1、微電阻率測井Microlog 西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院趙軍龍微電阻率測井 微電阻率測井是指探測深度較淺的一類測井方法，主要是探測儲集層沖洗帶、侵入帶的電阻率。 常用微電阻率測井方法主要包括: 微電極系測井 Minilog 微側(cè)向測井 Microlaterolog 鄰近側(cè)向測井 Proximity laterolog 微球形聚焦測井 Microspherically focused log 它們的共同特點(diǎn)是電極距短，電極系極板貼井壁。 微電極系測井是在普通電阻率測井基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種測井方法。由于它的極距短、因而探測范圍小，主要探測侵入帶的電阻率。另外，由于極距短，對劃分薄巖層的界面有

2、利。 1 微電極系測井(1)微電極系的裝置特點(diǎn) 微電極系裝置是由儀器主軸和兩根或三根彈簧片組成。彈簧片互成1200(三根)或1800(兩根)，其中一根彈簧片上裝有絕緣板，在絕緣板上成直線排列三個(gè)電極(A、M1、M2)。由于電極嵌在絕緣板上，起到阻止泥漿對電流的分流作用，又由于電極緊貼井壁，電流不經(jīng)泥漿而直接進(jìn)入井壁附近地層。因此，微電極讀數(shù)受泥漿的影響小。1 微電極系測井1-儀器主體,2-彈簧片,3-絕緣極板(1)微電極系的裝置特點(diǎn)1-儀器主體,2-彈簧片,3-絕緣極板 微電極系三個(gè)電極之間距離很小，常用尺寸是A0.025M10.025M2。這三個(gè)電極組成一個(gè)微梯度電極系A(chǔ)0.025M10.0

3、25M2，一個(gè)微電位電極系A(chǔ)0.05M2。 微電位和微梯度電極系的探測深度不同。實(shí)驗(yàn)證明，微電位探測范圍約為8-10厘米，而微梯度的探測范圍約為4-5厘米。因此在滲透層井段，前者所測電阻率主要反映沖洗帶電阻率；而后者測量的結(jié)果則主要反映泥餅電阻率。1 微電極系測井 進(jìn)行微電極系測井時(shí)，微電位和微梯度是同時(shí)測量的。因?yàn)槲㈦姌O系探測范圍很小，容易受極板與井壁接觸條件的影響，同時(shí)測量則可以保證測量條件一致，還可以提高測井效率。 測量時(shí)，兩條曲線采用同樣的橫向比例和縱向比例。測速一般是800-1200米/小時(shí)。(2)微電極系的測量原理1 微電極系測井 微電極系視電阻率值也是通過測量電位差的大小取得的，

4、其表示式仍為 式中K為微電極系系數(shù)，它不能用計(jì)算方法求得。因?yàn)槲㈦姌O系電極距很短，電極不能視為點(diǎn)電極。同時(shí)，電極系緊貼井壁，電場分布也較復(fù)雜。K值要在已知電阻率的水中用實(shí)驗(yàn)方法求出。 微電極系的測量結(jié)果主要反映緊靠井壁附近地層的電阻率，當(dāng)然也與電極系類型、絕緣板的形狀、井徑的大小有關(guān)。1 微電極系測井Rxo過渡帶沖洗帶原狀地層RtrRt泥餅?zāi)酀{鉆頭直徑井壁(2)微電極系的測量原理 當(dāng)用微電位和微梯度電極系同時(shí)測量同一滲透層井段時(shí),微電位和微梯度的探測深度不同,受泥餅的影響程度不同,使他們測得的視電阻率也不同。在有的井段重合，在有的井段分離；曲線分離叫有幅度差。見圖。 當(dāng)微電位曲線幅度大于微梯度

