒有發現油層，鉆井工作也算大功告成。而隨著勘探開發一體化(稱為滾動勘探開發)的發展，鉆井不再是單純為了打井，“打井為了出油”的認識被更多人所重視。地質導向鉆井讓目標不再

8、固定不變，而是根據油層的位置隨時調整，并根據預測確定的固定“幾何靶”變成了追蹤目的層的實際的不確定“移動靶”；同時，部分測井項目，也由原來的完井后進行，變為隨鉆隨測，在鉆進中進行，既縮短了鉆井周期，又減少了部分測井費用。地質導向鉆井技術，是以油藏為目標點，通過對實時采集的數據進行分析、研究、采用滑動和轉動鉆井方式，使井眼軌跡在油藏中鉆進。在施工前，通過采用RTGS的軟件模擬生成的鄰井二維地質電阻率模型圖，與實鉆的地質資料進行對比，從而及時進行修正井眼軌跡。該系統的關鍵是對鄰井資料及收集處理和實時測井數據的分析判斷，確保避水高度及油層最大鉆遇率。2004年12月，勝利鉆井研究院研制出有自主知識產

9、權的隨鉆測井儀(LWD)，它能在鉆井過程中實時傳輸伽馬和電阻率等地質參數。尤其在中17-平406鉆井過程中，LWD測量信息顯示情況與地質設計的情況不相吻合，守護現場的工程技術人員針對隨鉆測井曲線及時調整方案與參數，最終使井眼軌跡穿透了300多米油層，油層穿透率大幅度提高。4、現代測井服務的三種方式首先進行隨鉆測井服務；當隨鉆測井存在資料漏失、質量問題、或項目缺失時，再采用電纜測井服務，來彌補隨鉆測井；而完井后，相關工程和地質測井的完善等就需要進行套管井測井服務，包括下套管后的自然伽馬、中子、聲波、密度、電阻率等，工程測井，動態測井以及剩余油評價等項目。二、隨鉆電磁波電阻率測井的物理知識（一）、

10、電磁波頻譜分布與電阻率測井運用頻段20Hz 200Hz 2kHz 20kHz 200kHz 2MHz 20MHz 200MHz 2GHz電磁波頻率用于傳導電流場的測井（普通電極電阻率測井）用于穩定電流場的測井（各種側向測井）用于穩定電磁場的測井（感應測井）用于電磁波傳播的電阻率測井用于電磁波傳播時間或介電測井不同的電阻率測井方法所用的電磁波的頻率的頻段是不同的。圖1 對電阻率測井有用的電磁波頻譜部分參見圖1，小于200Hz頻段主要用于基于傳導電流場的普通電阻率測井；側向儀器工作頻率約為10kHz左右，感應儀器工作頻率約為20kHz，工作頻率在50kHz以下的儀器設計盡量使波的傳播效應減到最小。

11、電磁波傳播測井的可用頻率范圍從0.5 MHz10 MHz,利用15 MHz100 MHz的頻率范圍，就有可能測量電阻率和介電常數兩種參數，從約300MHz2GHz，介電效應超過電阻率效應，就可直接測量介電常數，當頻率超過2GHz時，探測深度很小，不能得出有用的地層電阻率測量值。隨著頻率的增大，介質的介電效應顯著增大。在高電阻率地層中，介電常數對電磁波電阻率儀器的響應有一些影響，介電常數使所測得電阻率小于實際的地層電阻率。隨鉆電阻率測量技術是對地層的電磁波傳播特性響應，而不是直接對地層電阻率特征響應。（二）、隨鉆電磁波電阻率測井儀器的基本結構與基本性能1、基本方法Z2Z1遠接收器天線近接收器天線

12、發射器天線圖2 EWR 儀器示意圖隨鉆電磁波電阻率測井儀器的載體是由一種被稱為蒙乃爾合金的金屬材料制成的無磁鉆鋌。電磁波電阻率儀器EWR測量多采用多個發射器和接收器，接收器一般有兩個，補償式測量地層不同深度的電阻率。圖2是具有單發射器和雙接收器儀器（EWR）的示意圖，發射天線與接收天線實際上就是由幾根銅線繞成的線圈，將其鑲嵌在無磁鉆鋌上，并進行密封。天線與鉆鋌之間留有足夠的間隙，因此保護天線與鉆井環境絕緣的材料必須是不導電的，天線與鉆鋌也必須是絕緣的。用此裝置來測量電阻率有三種途徑，一是從兩個接收天線的信號之間的相位差推算電阻率（該方法具有某些優越性）；二是從兩個接收天線信號的幅度比推算電阻率

