过套管聚焦电阻率测井仪方案(三)

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1、过套管聚焦电阻率测井仪（三）过套管电阻率测井属于电阻率测井仪的一种。它也是通过测量进入地层的电流10和在地层中产生的电位Vo,再通过公式Rt=K*Vo/lo计算出地层的电阻率值。与其他电阻率测井不同的是，该测井仪是在套管内测量套管外地层的电阻率。套管本身是电阻率非常低的导体，其电阻率为2*10-7。在测井过程屮，绝大部分供电电流都通过套管流到回路电极，很少一部分分流的地层。在地层屮，产生的反映地层电阻率的信号很小使解释误差增加。一、工作原理：仪器发射的总电流I，绝大部分电流II沿套管向上流回地而回路电极，极小部分电流12沿套管向下流。在向下流动的电流在流动的过程，又有一部

2、分电流Io流到地层，一部分沿套管继续向下流动。电流Io的大小与地层电阻率有关。这要注意的是：从套管外壁流人地层的电流是随套管深度变化而变化的，也就是说，在仪器供电电极以下的套管外的地层屮，电流密度除与地层电阻率有关，与套管深度也有关。地层电阻率Rt计算公式中的K值不再为常数，而是一个变数。以此该方法测量出的电阻率曲线幅度与裸眼井测量的电阻率曲线会相差很多。只是曲线变化规律相同而己。力了使套管电阻率测井仪测量的曲线与裸眼井测量的电阻率曲线一致，我们设计了新型供电方式：过套管聚焦电阻率测量方案。原过套管电阻率测量方案与老横14电阻率测井方法相似。一个电极供电，一个电极测量。回

3、路电极在很远的地面。不同的是：工作环境不同，老横向电阻率（电位）测井方法工作在裸眼并中，套管电阻率测量方法工作在套管中。二、过套管聚焦电阻率方案：所有的电阻率测井方法都要求供电电流主要分布在所要测量的地层中，老横向电阻率测井方法供电电流在盐水泥浆条件下测井时，大部分电流都沿低电阻率的泥浆流动，很少进入地层。所以测量曲线反映地层电阻率性质不明显。为了解决此问题，后来发明了侧向测井。通过增加聚焦的屏蔽电极，强迫供电电极发射的电流全部进入地层。如果把套管比成电阻率极低的泥浆，与老横向电阻率（电位）测井力"法很相似，同样也可以应川增加屏蔽电极聚焦的方法，强迫供电电流流入地层？这就

4、是该方法的核心。工作原理如下图：+地面电极A电缆电f且A厂主流功放B图2,过套管聚焦电阻率供电原理图与原过套管电阻率测井仪原理图对比该方案在供电电路方面增加了屏蔽电路A，增加了辅助调节电路C,另外增加一个回路电极A,原回路电极为B.工作原理如下：当仪器通过主流功放B发射主电流lo的同时，屏蔽功放A也发射同极性的电流Ip,Ip的发射强度通过辅助调节C进行调节，调节的结果使0点的电位近似等于K点的电位（略高于Uk）。这样，通过电极K发射的电流Io,受Ip的屏蔽，强迫Io沿套管向下流动，再通过地层冋到地面冋路电极。当地层电阯率变化时，K点的电位会随之变化，控制电压Vok也随之变

5、化，再通过调节屏蔽电流的强度，使Vok减小，当调节灵敏度足够高吋，Vok会趋近于苓。此时，大部分发射电流To会通过地层流到地面回路电极B.测量的电阻率更能反映地层电阻率的性质。三、过套管聚焦电阻率供电、测量工作原理：1、屏蔽发射电路工作原理：发射电路分两部分：屏蔽电路Vp和主发射电路Vi.Vp和Vi发射的同频率、同极性的信号。屏蔽电极供电和控制原理与双侧向工作原理相同。通过屏蔽作用使仪器发射的主电流大部分沿套管流向T流动并通过地层流到地面回路电极。屏蔽电流（回路电极1）的主要作用是保证主电流通过地层返回地而回路电极2。回.洛线i，变压器tk器回路线P屏蔽电流电路平衡电路地

6、层主电流电路I0=K*VabcRt二K*Vb/IO2,过套管聚焦电阻率总体原理2、测量电路的原理：测量主电流10电路由放大器Kab、Kbc和Kabc组成。放大器Kab放大A点和B点之间的电位差；通过lAB=VAB/rc求出套管A、B两点之间的电流。放大器Kbc放大B点和C点之间的电位差；通过lBC=VBc/rc求出套管B、C两点之间的电流。同样，放大器Kabc放大Vab点和VBC点之间的电位差；通过Vabc=Vab-Vbc,主电流I0=K*VABC求出流人地层中的电流Io。再通过测量B点的电位（B点与地而回路电极2）,由公式Rt=K*VB/Io求出地层电阻率Kt。这里要注

7、意的是：VB是指B点的电位，也就是B点对于无穷远点G的电位差。该G点不能应用回路电极引人仪器的接点。因为回路引线上有较大的工作电流（主、屏流），一•定要从另外引线接地面参考电极，否则会产生很大误差。3、技术难点：从测量原理看，与老电阻率测量方法非常近似。该仪器主要的技术难点是它工作的环境,由于仪器工作在电阻率非常低的套管中，发射电流被金属套管屏蔽，主电流的百万分之一进入地层。所以在地层中产生的有用信号很小（为nv级），这样从干扰信号中检测出有用信号是非常困难的。如果采用屏蔽方案，仪器必须提供足够大的屏蔽电流（安培级）。再有就是