复介电常数虚部PPT课件

1、西南石油学院资源与环境学院,司马立强,测井方法原理,电法测井 （十三）,第三节 介电测量,第二节 介电测井原理,第一节 岩石的介电常数,第四节 介电测井资料应用,第五章 介电测井,5、感应测井曲线的特点与应用,1、感应测井基本原理,2、什么是视电导率、测井视电导率构成,4、复合线圈系的构成、特点,3、什么是几何因子，几何因子的种类与含义,介电测井在什么情况下诞生？,第一节 岩石的介电常数,在电场作用下，介质中的原子、离子或分子会产生位移，形成电偶极子。这些电偶极子趋向定向排列介质极化现象,介质极化,电极化强度,P电偶极矩 V电介质体积 k电极化率 E电场强度,一、几个基础概念,介电常数,k电极

2、化率 电介质的介电常数 0真空中的介电常数,相对介电常数,后面的介电常数均指相对介电常数,交变电磁场中的介电常数复数,复介电常数实部 复介电常数虚部，由介电损耗引起 tan损耗角正切，用来表示介电损耗的大小,表征介质极化程度的物理量,复介电常数虚部,/由传导电流引起的损耗。为介质的电导率，为外加电场角频率 d介电损耗，极化时原子、离子、分子发生位移时由摩擦引起的损耗,常见岩石和流体的相对介电常数与传播时间,二、介质的介电特征,湿空气频率稍有增幅小于10,淡水频率增幅较明显,盐水频率增幅明显,频率f108Hz淡水与盐水的接近,介电测井划分油气水层的实验依据,平面电磁波方程的解,要测量介电常数，必

3、须研究电磁波的传播特征满足麦氏波动方程：,相位常数。相当于电磁波传播单位距离时相位的变化 衰减常数（吸收系数）。相当于电磁波传播单位距离时幅度的衰减 传播常数。i E0初始电场强度 角频率,注意：有的书 相位常数 衰减常数,第二节 介电测井原理,电磁波传播深度定义电场强度穿入介质后衰减为原值的1/e倍时这个距离为穿透深度，也叫传播深度或趋肤深度,角频率越高、电导率越大趋肤深度越浅反映电磁波传播测井探测范围,由波动方程电磁波在介质中传播时，相位变化和幅度衰减与所在介质的介电特性密切相关。,介 电 测 井 理 论 基 础,在介电常数不同的两种介质交界面上，电磁波传播遵循反射定律与折射定律,a入射角

4、 b折射角 v1、v2电磁波传播速度,当12、入射角=临界角时b=90，产生全反射滑行波,测量滑行波的幅度衰减与相位变化可求地层的介电常数,第三节 介电测量,一、电磁波传播测井,电磁波传播测井斯仑贝谢的技术,发射天线T1、T2贴井壁交替发射电磁波，每次发射延续10ns消除井眼不平影响,接收天线R1、R2接收到直达波、反射波、滑行波,直达波、反射波在泥饼中传播,滑行波主要沿泥饼与地层界面传播,直达波、反射波、滑行波均为正弦波，在接收天线合成一种波。但直达波与反射波在泥饼中传播，其衰减率远大于地层，因此，接收天线收到的主要是滑行波,T1发射时，R1与R2分别测得电压信号UND与UFD,将上述值与近

5、、远接收天线的参考信号值（UNR-UFR最大值)相比，可得到电磁波幅度衰减值(EATT),1.幅度衰减(EATT)测量,T2发射时，R1与R2分别测得电压信号UNU与UFU,T1、T2每交替发射一次，可得到近接收天线(R1)信号平均值与远接收天线(R2)信号平均值之差：,K比例常数,对比P174(517),T1发射时，R1测得的信号与R2测得的信号相位差为D,测井时，测量结果用Tpl表示,2.相位（传播时间Tpl）测量,T2发射时，R1测得的信号与R2测得的信号相位差为U,T1、T2交替发射，可得到相位差平均值EPT：,Tpl电磁波(同一相位)穿行1m距离的时间电磁波传播时间,对比P175(5

6、19),二、介电测井,介电测井阿特拉斯公司的技术,深探测介电测井信号经刻度介电常数实部和视电导率,浅探测介电测井信号补偿、刻度远近信号相位移PHS和信号幅度比(A2/A1),这2种仪器在我国均有使用,f=1.1GHz,一、电磁波传播测井参数与介电参数间的转换,第四节 介电测井资料应用,EATT包含岩石的介电损耗AC（取决于介电常数）与几何损耗ASL(取决于波的传播方式)，空气中ASL51db/m,干岩样不存在频散，饱和油的岩样也不存在频散,饱和水的岩样有明显频散现象， 频率增高介电常数,超高频（UHF）段，即200MHz3000MHz基本无频散,二、岩石的介电特性,1.频散,2.介电常数Sw的关系,频率一定时，介电常数Sw有近似正线性关系,频率不同，介电常数Sw关系差别很大频散效应,我国某油田分析结果,3.电磁波传播测井资料应用,（1）识别岩性,（2）指示裂缝,EPT测井资料纵向分辨率很高，对低角度裂缝与切割井眼的斜交缝都有明显显示,（3）计算含水孔隙度,Tpl测井得到的电磁波传播时间 Tpma岩石骨架的无损耗电磁波传播时间 Tpwo水的无损耗电磁波传播时间,（4）计算含水饱和度,ESxo电磁波传播测井计算的含水饱和度 EPT电磁波传播测井孔隙度 T其它测井方法计算的总孔隙度,阿特拉斯公司的介电测井仪分深探测与浅探测深浅组合确