探测地层的方法、计算地层含油气饱和度的方法及复合电极和探测器

摘要

本发明实施例公开了一种探测地层的方法、计算地层含油气饱和度的方法及复合电极和探测器。所述探测地层的方法包括:向目标地层发射测量信号；测量所述发射的测量信号经所述目标地层反射得到的反射信号的矢量电位和矢量电流；根据所述反射信号的矢量电位和矢量电流得到目标地层的第一复电阻率；设定一含水饱和度S

说明书

技术领域

本发明涉及地层勘探技术领域，特别涉及一种探测地层的方法、计算地层含油气饱和度 的方法及复合电极和探测器。

背景技术

在地层勘探中，为了确定所勘探的地层是否具有油气开采价值，一般要基于该地层的含 油气饱和度这一参数来确定。为了获得这一参数，需要通过一系列的测量、计算得到反映原 状地层的其它参数。通过得到的这些其它参数来评估地层的含油气饱和度，进而决定是否开 采、开采规划以及采用的具体开采方式等。

现有技术采用单一标量参数，进而评估地层的含油气饱和度。该单一标量参数例如是实 部电阻率或电导率，或者是实部介电常数。由于该电阻率或电导率参数受地层水含盐矿化度 影响大，不易获得电阻率或电导率参数的准确值，因此利用该电阻率或电导率参数确定接近 真实情况的含油气饱和度存在困难。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种探测地层的方法、计算地层含油气饱和度的方法及复合 电极和探测器，以获得较为准确的含油气饱和度。

为实现上述发明目的，本发明采用的方案如下：

一种探测地层的方法，包括：

S1:向目标地层发射测量信号；

S2:测量所述发射的测量信号经所述目标地层反射得到的反射信号的矢量电位和矢量电 流；

S3：根据所述反射信号的矢量电位和矢量电流得到目标地层的第一复电阻率；

S4：设定一含水饱和度S_W初始值，利用下式得到第二复电阻率：

${{\rho }^{*}}_2\left(\omega \right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_2\right)}^{c_2}})]$

上式中，ρ^*₂(ω)为第二复电阻率，ω为电场的角频率，j为虚数单位；τ为弛豫时间常 数；η为极化率；c为频率相关系数；R_W是地层水电阻率；φ是地层孔隙度；a、b为系数； m、n为预定指数；

S5：当第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定当前的S_W值为目 标地层的含水饱和度值；当第一复电阻率与第二复电阻率之差大于预定值时，以预定步长调 整S_W值，直至第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定此时的S_W值为 目标地层的含水饱和度值；

S6：根据确定的目标地层的含水饱和度值得到目标地层的含油气饱和度值。

所述测量信号可以包括单一频率和/或多频率的信号；

所述单一频率的信号可以包括低频和/或高频信号；

所述多频率信号可以包括多频率的低频信号，或者多频率的高频信号，或者兼有低频信 号和高频信号的多频率信号。

可以采用感应测井或电磁波测井方式接收所述反射信号。

所述预定步长可以为固定值，也可以为一系列的不同值。

一种计算地层含油气饱和度的方法，包括：

S1：获得反射信号的矢量电位和矢量电流，得到目标地层的第一复电阻率；

S2:设定含水饱和度S_W初始值，利用下式得到第二复电阻率：

${{\rho }^{*}}_2\left(\omega \right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_2\right)}^{c_2}})]$

上式中，ρ^*₂(ω)为第二复电阻率，ω为电场的角频率，j为虚数单位；τ为弛豫时间常 数；η为极化率；c为频率相关系数；R_W是地层水电阻率；φ是地层孔隙度；a、b为系数； m、n为预定指数；

S3：当第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定当前的S_W值为目 标地层的含水饱和度值；当第一复电阻率与第二复电阻率之差大于预定值时，以预定步长调 整S_W值，直至第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定此时的S_W值为 目标地层的含水饱和度值；

