中国石油大学现代地球物理测井思考题汇总

1、测井思考题汇总思考题1：水平井的井眼环境？1 水平井与直井测井环境的差异水平井不同于垂直井，其井眼也并非完全水平，井眼或地层也不会恰好位于设计所在位置。在这个较为特殊的环境里，测井环境与垂直井有很大的差别，要充分考虑需要考虑井眼附近地层的几何形状、测量方位、重力引起的仪器偏心、井眼底部聚集的岩屑、异常侵入剖面、以及地层各向异性等的影响。1.1 泥饼的差异在水平井中，井眼下侧的泥饼比较容易与固相滞留岩屑混层，形成相对较厚的岩屑泥饼层，该岩屑泥饼层对径向平均测井仪器影响不大；但对定向聚焦测井仪器影响较大，该类仪器沿井眼下测读数时，不能准确有效地反映出地层的真实响应。1.2

2、60;侵入的差异在水平井中，由于地层的各向异性存在,侵入剖面比较复杂,主要呈非对称侵入分布,需区别分析。以原生孔隙为主的储层中,因原始沉积在平面上和垂向上存在明显的差异性,一般情况下,储层平面上渗透率大于垂直方向上的渗透率。因此，水平方向最初的侵入比垂直方向的侵入要深,其侵入剖面可简化为以井眼为中心线的椭球体。以次生孔隙为主的地层中,比如裂缝孔隙性孔隙型储层,井眼周围的地层渗透性存在着各向异性，形成更为复杂的侵入剖面。1.3 层界面的差异在水平井中,层界面与井眼以比较小角度相交,储层特性在水平方向变化很小,水平井测井曲线难以识别地层界面和流体界面,测井曲线所显示的界面与测量分辨率、探

3、测深度、测量偏差和仪器读值方向有关。因此，测井曲线可能显示出相互之间的深度偏移。水平井与地层界面的相交关系则有以下几种可能：1)与井眼相交的层面：层面以非常低的角度与井眼相交，很难在水平井的测井曲线上指示地层与流体界面，反映出的地层界面不再是一个点，而是延滞为一个“区间”，测井分层时应先找出这个“区间”，再找出界面点分层；2)层面：层界面离井眼较近，在仪器探测范围内，测量结果受界面影响严重； 3)远离井眼的层面：不在仪器探测范围之内，测井曲线不受邻层及层界面的影响。1.4  各向异性地层水平井井眼并非完全水平的，无论井眼或地层也不会恰好位于设计所在位置，由于常规的井下仪器的设计是假设

4、井眼周围地层是对称的，而在水平井中，这一假定的关系不再成立，由于地层与井眼是斜交或者近似平行的关系，围岩对探测器各边的影响是不同的，侵入也不对称，储层显示出非常明显的电阻率各向异性，因此，在水平井测井解释中，必须充分考虑到地层各向异性的影响。思考题2：欠平衡钻井井眼环境？欠平衡钻井又叫负压钻井，是指在钻井时井底压力小于地层压力，地底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。常规的钻井属于过平衡钻井，钻井液压力大于地层流体压力，大于地层破裂压力。这样做主要是防止井喷。 欠平衡钻井时，钻井液压力略小于地层流体压力，仍大于地层破裂压力。这样能及早发现油气藏。欠平衡钻井的优缺点 :1.可以减轻

5、或消除钻井液对地层的损害 2.良好的产层显示，有利于达到勘探目的 3.欠平衡钻井过程中人为地采用了关并作业方式，钻井施工是在关井导流状态下进行的，从而降低了井喷失控的风险 4.可以大幅度地提高钻井速度。由于采用负压钻进，使井底岩石三相应力状态发生了改变，有利于钻头对岩石的破碎，从而可以大大地提高钻头的机械钻速 5. 可以降低井漏风险，节约钻井成本。首先，常规过平衡钻井不可避免地会引起钻井液的轻微渗漏，其次，在易漏层段，可能会引起大量钻井液流入地层 6.可以在钻井过程中生产油气由于欠平衡钻井是有控制地制造溢流，油气可有控制地从井内返出到地面 7.可以及时对地层进行较为准确的评价欠平衡钻井期间，可

6、以综合从井眼返出的地层流体等信息及时评价产层的生产能力或地层特性 目前采用的欠平衡钻井技术和工艺还存在一些不能解决或可能发生的问题 : (l)导致钻井成本的增加。主要原因有:设备增多，井场占地面积增大;设备投入与管理费用高;如果采用钻井液中注入氮气的方式，特别是在边远地区采用现场制氮方式时，制氮设备的费用较高;采用氮气、天然气等作为钻井液减轻剂时，需要制备、压缩、充入等设备;完井时要采用强行起下钻设备等。 (2)存在一些不安全因素。如采用空气钻井，可能引起井下爆炸、起火和钻具腐蚀 (3)因为不可能在整个施工期间都维持井筒内的欠平衡钻井状态，如起下钻、电测(如需要)、完井等施工作业时，还需要注入

7、重钻井液使地层压力基本处于平衡，所以对地层的伤害也不可能完全避免。由于欠平衡，钻井液不能在井壁上形成滤饼，在不能维持欠平衡时，钻井液滤液和有害固相就会乘机侵入。如果再进行固井作业，对产层造成的伤害可能更为严重。 思考题1：从影响岩石电阻率的四个因素分析低阻油层的可能成因（最好有实例）影响岩石电阻率的因素包括四个方面：岩性、物性、含油性和地层水性质。（1）岩性：一般岩性细，孔喉半径较小，泥质含量高，导电矿物含量高的岩石电阻率较低。A导电矿物包括黄铁矿、磁铁矿等，其含量高时可使岩石骨架导电性增强，油层电阻率较低。B泥质含量对岩石电阻率影响有两方面，一是粘土矿物（尤其是伊/蒙混层）的附加导电性，分散