13、；三是從相位和幅度比測量值的組合推算電阻率。發射天線中的電流是測量系統的“波源”，其發射的電磁波在地層中向四面八方傳播，波的衰減率和相位移與地層電導率具有密切關系，受井內流體影響比較小，通過接收兩個接收天線衰減率和相位差，即可計算出地層電導率。EWR儀器主要響應電阻率，補償原理類似于電纜式補償中子和補償聲波儀器。對兩個接收器共同的井眼效應和其他效應，通過取得相位差或幅度比加以抵消。因此，接收器收到的信號僅僅受兩個信號所通過的地層的影響。2、技術特點電磁波電阻率儀器具有以下特點：減小了井徑的影響減小了井內流體及其侵入的影響圖3 EWR儀器井眼校正對小于13½的井眼，Rt小于50歐姆米的

14、地層，其校正量小于10%，如圖3所示。鉆井液侵入較小通常儀器探頭距鉆頭10英尺，若鉆速為60英尺小時，EWR測量之前侵入作用只經歷了10分鐘。受鉆井液侵入影響小電阻率測量值相當于深感應的測量值。EWR視探測深度大約在50英寸（127cm）左右當侵入深度小于30 cm時，不需要對測量結果做校正；當侵入深度大于120cm時，測量不到侵入帶以外的地層電阻率（原狀地層電阻率）。具有良好（較高）的垂向（縱向）分辨率，對薄層和夾層的細分非常有利中感應的垂向分辨率為25英寸（63.5cm），深感應的垂向分辨率為40英寸（101.6cm）, EWR的垂向分辨率為8英寸（20.3cm）。3、對儀器設計的基本考慮

15、圖4假設發射頻率為2兆赫，平面波界限是指Z1和Z2，相位探測器的范圍為90度，被測量的最大幅度比為1。可以看出，相位測量技術比幅度比測量技術優越，而只有當地層電阻率很小時幅度比測量才具有一些優勢，因為當地層電阻率大于20歐姆米時，曲線斜率趨近于0。兩個接收天線的間距選擇為6英寸，是基于兩方面的考慮：一是可使儀器強度足夠大，二是在2兆赫頻率下可以取得良好的相位響應（接近于90度的最大相位差）。從發射天線至近接收天線的距離定為24英寸，這是能得到足夠的發射器功率和接收器動態范圍的最大間距。如果大于這一間距，介電效應將隨之增大，而與井眼和侵入帶有關的效應將隨之減小，因此，與電子線路相協調，此距離選擇

16、得越大越好。若增加頻率，則會提高靈敏度，但影響動態范圍；若使用較低的頻率，天線效率也將隨之降低，要得到滿意的相位靈敏度還必須加長儀器。0.1 1 10 100 1000 0.10.40.81.0幅度比電阻率（歐姆米）平面波界限Z1-Z2 = 6Z1=30 Z2 =24I0.2IIIIIZ1=54 Z2 =480.1 1 10 100 1000 0.1 110100電阻率（歐姆米）平面波界限Z1-Z2 = 6IIZ1=30 Z2 =24I相位（度） 圖4 作為電阻率函數的相位差和幅度比（三）、隨鉆電磁波電阻率測井儀器的影響因素1、響應界限和介電效應1 10 100 1000 10000 1000

17、0011010010001000 100 10 1 0.1 0.01 電阻率（歐姆米）工作區I相對介電常數衰減誤差界限相位鑒別誤差界限儀器讀數大于10%5%圖5 EWR儀器的工作區 圖5表示一種其參數對應于圖4的曲線，Z1=30，Z2 =24，頻率為2兆赫，具有一個90度相位探測器，其分辨率為0.25度的儀器的工作界限。在10000毫姆歐/米處的垂直線代表接收器有限動態范圍的界限，對角線是被測介質的介電常數施加在電導率中的恒相對誤差。介電常數的固定值往往引起電導率固定的誤差，而與電導率的數值無關。電導率測量值的絕對誤差與介電常數成正比。2、井眼影響如同聲波儀器在井內的聲傳播一樣，井內接收天線接

