[科普中国]-电磁波传播测井

简介

电磁波传播测井是20世纪80年代初发展起来的一种新型测井技术。它通过在井下发射电流频率为1.1GHz的高频电磁波，然后测量电磁波在周围介质中的传播速度（或时间）和衰减率来实现探测任务的。由于该测量结果主要取决于介质的介电常数，而水的介电常数又比石油及其他一些岩#矿石的介电常数高出一个数量级，且受矿化度的影响不大，因而是区分油水层的一种有效手段。

电磁波传播测井由于采用高频电磁波，故发射器与接收器不再是线圈，而是用天线。另外，由于发射功率的限制，加之高频电磁波在井孔和地层中的衰减很大，故仪器采用贴井壁方式测量，并将发射与接收器之间的距离减小，因而探测深度很浅"主要用于探测地层冲洗带部分。

原理在很长的一个阶段，电导率（或电阻率）是区分油水层的唯一电学参数。近年来，由于石油工业中二次开采和三次开采的发展，低电阻率油层或高电阻率水层并不罕见。用电导率来区分油水层有时会失效。水的介电常数比起测井中常碰到的其它介质的介电常数起码大一个数量级（下表），而且不随含盐量变化，因此用介电常数来区分油水层有时更有效。

在1.1GHz的微波频率下，发射器和接收器就不再是线圈了，而是天线。所谓天线，就是刻在黄铜极板上的槽。共有两个发射天线T1、T2和两个接收天线R1、R2，形成T1-R1-R2-T2的排列。T1和T2间的距离是200mm，R1和R2间的距离是40mm，对称地排在极板上（如图），测井时黄铜极板压在井壁上。

|| || 各种不同岩石的相对介电常数和时差

测井解释EPT测井时共测四条曲线：

1）时差曲线tpl，单位是ns.m，范围是从5到15；

2）两个接收天线处的信号电平LN和LF，单位为db，范围为从-100到0。

3）衰减率A。可以看出

A的范围为从0到500db.m。以1mW为0db；

经验表明：如果远接收天线的电平LF低于-50db，求出的tpl就不可靠。这是因为信号电平太低以致不能得到可靠的过零脉冲。

石油井中常见岩石的时差tpl从6.3ns.m（相当于孔隙中充满烃的40p.u砂岩）到17.2ns.m（相当于孔隙中充满水的40p.u石灰岩）。如换算成相位差，则前者相当于相距40mm的两接收天线的100˚相位差，而后者相当于270˚。这说明两接收天线的间距选择要恰当。间距过小会使测量结果的分辨能力降低，而间距过大，大到在某些岩石处相位差超过360˚，则会产生“周波跳跃”—借用声波测井中的用语。就是说，两接收信号的相位差超过360˚时，仪器给出的tpl相当于相位差超出360˚的那部分，而不是相位差本身。1