地球物理測(cè)井(32學(xué)時(shí))河南理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院

河肉工大零

第1頁(yè)《地球物理測(cè)井》

多媒體教學(xué)課件

合用對(duì)象：地質(zhì)、煤成氣等專業(yè)本科生1、尉中良等編《地球物理測(cè)井》地質(zhì)出版社2、楚澤涵等編著《地球物理測(cè)井辦法與原理(上

冊(cè))》,石油工業(yè)出版社，,校圖書館-超星數(shù)字圖書有3、王群等編，

《礦場(chǎng)地球物理測(cè)井》,石油工業(yè)出版

社，。4、網(wǎng)上查閱其它相關(guān)圖書一超星數(shù)字圖書館；期刊《測(cè)井技術(shù)》參考書目第2頁(yè)緒

論什么是地球物理測(cè)井?測(cè)井技術(shù)分類與特點(diǎn)測(cè)井技術(shù)能作什么?——應(yīng)用為何學(xué)習(xí)地球物理測(cè)井?如何學(xué)習(xí)本課程?測(cè)井技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史第3頁(yè)什么是測(cè)井?什么是地球物理測(cè)井?測(cè)什么?為何能夠測(cè)?什么是地球物理測(cè)井?第4頁(yè)什么是地球物理測(cè)井?是一門邊沿學(xué)科，是應(yīng)用地球物理學(xué)分支一，井中

地球物理學(xué)俗稱，簡(jiǎn)稱測(cè)井或測(cè)井技術(shù)。是利用巖

層電化學(xué)特性、導(dǎo)電特性、聲學(xué)特性、放射性等地

球物理特性，采用相應(yīng)儀器沿著井筒連續(xù)地測(cè)量反

應(yīng)巖石、礦石某種物理性質(zhì)地球物理參數(shù)，達(dá)到處

理地責(zé)問題一個(gè)地球物理辦法(按鍵播放)。巖石物理基礎(chǔ)：導(dǎo)電性、

電化學(xué)性，聲學(xué)特性

(彈性)、核物理性質(zhì)(放射性)等測(cè)量參數(shù)：地球物理參數(shù)(反應(yīng)地球物理場(chǎng)特性)目的和應(yīng)用：研究油氣田、煤田、煤層氣、水

文、工程、環(huán)境等方面地下地責(zé)問題(如巖性、孔隙性、滲入性、流體特子那個(gè))和鉆井技術(shù)問題

(井徑、井斜、套管固結(jié)程度、裂縫等)。第5頁(yè)CorrelationDepthResistivityPorosityGRC

API

150MDResS(N/A)PHIN(N/A)0.2

20000.45

-0.15SP(N/A)ResM(N/A)0.2

2000RHOB(N/A)-10C

502.C

3.0CALIE

N

16ResD(N/A)0.22000DT14C

USFT

40PEF(N/A)d2350236023702380通常每隔

50m標(biāo)注

一個(gè)深度

標(biāo)識(shí)，如235024002450第6頁(yè)圖

頭

：曲線名稱

曲線類型

顏色單位數(shù)值范圍實(shí)際測(cè)井

曲線無(wú)此

深度標(biāo)注地球物理學(xué)學(xué)科構(gòu)成勘察石油、煤、金屬、非金屬礦或其它地質(zhì)體狹義，通常，普通

地球化學(xué)等共生學(xué)科)又稱：地體學(xué)或大地物理學(xué)深部探測(cè)地球動(dòng)力學(xué)計(jì)算地球物理學(xué)巖右層物理學(xué)(地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、普通地球

地電學(xué)地球自轉(zhuǎn)物理學(xué)

地?zé)釋W(xué)地球形狀地球動(dòng)力(應(yīng)用)地質(zhì)學(xué)(地球內(nèi)部作為

深部地質(zhì)學(xué))又稱：物理探礦學(xué)

應(yīng)用地球物理學(xué)行星物理學(xué)(地球物理學(xué)天文學(xué)等共生學(xué)科)空間物理學(xué)大氣物理學(xué)固體地球物理學(xué)海洋物理學(xué)重力學(xué)地球起源地磁學(xué)地球年齡研究大尺度

和普通原理天文學(xué)(地球作為星體)A地球廣義地球物理學(xué)勘探地球

物理學(xué)物

理

學(xué)地震學(xué)第7頁(yè)地

面地球物理勘探●航空地球物理勘探●海洋地球物理勘探●

井

中地球物理勘探

(地球物理測(cè)井)廣義地震測(cè)井VSP

測(cè)井微地震監(jiān)測(cè)

隨鉆地震井間地震聲波測(cè)井電阻率測(cè)井放射性測(cè)井重力測(cè)井其它地球物

理勘探

(勘探

地球物

理學(xué))井中地震

狹義測(cè)并按實(shí)施測(cè)量空間位置和區(qū)域不同劃分第8頁(yè)電化學(xué)性：自然電位、人工電位(激發(fā)極化)、

電極電位等電磁性：視電阻率、感應(yīng)、微電極、側(cè)向、微側(cè)向、

微球聚焦、電流、接地電阻，磁化率、電磁波測(cè)井等彈性：聲速、聲幅、聲波電視、聲波全波列、

地震測(cè)井等核性(放射性):自然伽馬、伽馬—伽馬、密度、

中子—伽馬、中子—中子、中子—活化、

碳氧比測(cè)井等其它：井徑、井溫、井斜、地層傾角、氣測(cè)、

重力測(cè)井等當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)測(cè)井辦法有：超聲成像、多極子陣列聲波成像、微電阻率掃描成像、核磁共振成像、地球化學(xué)測(cè)井等辦法。

第9頁(yè)測(cè)井分類I按物性基

礎(chǔ)不同劃

分電化學(xué)性：目

然電位、人工電位(激發(fā)極化)、

電極電位笑電磁性：視電

阻統(tǒng)稱為電測(cè)井

極、側(cè)向、微側(cè)向、

微球聚焦、電流、接地電阻，

磁化率、電磁波測(cè)井等彈

性

：

聲

速、

聲

統(tǒng)蝦稱士，聲中波

井中波主

測(cè)井辦法核性(放射性):自然伽馬、伽馬—伽馬、密度、中子一加

統(tǒng)

稱

放

射

性

測(cè)

井

子—活化、

碳氧比則井等其它：井徑、井溫、井斜、地層傾角、氣測(cè)、

重力測(cè)井等測(cè)回當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)測(cè)井辦法有：超聲成像、多極子陣列聲波成像、微電阻率掃描成像、核磁共振成像、地球化學(xué)測(cè)井等辦法。第10頁(yè)測(cè)井分類I按物性基

礎(chǔ)不同劃

分地震測(cè)井

丁三大基本>

石油天然氣測(cè)井技術(shù)>

煤田測(cè)井技術(shù)>

金屬與非金屬測(cè)井技術(shù)>

水文、工程與環(huán)境測(cè)井技術(shù)(簡(jiǎn)稱水工環(huán)測(cè)井技術(shù)或水工環(huán)測(cè)井)>

煤層氣測(cè)井技術(shù)測(cè)

井

分

類

Ⅱ形成相對(duì)獨(dú)立幾門測(cè)井技術(shù)環(huán)境與煤層氣為后發(fā)展起來按應(yīng)用領(lǐng)

域不同劃

分第11頁(yè)>

間接地、有條件測(cè)量辦法。>

辦法種類多(系列化)基本辦法有電、聲、放射性測(cè)井三種特殊辦法(電纜地層測(cè)試、地層傾角、成像、核磁共振測(cè)井)

