介电测井课件

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感应测井知识回顾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—电场强度单位体积电介质中电偶极矩的代数和与电介质材料特性有关与外加电场强度成正比一、几个基础概念

介电常数k—电极化率—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☆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f>108Hz→淡水与盐水的接近☆岩性不同→介电常数不同☆孔隙度不同→介电常数不同☆孔隙中流体性质不同→介电常数差别很大☆岩石饱和水→介电常数随孔隙度增加迅速增加☆岩石饱和油→介电常数随孔隙度增加而减小介电测井划分油气水层的实验依据电磁波传播深度——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。传播常数相位常数衰减常数介电常数电磁波传播时，相位与幅度的变化→决定介电常数的实部与虚部。测出电磁波在地层中相位与幅度的变化→能确定地层的介电常数→评价油气层介电测井理论基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b—折射角v1、v2—电磁波传播速度折射当1>2、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、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UFUT1、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→(5－17)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UT1、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→(5－19)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、Tpl、、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ASL≈51db/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200MHz～3000MHz基本无频散二、岩石的介电特性1.频散3.电磁波传播测井资料应用（1）识别岩性物质相对介电常数r传播时间，ns/m物质相对介电常数r传播时间，ns/m空气1.0005853.3泥岩5～257.46～16.6天然气13.3石英3.86.5石油2～2.44.7～5.2云母5.47.8水56～8025～30正长石46.7砂岩4.457.2硬石膏6.358.5白云岩6.98.7石膏4.166.18石灰岩7.5～9.29.1～10.2岩盐5.6～6.357.6～8.4（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