5、曲線幅度時(shí)，稱“正幅度差”；當(dāng)微電位曲線幅度小于微梯度曲線幅度時(shí)，稱“負(fù)幅度差”。慶陽梁19井測井綜合解釋成果微電位VRNL和微梯度VRMN有時(shí)重合,有時(shí)分離。(3)微電極系的測井曲線1 微電極系測井 巖層依滲透性可分為滲透層和非滲透層： （1）當(dāng)巖層為非滲透層時(shí) 測得的微電位和微梯度值相等。在微電極系曲線表現(xiàn)為無幅度差或有正、負(fù)不定的較小的幅度差。非滲透性的石灰?guī)r和白云巖薄層在微電極系曲線上幅值極高且無幅度差或者具有很小的正、負(fù)不定的幅度差。微電極系曲線幅度差產(chǎn)生原因分析該層是夾在砂巖和泥質(zhì)粉砂巖中的石灰?guī)r薄層。泥巖層1 微電極系測井(3)微電極系的測井曲線 （2）當(dāng)巖層為滲透性地層時(shí) 由于

6、泥漿侵入地層，同時(shí)在滲透層井壁上形成泥餅，測量結(jié)果Ra主要取決于泥漿侵入帶的電阻率Ri、泥餅電阻率Rmc和泥餅的厚度Hmc。 通常泥餅電阻率約為1-3倍的泥漿電阻率，沖洗帶電阻率Rxo約為泥餅電阻率Rmc的5陪以上。 因此微梯度電極系的極距比微電位電極系的極距短，因而受泥餅的影響比微電位電極系更大一些。微電極系曲線幅度差產(chǎn)生原因分析薄砂層滲砂層1 微電極系測井(3)微電極系的測井曲線 從理論上分析，當(dāng)泥餅厚度hmc4厘米時(shí)，微梯度電極系測得的Ra值就趨近于Rmc；而對于微電位電極系，hmc8厘米時(shí)，其Ra值才趨近于Rmc； 因此，當(dāng)用微電位和微梯度電極系同時(shí)測量同一滲透層井段時(shí)，微電位和微梯度

7、的探測深度不同，受泥餅的影響程度不同，使它們測得的視電阻率值也不同，即微電位和微梯度的視電阻率值出現(xiàn)差異，即出現(xiàn)幅度差，幅度差的大小決定于RmcRxo值以及泥餅的厚度。如果微電位的視電阻率值大于微梯度的，這叫出現(xiàn)正幅度差。反之，如微電位的視電阻率值小于微梯度的視電阻率值，叫負(fù)幅度差。幅度差法是運(yùn)用微電極系曲線（將微電位和微梯度曲線重疊在一起）判斷滲透性地層的一種有效的方法。 微電極系曲線幅度差產(chǎn)生原因分析1 微電極系測井(3)微電極系的測井曲線(4)微電極系測井資料應(yīng)用 確定巖層界面 微電極曲線的縱向分辨能力較強(qiáng)，劃分薄互層組和薄夾層比較可靠。滲透層的界面可用兩條微電極曲線的分離點(diǎn)的深度位置來

8、確定。一般砂泥巖剖面中劃分滲透層多以微電極曲線作為主要依據(jù)。 1 微電極系測井資料應(yīng)用有4個(gè)方面！慶陽梁19井測井綜合解釋成果微電位VRNL和微梯度VRMN有時(shí)重合,有時(shí)分離。(4)微電極系測井資料應(yīng)用 確定井徑擴(kuò)大井段 在井內(nèi)，如有井壁坍塌形成的大洞穴或石灰?guī)r的溶洞(當(dāng)洞穴直徑大于微電極系扶正器的直徑)時(shí)，在這些井段中微電極系的極板懸空，所測視電阻率曲線幅度降低，接近于泥漿電阻率。 確定含油砂巖的有效厚度 在儲量計(jì)算和儲層評價(jià)時(shí)，常需要確定儲層的有效厚度。由于微電極曲線具有劃分薄層和區(qū)分滲透和非滲透性巖層兩大特點(diǎn)，所以利用它將油氣層中的非滲透性的致密薄夾層劃分出來，并把其厚度從含油氣層總厚度