其它形式(如隨鉆測(cè)井)>

分

辨

率

高

(相對(duì)地面地震而言)>

儀器綜合化、統(tǒng)計(jì)數(shù)字化、操作程控化、解釋自動(dòng)化>多

解

性

。每種辦法都只能反應(yīng)巖層地質(zhì)特性某一側(cè)面。

綜合應(yīng)用各種測(cè)井辦法，并注重與鉆井、錄井資料結(jié)合，

才干全面結(jié)識(shí)地下地質(zhì)面貌，發(fā)覺和評(píng)價(jià)油氣層測(cè)井特點(diǎn)第12頁(yè)在油氣田開發(fā)過程中，用測(cè)井能夠√

監(jiān)測(cè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)(產(chǎn)出流體性質(zhì)-油/水，出水量，油水百分比)√處理工程問題(套管是否變形，有無(wú)損壞、脫落或變位，

管外有無(wú)竄槽，射孔有無(wú)射開)√注水開發(fā)過程中(分層注入量，有無(wú)竄流)√開發(fā)方案設(shè)計(jì)中(計(jì)算油層有效厚度，尋找剩余油富集區(qū))在油氣田勘探過程中用測(cè)井資料可以擬定巖性(礦物構(gòu)成、孔隙度、滲入率、飽和度)沉積環(huán)境(巖相)分析(深水、淺水、急流河相)擬定生油巖(有機(jī)碳含量，生油條件)擬定蓋層(封閉性、厚度等)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)(擬定目層，油氣水分布、富集程度)測(cè)

井

能

做

什

么

?

—在石油、天然氣勘探開發(fā)中應(yīng)用測(cè)井服務(wù)于石油天然氣勘探開發(fā)全過程第13頁(yè)——測(cè)井技術(shù)在煤層氣勘探開發(fā)中應(yīng)用裸眼井煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井——勘探階段◆煤層辨認(rèn)和擬定煤層厚度煤質(zhì)分析、孔隙度、含氣量、滲入率和巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算等

套管井煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井——開發(fā)階段◆儲(chǔ)層辨認(rèn)、厚度擬定及檢查水泥膠結(jié)情況等

生產(chǎn)測(cè)井

—-開發(fā)階段◆理解井筒流體動(dòng)態(tài)參數(shù)和井內(nèi)環(huán)境故障情況等—

—

測(cè)井技術(shù)可處理主要水工環(huán)問題√

地下水資源勘查(含水層性質(zhì)、深度和厚度、范圍等)√

工程地質(zhì)勘察與評(píng)價(jià)(辨認(rèn)裂隙帶、溶洞和斷層分布，風(fēng)化程度)

√

巖土材料工程質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)(巖土層工程力學(xué)參數(shù))√

地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)和環(huán)境地質(zhì)評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)等據(jù)侯俊勝《國(guó)外地質(zhì)勘探技術(shù)》,

1998第14頁(yè)為何學(xué)習(xí)本課程?

地質(zhì)專業(yè)開設(shè)本科程必要性及意義地球物理學(xué)與地質(zhì)學(xué)異同共性：同屬地球科學(xué)，研究對(duì)象相同個(gè)性：研究方法不同，結(jié)果顯示方式不同⑩

測(cè)井為應(yīng)用地球物理學(xué)一個(gè)主要分支，是透過地

表觀測(cè)地下地質(zhì)特性最有利手段之一，地質(zhì)

家

只

有理解測(cè)井辦法、技術(shù)才干用好測(cè)井資料第15頁(yè)⑩測(cè)井為應(yīng)用地球物理學(xué)一個(gè)主要分支，是透過地

表觀測(cè)地下地質(zhì)特性最有利手段之一，地質(zhì)家只

有理解測(cè)井辦法、技術(shù)才干用好測(cè)并資料地質(zhì)學(xué)可通過地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)看過去---時(shí)間回溯為何學(xué)習(xí)本課程?—

地質(zhì)專業(yè)開設(shè)本科程必要性及意義地球物理學(xué)與地質(zhì)學(xué)異同共性。同屬地球科學(xué).研究對(duì)象相同定性半定量研究

上層局部?jī)x器觀測(cè)地球物理場(chǎng)大量場(chǎng)特性數(shù)據(jù)地表觀測(cè)結(jié)

構(gòu)

形

跡結(jié)果形式文字圖示結(jié)果形式公

式

數(shù)

字定量研究深

部

整

體大量感性材料第16頁(yè)學(xué)習(xí)關(guān)鍵點(diǎn)1、重點(diǎn)掌握基本概念、基本方法步驟、及基本原理；2、掌握測(cè)井基本圖件格式、物理量單位、含義等；4、初步掌握利用測(cè)井資料進(jìn)行地質(zhì)解釋基本方法；5、

了解不同測(cè)井方法之間異同

學(xué)習(xí)方法1、重視基本概念、方法原理了解，不死記硬背；2、注意整體內(nèi)容把握——然后是細(xì)節(jié)3、正確了解教與學(xué)關(guān)系；如何學(xué)習(xí)本課程?第17頁(yè)電法測(cè)井是發(fā)展最早地球物理測(cè)井辦法，1927

年9月5日，在法國(guó)東部阿爾薩斯(A1sace)

地域佩徹

布朗(Pechelbronn),Schlumberger

弟兄與H.G.Dol

l利

用梯度電極系完畢了實(shí)際電法測(cè)井，得到世界上第一條

測(cè)井曲線，曲線清楚地批示了井下含油砂巖，標(biāo)志著當(dāng)

代地球物理測(cè)井誕生。

—80年發(fā)展史1929

年

，Schlumberger弟兄取得了用自然電位擬定滲

入性地層專利；1931年

，實(shí)現(xiàn)了自然電位與電位電極系和梯度電極系一

起測(cè)量，能夠提供連續(xù)測(cè)井曲線。1942年，G.E.Archie

提出Archie(阿爾奇)公式，奠定了利用測(cè)井資料定量評(píng)價(jià)巖石流體飽和度基礎(chǔ)。測(cè)井技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史楚澤涵等編著,《地球物理測(cè)井辦法與原理(上冊(cè))》,石油工業(yè)出版社，第18頁(yè)1949

年，考慮到油基鉆井液井眼條件，H.G.Doll

提出了感應(yīng)測(cè)井，奠定了

常規(guī)雙感應(yīng)測(cè)井研究和應(yīng)用基礎(chǔ)——當(dāng)前仍然是慣用主要電法測(cè)井辦法。1951

年，出現(xiàn)聚焦側(cè)向測(cè)井后，發(fā)展了雙側(cè)向電阻率測(cè)井儀，始終用到現(xiàn)在20

世紀(jì)80年代初，介電測(cè)井儀器開始應(yīng)用20

世紀(jì)90年代開始，發(fā)展了陣列側(cè)向測(cè)井、方位側(cè)向測(cè)井和陣列感應(yīng)測(cè)井等在地層傾角測(cè)井基礎(chǔ)上發(fā)展了井壁電成像測(cè)井在隨鉆測(cè)井中2MHz電磁波測(cè)井得到普通應(yīng)用20世紀(jì)末期，過金屬套管電阻率測(cè)井技術(shù)出現(xiàn)并應(yīng)用楚澤涵等編著,《地球物理測(cè)井辦法與原理(上冊(cè))》,石油工業(yè)出版社，第19頁(yè)儀器：

模擬統(tǒng)計(jì)測(cè)井儀原

理

：用高靈敏度檢流計(jì)測(cè)量回路電流得到探測(cè)系統(tǒng)