8、状、片状分布的高岭石亦可形成导电网络。二是泥质含量高时，使束缚水饱和度增加，形成离子导电网络，使油层电阻率降低。（2）物性：低阻油层多表现为中孔低渗、低孔低渗特征。微孔隙与渗流孔隙并存的复杂孔隙结构，束缚水饱和度高。岩石孔喉总体较小，孔隙大小不一，吼道粗细不均，造成相对较高的孔隙度和相对较低的渗透率。粒间孔隙和裂缝并存，在钻井过程中有相当的泥浆滤液侵入，驱替了裂缝中的油气，从而使得产层的电阻率明显下降。如果有大的孔隙溶洞，也有可能引起低阻。（3）含油性：含油性降低可导致油层电阻率较低。油水过渡段或储层物性较差的层段，含水饱和度相对较高、含油饱和度相对较低，也是形成低阻油层的重要原因。（4）地层

9、水性质：岩石导电性主要表现为地层水的导电性。相对高矿化度的地层水可导致油层电阻率相对较低。地层水矿化度越高，油层电阻率越低。在复杂油水系统中，若把含高矿化地层水的油层和含低矿化度地层水的油层进行比较，也会出现低阻油层。岩石表现为亲水特征时，束缚水饱和度相对较高，也更易形成发达的导电网络，使地层电阻率降低。 综上可知，低阻油层的可能成因包括高泥质含量、高地层水（或束缚水）饱和度、复杂的孔隙结构、强亲水性以及高矿化度地层水。思考题2：了解页岩气及致密油（特低孔特低渗）储层特点，并从影响岩石电阻率的四个因素分析，用电阻率确定这两类储层饱和度的可行性及精度（最好有实例）页岩气储层基本特征：页岩气储层中

10、含有大量的有机质,其丰度与成熟度对页岩气资源量有重要影响。页岩储层的矿物组成除常见的黏土矿物(伊利石、蒙皂石、高岭石)外,还混杂有石英、长石、云母、方解石、白云石、黄铁矿、磷灰石等矿物。页岩气储层具低孔、特低渗致密的物性特征。页岩储层的储渗空间可分为基质孔隙和裂缝。基质孔隙有残余原生孔隙、有机质生烃形成的微孔隙、黏土矿物伊利石化形成的微裂(孔)隙和不稳定矿物(如长石、方解石)溶蚀形成的溶蚀孔等。页岩储层含气量越高，测得的地层电阻率越大，因而可以采用阿尔奇公式来估算含气饱和度。页岩地层深浅测向电阻率测井响应为中、低值，随着粉砂质含量的增大，电阻率增大。致密油储层特点：致密储层的物性界限一般确定为

11、地面空气渗透率小于 1m D、地下覆压渗透率小于 0.1 m D左右。同时不少专家认为在泥岩、页岩烃源岩内部的粉-细砂岩、碳酸盐岩等或其烃源岩本身致密储层中也存在油气，其储层渗透率一般小于 1 m D，二者具体内涵基本相同2。致密油气最典型的特征就是储层物性差。致密油储层岩性主要分为粉细砂岩和灰质白云岩、泥灰岩等碳酸盐岩，其发育程度和展布规律均受沉积环境和盆地性质控制。电阻率测井除了用于进行定性的油水识别外，还应用于饱和度的定量计算。饱和度的计算方法通常采用 Archie 公式，但公式是基于中高孔渗储层的实验而提出，其使用是有条件的。对于致密砂岩储层，Archie公式适应性差，需重新建立与之适

12、应的饱和度方程，但其难度大，对公式中的岩电参数( a、b、m和n) 进行适当的修正，能较好地控制饱和度计算精度。1.根据侧向测井电极系结构及电场分布特点，分析深、浅视电阻率曲线在泥岩处出现“双轨”的可能原因,这种影响对用深浅曲线重叠判断油水层及对裂缝评价是否有影响？如何解决？测井电极系结构及电场分布特点：深、浅侧向测井回路电极与主电极距离不同。深侧向等位面是以电极系为轴一系列同心圆柱面，主电流线呈薄圆柱状沿径向进入地层；浅侧向等位面是一系列椭球面，主电流线按一定角度散射进入地层。井眼校正：在有井眼的条件下，主电极Ao发出的电流要受到分流作用和折射作用，分流是指电流趋向于在低阻层内流动，相对于井

13、眼中的泥浆而言，地层是高电阻层，因此电流在井眼中流经的路径会加长，分流会使得主电流径向上的电流密度降低，视电阻率也就随之降低，校正系数大于1，当电流到达地层和泥浆分界面也就是井壁的时候，就会发生折射作用，折射使得电流线在高电阻率一侧更靠近法线方向。也就是说折射使得径向上的电流密度变高，视电阻率升高，校正系数小于1。围岩校正：当围岩电阻率低于目的层电阻率，低阻围岩就会对电流有吸引作用，使得视电阻率降低，校正系数就会大于1，相反，如果是高阻围岩，就会对电流有排斥作用，使得视电阻率升高，校正系数就会小于1。（侧向测井图版校正的合理性：在渗透层处，由于泥浆的侵入作用，在井壁上一般都会形成泥饼，通常情况

14、下，泥饼的电阻率都小于地层的电阻率。当电流从主电极流出的时候，经过泥饼时，有一部分的电流就会从泥饼中流走，使流入地层的电流减小，从而使测得的电阻率小于地层的真电阻率。当电流流到泥饼和地层的分界面的时候，电流发生折射，从而使得电流向两界面的法向方向靠拢。这就使得流入地层的电流密度增大，所测得的电阻率也会变大。在地层电阻率较低时，泥饼的分流作用起到主要的作用，使视电阻率降低，在图版上表现的就是校正系数小于1但是当地层的电阻率增大到一定的值之后，电流的折射作用将起到主要作用，使得视电阻率大于地层的真电阻率，在图版上表现的就是校正系数小于1。）深浅侧向测井在泥岩段出现“双轨”的原因 或 视电阻率曲线是