S4：根据确定的目标地层的含水饱和度值得到目标地层的含油气饱和度值。

一种应用于上述方法的复合电极，该复合电极包括电极和线圈的复合结构。

复合电极的电极部分外侧的柱面为非闭合结构，中心为贯穿电极所在柱体的轴心的轴； 该轴为柱形，该柱形轴横截面的直径小于柱面所在柱形的横截面的直径；所述电极外侧非闭 合柱面的每个独立面通过连杆与所述轴相连。

所述电极和线圈交错设置。

一种探测器，包括如上所述的的复合电极。

通过上述本发明方法实施例，在获得含油气饱和度过程中引入了多个参数，并且采用综 合评价方式。相对于单个参数反映的信息的评价方式，通过多个参数反映的信息来评价，能 够抵销个别参数不准确对结果带来的影响，因此能够使得结果更为准确。

通过上述本发明复合电极和探测器的实施例，可以测量不同频率下的信号，还可以同时 测量低频率和高频率的信号，能够覆盖更宽的频率范围要求。

附图说明

图1是本发明探测地层的方法实施例的流程图；

图2是本发明电极极化校正后实部电阻率随频率和含水饱和度的变化关系；

图3是本发明电极极化校正后虚部电阻率随频率和含水饱和度的变化关系；

图4是本发明电极极化校正后电导率随频率和含水饱和度的变化关系；

图5是本发明电极极化校正后介电常数随频率和含水饱和度的变化关系；

图6是本发明计算地层含油气饱和度的方法实施例的流程图；

图7是现有技术电极的结构图；

图8是本发明复合电极实施例的结构示意图；

图9是本发明复合电极一个实施例的结构图；

图10是本发明复合电极一个实施例的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在地质工程学中，地层的含水饱和度与含油气饱和度呈对应关系。含水饱和度与含油气 饱和度以百分比形式表示时，两者的对应关系如下：

含油气饱和度=1-含水饱和度

实践当中往往是先得到含水饱和度，之后再根据上式得出含油气饱和度。下面以S_W表示 含水饱和度，则含油气饱和度为1-S_W。

利用测量装置测量目标地层的含油气饱和度的过程中,首先采用测量装置,通过该测量 装置的电极向目标地层发射某一频率或某几个频率的测量信号。所发射的信号穿过所述目标 地层，受所穿过的地层的影响，信号发生幅度和相位等的变化。当这些信号再次反射到所述 测量装置时，这些信号对应的电压矢量参数和电流矢量参数被所述测量装置测量到。根据测 量到的所述信号对应的电压矢量参数和电流矢量参数，进一步得到所述目标地层的复电阻率 或复电导率。进而，根据所述复电阻率（或复电导率）与介电常数及频散特性等参数的对应 关系，得出所述目标地层的油气状况。

其中，复电阻率和复电导率分别如下式(1)、(2)表示：

复电导率：σ^*(ω)＝[σ′(ω)+ωε″]+j[σ″(ω)+ωε′]                     (1)

复电阻率：

${\rho }^{*}\left(\omega \right)=\frac{1}{{\sigma }^{*}\left(\omega \right)}=\frac{{\sigma }^{\prime }\left(\omega \right)+{\mathrm{\omega ϵ}}^{\prime \prime }}{{({\sigma }^{\prime }\left(\omega \right)+{\mathrm{\omega ϵ}}^{\prime \prime })}^2+{({\sigma }^{\prime \prime }\left(\omega \right)+{\mathrm{\omega ϵ}}^{\prime })}^2}$                                     (2)

$-j\frac{{\sigma }^{\prime \prime }\left(\omega \right)+{\mathrm{\omega ϵ}}^{\prime }}{{({\sigma }^{\prime }\left(\omega \right)+{\mathrm{\omega ϵ}}^{\prime \prime })}^2+{({\sigma }^{\prime \prime }\left(\omega \right)+{\mathrm{\omega ϵ}}^{\prime })}^2}$

复介电常数的如下式(3)表示：

复介电常数：${ϵ}^{*}\left(\omega \right)=[{ϵ}^{\prime }\left(\omega \right)+\frac{{\sigma }^{\prime \prime }}{\omega }]+j[{ϵ}^{\prime \prime }\left(\omega \right)-\frac{{\sigma }^{\prime }}{\omega }]---\left(3\right)$

