13.6.1電成像測井
13.6.1.1微電阻率掃描成像測井
地層微電阻率掃描成像測井(FMS)和全井眼地層微電阻率成像測井(FMI)是在高分辨率地層傾角測井(SHDT)的基礎上迅速發展起來的，是目前電成像測井中應用最廣泛的方法。它利用貼在井壁上的電極板上的鈕扣電極陣列，記錄數百條微電阻率(或電導率)曲線。這些曲線反映了電極板掃過的那部分井壁地層電導率的相對變化特征，具有極高的縱向分辨率(約0.5厘米)。
通過對記錄的數據進行特殊處理和成像，可以將這些電導率曲線轉換成按像素顏色或灰度縮放的圖像，即微電阻率掃描圖像(簡稱FMI)。在這種標定中，大於儀器分辨率(微電導率繪制地層特征的能力)的地層特征通常表示為幾個分辨率單位像素，而小於儀器分辨率的地層特征表示為壹個分辨率單位。儀器的分辨率與電極按鈕的幾何結構有關，如按鈕的大小、按鈕之間的間距、行間距、陣列大小等，決定了掃描圖像的清晰度。在微電阻率掃描圖像上，不同的顏色或灰度代表靠近井壁的地層的電阻率。顏色越深，電阻率越小，反之亦然。因此，微電阻率掃描圖像可以清晰地描述井壁地層的細微變化，如各種地層特征、沈積學特征，以及孔洞、裂縫及其產狀和方位，以及觀察巖心圖像。
目前市場上的成像測井儀器種類繁多，如斯倫貝謝的地層微電阻率掃描成像測井儀(FMS)和全井地層微電阻率成像測井儀(FMI)，阿特拉斯的微電導率成像測井儀(1022XA)，哈裏伯頓的電子顯微成像測井儀(EMI)等。其主要技術指標見表1022xA。
表13-2幾種微電阻率掃描成像測井儀的主要技術特征
13.6.1.2陣列感應成像測井
陣列感應成像測井采用由多個接收線圈組成的陣列感應測井儀。通過對不同探測深度的測量結果進行信號處理，可以生成不同縱向分辨率和不同徑向探測深度的陣列感應曲線，利用這些曲線可以進壹步生成地層電阻率或含油飽和度的二維圖像。
目前成熟的陣列感應成像測井儀(AIT)由壹個發射線圈、八組接收線圈對和相應的電子電路組成，如圖13-24所示。發射線圈工作在20kHz和40kHz的頻率，8組線圈使用相同的頻率，其中6組線圈也使用另壹個更高的頻率。這樣八組線圈實際上有14個探測深度的線圈間距，每組線圈測量壹個同相信號R和壹個90度相移信號X，* * *測量28個原始信號。經過井眼校正和“軟件聚焦”處理，這些原始信號可以獲得1ft(30.5cm)、2ft(61cm)和4ft(122cm)三個縱向分辨率，每個分辨率有10in(25.4cm)和25.4cm五個徑向探測深度..
圖13-24陣列感應成像測井儀
在陣列感應測井提供的豐富測井信息中，高分辨率測井曲線在薄層解釋方面遠遠優於常規方法，可以分辨厚度為0.3m的薄層，通過四個參數模型可以反演五個探測深度的測井曲線，得到可靠的地層真電阻率Rt、過渡帶(沖洗帶)電阻率Rxo、過渡帶內徑(沖洗帶半徑)r1和外徑r2。此外，成像陣列感應測井曲線可以獲得地層電阻率、視地層水電阻率和油氣飽和度的二維(軸向Z和徑向R)可視化圖像。
13.6.1.3方位側向成像測井
方位電阻率成像測井是在常規雙側向測井基礎上發展起來的壹種新的側向測井方法。它在雙側A2屏蔽電極中間增加了壹個由12個相互成30°角的電極組成的方位電極陣列，測量井周12個方向的方向電阻率值。
12個電極覆蓋井周圍360°方位角範圍內的地層，每個電極計算的電阻率相當於30°張角控制範圍內供電電流通過的路徑上介質的電阻率。因此，它是壹種真正的三維測井方法。
將12方位電極的供電電流相加，也可以提供高分辨率側向測井(LLHR)。此時12方位側向測井的電極可以等效為壹定高度的圓柱電極，測得的電阻率等效為井周介質的平均電阻率。LLHR的縱向分辨率為8in(20.3cm)，明顯高於深淺側向測井。
