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1、电阻率测井,普通电阻率测井侧向测井感应测井,一、普通电阻率测井,普通电阻率测井就是把一个电极系放入井内，测量井内岩层电阻率变化，用以研究地质剖面、判断油气水层。由于测量结果受井内泥浆、围岩、侵入带等的影响，不是地层真实的电阻率，而称为视电阻率，所以又称视电阻率测井。,电极系,电极系：是按一定顺序排列的一组电极。由供电电极A、B和测量电极M、N组成。电极类型:成对电极，如AaMbN中的MN 不成对电极（单电极）,如AaMbN中的A电极类型：梯度电极系：顶部梯度和底部梯度，理想梯度 电位电极系：理想电位电极系记录点O:相距最近两个电极的中点 上电极距L：梯度为单电极到记录点的距离，L=OA或OM
2、电位为相距最近两个电极之间的距离，L=AM,M,A,B,O,N,M,A,O,B,A,M,O,N,A,M,O,B,M,A,O,A,N,M,O,M,B,A,O,电极系的分类,A,M,N,O,1、岩石的电阻率,岩石电阻率与岩性的关系不同岩性的岩石电阻率不同，主要造岩矿物和石油的电阻率非常高，基本是不导电的。沉积岩主要靠岩石孔隙中地层水所含离子导电。岩石电阻率与地层水性质的关系 沉积岩的导电能力主要取决于其孔隙中的地层水的性质地层水电阻率。地层水的电阻率与地层水所含盐的化学成份有关，与地层水的温度、浓度成反比。,含水岩石电阻率与孔隙度的关系,地层因素F：完全含水（100%含水）岩石的电阻率Ro与地层水
3、电阻率Rw的比值。即定义：,a为系数，与岩性有关，m为孔隙度指数,含油岩石电阻率Rt与含油饱和度So的关系,电阻增大系数I：含油岩石的电阻率Rt与该岩石完全含水时电阻率Ro的比值。即,其中：b-系数，与岩性有关 n饱和度指数，与岩性有关。,2、普通电阻率测井原理,1）储集层的泥浆侵入在钻井过程中通常保持泥浆柱的压力稍大于地层压力，在压力差的作用下，在渗透层，泥浆滤液向地层内渗入，泥浆滤液置换了渗透层中原来所含的流体而形成侵入带，同时泥浆中的泥质颗粒附着在井壁上形成泥饼，这种现象称为泥浆侵入。泥浆侵入使距井轴不同距离处地层电阻率发生了变化，如图所示：,原状地层,过渡带,冲洗带,泥饼Rmc,dDi
4、,RxoSxoRmf,RtSwRw,Rs,Rs,Rm,原状地层,过渡带,冲洗带,Di,泥浆侵入类型：,根据冲洗带电阻率Rxo与地层电阻率Rt的相对大小，将泥浆侵入分为以下类型：泥浆高侵：是指冲洗带电阻率Rxo明显高于地层电阻率Rt.淡水泥浆钻井的水层多为泥浆高侵。水层的基本特征。泥浆低侵：是指冲洗带电阻率Rxo明显小于地层电阻率Rt。油层多为泥浆低侵或侵入不明显。油层的基本特征。,2）普通电阻率测井原理,电极距L,供电线路,测量线路,梯度电极系,均匀介质Rt中，A在M、N点产生的电位分别为:,视电阻率Ra,实际测井测得的电阻率，受到井、围岩、侵入带等多个因素的影响，不是地层的真电阻率，通常称为
5、视电阻率，用Ra表示。原理公式:,其中，K-电极系系数 U-测量电极间的电位差 I-电流强度测井时，上提电极系测量，就可测到随井深变化而变化的电阻率曲线，称为视电阻率曲线Ra。,3）视电阻率曲线的特点,梯度电极系曲线特点：,Ra曲线对地层中部不对称。底部梯度电极系的Ra曲线在高阻层的底界面显示极大值，顶界面显示极小值；顶部梯度电极系曲线上的极大值、极小值分别出现在高阻层的顶界面和底界面。可利用这些特征点划分高阻层的顶、底界面。,梯度电极系曲线特点,高阻层厚度很大时，对着地层中部Ra曲线出现一个直线段，其幅度值接近地层的真电阻率Rt。,电位电极系Ra曲线,电位电极系的Ra曲线对地层中点对称；Ra
6、曲线对着地层中点取得极值。当厚度hAM(大于电极距L)时，对应高阻地层中点，Ra呈现极大值，且h越大，极大值越接近Rt；当hL时，对应地层中点，Ra呈现极小值，不能反映地层Rt的变化。,4、电极系的探测深度：探测半径r,在均匀介质中，以供电电极为中心，以某一半径作一球面，如果球面内包括的介质对测量结果的贡献为50%时，则此半径就定义为该电极系的探测深度或探测半径。电位电极系：r=2L 梯度电极系：r=1.4L,4）影响普通电阻率测井的主要因素,电极系的影响井的影响泥浆矿化度围岩层厚的影响泥浆侵入的影响高阻邻层的屏蔽影响增阻、减阻地层倾角的影响-梯度电极系曲线极大值随地层倾角的增大而减小。,3、