实际测量过程中，可以采用岩石多频电物理模型，该模型可以用公式(4)表示为如下：

${\rho }^{*}\left(\omega \right)={\rho }_0[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_2\right)}^{c_2}})]---\left(4\right)$

上面的式（1）-（4）中，用星号*标识复数；上标′和″分别代表实部和虚部；ρ^*(ω) 为目标地层的复电阻率；ω为电场的角频率；ε为介电常数；τ为弛豫时间常数；j为虚数 单位；η为极化率，其值在0与1之间；c为频率相关系数，其值也在0与1之间。

ρ₀为零频率时的复电阻率幅度，可以用公式(5)表示如下：

${\rho }_0=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}---\left(5\right)$

式(5)中，R_W是地层水电阻率，φ是地层孔隙度。

式(4)和(5)中，η₁，η₂，c₁，c₂，τ₁，τ₂，a，b，m，n，φ，Rw这些参数在本发明实施 例中的求解在后续介绍。Sw是最重要的待求量。其中，τ₁、τ₂分别为第一弛豫时间常数、第 二弛豫时间常数；η₁、η₂分别为第一极化率和第一极化率；c₁、c₂分别为第一频率相关系数 和第二频率相关系数。τ₁、τ₂、η₁、η₂、c₁、c₂为与含水饱和度有关的参数。

将式(5)代入式(4)，得到下面的式(6)：

${\rho }^{*}\left(\omega \right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_2\right)}^{c_2}})]---\left(6\right)$

式（6）右端除了φ、Rw和角频率ω已知外，其余的均为待求量；而左端项则为该方法的 直接测量量。

为了确定式（6）右端的11个未知数，至少需要11个方程组成的方程组才能确定。由于 上式是复数方程，其1个等式包含2个实数方程，因而至少得有6个不同的频率点的复电阻率 测量（即6个复数方程）才能求出方程右端的Sw参数。而对于多频率的测量，考虑到覆盖复 电阻率虚部曲线谷底对应的频率与含水饱和度的敏感性，应尽量让这些频率尽可能地覆盖 它，这是避免反演多解性的需要。

假定采用的频率为ω₁，ω₂，…，ω_N，分别测量得到ρ^*(ω₁)，ρ^*(ω₂)，…，ρ^*(ω_N)这 N个值，则由式（6）可得：

$\left(\begin{array}{c}{\rho }^{*}\left({\omega }_1\right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(j{\omega }_1{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(j{\omega }_1{\tau }_2\right)}^{c_2}})]\\ {\rho }^{*}\left({\omega }_2\right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(j{\omega }_2{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(j{\omega }_2{\tau }_2\right)}^{c_2}})]\\ .\\ .\\ .\\ {\rho }^{*}\left({\omega }_N\right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(j{\omega }_N{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(j{\omega }_N{\tau }_2\right)}^{c_2}})]\end{array}\right)---\left(7\right)$

对于方程组（7），当其对应的实数方程个数不少于待求量个数时，不需要岩心物理实 验信息的帮助就可以采用最小二乘法直接求出S_W。

采用最小二乘法求解方法如下：

首先构造一目标函数为了使方程组（7）成立，则Q应取得极 小值。根据数学上求极小值的理论，需要寻找一组系数（S_W,η₁,τ₁,c₁,η₂,τ₂,c₂）使得使Q达到 最小，则：

$\left(\begin{array}{c}\frac{\partial Q}{\partial S_w}=\frac{\partial \underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}{[{\rho }_1^{*}-{\rho }_2^{*}\left({\omega }_k\right)]}^2}{\partial S_w}=0\\ \frac{\partial Q}{\partial {\eta }_1}=\frac{\partial \underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}{[{\rho }_1^{*}\left({\omega }_k\right)-{\rho }_2^{*}\left({\omega }_k\right)]}^2}{\partial {\eta }_1}=0\\ .\\ .\\ .\\ \frac{\partial Q}{\partial c_2}=\frac{\partial \underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}{[{\rho }_1^{*}\left({\omega }_k\right)-{\rho }_2^{*}\left({\omega }_k\right)]}^2}{\partial c_2}=0\end{array}\right)---\left(8\right)$