測(cè)量端間電位差改變，反應(yīng)地層物理參數(shù)(電阻率、聲

波速度等)隨深度改變統(tǒng)計(jì)方式：

統(tǒng)計(jì)在照相紙或膠片上

(靜態(tài))統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)：

采集數(shù)據(jù)量小，傳播速率低。主要辦法：

聲速(縱波)測(cè)井、感應(yīng)測(cè)井和普通電阻

率測(cè)井，配之以井徑測(cè)井、自然電位測(cè)井和自然伽馬測(cè)

井

等

。測(cè)井技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)是裝備由簡(jiǎn)到繁，再由繁到簡(jiǎn)，

以軟

件代替硬件，

簡(jiǎn)化妝備，

減少造價(jià)。按照測(cè)井儀器、統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)，測(cè)井技術(shù)發(fā)展大體分為四個(gè)階段第

一

階段：

模

擬

(

統(tǒng)

計(jì)

)

階

段

(1927-60年代末)第20頁(yè)儀器：數(shù)字測(cè)井儀第一代統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)：模擬測(cè)井+數(shù)字磁帶統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)：基本保持了模擬統(tǒng)計(jì)特性現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，按一定格式記磁帶現(xiàn)場(chǎng)只能采集數(shù)據(jù)，無(wú)法處理，應(yīng)用不便可在計(jì)算中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理第二代統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)：模擬測(cè)井+計(jì)算機(jī)及外設(shè)特點(diǎn)：模擬測(cè)井和數(shù)字測(cè)井并存功效重復(fù)，

設(shè)備繁雜，操作麻煩、造價(jià)高昂，計(jì)算機(jī)僅用來采集數(shù)據(jù)，未能在井場(chǎng)發(fā)揮作用

數(shù)據(jù)處理在室內(nèi)進(jìn)行第三代統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)：數(shù)字探管+計(jì)算機(jī)+軟件特點(diǎn)：采用數(shù)字化探管直接采集數(shù)字信息計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)完畢數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、處理、顯示和打印定期測(cè)井曲線，以便了現(xiàn)場(chǎng)解釋和使用取消功效面板，硬件至少發(fā)展新辦法無(wú)需更換系統(tǒng)第21頁(yè)第二階段

數(shù)字測(cè)井(1962--)

數(shù)字化10深度模數(shù)轉(zhuǎn)換器信號(hào)探管

模擬記錄儀曲線圖代表性產(chǎn)品：

英

國(guó)BPB公司Tu

I數(shù)字測(cè)井儀國(guó)產(chǎn)Y4—1

數(shù)字測(cè)井儀等第一代數(shù)字測(cè)井儀

(據(jù)董守華《地學(xué)儀器》,1992)功能面板磁帶記錄磁帶機(jī)第22頁(yè)深度功能面板

數(shù)字接口信號(hào)模擬記錄儀探管曲線圖代表性產(chǎn)品：美國(guó)MOUNT

SPORIS公司系列IⅡGEOSOURCE

公司在澳大利亞制造T500澳大利亞GEOEX

系統(tǒng)、匈牙利K

D80、國(guó)產(chǎn)TYsc—2型數(shù)字測(cè)井儀等第二代數(shù)字測(cè)井儀

(據(jù)董守華《地學(xué)儀器》,1992)成果圖磁帶記錄繪圖儀計(jì)算機(jī)磁帶機(jī)第23頁(yè)深度數(shù)字接口信號(hào)軟盤驅(qū)動(dòng)器探管成果圖軟磁盤代表性產(chǎn)品：美國(guó)CGC公司COMPU-LOG、COMPU-LOGI

英國(guó)羅伯遜公司G-100美國(guó)MOUNT

SPORIS公司系列Ⅱ改進(jìn)型-1987年上海地質(zhì)儀器廠JXW-1型微機(jī)測(cè)井系統(tǒng)-1987年渭南煤礦專用設(shè)備廠TYsc-3Q

型數(shù)字測(cè)井儀-1990年第三代數(shù)字測(cè)井儀(據(jù)董守華《地學(xué)儀器》,1992)微型機(jī)打印機(jī)第24頁(yè)當(dāng)前慣用數(shù)字測(cè)井儀特

點(diǎn)：用數(shù)字磁帶機(jī)統(tǒng)計(jì)，提升了測(cè)量精度，可靠性

便于計(jì)算機(jī)處理相應(yīng)測(cè)井辦法：含有淺、中、深探測(cè)電阻率測(cè)井(普通是雙感應(yīng)一

球形聚焦測(cè)井

或雙側(cè)向—微球聚焦測(cè)井)三孔隙度測(cè)井

(聲速、中子孔隙度、補(bǔ)償密度測(cè)井)井徑測(cè)井自然伽馬測(cè)井自然電位測(cè)井稱為常規(guī)“九條曲線”測(cè)井。作

用

：可較好地分層，辨認(rèn)巖性，求準(zhǔn)孔隙度，計(jì)算地層真

電阻率和含油(氣)飽和度，合理評(píng)價(jià)油(氣)儲(chǔ)層不

足

：儀器復(fù)雜、開關(guān)旋鈕諸多，操作繁瑣第25頁(yè)解碼技術(shù)將信號(hào)沿電纜送至地面計(jì)算機(jī)

第26頁(yè)儀器：數(shù)控測(cè)井儀(以計(jì)算機(jī)為中心遙控遙測(cè)系統(tǒng))特點(diǎn)：下井儀器作為計(jì)算機(jī)外設(shè)，經(jīng)過電纜

通訊系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互換和井下儀器控制儀器檢測(cè)、測(cè)量數(shù)據(jù)處理、顯示、曲線

回放等經(jīng)過軟件實(shí)現(xiàn)測(cè)量時(shí)，井下儀器信號(hào)直接變換為數(shù)字信號(hào)，用不同編碼—第三階段

數(shù)控測(cè)井(1976年--)

遙控遙測(cè)成像測(cè)井發(fā)展背景：油氣勘探面臨新問題，要求測(cè)井從辦法理論到測(cè)量

技術(shù)有更新發(fā)展，新問題包括復(fù)雜巖性和隱蔽油氣藏勘探開發(fā)薄層、薄互層、裂縫儲(chǔ)層、低孔低滲入層評(píng)價(jià)

高含水油田開發(fā)中剩余油飽和度及分布確實(shí)定固井質(zhì)量、套管損壞等工程測(cè)井問題地層壓力、非均質(zhì)和各向異性問題成像測(cè)井功效提供大量物理信息，給出高分辨率、可靠2D或3D目的層物理參數(shù)圖像

研究各種非均質(zhì)非線形問題，評(píng)價(jià)油、氣產(chǎn)層和其它勘探開發(fā)問題。第四階段

成像測(cè)井(1990年--)

集成化第27頁(yè)成像測(cè)井主要用途：擬定傾角、探測(cè)裂縫、斷層定位、孔洞定位、巖心歸位驗(yàn)證、描述薄層或薄互層及地層各向異性等

其它地質(zhì)或工程應(yīng)用成像測(cè)井特點(diǎn)：(1)高速采集、并行處理。局域網(wǎng)高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(2)數(shù)據(jù)傳播速率高(3)高分辨率，多探測(cè)點(diǎn)電、聲、核、核磁測(cè)井儀(4)一套完整、適應(yīng)各類復(fù)雜非均質(zhì)儲(chǔ)層參數(shù)定量

評(píng)價(jià)和地質(zhì)應(yīng)用、工程應(yīng)用軟件包。主要成像測(cè)井系統(tǒng)(當(dāng)前)斯侖貝謝公司MAX500貝克阿特拉斯

ECLIPS-哈里伯頓公司EXCELL-成像測(cè)井主要下井儀器電成像、聲成像和核磁共振成像測(cè)井三類。1.