18、收到的電磁波信號有三種成分（忽略侵入作用）：一是發射天線到接收天線的直達成分，二是由井壁反射的成分，三是進入地層后的折射成分，如圖6所示。很明顯，只有折射波才是有意義的。圖6 EWR儀器電磁波傳播路徑示意圖假設發射器到接收器的距離比起井眼直徑要大，那么對于大多數有意義的情況，只有折射波能在接收器上做出有效的貢獻。若井眼電導率1遠大于地層電導率2，則反射波和直達波的衰減比折射波的衰減大，折射波的傳播方向平行于井軸；若1<<2，井眼中的波長可能比井眼直徑要大得多，此時的井眼可看成是一個空腔，電磁波就不能進行傳播。相位差測量方法的優點是井眼影響接近于抵消。當發射器到接收器的距離增大時，井

19、眼校正量隨之減小。當1/2<160及1>0.2時，井眼校正量不超過10%，通常小于1%。3、侵入影響同井眼影響分析一樣，假設發射器到接收器的距離大于侵入帶直徑，當侵入帶電阻率大于地層電阻率并且侵入帶的波長超過侵入帶的直徑時，折射波超過反射波和直達波而占優勢。侵入帶對所測的電阻率的影響隨著發射器到接收器的距離的增大而減小。假設井眼、侵入帶和地層電導率互不聯系，對儀器的響應做數字分析，證實了侵入帶參數與井眼參數是不相關的。給定一個侵入帶電阻率及一個地層電阻率，所測量的電阻率（在侵入帶直徑的相當窄的范圍內）從地層電阻率變化到侵入帶電阻率這個范圍的平均直徑隨著侵入帶電阻率或地層電阻率的減小

20、而減小，侵入帶電阻率對此直徑的影響大于地層電阻率的影響。對于EWR儀器，在0.5歐姆米侵入帶及5歐姆米地層條件下，此直徑約28英寸。幾何因子理論不適用于EWR儀器：曾試圖從所觀測的電阻率推導出幾何因子作為侵入帶直徑的函數，結果是一簇曲線，取代了單純的幾何理論曲線。4、地層的影響對于兩個具有不同電導率的半無限介質之間的水平界面附近的響應，當儀器從相對高阻介質到達一個高導介質時，儀器所測量的相位差接近于90度減去在高阻介質中預期得到的相位差；當儀器從相對高導介質到達一個高阻介質時，所測量的相位差接近于0度。儀器在進入一種地層之前已預受其影響，如圖7所示。在Z=0處，遠接收器處在界面上。當遠接收器一

21、旦通過界面，由于兩種介質中的波長不一樣，相位呈現急劇變化，這種變化持續到近接收器越過界面之后，隨后進入較慢的近似于線性的相位變化區，此過程延續到發射器通過分界面。當儀器遠離界面時，能正確地讀出介質的電阻率。當介質1的電導率大于介質2的電導率時，儀器響應的趨勢與上述討論的相似。對于電導率比上下介質大的有限厚度的地層，厚層響應基本上類似于圖7的兩個響應曲線的混合；薄層響應則有一些重要區別，如圖8所示。在遠接收器進入地層前與層厚無關，一旦進入薄的導電地層之后，相位開始急劇下降，直至遠接收器通過另一地層界面。分界面至遠接收器左邊的距離相位差圖8 通過導電地層時的典型響應周圍是較高電導層的薄電阻層的響應

22、更復雜。當遠接收器到達這種地層時，同時受兩個地層界面的影響，儀器對薄電阻層的預先反映比對薄電導層差得多，這一點阻礙了儀器在薄電阻層的讀值，而在薄電導層可輕易達到。從儀器分辨率的角度考慮，對于EWR儀器，兩個接收器間距為6英寸，那么只有在厚度至少為3個間距或18英寸的地層中，才能取得完整的讀數。（四）、EWR測井的物理分析在導電媒質中存在振動的磁偶極子，設偶極子位于Z=0處，沿Z軸定向，則磁場分量Hz由下式給出： （1）式中，A：決定偶極子的強度，相當于初始幅度； K：無介電效應的波數，單位為1/m，即每米傳播的波數。 （2）式中，自由空間（真空）波矢量（即波數） ：介質的相對介電常數；：自由空

