理，所提及的第二台发射器即是指第二台发射器天 线，或者是第二台发射器开槽天线；发射器组可以理解为由两台发射器所组成的一组天 线）。其中，边界检测发射器天线706和接收器天线702和704都同位部署在测井仪表面500 上。电阻率测量值发射器天线708和710部署在测井仪表面500的对面，而测井仪表面500位 于接收器组702和704对面。此外，电阻率测量值发射器天线708和710可以对称部署在接收 器组702和704的中间线上，从而可以得出钻井井眼补偿地层电阻率测量值。发射器天线 706、708和710以及接收器天线702和704可配置为开槽天线502,如图5A、5B和5C所示，同时 还可以同定向电阻率测井仪412平行，轴向距离上彼此隔开。根据对等原则，只要同相应的 发射器或接收器电路连接，每个天线都可以用作一个发射器天线或接收器天线。
[0067] 假设将磁矩+細2运用到图7A坐标系P(XQ，yQ，Z())的偶极天线上， 那么均匀地层上就会产生公式（1)、（2)和(3)所表示的下列磁场，
[0068]
[0069]
[0070]
[0071 ] 其中，r表示从源点P (XQ，yo，ZQ)至观察点0 (X，y，z)的空间距离;此处的源点P (X0， 7〇,2〇)与观察点0(1，7,〇可以分别同发射器天线7 0 6和接收器天线7 0 4并列；
Xa - X-X0 , Ya - y-yΟ , JzLZa - z-z〇.
[0072] 假如源点P(xo，yo，Z())与观察点0(x,y,z)同位部署在与z-轴平行的位置，如图7A所 示，即13 = 0,5^ = 0^ = 2￡1，那么公式（1)、（2)和(3)可以简化为：
[0073]
[0074]
[0075]
(6)
[0076] 通过对比公式(4)、（5)和(6)可以看出，每个横向分量Hx或Hy都由三项组成，其中第 一项、第二项和第三项分别与第一因素 Ι/r3、第二因素 Ι/r2和第三因素 Ι/r对应;而纵向分量 Hz只包含两项，分别与第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2对应。从数学层面上来说，当发射器-接 收器距离r大于1时，第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2就会随着r值的增加而成为快速递减函 数，这就表明同第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2相关的磁场分量无法传播到离发射器较远的 位置。因此，由第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2确定的磁场分量被称为"感应磁场"。相反，由第 三因素 Ι/r确定的磁场分量能够传播至离发射器较远的位置，这是由于随距离r变递减较慢 的缘故。因此，由第三因素 Ι/r确定的磁场分量被称为"传播磁场"。另一方面，当发射器-接 收器距离r小于1时，第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2就会随着r值的减少而成为快速递增函 数，这就表明"感应磁场"占据了发射器附近区域的全部范围。
[0077]现有技术已经证实，源自发射器天线706的"感应磁场"在由第一因素 Ι/r3和第二 因素 Ι/r2确定的磁场分量能够在接收器704和702上产生微分相位，而这两个接收器会产生 地层电阻率的单调函数。根据公式(6)，如果为发射器706、接收器704和702部署了 z-环形天 线，那么它们就只会发射和接收这个"感应磁场"，从而产生响应地层电阻率的一个单调微 分相位。
[0078]图7B表示的是图7A中方案的模拟结果（具体来讲，就是第一台接收器天线和第二 台接收器天线感应信号之间的微分相位与部署z-向偶极天线且同接收器同位部署的第一 台发射器点火时的地层电阻率两者之间用数据图表示的模拟结果）。具体来讲，就是接收器 704和702感应信号之间的微分相位与为发射器706、接收器704和702部署的z-向偶极天线 的地层电阻率两者之间的模拟结果，用数据图表示。图7B中的曲线712表示的是接收器704、 702同地层电阻率之间的一一对应关系。
