井间电磁成像测井系统分析与研究策略

谢忠义

摘要：本研究以电磁场理论作为基础，并且就井间电磁感应幅度与相位的正反演模型与算法作为基础，来对井间电磁成像测井系统的优缺点进行了分析研究，借助于本研究能够有效提升电磁波的發射效能，并进一步提升信噪比，从而为仪器的颜值奠定足够的理论基础。

关键词：井间电磁成像测井；电磁波检测；磁偶极子

运用井间电磁成像测井能够有效实现从单井测井朝着井间油藏探测的跨越与转变，其探测的深度也要远远大于传统的单井电法测井。借助于井间电磁成像测井技术，能够进一步提升其分辨率，并是对油藏探测技术的一种有效补充。本文就井间电磁测量过程中的影响因素以及现阶段两种井间电磁成像测井系统的优缺点进行了扥系研究，并提出了能够提升井间电磁法身效能以及提高其信噪比的理论基础。

一、井间电磁成像测井的测量原理

该系统通常是由发射天线、接收天线以及地面测井控制系统三部分构成的。在具体测量的过程中，将发射天线以及接收天线分别置于两口井中，并且在地面测井控制系统的作用下，来让发射天线发射已经设定过频率的电磁波，并且让接收天线对其电磁波进行接收，从而获得来自发射天线的电磁感应信号，其具体的测量原理如图1所示：

通过电磁场理论，其接收到的电磁信号在经过不同地质遗迹介质的过程中，该电磁波的幅度以及相位也会出现一定程度的变化。借助于对这些变化之后的幅度与相位来进行测量，就能够对测量地层的电阻率分布信息进行计算，并可以在此基础上，借助于成像技术来获得该井间电阻率的二维以及三维分布图像。

二、对现有的井间电磁成像测井系统进行分析

本研究主要对XBH-2000井间电磁成像测井系统的使用性能进行了分析，该系统是由美国的EMI公司所研制的，其采用了模块化的设计，并且能够对井距300m的裸眼井以及井距150m的单层钢套井进行测量，并且是一种针对井距较大而专门设计的低频发攻略井间电磁成像测井系统。

XBH-2000系统是由地面控制系统、发射天线以及接收天线三部分构成的，在该系统中，地面控制系统主要有着进行发射天线与接收天线同步协调以及进行数据的采集与检测等功能，而发射天线采用的是效率更高的磁偶极子线圈作为电磁波的发射源，其发射磁偶极矩为1000～4000A/m2，实际功率约为300W。接收天线则采用了三分量测量线圈，其接受的灵敏度约为10-4nT，功耗约为30W。

但在实际应用过程中，发现该系统存在着以下几点缺点：①在地面的测井系统与井下发射、技术系统之间采用的多是串行通讯方式，因此在实际应用的过程中经常会出现一些通讯故障，对于大容量的数据也难以进行有效传输。②该系统中的同步信号到达井下之后，其遭受的干扰比较大，并且有着比较严重的失真现象，因此难以确保测量数据的准确性。③该系统中的发射与接收地面控制都需要借助于RS232的串行方式来进行，其速率比较低，而且具有着很高的误码率，因此难以确保测量数据的准确传输。

三、进行井间电磁成像测井系统的研制

（一）研究难点。在进行井间电磁成像测井系统的研制过程中，存在着以下三个方面的技术难题：①大功率的高效发射天线u测井电缆承载能力之间的矛盾。在进行电磁探测的过程中，其常用的发射技术多是采用超大功率发射天线来提升其发射系统自身的发射频率，在具体工作的过程中，该发射频率甚至能够达到几百千瓦。但是一些常规的测井电缆其所能负荷的最大功率只有600W左右，这也就需要进行发射天线功率的合理确定。②经过了低电阻率地层与钢套管的电磁感应信号都会受到严重的衰竭，其电磁感应信号在经过了钢套管之后也会基本被衰减掉。③高效电阻率反演成像算法与井间电磁成像测井分辨率之间的矛盾，该方面的矛盾主要需要运用地面处理软件的算法优化来进行进一步优化与改进，本文就该方面的内容暂不做研究。

（二）进行高性能、大功率发射天线的研究。为了充分解决大功率高效发射与测井电缆承载能力有限之间的矛盾时，就需要研发出具备有高性能以及高品质的发射天线。为了提升发射性能，也就需要使用多匝数与粗导线来采用螺旋柱状线圈的方式来进行线圈缠绕，但是匝数越多，其天线的尺寸也就越大，其发射电流也就越小，为了解决这一问题，本文采取了一种高压供电低压储能的发射技术，其具体发射原理如图2所示：

在具体发射过程中，还需要针对不同发射频率来进行谐振发射电路的控制，并起到提升发射天线效率的目的。此外还可以采用多个等同发射线圈的方式，来用相同的频率进行电磁波的发射，这样也能够达到进一步提升发射效能的效果。

结束语：经过实践应用，发现本次研究中所提出的井间电磁测井系统优化程序拥有着良好的优化效果，并能够进一步提升井间检测的效率以及精准程度，因此具备有重要的研究意义。

参考文献

[1]周凯波； 莫德欠等.井间电磁成像测井仪收发同步技术研究[J].测井技术.2014（10）

[2]臧德福.井间电磁成像测井系统分析与研究[J].测井技术.2013（04）