这样，通过数学上极小值的计算，可以用最小二乘法求得S_W。

此外，方程组（8）的待定系数与方程个数相等时，也可以用普通的方程组求解方法求 解得到。

当方程组（7）中的方程个数少于待求量个数时，需要通过岩心物理实验的帮助才能确 定S_W。通过岩心实验的介入，可以获取了更多的信息。这样，相当于在地层井场通过直接 测量获得的方程数量不够的情况下，将现场的岩心在实验室加以测量，建立了更多的方程。 通过岩心实验所补充的方程，使方程总数量达到要求，从而可以使方程组能够求解。

以下介绍本发明引入岩心实验的情况下测定地层含油气饱和度方法的实施例。图1示出 了该实施例的流程，如图1所示，该实施例包括：

S110：向目标地层发射测量信号。

所述测量信号具体可以是单一频率的信号，如可以低频信号，也可以是高频信号。此外， 还可以是多频率信号，可以是多频率的低频信号，也可以是多频率的高频信号，还可以是兼 有低频信号和高频信号的多频率信号。

S120：测量所述发射的测量信号经所述目标地层反射得到的反射信号的矢量电位和矢量 电流。

如前所述，所发射的信号穿过所述目标地层，受所穿过的地层的影响，信号发生幅度和 相位等的变化。当这些信号再次反射到所述测量装置时，这些信号对应的电压矢量参数和电 流矢量参数被所述测量装置测量到。

S110和S120的实施主体可以是测量装置。

当频率大于500kHz时，测量装置可以采用电磁波测井方式进行测量进行测量。采用电磁 波测井方式测量时将采用探测器上的线圈进行发射和接收信号，测量时往发射线圈通以交变 电流的方式发射电磁波，该电磁波在地层中传播时其幅度和相位受地层电学特性影响会发生 变化。利用两个离发射线圈不同距离的接收线圈接收该电磁波信号，测量该电磁波到达这两 个接收线圈的幅度比和相位差，进而计算出地层的电导率和介电常数，最终在根据前述公式 （2）转换成地层的复电阻率。

S130：从测量装置获得所述反射信号的矢量电位和矢量电流，从而得到目标地层的第一 复电阻率。

设所述矢量电位为U，矢量电流为I，则所述测量复电阻率ρ^*₁(ω)＝k(U/I)，其中k为仪 器系数，由仪器本身决定，为已知固定值。

S140：设定一含水饱和度S_W初始值，利用下式得到第二复电阻率：

${{\rho }^{*}}_2\left(\omega \right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_2\right)}^{c_2}})]---\left(9\right)$

其中，ω为电场的角频率，j为虚数单位；ρ^*₂(ω)为第二复电阻率；

此外，τ为弛豫时间常数；η为极化率；c为频率相关系数；R_W是地层水电阻率；φ是 地层孔隙度；a、b为系数；m、n为预定指数。

电场角频率ω，弛豫时间常数τ，极化率η，频率相关系数c，地层水电阻率R_W，地层 孔隙度φ，系数a、b，预定指数m、n这些参数在本申请中设定为已知量，例如通过其它方式 获得。具体如何求解，可以利用现有技术中的多种不同方式得到。后续将列举一种具体求解 方式。

步骤S130和S140的步骤主体可以是计算装置。

需要说明的是，计算装置设定含水饱和度S_W初始值，也可以在S140之前的步骤中完成。

S150：当第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定当前的S_W值为目 标地层的含水饱和度值；当第一复电阻率与第二复电阻率之差大于预定值时，以预定步长调 整S_W值，直至第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定此时的S_W值为 目标地层的含水饱和度值。

其中，预定值为预先设定的值，其设定过程可以考虑地层的情况，精度范围等的要求来 设定。

其中，预定步长可以为固定值，可以为一系列的不同值。后者例如可以设定有一算法， 是的通过步长的调整，使第一复电阻率与第二复电阻率之差尽可能通过较少次数的调整达到 小于或等于预定值的结果。

