内容发布更新时间 : 2024/12/23 0:51:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

3、EWR——哈里伯顿公司的随钻电磁波电阻率测井仪器4发双收的天线结构，采用1MHz、2MHz 两个频率。测量电磁波传播过程中的相位移和幅度衰减，确定地层电导率。

0.152m R R 测量点

曲线类型 极浅相位 浅相位 中相位 深相位 极浅幅度-相位组合 浅幅度-相位组合 中幅度-相位组合 深幅度-相位组合 0.152m 0.152m 0.305m 0.305m T 极浅

T 浅

T 中

T 深

EWR在不同电阻率地层的探测深度

0.2欧姆米 15″（0.381m） 18″（0.457m） 22″（0.559m） 30″（0.762m） 25″（0.635m） 30″（0.762m） 38″（0.965m） 50″（1.27m） 20欧姆米 30″（0.762m） 39″（0.991m） 54″（1.3716m） 75″（1.905m） 77″（1.9558m） 86″（2.1844m） 104″（2.6416m） 145″（3.683m） 16

4、Baker Hunghes INTEQ 公司最新的电阻率随钻测井MPR ( Multiple propagation resistivity ）技术是在CDR ( Compensated Dual Resistivity ）技术基础上发展起来的。MPR 属于补偿式电磁波传播电阻率仪器，它有两组补偿发射天线，接收器采用接收上下对称发射器信号的方式进行补偿测量，通过长短源距的相位差及信号衰减进行电阻率测量。图1 是MPR 的测量原理图。

先进的电子技术及完善的天线组合弥补了机械天线的许多不足。这种方法同非对称发射方式采集数据然

后用软件技术进行处理的方法相比有许多优点。它采用阵列天线形式向地层发射不同频率的电磁波，频率不同，探测的深度就不同。此类仪器探测深度由浅到深的动态范围很大，最深的探测范围远远超过泥浆滤液侵人达到的深度。

MPR 技术的主要特点是：精度高，探测范围大；侵人剖面多参数测量；井眼影响小；降低了油基泥浆不良影响的敏感性；提高了纵向分辨率；改进了薄层电阻率响应；2 MHz 与400 kHz 信号组合，提高了水平井中层边界划分能力。该系统可对环境影响进行识别和校正，可以进行介电参数计算。对大斜度井，该系统还具有计算代表各向异性的水平电阻率及垂直电阻率值的能力，有高精度的模型支持及严格的质量控制。MPR 技术的引进提高了电阻率测量的精度，增强了薄层及其流体界面划分的能力，使储层综合解释及详细的油气水分析技术得到改进及完善。

5、EPT——斯仑贝谢公司的电磁波传播测井仪器，工作频率1.1GHz,主要响应介质的介电特性ε，测量电磁波传播时间。

17

二、几种常见矿物的介电常数和电磁波传播时间

矿物 介电常数 电磁波传播时间 ?r tp（毫微妙/米） 石英 4.65 7.2 方解石 7.5 9.1 白云岩 6.8 8.7 硬石膏 6.3 8.4 石膏 4.1 6.8 天然气（甲烷、空气） 1 3.3 油(石油) 2.2 4.9 纯水 80 30 盐水 56 25

18

三、电磁场的趋肤效应

在良导体中，衰减因子近似为 ?f??。对于一般的高频电磁波(GHz)，当媒质导电率较大时，衰减因子往往很大，电磁波在此导电媒质中传播很小的距离后，电、磁场场量的振幅将衰减到很小。因此,电磁波只能存在于良导体表层附近，其在良导体内激励的高频电流也只存在于导体表层附近，这种现象称为趋肤效应。

我们用趋肤深度(穿透深度)来表征良导体中趋肤效应的强弱。电磁波穿入良导体中，当波的幅度下降为表面处振幅的1/e时，波在良导体中传播的距离，称为趋肤深度。

趋肤效应 在高频情况下，电磁波进入良导体中会急剧衰减，甚至在还不足一个波长的距离上，电磁波已受到显著衰减，所以高频电磁场只能存在于良导体表面的一个薄层内，这种现象被称为趋肤效应。

电导率越大即导电性越好，工作频率越高，趋肤深度越小，其导致高频时的电阻远大于低频或直流时的电阻。

邻近效应 在若干个载流导体间的相互电磁干扰时，各载流导体截面的电流分布与孤立载流导体截面电流分布是不同的。当存在通有相反方向电流的两邻近导体时，在相互靠近的两侧面最近点电流密度最大；当两载流导体电流方向相同时，则两外侧面的电流密度最小。一般情况下，邻近效应使得等效电阻加大，电感减小。

交变电流通过导体时，导体表面处的电流密度较大，导体内部的电流密度较小，这种现象称为趋肤效应。

1、圆柱型导体

圆柱导体可看成是由许多平行的截面相等的导体丝组成，在近导体中心处的导体丝比导体表面处的导体丝所交链的磁通量为多，因而在近表面处的导体丝的感应电动势较中心处为小，所以在同一外加电压下，表面处的电流密度便较大。

趋肤效应随着频率及导线直径、电导率与磁导率的增大而增大。 电流密度从圆柱导线外表面到中心处的分布，类似于平面电磁波透入导体后的电场强度分布情况，即按指数规律衰减。

频率为50Hz，而直径小于1cm的铜线，趋肤效应可略去不计。

当电流强度随时间增加时，电磁感应产生的涡旋电场使得中心部分的电流密度减小，而边缘部分的电流密度明显增大（加），这种现象称为趋肤效应。

19

dI dt?E 2、无限大的均匀导体

设有一很大的均匀导体，其中有一个面是平面，取该平面作为xoy坐标平面，并取指向导体内部和该平面垂直的线作为z轴。设各点电场强度方向相同，并取该方向为x轴，即设E=Ex，Ey=Ez=0,此外假设电场强度量值只和Z有关，而与x和y无关（平面波）。

??E?E即：??0 （E不随x、y的变化而变化）

y ?x?y设导体中各点电场强度为Ex，导体表面电场强度为E0，则有：

???PZEx?E0e?cos??t?PZ?

P为传播参数（传播效应），利用欧姆定律，可以求得导体中各点电流密度：

????PZ Jx???Ex?J0?e?cos??t?PZ?

????其中J0???E0，是导体表面的电流密度。可以看到，随着Z的增加，Ex和Jx都按指数减小。

在导电媒质中，随时间变化的电场和电流密度，随着向介质内部深入而迅速减小，这种效应称为趋肤效应。（在测井条件下，井壁作为上述平面，地层作为很大的导体介质，进入地层的深度即为Z，那么电流在井壁附近的密度大、电场强。）

趋肤效应不仅与传播媒质的性质有关，而且还和场的角频率ω、传播参数P等等因素有关。

当时间一定时，每向导体内部深入趋肤厚度1/P，即δ=1/P的距离，场就要减小为起始量值的1/e=36.788%（e=2.718），δ这个量叫做趋肤厚度（skin thickness）或透入深度。

12x z

???112???P??????f????? ?由此可见肤厚δ与ζ、μ、f均有关系；频率越高δ则越小。

例如，对于铜，其电导率ζ=1.26×107毫西门子，μ≈μ0=4π×107法拉米，那么，就可求得其不同频率下的肤厚δ： 当f=105Hz时，δ=1/50米=0.2mm f=1000Hz时，δ=1/500米=2mm，

f→0Hz时，δ→∞，相当于直流的传导电流，不存在趋肤效应。 若泥岩的电导率ζ=6.67×10-3毫西门子，f=1000Hz时，δ=200m。

20