方位側向成像測井還保留了深、淺側向測量，可以同時給出LLD、LLS和LLHR三條側向測井曲線。另外，通過對12方位電阻率曲線成像，可以得到以電導率為刻度的ARI圖像，這對分析井眼周圍地層的非均質性和裂縫具有重要意義。
13.6.2聲波成像測井
13.6.2.1井眼聲波成像測井
井周聲波成像測井(CBIL)或超聲波井眼成像測井(UBI)使用壹個傳感器進行發射和接收。換能器以壹定的發射頻率(2000 ~ 4200/s)垂直於井壁發射2MHz的超聲脈沖，並以壹定的速度旋轉，對井眼周圍進行掃描。
在脈沖發射間隔期間，記錄由井壁反射的反射波。反射波的能量取決於井中流體和井壁介質(巖石)之間的聲阻抗差。由於同井流體的聲阻抗可視為常數，記錄的反射波能量可以反映井壁介質聲阻抗的變化。顯然，具有高聲阻抗的介質具有高的界面反射系數和強的反射波能量，而反射波能量較弱。
記錄的反射波的振幅顯示在鉆孔的360°方位。通過對整個井壁的高分辨率成像，可以得到反映井壁介質物理狀況的展開圖。這有利於探測裂縫，分析裂縫的產狀，了解巖石的非均質性。
需要指出的是，在測井過程中，探頭會隨著儀器的升降而旋轉，從而使聲脈沖信號的掃描軌跡呈螺紋狀。為了確定井壁圖的方位，以這種方式獲得的掃描圖可以在磁北極被截斷，並擴展成井壁聲學圖像。此外，聲波圖像的分辨率受井徑、井內泥漿和目的層表層結構等因素的影響，而圖像的縱向分辨率受掃描轉速和測井速度的制約。采用聚焦換能器、低頻或大尺寸換能器以及提高垂直和水平采樣率可以在壹定程度上減小這些影響。
13.6.2.2偶極橫波成像測井
常規聲波測井中使用的換能器都是徑向膨脹並均勻振動的，稱為單極聲源。使用這種聲源時，當地層橫波速度低於井內流體聲速時(如速度較低的軟地層或泥巖地層)，由於井壁上沒有滑動橫波，所以無法記錄到橫波。為了克服聲波測井的這壹缺陷，偶極橫波成像測井技術應運而生。
偶極橫波測井的聲源由兩個距離相近、強度相同但相位相反的點聲源組成。接收器部分由八個接收站組成，每個接收站之間的距離為6英寸(15.2厘米)，每個接收站由四個呈90°角的接收器組成，如圖13-25所示。當偶極聲源在井中振動時，井壁的壹側受壓，另壹側減壓，從而引起井壁的微小偏轉。這樣，壹方面在地層中激發出P波和S波，另壹方面這種彎曲波沿井眼軸線在井內流體中傳播，使井內流體形成壓力偏轉。偶極接收器通過測量彎曲波來計算地層剪切波。
目前偶極橫波成像測井是將單極和偶極發射器與8個單極和偶極接收器靈活組合起來進行測量，最終輸出地層縱波、橫波和斯通利波速度或時差、連續泊松比曲線和全波列記錄。利用這些縱向分辨率高的縱、橫波速度或時差，可以更好地確定地層孔隙度，計算巖石彈性力學參數，估計地層滲透率。利用聲能的衰減變化和成像處理，可以識別裂縫，判斷裂縫方位和地層各向異性。
圖13-25偶極橫波成像測井儀概述
13.6.3核成像測井
陣列中子孔隙度-巖性成像測井(APS)是核成像測井技術中的壹種成熟方法。它使用脈沖中子發生器發射1.4 MeV的快中子，由5個氦計數管組成的陣列探測器記錄超熱中子和熱中子。五個探測器都被含硼的硬質合金屏蔽，其中三個探測器記錄近源熱中子，壹個記錄遠源熱中子，另壹個記錄遠源熱中子(如圖13-26所示)。儀器的縱向分辨率可分別達到16.5cm(近源距)和23cm(遠源距)。
在實際測井中，利用短源距和長源距過熱中子探測器，可以像補償中子測井壹樣，用計數率比法計算地層的中子孔隙度。使用雙短距超熱中子探測器可以進行高分辨率超熱中子測井，還可以測量中子脈沖間隔內超熱中子計數率的時間分布。它的衰變常數是快中子慢化時間的量度，與地層含氫指數有關。利用長距離熱中子探測器，可以記錄熱中子計數率的時間分布，獲得與巖性有關的宏觀俘獲截面σ和熱中子壽命τ。