15、否合理？ 答：侧向测井相当于电阻串联。深侧向主电极至回路电极之间的距离大于浅侧向主电极至回路电极的距离。深侧向主电流层厚度几乎不变，浅侧向主电流线进入地层后按一定的角度散射，电流层的厚度随电流层半径增大而增大。所以浅侧向主电流回路电阻小于深侧向回路电阻。在井筒内，深、浅侧向的井筒电阻近似相等。由此可见，井眼泥浆对浅侧向测井影响程度大于深侧向，这是深浅侧向测井在泥岩段出现“双轨”的主要原因。当泥浆电阻率与地层电阻率相等时，深浅侧向视电阻率相等，“双轨”消失。“双轨”对油气层判断及裂缝评价的影响及处理（1）井眼泥浆对深浅侧向影响程度不一致对整个测量层段都有影响，只是在大段泥岩处能够明显地反映出来，

16、表现为“双轨”现象。在储集层段，由于与储集层本身的幅度差异叠加，不易被识别。由此可见，双轨现象对油气层判断有影响，具体影响视井眼泥浆电阻率与地层电阻率相对大小关系而定。（2）裂缝引起的深、浅侧向测井差异性质主要是由裂缝的产状决定的。水平裂缝能加强侧向测井的聚焦作用，使测量的电阻率降低，而且水平裂缝对深侧向的聚焦作用比浅侧向更强，从而使深侧向电阻率值小于浅侧向电阻率值，即为负差异。即使油气存在，深浅侧向的电阻率差异也较小。高角度缝的有效导电截面在径向上不变，而孔隙的导电截面在径向上是逐渐增大的，因此在浅侧向测井探测范围内，裂缝与孔隙的有效导电截面之比远大于深侧向测井，从而使深侧向电阻率值大于浅侧

17、向电阻率值，即为正差异，并不代表油气存在。（3）“双轨”现象使深浅侧向曲线幅度差变大或变小，与裂缝引起的幅度差异叠加，从而对裂缝评价也有影响。一种可行的消除方法是操作员在现场操作时，选定大段泥岩层段处，以深侧向数值为准，将浅侧向读数校正到深侧向曲线数值上来。目的是将浅侧向所受井眼的影响校正到与深侧向所受井眼影响的程度一致的程度。2.根据前人（李善军）模拟的裂缝（产状）的双侧向曲线响应特征，分析不同产状裂缝的双侧向响应特征。在低角度裂缝情况下,裂缝的双侧向测井响应为负差异(Rd一R.<0);在高角度裂缝情况下,裂缝的双侧向测井响应为正差异(Rd一R:>o);当裂缝倾角在50°

18、;到74°之间时,裂缝的双侧向测井响应变化最大,且临界角度(双侧向测井响应正、负差异的交换角度)也大多在此范围。3.探讨水平井侧向测井的适用条件4.分析频率对感应测井探测特性、电阻率测量的动态范围的影响(1)频率越高，电流的趋肤效应就越显著，也就是说电流越高，电流越趋向于在靠近井壁的地层内流动，而不能进入地层深处，这就导致频率越高，感应测井的探测深度就越浅。(2)频率越高，纵向分辨率也越高，探测范围小了，受到围岩的影响也变小，目的层对测量结果的贡献变大，纵向分辨率也就随之变高。(3)频率高的探测深度浅，纵向分辨率高，趋肤深度与频率成反比，与电导率也成反比，也就是说频率高的感应测井适合

19、探测电导率比较低的地层，频率低的适合探测电导率比较高的地层。频率变化范围大了，电导率的测量动态范围也就比较大了。另:由于电磁波信号在地层中传播时存在趋肤效应，即感应测井需要考虑传播效应的影响。频率越高，趋肤效应越强，传播效应对测量结果影响越大，探测深度也越浅，这对感应测井的影响是不利的。但是对于固定的仪器结构和线圈匝数来说，频率过低会使信号强度较弱，信噪比较低且电阻率测量的动态范围减小（Baker Atlas的DPIL: f=10,20,40Rt=0.1100,0.5500,2.01000）。所以感应测井仪器的工作频率不能太高也不能太低，频率的选择需要综合考虑传播效应的影响、探测深度、信号强度

20、、信噪比和电阻率测量的动态范围等指标各自的要求。2、常规双感应、相量感应、阵列感应解决传播效应影响的方法及优缺点常规双感应、相量感应、阵列感应解决传播效应影响的方法及优缺点：所谓传播效应是指电磁场在传播过程中幅度的衰减和相位的偏移。常规双感应测井仪是按照Doll几何因子理论刻度的。但是用Doll几何因子理论推导有用实部信号时，假定了传播系数很小而被忽略，即忽略了传播效应的影响。因而只有在电磁场频率较低，地层电导率较低，即传播因子确实很小时，常规感应测井仪测得的视电导率才更接近地层的真电导率，传播效应影响较大时常采用图版法进行校正处理。常规双感应优点是方便实现，计算量少，缺点是信号利用率不高，图

21、版因仪器结构，地层性质而异，通用性不强，且没有考虑地层非均质性的影响。相量感应测井同时测量R信号和X信号，将两者相减，根据X信号进行趋肤效应校正。即算成电阻性电导率和电抗性视电导率两者相减近似得到比较准确的地层视电导率。这种方法优点是利用了虚部信号校正，且通用性比图版校正强，缺点是计算量大，忽略了传播因子高阶项的带来的误差，没有考虑地层非均质性的影响。阵列感应测井也同时测量R信号和X信号，校正方法类似相量感应测井。但它比相量感应测井更进一步的是将两者都用来合成视电导率，并且采用了考虑传播效应的born几何因子。优点是实、虚信号共同合成电导率，且考虑了地层的非均值性。（1）常规双感应：利用几何因

22、子理论，推导出视电导率和地层真实电导率之间的关系，根据视电导率和真电导率之间的关系绘制趋肤效应校正图版，根据图版对视电导率做校正。优点是理论基础牢固，但是通过图版校正得到的结果误差比较大。（2）相量感应：虚部视电导率去除第一项后和实部视电导率相减，得到的数更接近地层的真实电导率，也就是说相量感应是利用X信号进行趋肤效应校正。优点是实现了硬件上的趋肤效应校正，缺点是在地层电导率比较低的时候校正效果比较好，但是随着电导率的增加，被忽略部分的贡献逐渐变大，校正效果变差。（3）阵列感应：阵列感应与相量感应一样是采用测量X信号实现趋肤效应校正但是阵列感应采用三线全单元，辅助接收线圈可以降低直耦信号的大小

