无聚焦电流侧向测井仪 本发明属于应用地球物理测井中的侧向测井技术领域。
现代的侧向测井仪均采用聚焦电流方式，如目前广泛使用的双侧向、微球形聚焦和球形聚焦仪井仪等。现有的侧向类仪器，是使电流聚焦在所需测的目的地层中。使用自动调节的闭环电路系统达到不同地层中电流聚焦的目的。因而电路复杂并易于自激。如现在国内外广泛使用的双侧向测井仪，有深、浅两种不同探测深度的测量记录。它的不同探测深度的电流聚焦是用自动调节闭环电路系统来完成的。使用传统的聚焦电流方式来实现侧向测井仪，难于实现具有更多不同探测深度的测量的电极系统。传统的具有某一种探测深度的侧向测井仪的备电极发出同一频率、同一相位的电流，闭环自动调节系统调节电流值可以获得不同泥浆和不同地层条件下的聚焦电流。激发此聚焦电流地电场可以看作是每一个电流电极贡献的分电场的线性叠加。而每一个电流电极均发射分电流，其叠加的权重值是与其发射的分电场的电流值成正比的。
检索到的最新文献是1992年Schlumberger公司发表的方位侧向仪，它以目前的双侧向测井仪为基础，在屏蔽电极上增加12个不同方位的主电极，以探测不同方位的地层情况。
Azimuthal Resistivity Imaging：A New Generation Laterolog，D·H·Davies etae；clumberger-Doll Research，1992，SPE 24 676
本发明的目的采用非聚焦电流式侧向测井仪，去除自动调节闭环电路系统，使电路稳定并且简单，以使具有更多的不同探测深度测量值的侧向仪器成为可能。
本发明的技术方案如下：聚焦电流测井使用较低频率的电流，从数十赫芝到数百赫芝，因而在理论分析上可用恒定电场的分析方法。在地层和井中的电场满足Laplace方程。由于该微分方程和边界条件均是线性的，因而可适用叠加原理。本发明用频分或时分的方法馈送给各个电流电极以电流，然后测量电流电极上及相应在监督电极上的相对于参考电极的电位值。在下井仪器中或在地面仪器中用已知条件求出其聚焦时应具有的电流值，并计算出相应的记录点电位值，再由主电极电流值和电极系常数值计算出视电阻率值。
本发明用频分或时分的方法馈给各电流电极以电流，因而在井筒和地层中不会真正形成聚焦电流。但用分场的电位值及分场的电流值可以很简单地算出在记录点的电位，从而得出其视电阻率值，与传统的方法得出的结果是一致的。
本发明没有像传统聚焦电流侧向仪器所必需的自动调节闭环电路系统，但增加了测量电位与电流的电路。如用频分的方法，则电流电极的数目等于所使用的频率数。一种频率可只使用一套测量电路，采用数字控制电路实现时分采样各种频率的各个电极的电位与电流值，可以在例如在1毫秒内完成。
本发明使增加电极的数目以使电极更接近于点电极成为可能。
点电极阵列的一个好处是其测井结果易于反演。原来的聚焦电流测井仪器的设计注意了其响应函数的形状、探测深度和环境影响等因素，但没有注意反演问题。点电极阵列的另一个好处是易于设计探测薄层和具有数种不同探测深度的测井记录等专用侧向类仪器。
本发明使聚焦电流式的侧向测井仪中的下井仪器中无自动调节闭环电路系统，在传统的侧向类仪器中均有使主流或屏蔽电流变化以达到监督电极平衡条件的自动调节闭环电路系统。本发明彻底根除了传统仪器容易引起的自激振荡问题。又因为测量电压和电流值比自动调节闭环电路系统要简单得多，用微机芯片和数字集成组件易于实现电压和电流测量的切换，因而测量数量的增加不会引起下井仪器趋于复杂。这使用一系列短电极以代替具有长电极的侧向类仪器成为可能。长电极的存在使反演困难，点电极的组合构成的侧向仪器，其测井结果易于反演，因为电阻率值不是测井的最终目标，电阻率值。反演电阻率值是有重要意义的。多重监督电极可以使短电极构成的阵列组合测井获得不同探测深度的测井记录。