S160：根据确定的目标地层的含水饱和度值得到目标地层的含油气饱和度值。

如前所述，在得到目标地层的含水饱和度值S_W之后，可以得到含油气饱和度（1-S_W）。

需要说明的是，最好采用从10Hz～10MHz范围的多个不同频率的电信号来进行步骤S110 和S120中的发射和接收。

弛豫时间常数τ，极化率η，频率相关系数c，地层水电阻率R_W，地层孔隙度φ，系数a、 b，预定指数m、n这些参数的求解，以下简单介绍一种最小二乘法的方式，该方式属于现有 的常用方式。通过在实验室测量不同频率下的岩心复电阻率，建立方程个数远大于待求量个 数的方程组，然后用最小二乘法求解得到以上各参数。由于岩心是现场取来的，因而它代表 着现场的情况。因此，通过最小二乘法确定的各参数的值，可以适用于前述本发明实施例中 确定含油饱和度值。确定了这些系数后的方程（8）称为用岩心标定后的模型。

对图2、图3中的测量结果进行传统的岩电实验数据处理（图2和图3中的SW1=0.96， SW2=0.897，SW3=0.799，SW4=0.718，SW5=0.517），取出常规（标量电阻率）饱和度评价 模型，结果如下图4所示，满足阿尔奇公式（为传统的评价含水饱和度的公式） 的规律，因而该岩心测试数据是正确的。对该岩心的虚部电阻率的峰值频率与含水饱和度进 行作图，得到图5关系，可以看出虚部电阻率峰值频率与岩心含水饱和度有很好的规律性对 应关系，而虚部电阻率峰值频率对应于多频电物理模型的弛豫时间常数τ，因此，弛豫时间 常数τ适于评价岩石的含水饱和度（或含油气饱和度）。

本发明上述实施例中，在获得含油气饱和度过程中引入了多个参数，并且采用综合评价 方式。相对于单个参数反映的信息的评价方式，通过多个参数反映的信息来评价更为准确， 这符合信息论的基本原理。

以下介绍本发明计算地层含油气饱和度方法的实施例。图6示出了该实施例的流程，如 图6所示，该实施例包括：

S210：获得反射信号的矢量电位和矢量电流，得到目标地层的第一复电阻率。

设所述矢量电位为U，矢量电流为I，则所述测量复电阻率ρ^*₁(ω)＝k(U/I)，其中k为仪 器系数，由仪器本身决定，为已知固定值。

S220：设定含水饱和度S_W初始值，利用下式得到第二复电阻率：

${{\rho }^{*}}_2\left(\omega \right)=\frac{\mathrm{ab}{R}_W}{{\phi }^m{S}_W^n}[1-{\eta }_1(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_1\right)}^{c_1}})]\times [1-{\eta }_2(1-\frac{1}{1+{\left(\mathrm{j\omega }{\tau }_2\right)}^{c_2}})]---\left(9\right)$

上式中，ρ^*₂(ω)为第二复电阻率，ω为电场的角频率，j为虚数单位；τ为弛豫时间常 数；η为极化率；c为频率相关系数；R_W是地层水电阻率；φ是地层孔隙度；a、b为系数； m、n为预定指数；

电场角频率ω，弛豫时间常数τ，极化率η，频率相关系数c，地层水电阻率R_W，地层 孔隙度φ，系数a、b，预定指数m、n这些参数在本申请中设定为已知量，例如通过其它方式 获得。具体如何求解，可以利用现有技术中的多种不同方式得到。

S230：当第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定当前的S_W值为目 标地层的含水饱和度值；当第一复电阻率与第二复电阻率之差大于预定值时，以预定步长调 整S_W值，直至第一复电阻率与第二复电阻率之差小于或等于预定值时，确定此时的S_W值为 目标地层的含水饱和度值。

其中，预定值为预先设定的值，其设定过程可以考虑地层的情况，精度范围等的要求来 设定。

其中，预定步长可以为固定值，可以为一系列的不同值。后者例如可以设定有一算法， 是的通过步长的调整，使第一复电阻率与第二复电阻率之差尽可能通过较少次数的调整达到 小于或等于预定值的结果。