23、，使得测量更为准确。3、根据侧向测井和感应测井的电流分布分析不同产状的裂缝对侧向测井和感应测井响应的影响1）从电流流动上看，侧向测井仪器供给的直流电视沿储层径向流动，所经的径向地层是一种串联关系，感应测井仪器是利用发射线圈发射交流电，由此产生的交变磁场是在地层中感应出此生电流，感应电流是环绕井轴流动的，径向上相邻的地层对于电流是一种并联关系。2）高角度裂缝：对于感应测井说，其测量电路是与很小部分的裂缝串联，从径向分布上看，由知，虽然裂缝流体电导率大，但几何因子小，整体上高角度裂缝对于感应测井影响较小；对于侧向测井说，裂缝实际提供了低阻通道，原来径向上相邻的地层由串联变为并联关系，电阻率降低幅度

24、较大，因此对于侧向测井影响较大。3)低角度裂缝：对于感应测井说，由知，在几何因子变化不大的情况下，裂缝流体的高电导率对于视电导率影响较大，即低角度裂缝对于感应测井影响较大；对于侧向测井说，裂缝流体的电导率高，从而电阻率低，由知，对于视电阻率影响较小，即对于侧向测井影响小4、水平井中选择电阻率仪器（感应或侧向）应考虑哪些因素感应测井仪对高阻围岩更是灵敏,而电阻率测井仪则对低阻围岩更灵敏。双感应测井如图2所示的物理模型中省略了井眼。实际上,过去的经验表明,在这种复杂的儿何形状中计算的感应测井仪器响应与模型中是否包括井眼关系不大。那么,为倾斜地层条件提出的解析解可以直接用于这种简化情况。图2中示出的

25、模拟结果是井轴与水平层界面的距离的函数(Gianzeor和Su,1989)。当双感应仪器位于下部地层且在层界面之下很远处时,其读数为RL。随着探测器接近上部高阻地层,在它到达之前,中、深感应读出的是中值。在界面之上几英尺后,双感应的读数接近RU值。由于两个电阻率值之间的渐变带也具有“似喇叭”特征,因此不能准确地定量确定探测器测出高阻地层的距离。图2中表明了摆在测井分析家面前的两个相互矛盾的条件。如果主要关心的问题是由于邻层而引起的电阻率读数误差,那么,当井眼在离高阻层sft之内时,深感应(ILd)的误差超过10%;当邻层为低阻层时,ILd的误差超过25%。显然,如果用透视法把图2颠倒过来,就会

26、获得后一种情况。对于中感应(ILm),显然这些影响就不太严重。另一方面,如果主要关心的问题是要探测邻层,那么把测得的电阻率仅有的明显变化看作是邻层存在的确定指示。在具体应用中,可以从计算的测井曲线上用肉眼选择近似的探测距离。在低阻地层中,深感应能探测lft距离的高阻围岩。中感应探测深度较浅,只能识别0.5ft距离的高阻围岩。在相反的情况下,即当探测器位于与高阻围岩相邻的低阻层时,深感应测量趋向于低电阻率值的曲线不清晰,直至探测器到达离低阻层lft之内。同样,中感应也要离低阻层0.5ft之内才能受到它的影响。由于在层界面处的测井曲线上有一个喇叭形,这些趋势进一步复杂化。双侧向测井由于井眼通常对双

27、侧向测井响应具有较大的影响,因此在模型中应包含有井眼。图3示出了在接近层界面的水平井中双侧向测井的物理模型。由于对这种复杂结构不能采用简单的解析解,要用三维有限元程序模拟仪器响应。因此,所需的计算量要比感应测井模型大几个数量级。从图3中的结果可以看出,双侧向测井的特点与双感应测井的特点是互补的。特别是,双侧向测井对邻近低阻层比对邻近高阻层更灵敏。浅侧向可以可靠地识别约0.5ft处的邻近低阻层,深侧向可以识别lft处的邻近低阻层;反之,除非探测器确实进入高阻层,双侧向测井不能探测高阻层。同深感应的情况一样,数英尺之外的围岩对深侧向测井响应的干扰影响是可以测量的。例如,在图2和图3中,在相距sft

28、处测得的误差对双感应和双侧向测井几乎都是一样的。把深感应与深侧向测井曲线重叠在一张图上(图4左),把中感应与浅侧向测井曲线重叠在另一张图上(图4右),这有助于目测它们的相对特征。比较地层微电阻率扫描成像、井周声波反射成像、方位侧向成像、阵列感应成像测井的测量原理、资料的主要用途及适用条件 ，分析决定探测特性的因素地层微电阻率扫描测井VS井壁声波反射成像解答：(1)地层微电阻率扫描测井的测量原理类似于侧向测井，把小的纽扣电极装在极板上，给电极和极板供给相同极性的电流，并使电极和极板之间保持绝缘，保持极板电位恒定，极板上发射的电流对小电极的电流起聚焦作用，小电极的电流大小也就可以反映井壁附近的电阻

29、率的变化。根据小电极电流变化，进行特殊的处理就可以的到井壁的微电阻率扫描图像。(2)声波反射成像的测量原理是利用超声波探头，在以固定的角速度旋转的同时，以一定的方位和间隔向井壁发射固定频率的超声脉冲，并用同一探头记录反射回来的声波信号。利用反射波的到达时间可以估算井径的大小，利用声波信号的幅度，根据如下公R=（Z2-Z1）/(Z2+Z1)式（其中Z2,Z1分别为地层和井眼流体的声阻抗），就可以得到井壁表面的声阻抗。把反射信号变换为电信号，进行处理，最终得到声波反射的成像图。利用地层微电阻率扫描测井与声波反射成像都可以判断岩性，电阻率的高低，反射信号的强弱可以反映出岩性的不同：可以识别裂缝，识别