電成像：斯侖貝謝公司陣列感應(yīng)成像儀(AIT)、

全井眼微

電阻率掃描成像儀(FMI)、

方位側(cè)向成像儀(ARI)、

阿特拉斯高分辨率感應(yīng)儀(HDIL)等

。2.聲成像：偶極子橫波(DSI)、

環(huán)井眼數(shù)據(jù)成像儀(CBIL)、

井

下聲波電視(BHTV)、超聲波井眼成像儀(UBI)

、超聲

波成像儀(USI)

等

。3.核磁共振：斯侖貝謝公司核磁共振儀CMR哈利伯頓-紐馬(NUMAR)公司MRIL貝克—阿特拉斯公司MR

Explorer(MREX)康普樂(Computalog)公司新型NMR測(cè)井儀NMRT第29頁(yè)哈里伯頓公司INSITE系統(tǒng)—實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理和分派系統(tǒng)，依托一個(gè)公

用數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，公司所有服務(wù)線都能管理和共享井場(chǎng)作

業(yè)期間采集數(shù)據(jù)，幫助遠(yuǎn)距離決議和合作。INSITE

Anywhere—新一代基于因特網(wǎng)數(shù)據(jù)傳播系統(tǒng)，

提供靈活I(lǐng)NSITE技術(shù)，不用安裝專門軟件，只要輸入用

戶名和密碼，就可在世界任何地方、任何時(shí)候登陸互聯(lián)網(wǎng)，享用油井?dāng)?shù)據(jù)。貝克一阿特拉斯公司FOX

系統(tǒng)—網(wǎng)絡(luò)化測(cè)井地面系統(tǒng)，僅網(wǎng)站上有宣傳

材料，未見投產(chǎn)應(yīng)用方面報(bào)道。第五階段網(wǎng)絡(luò)測(cè)井(--)網(wǎng)絡(luò)化——網(wǎng)絡(luò)測(cè)井時(shí)代即將到來當(dāng)前，三大測(cè)井公司已開始研制和試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)化測(cè)井地面系統(tǒng)(原宏壯等，地球物理學(xué)進(jìn)展，)第30頁(yè)1、斯侖貝謝公司(美國(guó))

Schlumberger

Limitedhttp://www./全球最大油田技術(shù)服務(wù)公司，成立于1927

年，總部位于紐約、巴黎和海牙，在全球

140多個(gè)國(guó)家設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。既有員工世界三大測(cè)井公司——斯倫貝謝、阿特拉斯、哈里伯頓三大測(cè)井公司測(cè)井技術(shù)和設(shè)備代表著當(dāng)今測(cè)井技術(shù)發(fā)展

方向和水平80,000

多名，公司收入為232.8

億美元，是

世界500強(qiáng)公司。第31頁(yè)2、

阿特拉斯公司

WesternAtlas

International

旗下有：西方地球物理公司(Western

Geophysical)西方阿特拉斯測(cè)井服務(wù)公司(WesternAltasLoggingServices)

勘探與開發(fā)服務(wù)公司(E&Services)西方阿特拉斯軟件公司(WesternAltas,Software)http://www.ba成立于1932年，為世界第二大測(cè)井服務(wù)公司?，F(xiàn)為全球三大油

田技術(shù)服務(wù)公司之一貝克休斯公司旗下子公司?？偛课挥诿绹?guó)得克薩斯州休斯敦市。主要業(yè)務(wù)：為鉆井到采油各階段提供裸眼測(cè)井、井周成象、地層

壓力測(cè)試和取樣、套管井和生產(chǎn)井測(cè)井、射孔和取芯、井中地震、

套管回收等服務(wù)。最新技術(shù)：針對(duì)復(fù)雜地層開發(fā)STAR

成象測(cè)井；辨認(rèn)地層液體性

質(zhì)核磁共振測(cè)井；通過井底取樣辨認(rèn)油層產(chǎn)能RCl測(cè)井；應(yīng)用井間

地震成象技術(shù)分析油藏連通性能RCM

技術(shù)。貝克休斯公司(Baker

Hughes

In-corporated)是世界三大綜合石

油技術(shù)服務(wù)公司之一，為石油公司提供發(fā)覺、開發(fā)、生產(chǎn)和管理石

油儲(chǔ)量所需技術(shù)。公司年收入超出70億美元，躋身財(cái)富500強(qiáng)第32頁(yè)3、哈里伯頓公司

(Halliburton

Company)成立于19,總部位于美國(guó)德克薩斯州休斯敦世界上最大石油及天然氣服務(wù)商之一，,在全球120多個(gè)國(guó)家有超5萬(wàn)多

名員工。哈里伯頓能源服務(wù)集團(tuán)(

HalliburtonEnergyServicesGroup)為哈里伯

頓公司主要構(gòu)成部分，是一家從事油田服務(wù)和油田設(shè)備銷售大型跨國(guó)公司，主要提供鉆井、完井設(shè)備，井下和地面各種生產(chǎn)設(shè)備，油田建設(shè)、地層評(píng)

價(jià)和增產(chǎn)服務(wù)。在中國(guó)設(shè)有北京辦事處和蛇口作業(yè)基地在天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)注冊(cè)成立了“哈里伯頓(天津)能源服務(wù)有限公

司”。第33頁(yè)SPWLA原是“職業(yè)測(cè)井分析家協(xié)會(huì)”(theSocietyofProfessionalWellLogAnalysts)下六個(gè)月更名為“巖石物理學(xué)家和測(cè)井分析家協(xié)會(huì)”(theSocietyofPetrophysicsWellLogAnalysts)SPWLA協(xié)會(huì)成立于1959

年，當(dāng)前已成為含有15

個(gè)國(guó)際性支

會(huì)和8個(gè)美國(guó)國(guó)內(nèi)支會(huì)超級(jí)大型社團(tuán)。是一非贏利性國(guó)際性

組織，是國(guó)際測(cè)井界最有影響、最權(quán)威專業(yè)化組織。主要致力于：

測(cè)井地層評(píng)價(jià)和其它地層評(píng)價(jià)技術(shù)研究，及其

在石油、天然氣和其它礦物勘探和開發(fā)中應(yīng)用?；?/p>

動(dòng)

方

式

：每年6月舉辦一次大型學(xué)術(shù)交流活動(dòng)

是國(guó)際測(cè)井界最盛

大學(xué)術(shù)交流和研討會(huì)，為世界石油和采礦業(yè)科學(xué)家們提供一個(gè)共享測(cè)井

技術(shù)信息平臺(tái)。每年會(huì)議論文基本上能反應(yīng)從上一年6月到第二年6月之間測(cè)井辦法、

儀器、地層評(píng)價(jià)技術(shù)及測(cè)井應(yīng)用軟件方面最新研究和應(yīng)用進(jìn)展。/6/19-23/,51

屆SPWLA年會(huì)在澳大利亞西部佩思召開/5/1-19/,

52屆SPWLA年會(huì)在美國(guó)科羅拉多州斯普林斯市召開巖石物理學(xué)家和測(cè)井分析家協(xié)會(huì)SPWLA第34頁(yè)一

、測(cè)井設(shè)備發(fā)展1、模擬統(tǒng)計(jì)階段半自動(dòng)測(cè)井儀(第一代)50

年代引進(jìn)51型電測(cè)儀JD—581多線電測(cè)儀

(第二代)2、數(shù)控測(cè)井階段70年代3600數(shù)字測(cè)井儀

(第三代)80年代CLS-3700、CSU、DDL-III數(shù)控測(cè)井儀(第四代)3、數(shù)控與成像測(cè)井并存階段90年代ECLIP-5700、MAXIS-500