23、間（真空）介電常數；：角（圓）頻率；：介質的電導率，毫姆歐/米或以西門子表示；：虛數符號由（1）、（2）式可以看出，電導率對波數的影響是很明顯的，電導率越大，波數K隨之增大，而磁場分量Hz則越小，即在低阻層，電磁波衰減越大。對于多數媒質，波數是一個復數，實數部分決定電磁波的波長，可以通過測量已知間距的兩接收器的電磁波相位差估算出來；虛數部分決定電磁波的衰減率，可以通過測量已知間距的兩接收器的電磁波衰減估算出來。對于一個良導電體（Rt<20歐姆米的地層），()>>1，量值()被稱為損耗正切值。公式（2）可簡化為： (3)因為<<1, (3)式可再簡化為：式中，為導電

24、介質的趨膚深度（厚度），長度單位, (4)式中，：磁導率，亨/米，：自由空間（真空）磁導率；在沉積巖中，與接近（由于在鉆孔周圍的地層中，極少偏離其自由空間值。），趨膚深度主要與介質的電導率 有關，可以忽略。對于電阻為1歐姆米的地層，在頻率為2MHz時，趨膚深度為14英寸。也就是說，對于2MHz的電磁波在1歐姆米的地層中傳播時，每傳播14英寸，電磁波幅度衰減或-8.7dB，相位延遲1弧度或57.3º。2MHz的電磁波在電阻率為1歐姆米的地層中傳播波長為，即88英寸。應用相對差和幅度比的響應可用H1（當Z=Z1時的Hz值）除以H2（當Z=Z2時的Hz值）來確定，可得 (6)其中： 令：

25、(5)在平面波界限內，=0，則。在平面波界限內，幅度比為： (7)5、介電效應對視電阻率的影響對于一個電導率非常低但不等于0，即()<<1的地層（高阻層），介電常數和電導率對電磁波傳播的衰減和相位移的影響都非常重要，尤其是介電常數。用地層電阻率估算介電常數的公式為： (8)可以看出，如果由(8)式估算的介電常數不準，就會對視電阻率影響很大。介電常數估算值偏低，那么相位移數值增大，衰減數值將減小。在這種情況下，用相位移估算的電導率（電阻率）將會增大（減小），用衰減估算的電導率（電阻率）將會減小（增大），因為相位移和衰減都是與成正比的。對于平面波， (10) (9)下標d用來表示已包括

26、介電效應。當介電效應明顯時，對平面波來說用下式計算電導率而不進行校正是錯誤的： (11)將(9)和(10)式代入 (11) 式，即可寫出被測電導率的誤差。 上式與無關，為了簡化隨后的偶極子分析，令 式中： 那么 應用平面波相位關系式可以估算由于偶極子介電效應而引起的電導率變化。平面波相位關系式為： (12)如果用代表的小變化，為平面波相位的相應變化，則 (13)用(12) 式求出，并代入(12) 式得 (14)由此，對于有介電效應的偶極子，可以估算出，從而計算出相對誤差，以達到正確確定地層電導率（電阻率）的目的。6、傳播損失當=0（在空氣中）時，=0、，說明電磁波傳播時沒有耗散（衰減）。但對于

27、6.5英寸的CDR儀器在空氣中時，接收器之間仍能測量到約4.9dB的衰減，這個衰減不應歸于電磁波在空氣中的消耗損失，而是電磁波離開發射器傳播時波陣面的增加所引起的，我們稱這種現象為傳播損失。傳播損失僅僅與幾何尺寸有關，如線圈的直徑、發射器與接收器的相對位置等，例如，如果儀器線圈的間距發生了變化，k值不會改變，但傳播損失將發生變化。包含在波數k內的能量損失才是由地層電導率引起的耗散損失。7、井眼補償井眼補償是用來消除因井眼擴徑或不規則等環境影響引起的測量誤差，因電子漂移、接收線圈之間不同尺寸或不同間距以及線圈保護層之間任何有關電的差異等硬件影響引起的測量誤差。混合井眼補償依賴于由兩個發射探頭的平