30、断层褶皱等构造：可以确定地层面以及裂缝的产状，倾斜方位和倾角；声波反射成像还可以检查射孔质量和套管的损伤情况，也可以检查压裂情况。地层微电阻率扫描测井对井眼的覆盖率有限，在8in井眼中，FMI的覆盖率为80，STAR和EMI则只有64%，但是声波反射成像是100%的全井眼覆盖。地层微电阻率扫描测井仅适用于导电钻井液，井壁声波反射成像可以在油基泥浆中使用，但是由于钻井液对超声波信号的衰减作用，井壁声波反射成像测井对钻井液的密度有较高要求。同时声波反射成像测井不仅可以在裸眼井使用，也可以在套管井中使用，（在空套管井中不能测量）但是微电阻率扫描仅适用于裸眼井。由于地层的电阻率之间差距比较大，微电阻率

31、扫描测井的图像比较清晰，许多小构造也能在图像上有所显示，但是声波反射成像测井则不同，地层中不同岩性的岩石，声阻抗之间的差异没有电阻率的差异大，因此反射幅度R对岩性不敏感，因此，地层中的某些微小构造可能在声波反射成像图上没有显示。方位电阻率成像A2中部周向均匀装了12个长方形的电极,成30度辐射向地层发射电流（定向电流）方位电极与A2（深侧向）电极同极性方位电极上、下各有一个环状监督电极给12个方位电极供电流Ii（工作频率35Hz）用方位电极与环状监督电极之间的电位差控制电流大小,使dv=0(方位电极等电位)测量12个方位供电电极的电流Ii及环状监督电极相对于参考电极N的电位Vm每一深度可得到1

32、2个方向电阻率值,采样间隔0.5in对12个方位电极电流求和,可以得到高分辨率的电阻率LLhr,分辨率为8英寸,探测深度介于深、浅侧向之间,接近深侧向。ARI受仪器偏心、井径和井眼不规则影响较大与FMI垂直分辨率（及探测深度）差别太大,目前还没有在两种成像图上识别对应裂缝的方法费用高,故通常用双侧向与FMI组合。阵列感应成像测井仪的主要特点：采用几种不同的工作频率，以控制探测深度，并扩大了电阻率测量的动态范围使用阵列线圈系（一个发射，多组接收），同时测量R信号和X信号采用“软件聚焦”方法获得几组具有相同垂直分辨率，探测深度不同的电阻率曲线经处理，可得电阻率径向变化的图像一个发射线圈和一个主接收

33、线圈，一个辅助接收线圈构成三线圈单元辅助接收线圈S与主接收线圈R绕向相反（串联相接），可通过调整辅助线圈的匝数及间距来消除直耦信号测量多个工作频率下三线圈单元的R及X信号(无周向分辨率)。3.地层厚度对视电导率曲线的影响，半幅点与地层厚度的关系：SP-1m GR-1m 常规感应测井2m 层薄的时候，半幅点厚度往往偏大；厚层的时候，比较准确。 7.分析、比较四种声系得到补偿时差方法的优缺点（深度误差、扩径、仪器倾斜、分辨率、误差）1）双发双收，两个接收探头在中间。实际的记录点与名义上的记录点近似重合，不产生深度偏移。在扩径时，可以利用硬件实现井眼补偿，但是这种井眼补偿方法在低速泥岩区存在测量盲区

34、，并且纵向分辨率降低。仪器倾斜时，补偿并不能够完全消除井的影响，得到的补偿时差与地层真实的时差仍有差异。但是比单发双收在仪器倾斜测量的时差相比，误差要小，井眼倾斜时与仪器倾斜时类似，补偿结果也不准确。2）双发双收，两个发射探头在下方，两个接收探头在上方。不存在深度误差，实际的记录点与名义上的记录点重合，没有误差。利用软件实现井眼补偿，因此得到的补偿时差不存在盲区，可以得到纵向分辨率不同的时差曲线，纵向分辨率比较高。仪器倾斜，井眼倾斜时，补偿结果也不准确，但好于单发双收。3）双发四收。实际的记录点与名义上的记录点近似重合，不产生深度偏移。利用硬件实现井眼补偿，但是与双发双收不同的是，它不存在测量

35、盲区，但是它的纵向分辨率也比较低，仪器倾斜和井眼倾斜对补偿都有影响，使补偿结果不准确。4）单发四收。存在深度误差，实际的记录点与名义上的记录点不重合，有误差。利用软件实现井眼补偿，同2）一样，不存在测量盲区，可以得到不同分辨率的时差曲线，仪器倾斜，井眼倾斜对测量结果有一定程度的影响，使得到的补偿时差与地层真实时差之间存在误差。8周波跳跃可以识别气层和裂缝；但发生周波跳跃时，其他应考虑的问题。泥浆中有气泡时，会产生周波跳跃吗？岩屑呢?答：在气层处，由于气层对声波的物理衰减很严重，导致第二个接收探头接收不到信号，从而发生周波跳跃现象。一旦发生了周波跳跃，则声波时差曲线就不能应用于其他方面了。但在发

36、生周波跳跃现象的地层处，要是有全波列测井资料的话，我们就可以从全波列测井资料中提取出纵波的时差代替声波时差测井测得的时差，从而将其应用到其他方面。引起周波跳跃的实质是首波在两个接收器之间发生严重衰减，引起这样的原因有，（1）裂缝地层或破碎带；含气的未胶结的纯砂岩；声速非常高的岩层，由于岩层的波阻抗和泥浆差别非常大，声波由泥浆进入地层中或由地层折回泥浆中时，能量传递很小。实际中，致密地层的声波幅度明显降低，便基于此道理。（2）井径扩大很厉害的地层，以及泥浆中溶有气体时等。（3）发射功率较小或者间距较大，但这一点在仪器设计时有所考虑。9.次生孔隙不能反映在声波时差中？影响？当孔隙空间较大或是孔洞时

37、，声波脉冲式沿孔隙空间周围的最小路径传播，而不穿过孔隙空间，所以次生孔隙探测不到。11. 分析137Cs的初始谱、仪器谱、和经过30cm吸收介质的散射谱？答：137Cs的初始谱为一条单能的曲线。如图所示：仪器谱：137Cs发射能量为0.662Mev的单能r光子，r与探测器里面的晶体发生康普顿效应和光电效应，产生次级电子。次级电子与散烁体发生作用，使散烁体激发，退激发出荧光，将荧光收集到光电倍增管的光阴极上，产生光电子。光电子在光电倍增管中，增加几个数量级，形成电子流在阳极负载上产生电信号。由于输出脉冲的幅度与入射r光子在闪烁体中损失的能量成正比，而光子是通过两种种效应来损失能量的，且各部相同。