成像測(cè)井儀(第五代)中國(guó)測(cè)井技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)實(shí)狀況-總體水平第35頁(yè)二、三個(gè)層次測(cè)井解釋技術(shù)形成1、單井完井解釋2、單井精細(xì)測(cè)井評(píng)價(jià)3、多井測(cè)井評(píng)價(jià)三、測(cè)井理論發(fā)展1、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)2、測(cè)井資料地質(zhì)應(yīng)用3、非線性、非均質(zhì)理論第36頁(yè)※

50年代我國(guó)自行研制采用照相統(tǒng)計(jì)JD581測(cè)井系統(tǒng)，沿用到80年代初；√

80年代中期國(guó)產(chǎn)數(shù)字設(shè)備SL911

、SL、替換

了大部分JD581,

成為一代過渡產(chǎn)品；√84年至89年間引進(jìn)了CLS3700、CSU、DDL-V

等

數(shù)控測(cè)井系統(tǒng)及系列下井儀器；>

95年引進(jìn)成像測(cè)井系統(tǒng)ECLIPS5700

和哈里

伯頓EXCELL。當(dāng)前以數(shù)控測(cè)井技術(shù)為主導(dǎo)，

少許成像測(cè)井系統(tǒng)保持技術(shù)先進(jìn)。(1)第一階段模擬階段(2)第二階段數(shù)字測(cè)井(3)第三階段數(shù)控測(cè)井(4)第四階段成像測(cè)井我國(guó)測(cè)井技術(shù)發(fā)展水平(縱向上)以石油工

程為例第37頁(yè)石油工程測(cè)井技術(shù)發(fā)展水平(橫向上)國(guó)

外

中石油

中石化成像測(cè)井設(shè)備較少，占設(shè)備總數(shù)5.5%;數(shù)控?cái)?shù)字測(cè)井設(shè)備占設(shè)備總數(shù)71.3%;CSU

、3700等數(shù)控測(cè)井設(shè)備，面臨淘汰所有為成像設(shè)備國(guó)產(chǎn)測(cè)井技術(shù)水平落后國(guó)外左右成像14套(井下5套)成像61套第38頁(yè)思考與練習(xí)1.

什么是地球物理測(cè)井?2.

測(cè)井技術(shù)分類與特點(diǎn)是如何?3.

測(cè)井能作什么?4.地質(zhì)學(xué)與地球物理學(xué)有何異同?5.

世界三大測(cè)井公司為何?

6.SPWLA代表什么?7.

測(cè)井技術(shù)發(fā)展大體分為那幾種階段?第39頁(yè)謝調(diào)

大家●第40頁(yè)背景知識(shí)—

—鉆井技術(shù)與鉆孔結(jié)構(gòu)云美厚河南理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院

河肉紅工大零

第41頁(yè)《地球物理測(cè)井》

多媒體教學(xué)課件

合用對(duì)象：地質(zhì)、煤成氣等專業(yè)本科生按鉆井目分類：區(qū)域普查井：基準(zhǔn)井、剖面井、參數(shù)井、構(gòu)造井探

井：預(yù)探井、初探井、詳探井、邊探井開發(fā)井：生產(chǎn)井(油井\氣井)、注入井(注水井\注氣井)特殊用途井：檢查井、觀測(cè)井、調(diào)整井、救援井等按井斜角不同分類：直井、定向井、水平井(井斜角>85°)按井深不同分類：淺井H<2500m,中深井

2500m<H<4500m,深井4500m<H<6000m,超深井6000

m<H<9000m特超深井

H>9000m背景知識(shí)——鉆井技術(shù)與鉆孔結(jié)構(gòu)鉆井種類一以石油鉆井為例第42頁(yè)中國(guó)第一口世界統(tǒng)計(jì)延伸井

(ERD)西江24-3-A14,

測(cè)

深9450米，1996年11月20日開鉆，

1997

年6月10日正式

交井投產(chǎn)，扣除鉆機(jī)改造時(shí)間，實(shí)際作業(yè)時(shí)間101

天，成

功實(shí)現(xiàn)了一口井開發(fā)一個(gè)小油田設(shè)想，

創(chuàng)造了全井水平

位移8062.7米，

裸眼井段5032米，MWD/LWD實(shí)時(shí)傳播

接受訊號(hào)深度9106米三項(xiàng)世界統(tǒng)計(jì)。井眼直徑：

100mm～500mm(10~50cm)井垂直深度：

12262

米(前蘇聯(lián)科拉半島SC3井)

井水平位移：一萬(wàn)米以上(正準(zhǔn)備1m、14000m水平位移井)鉆井范圍第43頁(yè)人工掘井：15之前技術(shù)含量小——傻小子睡涼炕，全憑火力壯人力沖擊鉆：

1521～1835年特點(diǎn)：破巖與清巖交替進(jìn)行；沖擊力小，破碎效率低。設(shè)備簡(jiǎn)樸，起下鉆以便。——在從猿到人進(jìn)化過程中，人類學(xué)會(huì)了使用簡(jiǎn)樸工具機(jī)械頓鉆(沖鉆):

1859-19長(zhǎng)處：設(shè)備簡(jiǎn)樸，起下鉆以便缺點(diǎn)：鉆頭功率小，破巖效率低，鉆井速度慢破巖和清巖交替進(jìn)行——科學(xué)技術(shù)解放了了生產(chǎn)力旋轉(zhuǎn)鉆：19發(fā)展起來特點(diǎn)：破巖與清巖相接進(jìn)行。旋轉(zhuǎn)動(dòng)力大，轉(zhuǎn)速高，破碎效率高缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，起下鉆繁瑣?！茖W(xué)技術(shù)發(fā)展使得機(jī)器變復(fù)雜了，人變簡(jiǎn)樸了鉆井技術(shù)發(fā)展四個(gè)階段第44頁(yè)第二代第三代第45頁(yè)>

動(dòng)力系統(tǒng)(PowerSystem)動(dòng)力機(jī)組(柴油機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī))傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(液力變矩器、傳動(dòng)箱)>

旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(RotatingSystem)由轉(zhuǎn)盤、方補(bǔ)心、方鉆桿、水龍頭構(gòu)成，它把旋轉(zhuǎn)扭矩通過

轉(zhuǎn)盤、方補(bǔ)心和方鉆桿傳遞給井下鉆具和鉆頭>

提升系統(tǒng)(HoistingSystem)由井架、天車、游動(dòng)滑車、絞車和大鉤(Hook)構(gòu)成，是一臺(tái)

功率強(qiáng)大起重設(shè)備，起重量普通為100～300噸。>

循環(huán)系統(tǒng)(CirculatingSystem)通過循環(huán)鉆井液來清潔井底>

井控系統(tǒng)(WellControlSystem)防噴器、井控地面管匯、控制室等>

輔助設(shè)備(Auxiliaries)空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、各種自動(dòng)統(tǒng)計(jì)儀表、供氣設(shè)備等旋轉(zhuǎn)鉆井鉆機(jī)(Rotary

Rig)系統(tǒng)構(gòu)成第47頁(yè)方鉆桿方瓦

方補(bǔ)心第48頁(yè)循環(huán)系統(tǒng)(CirculatingSystem)鉆頭鉆桿穩(wěn)定器第49頁(yè)鉆桿方鉆桿鉆桿接頭鉆柱：鉆頭到地面所有管柱總稱；由方鉆桿、鉆桿、鉆鋌等基本鉆