7、微电极测井,电极系结构,3、微电极测井,1）电极系结构在下井仪器主体上装有三个或两个弹簧片扶正器，其中一个弹簧片上装有硬橡胶极板，极板上等距离嵌有三个电极A、M1、M2.微电极系包括：微梯度：A0.025M10.025M2,L=0,0375m,r=4cm微电位：A0.05M2,L=0.05m,r=10cm,2）测井原理,渗透层泥浆侵入井壁上泥饼、冲洗带，Rxo5Rmc。微电位与微梯度探测深度不同。在渗透层，探测深度大的微电位测量的Ra主要反映冲洗带Rxo的变化，显示较高值；探测深度较小的微梯度测量的Ra主要反映泥饼Rmc的变化，显示较小值。测井时两条曲线同时测量，并重叠绘制的一起，因此，在渗透
8、层处，出现微电位Ra大于微梯度Ra的正幅度差，而在非渗透层，曲线基本重合或有正负不定的很小的幅度差。,其中，K为微电极系系数。U为测量的电位差,测井响应：纯泥岩层段微电位与微梯度曲线基本重合渗透性地层有明显正幅度差（微电位大于微梯度）,微电极系测井曲线,3）曲线特点 通常将微电位和微梯度曲线重叠绘制的一起渗透层井段，微电极系曲线幅度中等，且有明显的正幅度差，即微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度；泥岩井段，曲线幅度较低（电阻率低值），两曲线基本重合；在高阻致密井段，两曲线基本重合，曲线幅度很高；,4）曲线应用,划分岩性渗透层：渗透层处两曲线有明显的正幅度差确定岩层界面：微电位与微梯度曲线的分岐点处
9、。确定渗透层的有效厚度确定井径扩大井段：Ra曲线明显下降，其值接近Rm。确定冲洗带电阻率Rxo,二、侧向测井,提出：侧向测井最初是为解决盐水泥浆钻井及高阻地层电阻率的测量问题而提出的。侧向测井的特点：在电极系上增设了聚焦电极，迫使供电电极发出的电流呈一定厚度的水平层状径向流入地层，从而减小井的分流作用和围岩的影响，提高分层能力。目前多用双侧向测井、微球型聚焦测井、八侧向,一）双侧向测井-电极系及其电场分布,电极系：结构见图3-13。柱状主电极Ao居中，上下对称分布：两对柱状监督电极M1与M1、M2与M2一对环状屏蔽电极A1与A1一对柱状电极在A1、A1外侧，对深侧向，它是屏蔽电极A2与A2，对
10、浅侧向，它是回路电极B1、B2,B1,B2,电极系结构,深侧向由于增加了一对柱状屏蔽电极，加强对主电流的排斥作用，使主电流径向流入地层很远才发散，回到回路电极B，探测深度加深，其测量结果主要反映原状地层电阻率Rt的变化；浅侧向电极系由于回路电极靠近电极系，使屏蔽电极对主电流的排斥作用减小，使主电流进入地层不远就开始发散，电极系探测深度较浅，所测量的结果主要反映侵入带电阻率Ri的变化。,双侧向-测量原理,测井时，主电极Ao发出电流Io,并在测井过程中保持不变。同时环状屏蔽电极A1、A1和柱状屏蔽电极A2、A2分别发出与Io同极性的电流I1和I1。在测量过程中通过自动调节电路调节I1和I1使屏蔽电
11、极A2、A2的电位与A1、A1的电位的比值为一常数（测井时给定）；同时使两对监督电极之间的电位差为零，即Um1=Um2或Um1=Um2。随着电极的提升，周围介质电阻率改变，Io的分布随之改变，监督电极Um1的电位改变。测量任一监督电极与对比电极N之间的电位差变化，即可反映介质电阻率的变化。,其Ra表达式：,K双侧向电极系系数Kd或Ks,双侧向-Ra曲线特点,特点：上下围岩电阻率相同时，单一高阻层的Ra曲线对地层中点对称。取值：对应地层中部取最大值。影响因素：井眼、围岩与层厚、侵入带等。,双侧向-资料应用,1、确定地层电阻率Rlld经井眼、围岩、侵入带校正RtRlls井眼、围岩校正Ri2、划分岩
12、性剖面3、快速直观定性判断油气、水层RllsRlld，即泥浆高侵，一般认为是水层；RllsRlld,即泥浆低侵或侵入不明显，为油气层。,二）微球形聚焦测井,实践证明：微球形聚焦测井探测深度适当，适用范围较宽，测量的Rmsfl受泥饼影响小且不受Rt的影响，是目前最好的确定Rxo的方法。,微球形聚焦-电极系,其电极系是镶嵌在一块矩形极板上，极板的中间为矩形片状的主电极A0，向外依此为矩形框电极，分别为测量电极Mo，辅助电极A1，监督电极M1、M2。回路电极B设在仪器外壳上或极板支撑架上。测井时借助推靠器电极系紧贴井壁测量。,微球型聚焦-测量原理（恒压法）,测井时，主电极Ao发出总电流I，其中一部分