38、在图上表现出来的A为光电全能峰，B为康普顿散射峰，C为康普顿反散射峰，D为X射线峰。经过30cm吸收介质之后的散射谱：r射线经过30cm的吸收介质以后，散射普在Er=0.1Mev处出现极大值，且随着Pe值的增大，相对计数率的极大值降低。这是因为在Er相等时， Pe值越大，发生光电效应的几率就越大，即被吸收的光子就越多。且随着Pe值的增大，极大值峰向右移动，这是由于随着Pe值的增大，在Er相对较大的时候，发生光电效应的几率也很大。当Er>0.2Mev时，r散射谱受到Pe值的影响很小，这是由于在这个区间主要发生康普顿散射，发生光电效应的几率很小。随着能量降低，光子相对计数率逐渐增大，反映出多

39、次散射后能谱的软化现象。12.感应测井几何因子VS侧向测井伪几何因子答：感应测井的几何因子分为径向微分几何因子和径向积分几何因子、纵向微分几何因子和纵向积分几何因子。径向微分几何因子和积分几何因子反映仪器的径向探测特性，径向积分几何因子反映仪器的探测深度；纵向微分几何因子和纵向微分几何因子反映了仪器的纵向探测特性，纵向积分几何因子反映了仪器的纵向分辨率。由可知：感应测井的几何因子与电磁场的空间分布没有关系，仅与地层空间上某一点相对于线圈系的位置有关，故称之为几何因子。侧向测井的只有径向几何因子，径向积分几何因子反映的是径向上各部分（井眼、侵入带、原状地层）对视电阻率的贡献大小，不能直接反映仪器

40、的探测特性，由侧向测井的径向微分几何因子的表达式：Kj（r）/Io可知侧向几何因子除了与电极系系数有关之外还与电流密度在地层中的分布有关，所以称之为伪几何因子。13. 哪些测井响应可以反映气层，它们的原理？反映气层的测井方法有：声波时差测井、密度测井、中子孔隙度测井、中子寿命测井。（1）声波时差测井的原理是（以双发双收测井为例）：上下发射探头（T1、T2），交换向地层发射声波。接收探头（R1、R2）利用门槛检测技术分别检测首波到达的时间，然后通过计算机将它们转换相应的成声波时差曲线输出。在气层处，一般会出现“周波跳跃”现象。（2）密度测井的原理：用137Cs向地层发射0.662Mev的r射线，

41、利用长短源距探测器探测与地层发生康普顿散射之后的r光子，通过一系列处理，将r子的计数率转化为地层的密度曲线输出。在气层处，测量的地层密度较小，且小于地层的真实密度，从而在气层处，利用密度测井求得的孔隙度偏大。（3）中子孔隙度测井：用同位素中子源向地层发射能量为几个的快中子，快中子与地层发生一系列作用以后变为热中子，利用长短源距探测器探测经过地层慢化以后的热中子，通过计算机处理，将热中子的计数率转化为视中子孔隙度曲线输出。在气层处，由于发生了“挖掘效应”，从而使得中子孔隙度测井所得的视中子孔隙度偏低。通常将中子孔隙度测井和密度测井结合起来去识别气层。（4）中子寿命测井：用脉冲中子源向地层发射能量

42、为14的快中子，测量经过地层慢化以后而又返回到井眼内的热中子或俘获r射线，通过一系列的处理，将热中子或是俘获r射线的计数率转化为俘获截面或热中子寿命曲线输出。在气层处，热中子的俘获截面很小，且远探测器的计数率曲线（F1）和近探测器的计数率曲线(N1)不重叠，F1向左偏移，即有较小的正差异。14. 分析为什么感应测井不能用来测Rxo感应测井不适合用来测量冲洗带电阻率。首先要说的是冲洗带电阻率一般情况下是采用贴井壁测量的方式，贴井壁测量仪器的探测半径一般情况下我们认为是探测半径以内的介质对测量结果的贡献要达到90%,就感应测井而言，如果要达到90%的要求，那么其探测半径就会远大于两个主线圈之间的距

43、离，那么在某些地层测量结果受冲洗带的影响就会比较小，受侵入带影响比较大。如果采用不贴井壁测量的方法，冲洗带对测量结果的贡献就更低了，测量结果也就变得不可靠。总之，使用感应测井测冲洗带电阻率结果并不可靠。15.井中传播的斯通利波振幅和速度的降低？斯通利波的波幅随距界面的距离增加而衰减，衰减与频率也有关系。在高频时，波幅衰减速度很快。但在低频或者在波长与井筒直径相当时斯通利波的波幅随距井壁的距离增加衰减很少。在频率足够低时，从井壁的一边到另一边的波幅几乎不变，产生所谓的管波。低频率斯通利波对地层渗透率非常敏感。当波遇到渗透性裂缝或地层时，流体相对于固体震动，在这些地层中产生粘滞扩散，使波产生衰减，

44、而且速度变慢。斯通利波能量和速度的减低随频率而变。可以对高带宽范围内的斯通利波频散数据进行反演以便估计地层渗透率8。开启裂缝也能导致斯通利波反射回发射器。反射波能量与入射波能量之比与裂缝开度有关。在硬地层中用这种技术探测渗透性裂缝效果非常好。1从影响岩石电阻率的四个因素分析低阻油层的可能成因。1）岩性：当油层岩石骨架中含有一定量的金属矿物时，由于金属矿物自由电子多，导电能力增强从而导致电阻率降低。此外，当岩石中粘土含量高时，由于粘土束缚水饱和度较大以及阳离子交换能力强，使得粘土的附加导电性突出, 电阻率降低。2）孔隙度：当油层岩石孔隙度较大，孔隙分布均匀且孔隙之间连通性较好时，导电能力增强。此

