电测项目及原理

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1、第一章Page:1di第一全井眼地层微电阻率扫描成像仪目前我们使用的电成像测井技术来自世界上三大测井公司，斯伦贝谢公司（Schlumberger）、阿特拉斯公司（Atlas）和哈里伯顿公司（Hulliburton）。下面主要以斯伦贝谢公司生产的FMI仪器为主介绍其原理和方法。一．全井眼地层微电阻率扫描成像仪(FMI)1.1仪器的发展历史FMI，英文全称是FullboreFormationMicroimager，中文意为全井眼地层微电阻率成像仪。FMI是斯伦贝谢公司九十年代的产品，它是在地层倾角仪的基础上发展起来的，其产品的发展

2、顺序是：CDM（1955）—HDT（1965）—SHDT（1975）—FMS（1986）—FMI（1992）。CDM是最早的倾角测井仪，它只有3个臂，测量3条电导率曲线，可用于倾角计算。HDT是高分辨地层倾角测井仪，一直沿用至今。它由4个臂，5个电极组成（其中1个测量电极用于加速度校正），它获得井周地层4个方位的微电阻率测量值以及井斜测量值和仪器方位记录，最终提供地层倾角、倾向处理结果。测井分析家及地质家最早用它来研究井下构造和沉积相，因其电阻率测量具有高分辨率，能反映地层的微细结构，而且在同一深度点的不同方向有四个测量值，用

3、这四条曲线的横向对比和纵向变化特征来研究岩石的沉积结构，例如研究沉积层理（水平层理、前积层理、交错层理、槽状交错层理等），取得了一定的效果，但由于信息量太少，其应用受到很大的局限性。SHDT是地层学地层倾角测井仪。它由四个臂，10个电极组成（其中2个测量电极用于加速度校正），测量8条微电阻率曲线，由于每个极板上并排安装2个电极，电极之间的距离很近，同一极板测量的两条电导率曲线具有更好的相关性，也就是说，地层的同一结构特征可更好地进行纵横向对比，因此，它除了提供地层倾角测量值以外，还用来提取地层结构等方面的信息。FMS（Form

4、ationMicroScaner）为地层微电阻率扫描仪，它是SHDT测量方法的发展。它在同一极板上增加了更多的测量电极，有两种结构的仪器，一种是两个臂54电极式，另一种是4臂64电极式，电极之间的距离0.1英寸，因此，具有较大的方位覆盖率，2极板仪采用多次测量也可增加覆盖率，测量结果以成像图显示。FMI是FMS的发展，装有8个极板，192个电极，它具有更高的方位覆盖率。1.2、FMI测量原理及基本特点（1）FMI测量原理28井壁微电阻率扫描成像仪的测量原理和地层倾角测量相似，由推靠器极板发射一交变电流，使电流通过井内泥浆柱和地

5、层构成的回路而回到仪器上部的回路电极。推靠器、极板体金属连接等电位起到使处于极板中部的阵列电扣流出的电流垂直于极板外表面（即井壁）进人地层的聚焦作用。测量的阵列电扣上的电流强度反映出电扣正对着的地层邻域由于岩石结构或电化学上的非均质性引起的微电阻率的变化。阵列电扣电流经适当处理可刻度为彩色或灰度等级图象，反映地层微电阻率的变化。井壁微电阻率扫描成像仪器在均匀介质中测量时，发自极板体的电扣电流Ib和推靠臂及推靠器中心支架棒上的聚焦电流If构成的电流总是相似的，而与介质的电阻率无关。极板上电流密度随极板上的位置而变化，处在极板中心

6、部位的电流密度较小而均匀，而极板边缘部位的电流密度较大。在均匀介质中每个电扣电流和总电流的比值是确定的。在有井眼的情况下，井眼泥浆电阻率和地层电阻率的不同改变了聚焦电流和电扣测量电流的电流线分布。1．电扣几何形状、分辨率、采样率之间关系基于阵列电扣电极的井壁微电阻率扫描成像测井仪器的分辨率是指将仪器测量的微电导率映射地层特征的能力。比仪器分辨率大的地层特征可用几个分辨率单位像素来表示，而比仪器分辨率小的地层特征只能表示成一个分辨率单位。仪器的分辨率与极板电扣的几何结构密切相关。图1—2b示出了极板的阵列电扣电极结构。a．电扣越

7、小，分辨率愈高，井壁微电阻率扫描图象越清晰；b.电扣越小，电扣电流Ib越小，Ib/If愈小，要求仪器灵敏度越高；c.电扣越小，电扣与井壁之间泥饼厚度对分辨率影响愈大，电扣厚度应和测井中多数泥饼厚度相匹配以保持较好的分辨率，又不致受泥饼及极板和井壁微小贴合不紧密影响太大；d.电扣周边绝缘环带宽度对仪器测量信噪比有影响。绝缘环带愈宽，噪音愈低，信噪比愈大；e.实验表明，分辨率是由电扣电极有效直径决定的。所谓有效直径是指从金属电扣中心延伸到两电扣电极之间绝缘环带中点的两倍。FMI、EMI、STAR三种井壁微电阻率扫描成象测井仪的仪器

8、分辨率周向为0.2in、垂向为0.2in（5.08mm）。f.仪器采样数据是时间系列的。采样是和遥测总线频率同步的，每个电扣电极按62.5Hz的频率采样。仪器运动的速度用于将采样数据从时间微转换到深度维。速度越低，采样密度越高。对FMI最大测速为1800ft/h，用这个速度测