28、均測量值計算出的衰減或相位差測量值，這個測量值與位于兩個發射探頭中點的發射探頭（假設有一個發射探頭）的衰減或相位差測量值非常接近。很簡單，這就允許我們設計不對稱的天線陣列來實現多個間距的測量，同時提供粗略的井眼補償。8、探測深度相位電阻率的探測深度隨測量間距的增加而增加。最長間距排列得到最深處的電阻率讀值，最短間距排列得到最淺處的電阻率讀值，對于補償雙電阻率（CDR）儀器，衰減電阻率的探測深度比相位移電阻率的探測深度深；對于ARC5電阻率儀器，最短間距（10in.）衰減電阻率的探測深度總是比最長間距（34in.）相位移電阻率的探測深度深。換句話說，最淺的衰減電阻率總是比最深的相位移電阻率的探測

29、深度深。9、垂直分辨率（薄層的響應）盡管5個相位移電阻率有隨測量間距增加的探測深度，但垂直分辨率非常接近，5個衰減電阻率的垂直分辨率也非常相近。對于CDR儀器，相位移電阻率與衰減電阻率相比呈現出較高的垂直分辨率。10、各向異性（非均質）地層的響應在某些地層中，電阻率儀器在垂直井和在水平井中測得的視電阻測量結果可能存在相當的差異，這種類型的地層被稱為各向異性地層。在垂直井中電阻率儀器的發射探頭產生的電磁波在地層中感生的電流只沿水平方向流動，因此，垂直井中的電阻率儀器只響應于水平方向的電阻率；在水平井中感生的電流一部分沿水平方向流動，一部分沿垂直方向流動，因此視電阻率就是水平電阻率和垂直電阻率的綜

30、合值。在非均質地層中，垂直電阻率總是比水平電阻率大。在均質地層中，這兩個電阻率值是一樣的，與方向無關。對于ARC儀器，非均質地層的影響對不同間距的相位移電阻率和衰減電阻率是不同的，這就使得儀器能夠識別非均質地層。有趣的是非均質地層幾乎總是含油氣地層，如果每個地層都飽含水，那么其電阻率的差異是很小的，并且其有效的非均質響應也很小；如果一個地層富含油，那么該層與不含油的夾層相比，其電阻率將高許多，例如夾層是一個泥巖（即頁巖），并且其非均質的影響也大。四、電阻率測量（以ARC5儀器為例）ARC5儀器的5個發射探頭為非對稱排列， 3個（T5、T3、T1）位于相距6in.的兩個接收器（R1、R2）的上面

31、，2個（T2、T4）位于接收器下面，詳細結構圖見附錄。1、原始幅度和相位數據測量一個發射探頭發射2MHz的電磁波(F2)，遠、近兩個接收探頭就測量兩個幅度(AR1T1F2和AR2T1F2)和兩個相位(PR1T1F2和PR2T1F2)的原始數據，5個發射探頭就有10個幅度和10個相位的原始數據。2、無補償校正的衰減和相位移測量每個發射探頭的兩個幅度測量值計算一個衰減測量值（AT），單位為dB，計算衰減的通用公式為：ATT1F2=-20log10(AR2T1F2/ AR1T1F2)ATT2F2=-20log10(AR1T2F2/ AR2T2F2)ATT3F2=-20log10(AR2T3F2/ A

32、R1T3F2)ATT4F2=-20log10(AR1T4F2/ AR2T4F2)ATT5F2=-20log10(AR2T5F2/ AR1T5F2)同樣，對于每個發射探頭，遠接收探頭測量的相位減去近接收探頭測量的相位就得到一個相位移（差）測量值（PS）：PST1F2= PR2T1F2- PR1T1F2PST2F2= PR1T2F2- PR2T2F2PST3F2= PR2T3F2- PR1T3F2PST4F2= PR1T4F2- PR2T4F2PST5F2= PR2T5F2- PR1T5F23、井眼補償校正的衰減和相位移測量5個無補償校正的衰減根據以下公式得到5個補償校正的衰減（BHC-ATAN）

33、：BHC-ATAN-10H = 0.75ATT1F2+0.5ATT2F2-0.25ATT3F2BHC-ATAN-16H = 0.25ATT1F2+0.5ATT2F2+0.25ATT3F2BHC-ATAN-22H = 0.25ATT2F2+0.5ATT3F2+0.25ATT4F2BHC-ATAN-28H = 0.25ATT3F2+0.5ATT4F2+0.25ATT5F2BHC-ATAN-34H = -0.25ATT3F2+0.5ATT4F2+0.75ATT5F25個沒有做補償校正的相位移（差）根據以下公式得到5個補償校正的相位移（差）（BHC-PSHF）：BHC-PSHF-10H = 0.75P