45、外，若地层发育微孔隙，束缚水含量明显增高也会加强导电能力。3）含油饱和度：含油饱和度较低且岩石骨架的润湿性为亲水性的储集层的电阻率也会较低。4）地层水电阻率：高矿化度地层水导致地层电阻率相当低，有时比周围泥岩的电阻率还低。因此，若油层的地层水矿化度比水层高较多时，会出现低阻油层。2 如何根据成像测井资料求取裂缝的倾角（已知井径）：对于一般的中低角度裂缝（裂缝的倾角小于60°），在成像测井资料上会有正弦波形状的曲线显示。记曲线的最高点对应的深度为D1,最低点对应的深度为D2，井眼直径为d，即裂缝倾角4比较地层微电阻率扫描成像、声波反射成像测井的测量原理及资料的主要用途，分析它们的探测特

46、性和适用条件。微电阻率扫描成像：测量原理：利用侧向测井的思想，将很多小纽扣电极装在导电的金属极板上，但电极和极板之间要保持良好的绝缘。小纽扣电极作为测量电极，金属板作为屏蔽电极，仪器上部的金属外壳作为回路电极。测量时，极板贴靠井壁，给极板和电极供相同极性的电流，使极板上发出的电流对小纽扣电极发出的电流起聚焦作用，调节纽扣电极的电流大小，保持金属极板的电位恒定，则纽扣电极的电流大小即可反应井眼附近地层的电阻率大小。扫描测量纽扣电极电流的变化，进行特殊的图像处理，即可得到能直观反应地层电阻率变化的图像。 资料的主要用途：判确定地层倾角和方位角，指示裂缝产状及其方位，测量井径，可进行更详细的构造分析

47、，地层学分析和岩石结构评价。探测特性：纵向分辨率可达0.2in,但探测深度很浅，易受泥浆侵入的影响。井壁覆盖率一般达不到100%。适用条件：盐水泥浆，规则井眼的裸眼井。声波反射成像：测量原理：声波反射成像测井利用超声换能器向地层发射波长较短的超声脉冲，脉冲沿井眼泥浆传播到井壁时发生反射，反射回的脉冲又被同个超声换能器所接收。测量时，超声换能器在马达的驱动下沿着仪器轴以一定的速度转动，同时整个仪器又以一定的速度被提升，即测量位置螺旋式上升。仪器记录脉冲的旅行时间（反应井径的变化）、的幅度(反应地层声阻抗的变化)、井眼方位和井斜数据。其中反射信号被传送到地面后经过计算机转换成图像（反射波的幅度）。

48、资料的用途：判断岩性；确定地层面或裂缝面及其产状，划分裂缝带；检查射孔质量及套管的损坏情况；检查压裂情况。探测特性：纵向分辨率等于换能器每转一周仪器提升的距离，最高可达0.2in,径向探测深度浅，井壁覆盖率100%。适用条件：适用于小比重钻井液，小井眼的裸眼井或套管井中。两种成像测井的差别在于，电成像的井壁覆盖率稍差些，但由于岩石的电阻抗差异大于声阻抗差异，因此在两者纵向分辨率相同的情况下，电成像的分辨能力更好。方位侧向成像测井原理：方位侧向测井是在双侧向测井的上屏蔽电极中间加了12个小的矩形电极每个电极覆盖30度地层，在每个方位电极的中心有一个监督电极，在12个电极的上下方则有二个环状电极，

49、测井时每个电极供给相同的电流频率与深侧向相同，通过监督电极来使中心监督电极和环状监督电极的点位相同，从而是每个电流被相邻的电极流出的电流和深侧向的上电极电流聚焦，使电流沿着电极张开的角的方向流入地层并最终流回地面，用途：可以判别井眼周围的非均质性，因为如果井眼不均匀12个电极测的电阻率就会有差，异仪器偏心等，使用条件，没有偏心，井眼变化规则时探测特性：方位测井探测深度比前侧向探测深度大，比深侧向探测深度浅，它的分层能力优于双侧向影响它的因素就是仪器偏心和井眼的不规则5分析比较T1R1R2T2、R1R2T1T2、T1R1R2R3R4T2、TR1R2R3R4四种结构声系得到补偿时差方法的优缺点。：

50、T1R1R2T2优点：可以消除深度误差、井径不规则变化、仪器或井眼倾斜的影响。缺点：纵向分辨率稍大于间距，对薄层的分辨能力较差；对于低速地层可能出现盲区。R1R2T1T2(T1T2-R1、T2-R1R2)优点：可消除深度误差和井径不规则变化的影响，纵向分辨率较高，不会出现盲区。缺点：电子线路复杂，井壁破碎带测得时差不准确T1R1R2R3R4T2（T1-R2R4、T2-R1R3）优点：可以消除深度误差、井径不规则变化、仪器或井眼倾斜的影响，不会出现盲区。缺点：声系结构和电子线路复杂，井下仪器长度偏大，分辨率近似等于R2R4或R1R3的距离，分辨率较低。TR1R2R3R4优点：可以消除深度误差、井

51、径不规则变化、仪器或井眼倾斜的影响，可以测出不同纵向分辨率的时差数据，最小可为1英尺，也可以较为准确地测量低速地层和破碎带井段的时差数据。缺点：声系结构和电子线路复杂，井下仪器长度偏大，需要地面延迟系统的配合才能实现井眼补偿和深度校正。6感应测井的几何因子与侧向测井的伪几何因子有何不同：感应测井中，以微分几何因子（）为例，它是指空间中截面积为1单元环的电导率对视电导率贡献的百分比，其大小由单元环所在位置和大小以及线圈距有关，与地层性质无关，主要指不受地层电导率影响。侧向测井中，以径向几何因子为例（），可见，它不仅与测量地层的几何形态及大小有关，还与电流密度J有关，主要指受地层电阻率影响。7分析

52、初始谱，仪器谱，经过30cm吸收物质后的散射谱。参：初始谱：根据放射性中核素的原子核初始衰变产生的伽马光子的能量和强度画出的能谱图，横坐标表示能量，纵坐标表示强度，谱图中只有能量为0.662Mev的一条谱线。仪器谱：用伽马谱仪测量的自然伽马射线脉冲幅度谱（计数率与道址），是被光子与闪烁晶体相互作用所复杂化了的连续谱，比初始谱复杂的多。表示仪器探测到的直接来自源的伽马射线谱。仪器谱的横坐标为道址，反应能量的大小；纵坐标为计数率，反应强度的大小。能量单一的伽马射线经过仪器探测后会形成包括全能峰在内多个峰及平坦区的谱线图，其中全能峰对应的道址最大，反应最大能量的伽马射线；全能峰是由伽马射线与探测器的