具構(gòu)成鉆鋌接頭穩(wěn)定器鉆頭第50頁(yè)金剛石鉆頭研磨型鉆頭PDC鉆

頭切削型鉆敵刀鉆頭牙輪鉆頭沖擊、壓

碎

、特種鉆頭

剪切型自西安石油大學(xué)-鉆機(jī)井技術(shù)精品課多媒體取飛鉆頭環(huán)形鉆進(jìn)鉆頭第51頁(yè)全面鉆進(jìn)鉆頭鉆

頭擴(kuò)眼鉆頭1、鉆桿(Drillpipe)有27/8”,31/2”,41/2“,5“,51/2”,65/8”。長(zhǎng)度普通7-10m2.鉆鋌(Drillcollar)有公母扣空心園柱管。主要用于給鉆頭施加鉆壓及控

制井斜，規(guī)范外徑尺寸有31/2“,41/8”,43/8“,61/4”,7“,8”,9“,10”,長(zhǎng)度4-10m,采用高級(jí)合金鋼制造。3、方鉆桿(Kelly)中空四邊形或六邊形，比鉆桿壁厚大三倍左右，含有

高抗拉和抗扭強(qiáng)度。規(guī)范尺寸有：21/2“,3",31/2“,41/2”,5鉆頭直徑/mm(in)鉆鋌外徑/mm(in)鉆桿外徑/mm(in)方鉆桿方寬/mm(in)>299(11%)203(8)168(68)152(6)248～299(93%～113)178～203(7～8)140(5%)133,152(5%,6)197~248(7%～93%)152～178(6～7)114,127(4%,5)108,133(4%,5%4)146～216(5%4～8%)146(53%4)89(3%)89,108(3%,44)鉆具尺寸

1in=25.4mm1ft=12in表2-21

鉆頭尺寸與鉆柱尺寸配合兩端帶接頭，且有公母扣空心園管。規(guī)范尺寸(外徑)1/2“。第52頁(yè)鉆

井

液

：鉆井時(shí)用來清洗井底并反巖屑攜帶到地面、維持鉆

井操作正常進(jìn)行流體(柴油+瀝青/有機(jī)土+處理劑)油是連續(xù)相油基

合成基鉆井液

鉆井液油基泥漿(膨潤(rùn)土

+水+化

學(xué)處理

劑+加

重材料十鉆屑)水是連續(xù)相水基鉆井液水基泥漿泡沫鉆井液

(以氣為主)充氣鉆井液

(以液為主)氣/液混合基鉆井液氣基鉆井流體鉆井液分類液基

鉆井液空氣/氮?dú)馓烊粴獾?3頁(yè)清除井底鉆屑并將其攜帶至地面攜帶作用護(hù)壁作用提供低滲入、韌性好泥餅保護(hù)井壁冷卻作用冷卻和潤(rùn)滑鉆頭、鉆具穩(wěn)定井壁及控制地層壓力支撐作用懸浮作用懸浮環(huán)空中鉆屑及加重材料傳能作用給鉆頭傳遞水力能量鉆井液作用從所鉆地層獲取資料第54頁(yè)套管鞋鉆桿水泥頁(yè)質(zhì)砂巖地層油砂頁(yè)質(zhì)砂巖D地層油砂水鉆井液和鉆屑出口o

--鉆井液沖洗帶鉆井液中固相顆粒圖1-1

鉆開油層時(shí)地層損害示意圖砂

巖泥餅構(gòu)成循環(huán)一

鉆井液入口-0

-0一

鉆

井

液鉆

頭第55頁(yè)P(yáng)oo—一

—失水(濾失)定義：泥漿中自由水在壓差作用下向含有孔隙

地層滲入現(xiàn)象

。類型：瞬時(shí)失水、動(dòng)失水、靜失水。鉆井液內(nèi)水=化學(xué)結(jié)合水+吸附水+自由水泥餅(濾餅)定義：泥漿中水分進(jìn)入地層，粘土顆粒附著在井

壁上，形成泥餅。濾餅：在鉆井液產(chǎn)生濾失同時(shí)，在井壁表面形成一層固體

顆粒膠結(jié)物。濾餅形成過程：先由較大顆粒將大孔堵塞一部分，然后次大顆粒堵塞大

顆粒之間孔隙，依次下去，孔越堵越小。濾餅有保護(hù)井壁作用。故濾餅在井壁上形成過程稱為造壁過

程。第56頁(yè)滲入層鉆井地層結(jié)構(gòu)-宏觀鉆井液(水基、油機(jī)泥漿)第57頁(yè)AphronsOik泥餅形成類似上面顯微切片圖所表示(此圖非泥餅切片)第58頁(yè)滲入現(xiàn)象水分進(jìn)入地層LowPressufeZone泥餅形成過程—微觀泥漿Micro-Environment泥餅-受預(yù)應(yīng)力作用(地層傾角大、斷層附近地層破碎等)頁(yè)巖坍塌示意圖泥餅主要形成于滲入層第59頁(yè)注水泥目：固

定套管、封隔

油氣水層應(yīng)表層套管尺寸及下深

一開鉆頭尺寸及井深水泥返高水泥返高技術(shù)套管尺寸及下深二開鉆頭尺寸及井深人工井底油層套管尺寸及下深完鉆鉆頭尺寸及井深表層套管

套管133/8"×798m(45cm)中間套管技術(shù)套管)(24.5cm)生產(chǎn)套管(油層套管)81/2"×3802m井眼173/4"×800m(34cm)能夠是多層封隔復(fù)雜地層表層套管技術(shù)

套管生產(chǎn)

套管封隔淺水層及疏松和復(fù)雜層

裝井口、支撐后續(xù)套管固

井

與

完

井

-

下

套

管

、注水泥、下油管、射孔、開發(fā)95/8"×3000mk

行

6

0

2m尾管(襯管)保護(hù)產(chǎn)層

油氣通道(21.6cm)(17.8cm)第60頁(yè)第二次開鉆下表層套管注水泥工

安

裝

井

口取心

測(cè)斜

電

測(cè)

井第一次開鉆鉆前施工

鉆井施工

完井施工取心

測(cè)斜第三次開鉆下中層套管注水泥取心

測(cè)斜候凝鉆進(jìn)候凝鉆進(jìn)候凝另一口井的準(zhǔn)備工作拆卸設(shè)備

移

交

生

產(chǎn)

成本核算電

測(cè)井安裝井口電

測(cè)

井井口完成

油井完成試

油修公路平井場(chǎng)打基礎(chǔ)安

裝下導(dǎo)管一口井建井過程下油層套管注水泥卜安裝試油井口地質(zhì)設(shè)計(jì)

鉆

井

設(shè)

計(jì)安全檢查

試車定

井→

位井底完成準(zhǔn)備工程錄井鉆進(jìn)第61頁(yè)謝調(diào)

大家●第62頁(yè)電

法

測(cè)

井云美厚河南理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院電法測(cè)井是三大測(cè)井辦法之一，它利用巖層電學(xué)性質(zhì)差別，測(cè)

量地層電阻率、電導(dǎo)率或介電常數(shù)等電學(xué)參數(shù)，用來

研究地質(zhì)剖面，判斷巖性，劃分油氣水層，研究?jī)?chǔ)集

層含油性、滲入性和孔隙性以及其它性質(zhì)。本部分主要內(nèi)容：●電測(cè)井巖石物理基礎(chǔ)●自然電位測(cè)井普通電阻率測(cè)井●電阻率測(cè)井

井

新辦法感應(yīng)測(cè)井●介電

(電磁波傳播)測(cè)井微電極測(cè)側(cè)向測(cè)井分類：天然電場(chǎng)和人工電場(chǎng)供電方式：直流電(低頻)和交變電流(高頻)陣列側(cè)向過套管電阻率