[0079] 根据公式(4)和（5)，如果为发射器706、接收器704和702部署横向极化天线，如X-环形或y-环形天线，那么发射器706发射的磁场不仅包括由第一因素 Ι/r3和第二因素 Ι/r2确 定的"感应磁场"，而且包括由第三因素 Ι/r确定的"传播磁场"。上述"传播磁场"可能会破坏 接收器704和702测得的微分相位同地层电阻率两者之间的单调相关性。
[0080] 图7C表示的是图7A中方案的模拟结果（具体来讲，就是第一台接收器天线和第二 台接收器天线感应信号之间的微分相位与部署X-向偶极天线且同接收器同位部署的第一 台发射器点火时的地层电阻率两者之间用数据图表示的模拟结果）。具体来讲，接收器704 和702感应信号之间的微分相位与分别为发射器706、接收器704和702部署的z-向偶极天线 的地层电阻率两者之间的模拟结果，用数据图表示。图7C中的曲线714表示的是，当部署X-向天线时，接收器704、702测量得到的微分相位就变成了地层电阻率的一个多值函数。因 此，由横向极化发射器706 (边界检测发射器天线706)以及横向极化接收器704和702 (也就 是接收器组704和702)形成的系统不适用于地层测量，因为X-向天线会产生"传播磁场"。
[0081] 在有些各向异性测量运用中会用到横向极化天线。为了成功利用横向极化天线获 取地层电阻率测量结果，本发明中建议使用下面两种方法:1)使发射器偏移接收器的轴线， 用测井仪本体遮盖住一部分上述提到的"传播磁场"，2)降低波频，以减小"传播磁场"。测井 仪500上的接收器704和702对面部署的发射器708和710是为了测量电阻率专门部署的。 [0082]图7D表示的是图7A中发射器708、接收器704和702形成子系统的模拟结果(具体来 讲，就是第一台接收器天线和第二台接收器天线感应信号之间的微分相位与部署开槽天 线，且同接收器反向部署的第二台发射器点火时的地层电阻率两者之间用数据图表示）的 模拟结果。具体来讲，就是接收器704和702感应信号之间的微分相位与地层电阻率两者之 间的模拟结果，用数据图表示。图7B中的曲线712表示的是现有技术的模拟结果，这一结果 是在分别为发射器706、接收器704和702部署z-向磁偶极天线时得到的。当分别为发射器 708、接收器704和702部署图5所示的开槽天线时，图7D中的曲线716表示的就是模拟结果。 图7D中的曲线716不仅体现了与地层电阻率的单调相关性，而且为图7D中的曲线712以上的 测量提供了更大的动态范围。观察图7D可以发现，图7D中的曲线712的现有技术在高阻层的 分辨率非常低，而且50欧姆-米至500欧姆-米之间的地层电阻率只会致使测量到的相位度 数变化小于1°。另一方面，本发明中的图7D中的曲线716在从50欧姆-米到500欧姆-米之间 的地层电阻率之间一共10°的相位变化。发射器710和708同接收器704和702的中间点对称 部署，便于钻井井眼补偿。从理论上讲，发射器710点火时的测量结果应该与发射器708点火 时的测量结果大致相同。
[0083]本发明绝不局限于任何特定几何结构、开槽天线和凹槽的数量。
[0084] 在一种实施方式中，发射器706、708、710或接收器702和704都可以用其他类型/形 状的天线替换。
[0085]图8A表示的是图7A中模拟模式800运行状态时的定向电阻率测井仪412。依据本发 明的一些技术方案，这是用于说明定向电阻率测井仪412的方位灵敏度。此外，图8B和图9表 示图8A中提及的模式800的模拟结果。在图8A中，模式800可能包括由垂直电阻率界面806分 割成两部分的一个3D立方体。左半部分802的电阻率为10欧姆-米，右半部分804的电阻率为 1欧姆-米。固定定向电阻率测井仪412,在左半部分802中旋转，使其靠近X-正向上的电阻率 界面806。
[0086]图8B表示的是图8A中模式800的模拟结果。具体来说，就是接收器天线702和704电 压幅值与定向电阻率测井仪412的旋转角度两者之间的关系，用数据图表示。其中，当发射 器706点火时，分别通过接收器704和702测量得到图8B中的808和810两条曲线。图8A和图8B 表明，当定向电阻率测井仪412接近电阻