53、晶体物质发生光电效应产生的，平坦区是由康普顿散射形成的。经过30cm吸收物质后的散射谱：表示源放出的伽马光子经过30cm吸收物质后被仪器探测到的伽马射线谱，仪器探测到的伽马光子主要是与吸收物质发生康普顿散射后的伽马光子，故伽马光子的能量较低。散射谱图横坐标表示道址，纵坐标表示计数率，图中只有一个多次峰且峰对应的道址较低（=0.1Mev处）。光电吸收截面指数Pe越大，相对计数率极大值越低，峰值对应的道址增大（可用各种效应的优势区来解释）。<0.1Mev时，随着能量降低，光子相对计数率逐渐减小，光电吸收逐渐成为主要的作用，对Pe反应敏感。>0.1Mev时，0.48Mev以上相对计数率受

54、Pe影响很小，且计数率随着能量增大而偏低。=0.1Mev时，出现极大值，且随Pe增大，多次散射峰的幅度降低并向右移动。9哪些测井响应可以反应气层，其原理是什么？：在测井仪器的探测范围内存在气层的时候，声速测井、密度测井和中子孔隙度测井响应可以反应气层。原理：声速测井中的声时差是通过门槛检测技术（气层对声波衰减过大，使得仪器的第二个接受探头未能检测首波波至，导致声时差变大，或忽高忽低的变化）进行记录的，遇到气层时，声时差曲线上会出现周波跳跃现象。由于一般情况下气的密度比油水的密度低很多，遇到气层时，密度测井曲线上会出现负异常。中子测井仪是在饱含淡水的石灰岩中刻度的，在遇到气层时会产生挖掘效应（当

55、Hh=0,即把含天然气的孔隙体积当做岩石骨架处理时FN还小于FXO，这说明天然气对快中子的减速能力比石灰岩骨架还低，所以显示为负的含氢指数，把天然气对中子测井的这种影响称为挖掘效应。）而使测得的孔隙度偏低。10分析频率对感应测井探测特性、电阻率测量的动态范围的影响：由于几何因子是近似理论，采用的是准稳态方法，即利用即时磁场而不是滞后磁场计算磁通量（忽略了传播效应），而这种近似只有在涉及到的距离与电磁波波长相比时才有较好的效果。为了分析频率的影响，应采取均匀介质的严格解，P1时才能忽略。线圈系确定后，w,电导率成为P的主要影响因素。对于常规感应测井来说，发射电流的频率为20KHz，若L=0.8m

56、,当电导率为0.01-1S/m时，趋肤深度介于3.65-36.5m,若频率变大，电导率适用范围将更小，所以频率不能太高。频率过低会使信号强度较弱，信噪比降低所以感应测井仪器的工作频率不能太高也不能太低，频率的选择需要综合考虑传播效应的影响、探测深度、信号强度、信噪比和电阻率测量的动态范围等指标各自的要求。11侧向测井井眼校正图版、围岩校正图版分析：侧向测井特点分析：侧向测井的基本思想是利用与主电流相同极性的屏蔽电流对主电极发出的主电流产生屏蔽作用，使主电流呈薄圆盘状流入地层。由电流的流动路径可以得出，各部分介质串联接入了电路。因而，视电阻率是各部分介质电阻率的加权和。井眼校正图版分析：在有井眼

57、的条件下，从主电极发出的电流线受到屏蔽作用、分流作用和折射作用的影响。所谓分流作用就是由于高电阻地层（地层的电阻率总是高于钻井液的电阻率）的存在，从主电极流出的电流总是“避开”这个高电阻地层，因而在井眼内流过的一段路径要加长，电流呈辐射状。当电流线达到地层和钻井液分界面井壁时（无侵入情况），又发生了第二种作用即折射作用，折射的结果总是使电流线在高电阻率一方更靠近法线方向。分流和折射的结果使有井眼的电流线不同于无井眼时的电流线。分流使径向上的电流密度降低，从而使视电阻率降低。屏蔽作用和折射使径向上的电流密度增高，从而使视电阻率增高。对于图1中的(a)图，当较小时，屏蔽作用起主要作用，径向电流密度

58、增大，从而使视电阻率偏高。当中等时，分流作用起主要作用，径向电流密度降低，从而使视电阻率偏低。当较大时，折射作用起主要作用，径向电流密度增大，从而使视电阻率偏高。对于图1中的(b)图，在小井眼条件下，当较小时，屏蔽作用较弱，分流作用起主导作用，径向电流密度降低，从而视电阻率偏低。当较大时，折射作用起主要作用，径向电流密度增大，从而视电阻率偏高。在大井眼条件下，分流作用一直处于主导地位，径向电流密度偏低，从而视电阻率偏低。在此条件下，当较大时，电流主要从井眼泥浆中流过而主要反映泥浆的电阻率，从而使视电阻率远小于地层真电阻率。围岩校正图版分析：对于图2，由于侧向测井的特点，视电阻率的结果会受到围岩的影响，特别是对于薄层，围岩的影响更为显著。当地层电阻率（近似可用视电阻率代替）大于围岩电阻率时，由于围岩对视电阻率的贡献而使视电阻率偏小，即校正系数大于1。反之，当地层电阻率（近似可用视电阻率代替）小于围岩电阻率时，由于围岩对视电阻率的贡献而使视电阻率偏大，即校正系数小于1。当地层电阻率（近似可用视电阻率代替）与围岩电阻率相差越大，围岩的影响作用越强，视电阻率与真电阻率相差也越大，校正量也越大。从图2还可以看出，随着地层厚度的增大，校正系数逐渐趋近于1。这是由于当地层的厚度接近于或超过侧向测井仪的纵向分辨率时，视电阻率很少甚至不受围岩的影响，围岩校正系数自然接近