陣列感應(yīng)第64頁(yè)電測(cè)井中，慣用電學(xué)性質(zhì)有：導(dǎo)電性電化學(xué)活動(dòng)性介電性導(dǎo)磁性電測(cè)井巖石物理基礎(chǔ)第65頁(yè)1、表征導(dǎo)電性物理量——電阻率電阻率定義：在國(guó)際單位制中，電流垂直通過邊長(zhǎng)為1m均勻立方體物質(zhì)時(shí)，所碰到

電阻值即為該物質(zhì)電阻率。單

位

：歐(姆)·米，記作·m。特

點(diǎn)

：物質(zhì)導(dǎo)電性愈好，電阻率值愈小

反之，電阻率越大，導(dǎo)電性越差1mP1m1m巖石、礦石導(dǎo)電性第66頁(yè)2、

固體礦物導(dǎo)電機(jī)制固體礦物金

屬

導(dǎo)

體(電子導(dǎo)電：電子在外場(chǎng)中定向運(yùn)動(dòng))

半導(dǎo)體(電子導(dǎo)電)固體電解質(zhì)(離子導(dǎo)電：離子定向運(yùn)動(dòng))各種天

然

金

屬為金屬導(dǎo)體。地殼中不常見，如自然銅、金。

石墨是一個(gè)特殊電子導(dǎo)體；金屬導(dǎo)體導(dǎo)電性十分好，電阻率值很低，普通p≤10-6Ω

·m

大多數(shù)金屬礦物為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體電阻率高于金屬導(dǎo)體，其性質(zhì)與所含雜質(zhì)種類和含量相關(guān)

半導(dǎo)體電阻率改變范圍大，通常p=10-?~10?Ωm絕大多數(shù)造巖礦物為固體電解質(zhì)如，輝石、長(zhǎng)石、云母、方解石、角閃石、石榴石等固體電解質(zhì)電阻率很高，普通p>10?Ω

·m第67頁(yè)3、孔隙水導(dǎo)電機(jī)制孔隙水定義：存在于巖石裂隙或孔隙中水分統(tǒng)稱分布特性：幾乎所有天然巖石都或多或少地含有孔隙水純蒸餾水導(dǎo)電性極差，幾乎可當(dāng)作是絕緣體巖石孔隙水不同程度上總含有一些鹽分(電解質(zhì)),當(dāng)電解質(zhì)溶于水形

成電解液時(shí)會(huì)發(fā)生電離或離解(正、負(fù)離子分開)形成離子導(dǎo)體。電解液電阻率與其載流子(離解正、負(fù)離子)濃度和遷移率成反比。

孔隙水電阻率普通遠(yuǎn)小于造巖礦物。通常在1~100

·m

之間，極少超出100·m第68頁(yè)影響巖、礦石導(dǎo)電性原因巖石和礦石都是礦物集合體，且常含有一定孔隙水。電阻率必定與組成礦物及所

含水導(dǎo)電性、含量、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)及其相互作用等相關(guān)。1、巖石、礦石成份和結(jié)構(gòu)對(duì)其電阻率影響主要影響原因：膠結(jié)物和礦物顆粒電阻率、形狀及百分含量。

——大多數(shù)巖石和

礦石可視為均勻相連膠結(jié)物和不同形狀礦物顆粒所組成。據(jù)等效電阻率近似理論，不同結(jié)構(gòu)巖石、礦石電阻率表示式不同假設(shè)：巖石、礦石由膠結(jié)物(電阻率為1)和礦物顆粒(電阻率為2,百分體積

含量為V)兩種物質(zhì)組成礦物顆粒呈片狀——電阻率含有方向性沿著片狀礦物面方向t——合用并聯(lián)模型垂直片狀礦物面方向n——合用串聯(lián)模型且恒有，

n-

t≥0Pn=P?(1-V)十p?V

膠結(jié)物

礦物顆粒體積百分比模

型第69頁(yè)l?11111111

電流方向

沿方向電阻，橫向電阻lllllllllllll1電流方向電流方向

電流方向沿

方

向

電

阻

、

橫

向

電

阻阻的第70頁(yè)垂直礦物拉長(zhǎng)方向pn——合用混聯(lián)模型

恒有，

Pn-pt≥0>礦物顆粒為球形巖石、礦石(如砂巖、礫巖、浸染狀金屬礦石)>普通，巖石、礦石結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)對(duì)p影響>礦物顆粒含量>礦物顆粒呈針狀——電阻率普通也有方向性電阻率不含有方向性——合用混聯(lián)模型沿礦物拉長(zhǎng)方向p+——合用并聯(lián)模型等效電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜第71頁(yè)橫向(a)

(b)層狀結(jié)構(gòu)巖石電阻率大多數(shù)沉積巖和一些變質(zhì)巖，因?yàn)槌练e旋回和結(jié)構(gòu)擠壓作用往往使兩種或

各種不同電性薄層交替成層，形成層狀結(jié)構(gòu)。普通情況下層狀巖石電阻率也

含有方向性，即各向異性。沿層理和垂直層理電阻率pt和pn分別為圖1

-

3

-

2

層狀構(gòu)造巖石模型表征層狀巖石各向異性程度表征層狀巖石平均導(dǎo)電性層狀巖石各向異性系數(shù)平均電阻率：Pm=VPP第72頁(yè)巖石名稱Ap/A巖石名稱λPa/p層狀粘土層狀砂巖

泥質(zhì)板巖1.02~1.051.1~1.6].1~1.591.04~1.001.20~2.561.20~2.5泥質(zhì)頁(yè)巖無(wú)煙煤石墨化碳質(zhì)頁(yè)巖1.41~2.252.0~2.552.0~2.82.2~5.0

4.0~6.54.0~7.84表1-3-2幾種常見巖石的各向異性第73頁(yè)2、含水對(duì)巖石、礦石電阻率影響巖石都在不同程度上含有導(dǎo)電性很好、且彼此連通水溶液決定于：含水量(飽和度)孔隙水本身電阻率高、低兩個(gè)基本原因

水飽和砂、礫石電阻率與孔隙水電阻率水成正比，與其體積含水量(即濕度)成反比；口欠飽和(孔隙未被水充斥)巖石，關(guān)系比較復(fù)雜。但改

變總趨勢(shì)與飽和情形相同第74頁(yè)名

稱電阻率(Q

·m)名

稱電阻率(Ωm)雨

水>1000地下水100河

水0.1~100礦井水1~10海

水1.0~10深成鹽漬水0.1~1表1-3-3幾種常見天然水的電阻率濕度很小(零到百分之幾)

時(shí)，對(duì)電阻率影響最明顯，電阻率急劇增大048

1216

20242832

3640濕度W巖石電阻率隨濕度的變化160140120100806040200P/P水第75頁(yè)孔隙度大，含水量大，

濕度高，電阻率低；連通孔隙，孔隙水對(duì)巖石電性影響較大；不相連通空穴式孔隙(如喀斯特溶洞或噴出巖

氣孔等),即使充斥孔隙水，對(duì)巖石整體電阻率影

響也較小。節(jié)理或裂隙式孔隙含有明顯方向性，往往使巖

石電阻率含有各向異性，沿節(jié)理或裂隙方向電阻率較低，垂直方向上電阻率較高。3、巖石孔隙度和孔隙結(jié)構(gòu)間接影響電阻率孔隙結(jié)構(gòu)第76頁(yè)4、溫度對(duì)巖石、礦石電阻率影響地下地層均含有一定溫度，故溫度影響不可忽略表現(xiàn)或改變特點(diǎn)：電子導(dǎo)電礦物或礦石電阻率隨溫度增高而上升；

