706和接收器天線702和704都同位部署在測(cè) 井儀表面500上。電阻率測(cè)量值發(fā)射器天線708和710部署在測(cè)井儀表面500的對(duì)面，而測(cè)井 儀表面500位于接收器組702和704對(duì)面。此外，電阻率測(cè)量值發(fā)射器天線708和710可以對(duì)稱 部署在接收器組702和704的中間線上，從而可以得出鉆井井眼補(bǔ)償?shù)貙与娮杪蕼y(cè)量值。發(fā) 射器天線706、708和710以及接收器天線702和704可配置為開槽天線502,如圖5A、5B和5(：所 示，同時(shí)還可以同定向電阻率測(cè)井儀412平行，軸向距離上彼此隔開。根據(jù)對(duì)等原則，只要同 相應(yīng)的發(fā)射器或接收器電路連接，每個(gè)天線都可以用作一個(gè)發(fā)射器天線或接收器天線。假 設(shè)將磁矩
，運(yùn)用到圖7A坐標(biāo)系P(XQ，yQ， Z())的偶極天線上，那么均勻地 層上就會(huì)產(chǎn)生公式（1 )、（ 2)和(3)所表示的下列磁場(chǎng)，
[0070] 其中，r表示從源點(diǎn)P (XQ，yo，ZQ)至觀察點(diǎn)O (X，y，z)的空間距離;此處的源點(diǎn)P (XO， yo，Z0)與觀察點(diǎn)0(x，y，z )可以分別同發(fā)射器天線7 0 6和接收器天線704并列；
[0071]假如源點(diǎn)P(xo，yo，Z())與觀察點(diǎn)0(x，y，z)同位部署在與Z-軸平行的位置，如圖7A所 示，即13 = 0，}^ = 0^ = 2￡1，那么公式（1)、（2)和(3)可以簡(jiǎn)化為：

[0075]通過對(duì)比公式(4)、（5)和(6)可以看出，每個(gè)橫向分量Hx或Hy都由三項(xiàng)組成，其中第 一項(xiàng)、第二項(xiàng)和第三項(xiàng)分別與第一因素 Ι/r3、第二因素 Ι/r2和第三因素 Ι/r對(duì)應(yīng);而縱向分量 Hz只包含兩項(xiàng)，分別與第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2對(duì)應(yīng)。從數(shù)學(xué)層面上來說，當(dāng)發(fā)射器-接 收器距離r大于1時(shí)，第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2就會(huì)隨著r值的增加而成為快速遞減函 數(shù)，這就表明同第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2相關(guān)的磁場(chǎng)分量無法傳播到離發(fā)射器較遠(yuǎn)的 位置。因此，由第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2確定的磁場(chǎng)分量被稱為"感應(yīng)磁場(chǎng)"。相反，由 第三因素 Ι/r確定的磁場(chǎng)分量能夠傳播至離發(fā)射器較遠(yuǎn)的位置，這是由于隨距離r變遞減較 慢的緣故。因此，由第三因素 Ι/r確定的磁場(chǎng)分量被稱為"傳播磁場(chǎng)"。另一方面，當(dāng)發(fā)射器-接收器距離r小于1時(shí)，第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2就會(huì)隨著r值的減少而成為快速遞增函 數(shù)，這就表明"感應(yīng)磁場(chǎng)"占據(jù)了發(fā)射器附近區(qū)域的全部范圍。