9、中扣除就得到油氣層的有效厚度。1 微電極系測井 油氣層有效厚度是指在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下能夠產(chǎn)出工業(yè)性油氣流的油氣層實(shí)際厚度，即符合油氣層標(biāo)準(zhǔn)的儲集層厚度扣除不合標(biāo)準(zhǔn)的夾層(如泥質(zhì)夾層或致密夾層)剩下的厚度。劃分巖性和滲透性地層 先將滲透層和非滲透層區(qū)分開,再劃分巖性和判斷巖層的滲透性。 A.含油砂巖和含水砂巖：一般都有明顯的幅度差。如果巖性相同，含水砂巖的幅度和幅度差都略低于含油砂巖，砂巖含油性越好，這種差異越明顯。這是由于砂巖沖洗帶中有殘余油存在。如果砂巖含泥質(zhì)較多，含油性變差，則微電極曲線幅度和幅度差均要降低。 B.泥巖：微電極曲線幅度低，沒有幅度差或有很小的正、負(fù)不定的幅度差，曲線呈直線

10、狀，具有砂泥巖剖面中典型的非滲透性巖層的曲線特征。 C.致密灰?guī)r：微電極曲線幅度特別高，常呈鋸齒狀，有幅度不大的正或負(fù)的幅度差。 D.灰質(zhì)砂巖：微電極曲線幅度比普通砂巖高，但幅度差比普通砂巖小。 E.生物灰?guī)r：微電極曲線幅度很高，正幅度差特別大。 F.孔隙性、裂縫性石灰?guī)r：微電極曲線幅度比致密石灰?guī)r低得多，一般有明顯的正幅度差。 (4)微電極系測井資料應(yīng)用2 微側(cè)向測井 微側(cè)向測井也是一種聚流測井。為了避免泥餅分流，由微電極測井改進(jìn)而來。 其電極系由一個(gè)點(diǎn)狀的主電極A0和以主電極為圓心的三個(gè)同心環(huán)狀電極組成(如圖)。最外面的圓環(huán)電極A1叫屏蔽電極，位于主電極和屏蔽電極之間的兩個(gè)圓環(huán)電極M1、M

11、2叫監(jiān)視電極，也叫測量電極。目前常用微側(cè)向電極系為A00.016M10.012M20.012A1。微側(cè)向測井的整個(gè)電極系象微電極系一樣，鑲在一塊絕緣極板上，極板靠彈簧壓向井壁、貼井壁移動測量。(1)基本原理微側(cè)向與普通微電極系的比較 右圖表明微側(cè)向和普通微電極系受泥餅影響不同。泥餅和泥漿薄膜對微側(cè)向測井的影響比微電極系測井小得多。 因?yàn)槲?cè)向測井時(shí)，電流是聚焦的，電流線主要在水平方向同泥餅相交，所以電流通過泥餅的距離比在巖層中流過的距離小，此外，泥餅電阻率一般要比侵入帶電阻率小得多。因此，電流在泥餅中的電壓降很小。 而微電極系測井時(shí)，供電電極流出的電流中相當(dāng)一部分通過泥餅，此時(shí)，泥餅厚度及極板

12、與井壁接觸的好壞對Ra影響就大。 故微側(cè)向受泥餅影響小，能較好地反映沖洗帶電阻率(Rxo)的值。(1)基本原理2 微側(cè)向測井 測井時(shí)，給主電極A0供電I0，并保持電流I0恒定，對屏蔽電極A1供極性相同的電流I1，用自動控制振蕩器調(diào)節(jié)屏蔽電流I1，使M1和M2電極之間的電位差為零。此時(shí)，主電流被聚焦成束狀垂直于井壁方向流入地層(如圖)。 式中K 微側(cè)向電極系系數(shù)，實(shí)驗(yàn)求得。 在提升電極系測量時(shí)，隨電極系周圍介質(zhì)電阻率的改變，I0分布改變，UM1UM2，自動調(diào)節(jié)I1，使UM1=UM2，測量監(jiān)視M1(或M2)和參考電極N之間的電位差。由于N電極在無窮遠(yuǎn)處，UM1NUMl，測得的UMl正比于地層電阻率

