電磁波傳播測井

電磁波傳播測井

電磁波傳播測井,又稱介電測井。是指將頻率為1.1GHz的電磁波,在地層中傳播,來測量岩石的介電常數,以探測油層、水層的一種測井方法。

基本介紹

  • 中文名:電磁波傳播測井
  • 外文名:EPT
  • 別稱:介電測井
  • 學科:測井
  • 頻率:1.1GHz
  • 目的:探測油層、水層
簡介,原理,測井解釋,

簡介

電磁波傳播測井是20世紀80年代初發展起來的一種新型測井技術。它通過在井下發射電流頻率為1.1GHz的高頻電磁波,然後測量電磁波在周圍介質中的傳播速度(或時間)和衰減率來實現探測任務的。由於該測量結果主要取決於介質的介電常數,而水的介電常數又比石油及其他一些岩#礦石的介電常數高出一個數量級,且受礦化度的影響不大,因而是區分油水層的一種有效手段。
電磁波傳播測井由於採用高頻電磁波,故發射器與接收器不再是線圈,而是用天線。另外,由於發射功率的限制,加之高頻電磁波在井孔和地層中的衰減很大,故儀器採用貼井壁方式測量,並將發射與接收器之間的距離減小,因而探測深度很淺"主要用於探測地層沖洗帶部分。

原理

在很長的一個階段,電導率(或電阻率)是區分油水層的唯一電學參數。近年來,由於石油工業中二次開採和三次開採的發展,低電阻率油層或高電阻率水層並不罕見。用電導率來區分油水層有時會失效。水的介電常數比起測井中常碰到的其它介質的介電常數起碼大一個數量級(下表),而且不隨含鹽量變化,因此用介電常數來區分油水層有時更有效。
電磁波傳播測井
在1.1GHz的微波頻率下,發射器和接收器就不再是線圈了,而是天線。所謂天線,就是刻在黃銅極板上的槽。共有兩個發射天線T1、T2和兩個接收天線R1、R2,形成T1-R1-R2-T2的排列。T1和T2間的距離是200mm,R1和R2間的距離是40mm,對稱地排在極板上(如圖),測井時黃銅極板壓在井壁上。
各種不同岩石的相對介電常數和時差
岩石
相對介電常數
時差toI,ns.m
砂岩
4.65
7.2
白雲岩
6.8
8.7
石灰岩
7.5~9.2
9.1~10.2
硬石膏
6.35
8.4
乾膠質
5.76
8.0
岩鹽
5.6~6.35
7.9~8.4
石膏
4.16
6.8
石油
2.0~2.4
4.7~5.2
泥岩
5~25
7.45~16.6
淡水(25℃)
78.3
29.5

測井解釋

EPT測井時共測四條曲線:
1)時差曲線tpl,單位是ns.m,範圍是從5到15;
2)兩個接收天線處的信號電平LN和LF,單位為db,範圍為從-100到0。
3)衰減率A。可以看出
A的範圍為從0到500db.m。以1mW為0db;
經驗表明:如果遠接收天線的電平LF低於-50db,求出的tpl就不可靠。這是因為信號電平太低以致不能得到可靠的過零脈衝。
石油井中常見岩石的時差tpl從6.3ns.m(相當於孔隙中充滿烴的40p.u砂岩)到17.2ns.m(相當於孔隙中充滿水的40p.u石灰岩)。如換算成相位差,則前者相當於相距40mm的兩接收天線的100˚相位差,而後者相當於270˚。這說明兩接收天線的間距選擇要恰當。間距過小會使測量結果的分辨能力降低,而間距過大,大到在某些岩石處相位差超過360˚,則會產生“周波跳躍”—借用聲波測井中的用語。就是說,兩接收信號的相位差超過360˚時,儀器給出的tpl相當於相位差超出360˚的那部分,而不是相位差本身。

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