[0076]現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)證實(shí)，源自發(fā)射器天線706的"感應(yīng)磁場(chǎng)"在由第一因素 Ι/r3和第二 因素 Ι/r2確定的磁場(chǎng)分量能夠在接收器704和702上產(chǎn)生微分相位，而這兩個(gè)接收器會(huì)產(chǎn)生 地層電阻率的單調(diào)函數(shù)。根據(jù)公式(6)，如果為發(fā)射器706、接收器704和702部署了 Z-環(huán)形天 線，那么它們就只會(huì)發(fā)射和接收這個(gè)"感應(yīng)磁場(chǎng)"，從而產(chǎn)生響應(yīng)地層電阻率的一個(gè)單調(diào)微 分相位。
[0077]圖7B表示的是圖7A中方案的模擬結(jié)果（具體來講，就是第一臺(tái)接收器天線和第二 臺(tái)接收器天線感應(yīng)信號(hào)之間的微分相位與部署Z-向偶極天線且同接收器同位部署的第一 臺(tái)發(fā)射器點(diǎn)火時(shí)的地層電阻率兩者之間用數(shù)據(jù)圖表示的模擬結(jié)果）。具體來講，就是接收器 704和702感應(yīng)信號(hào)之間的微分相位與為發(fā)射器706、接收器704和702部署的Z-向偶極天線 的地層電阻率兩者之間的模擬結(jié)果，用數(shù)據(jù)圖表示。曲線712表示的是接收器704、702同地 層電阻率之間的 對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0078] 根據(jù)公式(4)和（5)，如果為發(fā)射器706、接收器704和702部署橫向極化天線，如X-環(huán)形或y-環(huán)形天線，那么發(fā)射器706發(fā)射的磁場(chǎng)不僅包括由第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2確 定的"感應(yīng)磁場(chǎng)"，而且包括由第三因素 Ι/r確定的"傳播磁場(chǎng)"。上述"傳播磁場(chǎng)"可能會(huì)破 壞接收器704和702測(cè)得的微分相位同地層電阻率兩者之間的單調(diào)相關(guān)性。
[0079] 圖7C表示的是圖7A中方案的模擬結(jié)果（具體來講，就是第一臺(tái)接收器天線和第二 臺(tái)接收器天線感應(yīng)信號(hào)之間的微分相位與部署X-向偶極天線且同接收器同位部署的第一 臺(tái)發(fā)射器點(diǎn)火時(shí)的地層電阻率兩者之間用數(shù)據(jù)圖表示的模擬結(jié)果）。具體來講，接收器704 和702感應(yīng)信號(hào)之間的微分相位與分別為發(fā)射器706、接收器704和702部署的Z-向偶極天線 的地層電阻率兩者之間的模擬結(jié)果，用數(shù)據(jù)圖表示。曲線714表示的是，當(dāng)部署X-向天線時(shí)， 接收器704、702測(cè)量得到的微分相位就變成了地層電阻率的一個(gè)多值函數(shù)。因此，由橫向極 化發(fā)射器706(邊界檢測(cè)發(fā)射器天線706)以及橫向極化接收器704和702(也就是接收器組 704和702)形成的系統(tǒng)不適用于地層測(cè)量，因?yàn)閄-向天線會(huì)產(chǎn)生"傳播磁場(chǎng)"。
[0080] 在有些各向異性測(cè)量運(yùn)用中會(huì)用到橫向極化天線。為了成功利用橫向極化天線獲 取地層電阻率測(cè)量結(jié)果，本發(fā)明中建議使用下面兩種方法:1)使發(fā)射器偏移接收器的軸線， 用測(cè)井儀本體遮蓋住一部分上述提到的"傳播磁場(chǎng)"，2)降低波頻，以減小"傳播磁場(chǎng)"。測(cè)井 儀500上的接收器704和702對(duì)面部署的發(fā)射器708和710是為了測(cè)量電阻率專門部署的。 [0081 ]圖7D表示的是圖7A中發(fā)射器708、接收器704和702形成子系統(tǒng)的模擬結(jié)果(具體來 講，就是第一臺(tái)接收器天線和第二臺(tái)接收器天線感應(yīng)信號(hào)之間的微分相位與部署開槽天 線，且同接收器反向部署的第二臺(tái)發(fā)射器點(diǎn)火時(shí)的地層電阻率兩者之間用數(shù)據(jù)圖表示）的 模擬結(jié)果。