13、，從而記錄出視電阻率曲線。微側(cè)向的視電阻率表達(dá)式為(1)基本原理2 微側(cè)向測井 微側(cè)向測井由于電極系尺寸小，其探測深度較淺，其探測深度約為8厘米，所以測得的結(jié)果只反映井壁附近地層的電阻率。 當(dāng)侵入較深(超過7.5厘米)時(shí)，地層電阻率對測量的結(jié)果影響不大，微側(cè)向測井只反映侵入帶的電阻率。為了減少泥餅影響，求準(zhǔn)Rxo，提出了另一種求沖洗帶電阻率測井-鄰近側(cè)向測井。 微側(cè)向測井探測深度有些淺。(1)基本原理2 微側(cè)向測井 劃分薄層。 微側(cè)向主電流層厚度較小，約為4.4cm，它的縱向分層能力較強(qiáng)，可劃分出h5cm的薄層。 確定沖洗帶電阻率Rxo 沖洗帶電阻率是評價(jià)地層孔隙度和含水飽和度的重要參數(shù)，可利

14、用右圖確定Rxo。 雖然微側(cè)向比微電極系受泥餅的影響小一些，但泥餅對微側(cè)向仍有影響。從圖可看出，當(dāng)hmc=0時(shí)，Ra=Rxo，當(dāng)泥餅存在時(shí)，Ra隨hmc的增大而降低。因此在知道泥餅厚度和泥餅電阻率的條件下，通過圖可以確定沖洗帶電阻率。(2)微側(cè)向測井資料的應(yīng)用2 微側(cè)向測井 右圖是微梯度和微側(cè)向組合圖版： 橫坐標(biāo)為微側(cè)向的視電阻率RMLL與泥餅電阻率Rmc的比值(RMLLRmc) 縱坐標(biāo)為微梯度視電阻率RML與泥餅電阻率Rmc的比值(RMLRmc) 實(shí)線號碼是RxoRmc，虛線號碼是hmc(mm)，可由該圖版同時(shí)確定Rxo及Hmc。 由此圖版可看出：當(dāng)hmc10mm時(shí)，RMLL受泥餅影響小，此

15、時(shí)可認(rèn)為RMLL=Rxo，通常在鹽水泥漿井中，滲透層的泥餅厚度很小，一般不超過10毫米，在這種情況下，使用微側(cè)向測井是有利的。hmc15mm時(shí)，由微側(cè)向視電阻率求Rxo誤差較大，可將RMLL經(jīng)圖版校正后求出Rxo。(2)微側(cè)向測井資料的應(yīng)用2 微側(cè)向測井 由于微側(cè)向探測深度較淺，在hmc較大時(shí)泥餅影響明顯。為了增加探測深度，改進(jìn)了電極系，建立了鄰近側(cè)向測井。鄰近側(cè)向受泥餅影響較小，可用于泥漿電阻率較高、泥餅較厚的井中，測量方法與微側(cè)向相似。 鄰近側(cè)向測井電極系極板上增加屏蔽電極，而且增大了極板的橫截面積。極板中心為主電極A0，主電極之外的第一圈為屏蔽電極A1，然后是附加屏蔽電極A2。它們的橫截