34、ST1F2+0.5PST2F2-0.25PST3F2BHC-PSHF-16H = 0.25PST1F2+0.5PST2F2+0.25PST3F2BHC-PSHF-22H = 0.25PST2F2+0.5PST3F2+0.25PST4F2BHC-PSHF-28H = 0.25PST3F2+0.5PST4F2+0.25PST5F2BHC-PSHF-34H = -0.25PST3F2+0.5PST4F2+0.75PST5F2五、水平井中電阻率曲線的特殊變化由于水平井鉆井的特殊要求，水平井的鉆井泥漿具有更強的攜屑能力、防膨脹性能以及更小的失水率，泥漿性能的改變對地層的侵入程度和對測井的影響都有不同程度

35、的改變。統計結果表明，絕大多數水平井的鉆井泥漿電阻率比直井的高，在水平井水平段鉆進中采用了暫時封堵式泥漿，對油層起到了保護作用，同時也使得水平井隨鉆測量的電阻率比相同地質條件下直井測的電阻率略高些，高的程度與巖性、物性、含油性、層間流體壓力和地層水礦化度及鉆井泥漿礦化度有關。許多電阻率測井曲線反應的是地層各向異性、侵入和鄰層效應的綜合特征，因此每一種效應對地層真電阻率的影響都要考慮到。1、在水平井的大斜度段，油層的頂、底界面都可能出現電阻率曲線比自然伽馬曲線的加厚現象，這主要是因為探測深度大的電阻率測井儀在將要進入油層之前和儀器剛離開油層后都能探測到部分油層的信息。2、在水平段，當探測深度超出

36、井軸與油層界面之間的距離時，得到的測井值就會受到圍巖的影響，超出的程度越大，受圍巖影響越嚴重，甚至出現油層的深電阻率小于淺電阻率的現象。3、當水平段井眼軌跡接近上、下泥巖層時，探測深度最深的曲線首先作出反應，表現為電阻率的降低，探測深度越大的降低幅度越大。在自然伽馬測井值變化不大的情況下，電阻率測井值的降低和深淺電阻率曲線之間幅度差減小是井眼軌跡接近圍巖層的顯示。4、當水平段井眼軌跡鉆遇厚泥巖或鉆出砂體邊界時，除了自然伽馬測井值達到直井中泥巖層數值范圍外，最明顯的特征是探測范圍7ft 以下的電阻率測井值降低到油層電阻率下限值以下，接近或達到直井中泥巖層的數值，探測范圍最大的也會出現大幅度的降低

37、，有時也會降低到油層電阻率下限值以下。5、比較相位移和衰減電阻率測量值可區分高導侵入和各向異性地層。對于各向異性地層盡管相位移電阻率曲線測出其為高導侵入剖面，而相應的衰減電阻率值卻較低；如果是高導侵入剖面造成相位移電阻率曲線分離，那么深視衰減電阻率讀數要比相位移電阻率大，這是衰減測量值的重要應用之一。同直井的電纜測井解釋一樣，水平井隨鉆測井解釋也要結合地震解釋剖面、沉積環境、鉆井、開發動態等資料進行綜合解釋，以便做出更準確地判斷，及時提出井眼軌跡的修改意見，保證水平井鉆井的成功率，創造更好的經濟效益。附錄一、幾種隨鉆電阻率測井儀器（電磁波傳播測井儀）1、RAB斯侖貝謝下屬的Anadrill公司

38、的鉆頭電阻率儀器，工作頻率1.5kHz,環形發射線圈距儀器底部僅12in，電流通過鉆頭流入地層（鉆頭作為供電電極），返回到遠離鉆頭的節箍處，并在鉆頭附近建立恒定電場。已知電壓，測量流過鉆頭的軸向電流，就可用歐姆定律計算鉆頭處的地層電阻率(如圖71)。利用該測量可精確地指示鉆頭所穿過的地層的位置，分辨率為26in。（屬于側向類的隨鉆電阻率測量儀器）。 2、ARC5斯倫貝謝陣列電阻率補償型隨鉆電阻率測井儀。采用2MHz、400kHz 兩個頻率，對于高電阻率地層，井眼補償除去壓力、溫度、振動的影響，具有高靈敏度的最理想的頻率是2MHz；400kHz 的頻率對于傳導地層能提供一個比較深的探測深度，以及

