介電測井是利用巖石介電常數(shù)區(qū)分不同巖層的一組測井方法的統(tǒng)稱。由于石油和多數(shù)造巖礦物的介電常數(shù)與水的介電常數(shù)差別很大，所以巖層的介電常數(shù)在很大程度上取決于單位體積內(nèi)水的含量。因此介電測井儀能準(zhǔn)確測量地層水含量和巖石結(jié)構(gòu)。本文首先根據(jù)介質(zhì)的極化機(jī)制確定了介電測井儀的工作頻率范圍為幾十MHz到1GHz；研究了此頻段內(nèi)電磁波在實(shí)際測井環(huán)境中的傳播波形，進(jìn)而確定了電磁波在地層中傳播的改進(jìn)平面波模型和球面波模型。并由麥克斯韋方程組推導(dǎo)出了不同模型中介電響應(yīng)關(guān)于儀器參數(shù)和地層參數(shù)的表達(dá)式。其次，利用數(shù)值分析的方法討論了介電響應(yīng)在典型地層中關(guān)于頻率、源距、間距的具體數(shù)值變化。根據(jù)儀器的制作的具體要求，進(jìn)而確定了儀器的工作頻率20MHz～300MHz和1GHz，且20MHz～300MHz時(shí)適用于球面波模型1GHz時(shí)適用于改進(jìn)平面波模型；源距范圍為45mm～120mm；間距選擇為25mm。最后，直接對改進(jìn)平面波模型進(jìn)行反解計(jì)算和利用Lambert W函數(shù)的性質(zhì)對球面波模型推導(dǎo)化簡，得到了介電參數(shù)關(guān)于測井參數(shù)的解析表達(dá)式。進(jìn)行編程計(jì)算，結(jié)果顯示數(shù)值解的誤差可控制在千分之一之內(nèi)。 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石與含水巖2-1電介質(zhì)介巖石的介電常介電常數(shù)與頻常數(shù)也有明頻率的關(guān)系曲明顯差別，這曲線

電測井選用1GHz工作頻率的主要原因。同時(shí)也說明，在介電測井采用不同的工作頻率時(shí)，必須考慮頻散效應(yīng)，否則會對解釋結(jié)果帶來不利的影響。圖2-2 砂巖（ 15%）飽含淡水和鹽水時(shí)' 與頻率的關(guān)系曲線[3]1-含濕空氣；2-飽和鹽水；3-飽和鹽水（礦化度=15kg/l）2.2 介電測井原理測井時(shí)，介電掃描成像測井儀的發(fā)射天線向地層中發(fā)射頻率為 的電磁波，電磁波與巖層中的介質(zhì)相互作用，電磁波能量發(fā)生衰減，速度發(fā)生變化。能量的變化對應(yīng)于可測量的振幅變化 A；速度的變化對應(yīng)于可測量的相移。振幅變化 A和相移 可在接收器處測量[2-5]。介電測井的數(shù)學(xué)模型如圖2-3所示。一般地，在間距 L確定的情況下，幅值 A、相移 、介電常數(shù) 和電導(dǎo)率 這些參數(shù)構(gòu)成復(fù)雜的非線性麥克斯韋方程組。傳統(tǒng)上對該非線性方程組的求解常常采用線性迭代方法，計(jì)算速度較慢，而且還會出現(xiàn)多解性。在實(shí)際中，常常根據(jù)測量的實(shí)際情況做一定的簡化，將求解復(fù)雜非線性方程組轉(zhuǎn)化為求解形式簡單的非線性方程，可以快速地由幅值 A、位相差 得到介電常數(shù) 和電導(dǎo)率 。在實(shí)際測量中

器處測量[2-5]。介電測井的數(shù)學(xué)模型如圖2-3所示。一般地，在間距 L確定的情況下，幅值 A、相移 、介電常數(shù) 和電導(dǎo)率 這些參數(shù)構(gòu)成復(fù)雜的非線性麥克斯韋方程組。傳統(tǒng)上對該非線性方程組的求解常常采用線性迭代方法，計(jì)算速度較慢，而且還會出現(xiàn)多解性。在實(shí)際中，常常根據(jù)測量的實(shí)際情況做一定的簡化，將求解復(fù)雜非線性方程組轉(zhuǎn)化為求解形式簡單的非線性方程，可以快速地由幅值 A、位相差 得到介電常數(shù) 和電導(dǎo)率 。在實(shí)際測量中，從發(fā)射天線發(fā)出頻率為 （在20MHz—1GHz）的電磁波，在每個(gè)接收器中都記下這些波列的幅度和相位移，根據(jù)單獨(dú)的測量結(jié)果，便可以確定波的傳播時(shí)間 ptt和在接收器間隔上波的衰減系數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3088987