16、面積即聚焦能力都比微側(cè)向電極大，因此增強(qiáng)了聚焦能力，增加了探測深度，其探測深度約為15-25cm。 3 鄰近側(cè)向測井 (1)基本原理 當(dāng)侵入帶直徑大于1m，鄰近側(cè)向測井所測視電阻率與侵入帶電阻率Rxo差別很小。侵入帶直徑小于1m時(shí)，鄰近側(cè)向視電阻率Ra除了受侵入帶影響外，還受原狀地層的影響。這時(shí)，鄰近側(cè)向測井的視電阻率不能作為侵入帶電阻率。所以，微側(cè)向測井適用于侵入淺的地層，鄰近側(cè)向測井適用于侵入深的地層。微側(cè)向主電流分布鄰近側(cè)向主電流分布3 鄰近側(cè)向測井 (1)基本原理(2)鄰近側(cè)向測井資料的應(yīng)用 鄰近側(cè)向測井資料的應(yīng)用與微側(cè)向相同。 當(dāng)hmc10mm時(shí)，鄰近側(cè)向比微側(cè)向測井要好。由于探測深

17、度較大，鄰近側(cè)向受泥餅影響小，但隨探測深度增大，易受原狀地層電阻率Rt的影響。 實(shí)驗(yàn)表明： （1）若侵入較深，侵入帶直徑dilm，且hmc19mm時(shí)，可認(rèn)為Rpl=Rxo；當(dāng)hmc19mm時(shí)，需用泥餅校正圖版求Rxo。 （2）當(dāng)di10mm，帶來的誤差很大；后者雖然克服了泥餅厚度的影響，但探測深度較大（1m），在一定范圍內(nèi)受原狀地層電阻率Rt的影響，只適用于侵入較深的地層，當(dāng)侵入直徑大于lm時(shí)，Rt影響才不明顯。 微球形聚焦測井既具備了兩者的優(yōu)點(diǎn)，又克服了前兩者的缺點(diǎn)，是沖洗帶測井系列中較好的方法。它的探測深度近于微側(cè)向測井，但受泥餅的影響小于微側(cè)向，受原狀地層的影響又小于鄰近側(cè)向測井。 右圖

18、是微球形聚焦電極系結(jié)構(gòu)及電流分布圖。微球形聚焦電極系的主電極A0呈矩形，其他電極是矩形環(huán)狀，這些電極都裝在極板上。(2)方法原理4 微球形聚焦測井 由A0電極發(fā)出主電流Io和屏蔽電流Ia，Io從A0發(fā)出流入回路電極B，Ia從A0發(fā)出流到屏蔽電極A1。 通過儀器自動調(diào)節(jié)電流Io和Ia的大小，使監(jiān)督電極Ml,M2的電位相等，并使參考電極M0與監(jiān)督電極之間電位差為定值(例如100毫伏)。(恒壓法測量)(2)方法原理微球形聚焦測井電極系及其電場分布4 微球形聚焦測井 (2)方法原理4 微球形聚焦測井 當(dāng)極板對準(zhǔn)滲透層時(shí)，屏蔽電流主要流經(jīng)泥餅區(qū)域。主電流受屏蔽電流聚焦擠入沖洗帶中，但它并不象微側(cè)向測井那樣聚焦成窄的電流束，而是通過設(shè)計(jì)合理的電極系，使電流束的密度在所要探測的沖洗帶范圍內(nèi)均勻分布，其等位面狀如球形。 由于VM0O為恒定值，因而Io的變化就能反映沖洗帶電阻率的變化（測量時(shí)記錄主電流大?。?。另外，Ia大部分通過泥餅，這就使屏蔽電極A1的電位基本依賴于泥餅厚度和泥餅電阻率。因此，測量Ia并知道泥餅電阻率時(shí)，就可知道泥餅厚度。o(3)儀器實(shí)現(xiàn)WQ85微球形聚焦測井儀儀器外觀儀器內(nèi)部電路4 微球形聚焦測井 劃分薄層。 由于I0是以很細(xì)的電流束穿過泥餅進(jìn)入地層，受泥餅影響小，對地層的電阻率變化敏感，對地層的縱向分辨能力強(qiáng)。用RMSFL曲線劃分