陣列感應成像測井陣列感應測井採用一個發射線圈和多個接收線圈對，構成門一系列多線圈距的三線圈系的一種成像測井方式。
基本介紹
- 中文名：陣列感應成像測井
- 外文名：Array induction logging
- 學科：測井
- 儀器：陣列感應成像測井儀
- 套用：劃分薄地層、確定侵入帶電阻率等
- 原理：組線圈採用同一頻率
發展歷程,原理,軟體聚焦合成,資料的套用,
發展歷程
陣列感應測井採用一個發射線圈和多個接收線圈對，構成門一系列多線圈距的三線圈系。
1983 年BPB 電纜服務公司提出了具有1 個發射線圈和4 個接收線圈的陣列感應測井儀(AIS)，並在美國德克薩斯州的油田進行工業性服務。
90 年代斯倫貝謝公司的陣列感應成像儀(AIT)投入生產。該儀器具廣有1 個發射線圈和8 組接收線圈對，實際上相當於具有8 種線圈距的三線圈系，接收線圈對中包括一個主接收線圈和一個輔助接收線圃，後者的主要作用是補償直藕信號。
2003 年中國石油研製出的陣列感應成像測井儀是一種陣列化、數位化的新一代成像測井儀器。通過滾動開發，攻克了一系列的核心技術和工藝問題。目前基於100kbps 傳輸速率的155℃ /100MPa 儀器已定型，並開始規模製造與套用。
原理
陣列感應測井主線圈具有8 個，分別為6in、9in、12in、15in、21in、27in、39in、72in，採用20kHz 和40kHz 的工作頻率。通常8 組線圈採用同一頻率，其中6 組探測範圍淺的線圈系同時採用另一種較高頻率。這樣8 組線圈系實際上有14 種探測深度的線圈距，每組線圈系測量同相信號R和90°相應信號X，陣列感應共測出28 個原始信號。對原始信號進行井眼校正後，再經“軟體聚焦”處理，可得出1ft(30.5cm)、2f（t 61cm）和 4f（t 122cm）三種縱向解析度。每一種縱向解析度又有10in、20in、30in、60in、90in、（25.4cm、50.8cm、76.2cm、152.4cm、228.6cm）5 種探測深度的電阻率曲線。
軟體聚焦合成
與雙感應測井儀採用線圈聚焦不同，陣列感應使用簡單的三線圈系，這種線圈系沒有硬體聚焦性能，其縱向回響曲線呈不對稱形狀，因此陣列感應測井採用"軟體聚焦"，即用數字方法對原始測量數據進行處理，以得出三種縱向解析度和5 種探測深度的陣列感應合成曲線(如圖)，其合成原理如下：
在一定的電導率範圍內，感應測井儀的讀數相當於地層各部分電導率的加權平均：
其中權函式gn(r，z－z’)為第n 組線圈系在給定頻率下R 或X 信號的回響。陣列感應測井給出的合成曲線相當於所有陣列線圈系原始信號(經過井眼影響校正後)的加權和：
式中 σa 一一第N 組線圈系測量的電導率；
N ——測量線圈系的總道數;
ωn(z')一一每組線圈系的加權值。經過處理後得出的陣列感應測井曲線不同於任何一組線圈系的回響函式，實際上它相當於陣列感應測井每組線圈系回響函式的加權和(相應工作頻率下所有線圈系組的R 和X 信號)，陣列感應測井曲線與地層電導率的關係用下式表示：
式中glog ——陣列感應的綜合回響函式，也可稱為幾何因子，使每組線圈系權函gn（r，z-z'）的加權和。
資料的套用
陣列感應測井提供有三種縱向解析度具有5 種探測深度的曲線，利用這些豐富的測井信息，可以劃分薄地層，求取原狀地層電阻率Rt 和侵入帶電阻率Rxo，並可研究侵入帶的變化，得出過流帶的內外半徑。
1)劃分薄地層
由於陣列感應測井能提供1ft(30.1cm)縱向解析度的曲線，可用來劃分薄地層。右圖是一口井的陣列感應測井曲線，圖中第一道是自然電位曲線，第二道為縱向解析度為4ft 的曲線，第三道為1ft 解析度的曲線。兩層含淡水砂岩在曲線上都有顯示。但在1ft 解析度曲線上，1552~1554ft 顯示高電阻峰值。用地層測試器取樣，證實為一薄氣層。在水層與含氣層之間(1550~1552ft)有一低電阻率顯示，為一緻密泥岩層，該層把水層和氣層隔開。
2）確定侵入帶電阻率Rxo 和原狀地層電阻率Rt
陣列感應測井給出5 種探測深度的曲線，因此可用4 參數模型進行反演，圖3-23 的左下方給出徑向侵入帶模型。雙感應-淺聚焦測井使用台階狀模型，而陣列感應使用具有過渡帶的模型，這更符合於實際狀況，過渡帶的內徑r1(相當於沖洗帶的半徑)和外徑r2 之間的電阻率是變化的，利用這種模型可進行4 參數(Rt、Rxo、r1、r2)反演，從而得出Rt、Rxo、r1、r2。右圖中除有5 條陣列感應測井曲線外，還有反演得出的Rt 和Rxo 曲線。該井使用油基鑽井液，具有鑽井液高侵，故Rxo>Rt。
3)陣列感應二維成像顯示
根據陣列感應測井曲線，可以得出電阻率、視地層水電阻率和含油氣飽和度二維成像顯示，這種顯示更為直觀。
陣列感應測井給出了三種縱向解析度和5 種探測深度的測井曲線，擴大了套用範圍，可以研究鑽井液高侵(Rxo>Rt)地層，也可以研究鑽井液低侵地層(Rxo<Rt)，能更好地研究侵入剖面的徑向變化。但在高礦化度鑽井液中，陣列感應測井仍然受到限制，這時最好與雙側向測井同時套用，或者選用雙側向測井。陣列感應測井是一種新的測井方法，仍有不足之處，如處理方法中權函式的選擇等，但這些問題會在進一步發展中將得到解決，使其更加完善。