具體來講，就是接收器704和702感應(yīng)信號(hào)之間的微分相位與地層電阻率兩者之 間的模擬結(jié)果，用數(shù)據(jù)圖表示。圖7D中的曲線712表示的是現(xiàn)有技術(shù)的模擬結(jié)果，這一結(jié)果 是在分別為發(fā)射器706、接收器704和702部署Z-向磁偶極天線時(shí)得到的。當(dāng)分別為發(fā)射器 708、接收器704和702部署圖5所示的開槽天線時(shí)，圖7D中的曲線716表示的就是模擬結(jié)果。 曲線716不僅體現(xiàn)了與地層電阻率的單調(diào)相關(guān)性，而且為曲線712以上的測(cè)量提供了更大的 動(dòng)態(tài)范圍。觀察圖7D可以發(fā)現(xiàn)，曲線712的現(xiàn)有技術(shù)在高阻層的分辨率非常低，而且50歐姆-米至500歐姆-米之間的地層電阻率只會(huì)致使測(cè)量到的相位度數(shù)變化小于1°。另一方面，本 發(fā)明中的曲線716在從50歐姆-米到500歐姆-米之間的地層電阻率之間一共10°的相位變 化。發(fā)射器710和708同接收器704和702的中間點(diǎn)對(duì)稱部署，便于鉆井井眼補(bǔ)償。從理論上 講，發(fā)射器710點(diǎn)火時(shí)的測(cè)量結(jié)果應(yīng)該與發(fā)射器708點(diǎn)火時(shí)的測(cè)量結(jié)果大致相同。
[0082]本發(fā)明絕不局限于任何特定幾何結(jié)構(gòu)、開槽天線和凹槽的數(shù)量。
[0083] 在一種實(shí)施方式中，發(fā)射器706、708、710或接收器702和704都可以用其他類型/形 狀的天線替換。
[0084]圖8A表示的是圖7A中模擬模式800運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的定向電阻率測(cè)井儀412。依據(jù)本發(fā) 明的一些技術(shù)方案，這是用于說明定向電阻率測(cè)井儀412的方位靈敏度。此外，圖8B和圖9表 示圖8A中提及的模式800的模擬結(jié)果。在圖8A中，模式800可能包括由垂直電阻率界面806分 割成兩部分的一個(gè)3D立方體。左半部分802的電阻率為10歐姆-米，右半部分804的電阻率為 1歐姆-米。固定定向電阻率測(cè)井儀412,在左半部分802中旋轉(zhuǎn)，使其靠近X-正向上的電阻率 界面806。
[0085]圖8B表示的是圖8A中模式800的模擬結(jié)果。具體來說，就是接收器天線702和704電 壓幅值與定向電阻率測(cè)井儀412的旋轉(zhuǎn)角度兩者之間的關(guān)系，用數(shù)據(jù)圖表示。其中，當(dāng)發(fā)射 器706點(diǎn)火時(shí)，分別通過接收器704和702測(cè)量得到圖中808和810兩條曲線。圖8A和圖8B表 明，當(dāng)定向電阻率測(cè)井儀412接近電阻率界面706(5英尺)時(shí)，接收器704和702上的感應(yīng)電壓 幅值開始與定向電阻率測(cè)井儀412的旋轉(zhuǎn)角度正弦值出現(xiàn)變化。這樣一來，前方(X正向）的 定向電阻率測(cè)井儀412路徑中出現(xiàn)電阻率界面706就得以確定。
[0086]圖9表示的是圖8A中模式800的模擬結(jié)果。具體來說，就是接收器天線702上感應(yīng)電 壓幅值與電阻率界面806的距離兩者之間的關(guān)系，用數(shù)據(jù)圖表示。根據(jù)圖9,定向電阻率測(cè)井 儀412離電阻率界面806越近，則反映在接收器天線702上的感應(yīng)電壓幅值越大。實(shí)際上，接 收器天線702至電阻率界面806的距離的結(jié)果可以作為下列所示的接收器天線702測(cè)得的感 應(yīng)電壓