13、电流和辅助电极形成回路，叫辅助电流Ia，主要分布在泥饼中；另一部分电流经过B电极形成回路，叫主电流Io,主要分布在冲洗带中。通过自动调整电路调节Io和Ia的大小，直到监督电极之间的的电位相等，即Um1=Um2,同时测量电极Mo与两个监督电极M1和M2的中点O之间的电位差为给定值，即UMoO=Vref(参考电压)为止。,微球型聚焦-测量原理,由于Um1=Um2,辅助电流Ia只能在测量井段内泥饼中流动，而没有井轴上的分流。又因Ia、Io同极性，因此使Io受排斥而以很细的电流束穿过泥饼分布在冲洗带中。若Rxo不变，主电流的电流线呈辐射状，其等位面呈球面。随着电极系提升，介质电阻率改变，电场分布也随之
14、改变，此时，通过辅助电流自动调节电路，调节Ia的大小，使UMoO=Vref；,从微球形聚焦电极的电场分布特点可见，其测量的电阻率直接反映Rxo变化，受泥饼影响较小。,微球型聚焦-测量原理,通过主电流自动调节电路，调节Io大小，使Um1=Um2。测井时，记录主电流Io随井深变化的曲线，经过刻度，转化为介质电阻率曲线。,微球型聚焦-资料应用,1.划分薄层微球曲线受泥饼影响小，对岩性变化反映明显，纵向分层能力较强。2、确定Rxo当hmc在范围内时，Rmsfl=Rxo当hmc大于19.1mm时，应对Rmsfl校正后，作为Rxo。,3、与双侧向组合定性判断油水层,深侧向主要反映地层电阻率Rt变化，Rll
15、d；浅侧向主要反映侵入带电阻率Ri的变化,Rlls；微球型聚焦反映冲洗带电阻率Rxo的变化,Rmsfl;八侧向反映冲洗带电阻率Rxo的变化，RFOC.通常与双感应测井组合。,定性判断油水层,在淡水泥浆钻井的情况下，双侧向微球型聚焦测井曲线上，若深感应RlldRllsRmsfl（泥浆低侵）,曲线有明显的幅度差，则该地层可能为含油气地层，并且含可动油气；若RlldRlls Rmsfl（泥浆高侵），则该地层为水层 盐水泥浆时，油、水层均为泥浆低侵，但油层电阻率明显高于水层。案例：,RmfRw时，油层双感应八侧向曲线呈低侵特征：RILDRILM,当RmfRw时，水层的双感应八侧向曲线呈高侵特征：RIL
16、DRILM,四）八侧向测井,八侧向是一种不贴井壁，在井内居中测量的浅探测电阻率测井。它是电极距比浅七侧向小（L=0.356m）的七侧向电极系，在下方近处设置屏蔽电流回路电极B,在上方较远处设置回路电极B。其探测半径约为30-40cm。应用：常与双感应组合，在淡水泥浆侵入很深和低阻环带时，用来确定Rt和Rxo.,三、感应测井,提出：前面介绍的电阻率测井要求井内介质是导电的，而在油基泥浆和空气钻井的井中均无法测量。为此提出了以电磁感应原理为基础的感应测井，以实现对地层电阻率的测量。感应测井：是利用电磁感应原理测量地层电阻率的一种测井方法。适用：油基泥浆和无泥浆井剖面，在淡水泥浆井中，对中低阻地层、
17、泥浆低侵等情况比普通电阻率测井效果优越。,1、感应测井原理,在非均匀介质中，感应测井有用信号ER与仪器常数K之比定义为视电导率，即,均匀介质电导率：,非均匀介质-视电导率a：测井时所遇到的介质大多是分区均匀的，在每个区域内介质的电导率保持不变。对储集层井段，径向上以井轴为中心向外依次为井内泥浆、侵入带、原状地层；纵向上，上下围岩，它们的电导率大小对感应测井的测量结果都有一定的影响，因此，测量的电导率称为视电导率。,2、双感应或双感应八侧向测井应用,1)确定电阻率Rt、Ri、Rxo2)定性判断油气、水层双感应：深感应RILD反映原状地层电阻率Rt的变化 中感应RILM反映侵入带电阻率Ri的变化 八侧向 RFoc反映冲洗带电阻率Rxo的变化在淡水泥浆钻井、泥浆侵入很深的情况下，一般有：若RFocRILMRILD,为泥浆高侵，是水层；若RFocRILMRILD,为泥浆低侵，是油气层,且含可动油。如果泥浆侵入不很深，用微球型聚焦测井（反映冲洗带电阻率）较好。,自然电位正异常,泥浆低侵,深测向40m左右，浅侧向30m左右，邻近侧向约16m左右，表现出明显的低侵特征，为良好的渗透层显示,谢谢大家,