S240：根据确定的目标地层的含水饱和度值得到目标地层的含油气饱和度值。

如前所述，在得到目标地层的含水饱和度值S_W之后，可以得到含油气饱和度（1-S_W）。

如前所述，弛豫时间常数τ，极化率η，频率相关系数c，地层水电阻率R_W，地层孔隙 度φ，系数a、b，预定指数m、n这些参数的求解，可以采用现有技术的方式得到，例如通过 最小二乘法的方式得到。

以下介绍本发明中应用于上述方法的复合电极实施例。

现有技术中采用单一频率测量单一标量参数，采用的是单一电极或单一线圈的结构。单 一电极结构中，电极为圆柱筒状，电极在柱面的圆周方向是闭合的，如图7所示。单一线圈 结构中，其芯棒一般全采用绝缘的玻璃钢材料。

根据本发明前述探测方法一个最佳实施例的要求，即探测器最好能够提供频率从10Hz～ 10MHz范围的电信号的发射和接收，本发明实施例还提供一种复合电极。现有技术中采用单 一电极或线圈均满足不了频率范围的要求，因而在本发明实施例中采取了电极和线圈的组 合，即复合电极，例如如图8中所示，A为线圈，B为电极。其中低频信号采用电极测量，高 频信号采用线圈测量。低频采用电极效果好，而频率高则要采用线圈，因为电极提供不了功 率辐射。对于低频段的电极系，典型的可以是采用阵列电极加电流聚焦的方法获得三种不同 径向探测深度的测量。对于高频段的线圈系，可以采用现有的典型阵列：三线圈单元阵列。 需要说明的是，图8中的电极、线圈各自的宽度和相邻结构仅仅是示意，实际上可以以其它 本领域技术人员容易想到的宽度和相邻结构来设计复合电极，基本能实现同样的效果。

本发明用于探测底层的复合电极优选实施例如图9所示。该复合电极中，电极部分外侧 的柱面为非闭合结构，分别为极板1，中心为贯穿电极所在柱体的轴心的轴2。该轴优选为柱 形，该柱形轴横截面的直径小于电极外侧极板1所在柱形的横截面的直径。所述直径原则上 要求尽量小，但考虑机械强度要求后又不能太小。所述电极外侧的每个极板1通过一个与之 对应的连杆3与所述轴相连。

当用线圈作为发射和接收信号时,测量的是发射线圈在空间产生的交变电磁场在地层介 质激起的涡流作为新的激励源在接收线圈产生的感应电动势,以此来反求地层的涡流的大小 从而确定地层电导率(或电阻率的倒数),而电极在线圈测量中成了高导介质，对接收信号而 言构成干扰,同时该干扰与岩石地层无关,因而必须尽量减小。电极产生的干扰的大小与电极 直径有关,电极直径越小则其产生的干扰信号就越小,因此，最好是把电极做成如图9所示结 构，减小其构成周向闭合的圆的直径。

本发明用于探测底层的复合电极又一优选实施例，如图10所示。图10中所显示的复合电 极，其电极与线圈交错设置。如图10中，A0，A1，A2，A3,A′1，A′2,A'3为电极，T,B1，R2,B2， R2，B3，R3为线圈。线圈中T为发射线圈,B为抵消直耦线圈，R为接收线圈。线圈R用于抵消 直耦线圈B一般在发射和接收线圈之间。这样设置，可以避免电极与线圈重叠，方便复合电 极的制作。

本发明还提供探测器实施例。该探测器实施例中所包含的复合电极，且该复合电极可以 是上述各种复合电极实施例的任一种。

该探测器在使用时，应当能够提供频率从10Hz～10MHz范围的电信号的发射和接收，并 且至少具有三个不同探测深度，有利于快速直观地判断油气的存在。最深的探测深度不低于 1.5米。探测深度要求较深才能探测到原始状态的地层，不同探测深度提供地层被钻开井眼周 围的变化情况。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软 件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在 存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是 个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述 的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相 参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而 言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分 说明即可。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计 算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、 可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分 布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。 一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、 数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过 通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包 括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本发明实施例，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和 变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精 神。