39、很小的噪聲信號（對Rt<0.5歐姆米的地層） 。如圖72，ARC5儀器直徑為475in，使用5個發射器（3個位于接收器上面，2個位于接收器下面）向地層發射2MHz的電磁波，提供5個原始的相移測量和5個原始的衰減測量。ARC5使用了一種獨特的井眼補償技術。標準的井眼補償（BHC）方法是將接收器周圍對稱放置的兩個發射器的信號進行綜合，得到一個補償測量結果。ARC5依靠三個按順序排列的發射器的線性組合來進行井眼補償，這種方法稱之為混合井眼補償法（MBHC）。井眼補償后的5個相移和衰減可轉換成5個刻度好的相移電阻率和5個刻度好的衰減電阻率。由于探測深度隨發射器間距的增加而增加，5個相移電阻率代表

40、軸向分辨率幾乎相同的5個不同探測深度的地層電阻率值，同樣，5個衰減電阻率反映5個更深讀數的測量。3、EWR哈里伯頓公司的隨鉆電磁波電阻率測井儀器4發雙收的天線結構，采用1MHz、2MHz 兩個頻率。測量電磁波傳播過程中的相位移和幅度衰減，確定地層電導率。RRTTTT0.152m0.152m0.152m0.305m0.305m測量點極淺淺中深EWR在不同電阻率地層的探測深度曲線類型0.2歐姆米20歐姆米極淺相位15（0.381m）30（0.762m）淺相位18（0.457m）39（0.991m）中相位22（0.559m）54（1.3716m）深相位30（0.762m）75（1.905m）極淺幅度

41、-相位組合25（0.635m）77（1.9558m）淺幅度-相位組合30（0.762m）86（2.1844m）中幅度-相位組合38（0.965m）104（2.6416m）深幅度-相位組合50（1.27m）145（3.683m）4、Baker Hunghes INTEQ 公司最新的電阻率隨鉆測井MPR ( Multiple propagation resistivity ）技術是在CDR ( Compensated Dual Resistivity ）技術基礎上發展起來的。MPR 屬于補償式電磁波傳播電阻率儀器，它有兩組補償發射天線，接收器采用接收上下對稱發射器信號的方式進行補償測量，通過長短源

42、距的相位差及信號衰減進行電阻率測量。圖1 是MPR 的測量原理圖。先進的電子技術及完善的天線組合彌補了機械天線的許多不足。這種方法同非對稱發射方式采集數據然后用軟件技術進行處理的方法相比有許多優點。它采用陣列天線形式向地層發射不同頻率的電磁波，頻率不同，探測的深度就不同。此類儀器探測深度由淺到深的動態范圍很大，最深的探測范圍遠遠超過泥漿濾液侵人達到的深度。MPR 技術的主要特點是：精度高，探測范圍大；侵人剖面多參數測量；井眼影響小；降低了油基泥漿不良影響的敏感性；提高了縱向分辨率；改進了薄層電阻率響應；2 MHz 與400 kHz 信號組合，提高了水平井中層邊界劃分能力。該系統可對環境影響進行

43、識別和校正，可以進行介電參數計算。對大斜度井，該系統還具有計算代表各向異性的水平電阻率及垂直電阻率值的能力，有高精度的模型支持及嚴格的質量控制。MPR 技術的引進提高了電阻率測量的精度，增強了薄層及其流體界面劃分的能力，使儲層綜合解釋及詳細的油氣水分析技術得到改進及完善。5、EPT斯侖貝謝公司的電磁波傳播測井儀器，工作頻率1.1GHz,主要響應介質的介電特性，測量電磁波傳播時間。 二、幾種常見礦物的介電常數和電磁波傳播時間礦物介電常數電磁波傳播時間tp（毫微妙/米）石英4.657.2方解石7.59.1白云巖6.88.7硬石膏6.38.4石膏4.16.8天然氣（甲烷、空氣）13.3油(石油)2.24.9純水8030鹽水5625三、電磁場的趨膚效應在良導體中，衰減因子近似為 。對于一般的高頻電磁波(GHz)，當媒質導電率較大時，衰減因子往往很大，電磁波在此導電媒質中傳播很小的距離后，