第三章电磁波传播测井 在前面曾提到地层介质的电磁特性时,可用一些物理参数来表述:p,σ,μ,ε。普通 电阻率测井和侧向测井都是测得的电阻率p,感应测井测量的是电导率σ;对于沉积岩来说, 除非含有较多的铁磁性矿物,否则它的导磁率就和真空导磁率没有什么差别。因此,在以沉 积岩为主要目的层的油气勘探中,导磁率μ这个参数没什么作用,因此,不予考虑。那么介 电常数ε就只有电磁波传播测井来完成测量了。 电磁波传播测井又称为介电测井。它是用来测量井下地层介电常数。由于地层水(淡水) 的介电常数为78-81,原油的介电常数为2-24,天然气介电常数为1,岩石骨架介电常数 为4—9,当储层的空隙度达到一定数值时,含油气层的介电常数与水层的介电常数有明显 的差别,据此可以划分油气水层。 那么为什么要用电磁波传播测井呢?因为普通电阻率测井测向测井和感应测井都是利 用地层孔隙流体的导电性质来区分含油气和含水地层的。当地层水是淡水或水矿化度极低, 上述测井方法就无法对地层孔隙中的油气水含量进行正确的判断,这是因为地层水的导电性 已不再是油气,岩石骨架的导电性存在明显的差别。因此,在此情况下就要用电磁波传播测 井了。介电常数是反映介质电学性质的另一个重要物理量,实际EPT测量的是无损耗传播 时间TPD是反映了地层介质介电常数变化的物理量。 31电磁场传播测井的物理基础 在定态条件下,电磁波在耗散介质中传播的电场强度E满足亥姆霍兹方程,即 (3-1) 其中,k2=o24 (3-2) 令E'=E,E=0/,则复介电常数可表示为: 复介电常数的实部表征介质的介电特性,虚部表征介质的耗散特性。K为电磁波传播的波数 对耗散介质情况,k也是复数,不妨写为 k=B-ia (3-4) 方程(3-1)沿z方向的平面波解为 E= Eelo-k)= Ee-aei(ex-p (3-5) 式中,E0为Z=0处的电场强度。于是,在真空中,因 a=0B=0(E 平面电磁波将以相速度:=(=0)05 沿Z方向作无衰减传播。 在介电常数E=E,E0的绝缘介质中:a=0B=0(0En)01 第三章 电磁波传播测井 在前面曾提到地层介质的电磁特性时，可用一些物理参数来表述：ρ，σ，μ，ε。普通 电阻率测井和侧向测井都是测得的电阻率ρ，感应测井测量的是电导率σ；对于沉积岩来说， 除非含有较多的铁磁性矿物，否则它的导磁率就和真空导磁率没有什么差别。因此，在以沉 积岩为主要目的层的油气勘探中，导磁率μ这个参数没什么作用，因此，不予考虑。那么介 电常数ε就只有电磁波传播测井来完成测量了。 电磁波传播测井又称为介电测井。它是用来测量井下地层介电常数。由于地层水（淡水） 的介电常数为 78—81，原油的介电常数为 2—2.4，天然气介电常数为 1，岩石骨架介电常数 为 4—9，当储层的空隙度达到一定数值时，含油气层的介电常数与水层的介电常数有明显 的差别，据此可以划分油气水层。 那么为什么要用电磁波传播测井呢？因为普通电阻率测井测向测井和感应测井都是利 用地层孔隙流体的导电性质来区分含油气和含水地层的。当地层水是淡水或水矿化度极低， 上述测井方法就无法对地层孔隙中的油气水含量进行正确的判断，这是因为地层水的导电性 已不再是油气，岩石骨架的导电性存在明显的差别。因此，在此情况下就要用电磁波传播测 井了。介电常数是反映介质电学性质的另一个重要物理量，实际 EPT 测量的是无损耗传播 时间 TPD 是反映了地层介质介电常数变化的物理量。 3.1 电磁场传播测井的物理基础 在定态条件下，电磁波在耗散介质中传播的电场强度 E 满足亥姆霍兹方程，即 ( ) 0 2 2   k E  （3-1） 其中，   2 2 k        i （3-2） 令    ，    " ，则复介电常数可表示为： "      i （3-3） 复介电常数的实部表征介质的介电特性，虚部表征介质的耗散特性。K 为电磁波传播的波数。 对耗散介质情况，k 也是复数，不妨写为： k=β-iα (3-4) 方程（3-1）沿 z 方向的平面波解为 ( ) 0 ( ) 0 i t kz az i t z E E e E e e        （3-5） 式中，E0为 Z=0 处的电场强度。于是，在真空中，因   0 0.5 0   ( ) 平面电磁波将以相速度： 0.5 0 ( )  V   沿 Z 方向作无衰减传播。 在介电常数 0     r 的绝缘介质中：  0 0.5 0 ( ) r     