離子導(dǎo)電巖石電阻率隨溫度增高而減少。我國(guó)平均低溫梯度：增高1℃/約40m。地下1600m深處地溫比地面約高40℃。1600m處，金屬礦物電阻率增高20%,含水巖石電阻率差不多減少二分之一應(yīng)用：觀測(cè)深部巖石電阻率→→

推斷地下溫度場(chǎng)改變→尋找地?zé)豳Y源或研究地質(zhì)結(jié)構(gòu)。注意：0℃下列，地表含水巖石或土壤電阻率明顯增大第77頁(yè)(砂巖孔隙度為12%;含水量=1

.5%)5、壓力對(duì)巖、礦石電阻率影響在壓力極限內(nèi)，增大壓力將使孔隙水?dāng)D出，電阻率變大；壓力超出巖石破壞極限，則巖石破裂，電阻率減少；第78頁(yè)>自然狀態(tài)下，電阻率并非為定值，含有一定改變范圍；

>

在所有物性中，電阻率改變范圍最大；>

在電法勘探所研究深度范圍內(nèi)，

巖石幾乎全靠孔隙水導(dǎo)電。

僅少數(shù)情況下礦物顆粒作用占主導(dǎo)地位。少數(shù)情況：導(dǎo)電礦物(磁鐵礦、石墨或黃鐵礦)含量高，且彼此相連；(電阻率很低，<10Ω·m)相稱深處，巖石孔隙結(jié)構(gòu)被上覆地層壓力所封閉；(電阻率很高，>10?Q

·m)>

含水巖石電阻率與巖石學(xué)特性和地質(zhì)年代有間接關(guān)系

兩者間接影響孔隙大小、孔隙水含量低、水含鹽量巖、礦石電阻率第79頁(yè)由新

到

老孔隙度高達(dá)

4

0

%孔隙度減小不含

水海相碎屑

沉積巖陸相碎屑

沉積巖噴出巖(玄武巖、流紋巖)侵入巖(花崗巖、輝長(zhǎng)巖)化學(xué)沉積巖(灰?guī)r、鹽巖)第四紀(jì)和第三紀(jì)中生代晚古生代早古生代前寒武紀(jì)1~105~2010~4040~200100~200015~5025~10050~300100~500300~500010~20020~50050~1000100~2000200~5000500~2000500~20001000~50001000~50005000~2000050~5000100~10000200~10000010000~10000010000~100000巖、礦石電阻率(Q

·m)地質(zhì)年代巖石

類型電阻率第80頁(yè)普通情況下物質(zhì)都是電中性，即正、負(fù)電荷保持平衡。1、什么是巖石激化?在特定自然條件下，巖石或礦石在各種物理化學(xué)過程作用下，能夠形成面電荷

和體電荷性質(zhì)稱為巖石極化。2、巖石極化分為兩種類型：自然極化、激發(fā)極化自然極化：

——形成自然電場(chǎng)表面極化：由不同地質(zhì)體接觸處電荷自然產(chǎn)生兩相介質(zhì)體極化：由巖石固相骨架與充滿空隙空間液相接觸處電荷自然產(chǎn)生激發(fā)極化，是在人工電場(chǎng)作用下產(chǎn)生極化。激發(fā)極化電場(chǎng)巖石和礦石自然極化和激發(fā)極化特性第81頁(yè)金屬、溶液不均勻雙電層分布不均勻?qū)w內(nèi)外產(chǎn)生電場(chǎng)引起自然電流發(fā)生極化巖石和礦石自然極化特性1.

電子導(dǎo)體自然極化周

圍產(chǎn)

生穩(wěn)定電流場(chǎng)條件是：(1)不均勻性，(導(dǎo)體或溶液不均勻)(2)保持不均勻性，(借助外界作用)機(jī)理：因熱運(yùn)

動(dòng)金屬離子或

電子取得能量，

越出金屬進(jìn)入

溶液，破壞了

兩者電中性，使金屬帶正電、

溶液帶正電，負(fù)電吸引溶液

正電，形成雙電層第82頁(yè)金屬、溶液均勻雙電層均勻不產(chǎn)生外電場(chǎng)--使之不因極化放電而削弱。液體

雙電層金屬

導(dǎo)體熱運(yùn)動(dòng)負(fù)離子

足，正

離子乏正離子

足，負(fù)

離子乏圖1-3-4

電子導(dǎo)電礦體的自然極化及自然電場(chǎng)自然電位負(fù)心第83頁(yè)負(fù)離子層高壓正離子層寧十

十

十

士干I干十

+

十?dāng)U散區(qū)土+

十土

，土

、十

三十十

十

±

+

十正離子層緊密層

雙電層

分散區(qū)液體流動(dòng)方向

分散區(qū)緊密層2、

離子導(dǎo)體自然極化離子導(dǎo)電巖石上所觀測(cè)到自然電場(chǎng)主要是由于動(dòng)電效應(yīng)所產(chǎn)生。

主要包括過濾電場(chǎng)和擴(kuò)散-吸附電場(chǎng)兩種成因過濾電場(chǎng)：存在一定壓差，足夠大巖石毛細(xì)孔過濾作用形成了過

濾

電

場(chǎng)二

一孔壁大第84頁(yè)[(mV)裂隙滲漏電場(chǎng)十測(cè)點(diǎn)0一低電位e

臺(tái)

日=由由(a)l!(mV)十0高電位一田

田

甲白上升泉電場(chǎng)測(cè)

點(diǎn)L(b)地殼中自然形成過濾電場(chǎng)主要包括：裂隙滲漏電場(chǎng)、上升

泉電場(chǎng)、山地電場(chǎng)和河流電場(chǎng)等。第85頁(yè)①①田;地下水補(bǔ)給河水

河水補(bǔ)給地下水圖

1

-

3

-

7

河流電場(chǎng)(丁緒榮，1984)地殼中自然形成過濾電場(chǎng)主要包括：裂隙滲漏電場(chǎng)、上升

泉電場(chǎng)、山地電場(chǎng)和河流電場(chǎng)等。第86頁(yè)兩種濃度不同溶液相接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象(溶質(zhì)由濃度大溶液移向濃度

小溶液里，以達(dá)到濃度平衡)。在不同濃度溶液擴(kuò)散過程中，正、負(fù)離子將伴隨溶質(zhì)移動(dòng)，但因巖石顆粒吸

附作用，正、負(fù)離子擴(kuò)散速度不同，使兩種不同離子濃度巖石分界面上分別

含有過量正離子或負(fù)離子，形成電位差，稱為擴(kuò)散—吸附電場(chǎng)。擴(kuò)散電位大小決定溶液濃度差還與溶液溫度及所含離子種類相關(guān)擴(kuò)散-吸附電場(chǎng)強(qiáng)度普通較小，

如，在地面觀測(cè)到河水與地

下水接觸處由于離子濃度差

別形成擴(kuò)散—吸附電場(chǎng)，普通約10~20mV。第87頁(yè)低濃度高濃度半透膜假定負(fù)離子遷移率或擴(kuò)散

速度不小于正離子，如NaCI++++擴(kuò)散-吸附電場(chǎng)個(gè)們?nèi)蕚€(gè)自然電場(chǎng)電荷重新分布，自由電子逆電場(chǎng)方向移動(dòng)形成相稱于等效

電解電池“陰極”;電流流出端，正電荷相對(duì)增多，相稱于等效電解電池“陽(yáng)極”溶液中帶電離子也在電場(chǎng)作用下發(fā)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，在兩極形

成正、負(fù)堆積，使通電前正常雙電層發(fā)生改變對(duì)外顯電性：

“陰極”處，導(dǎo)體帶負(fù)電，圍巖溶液帶正電；

而“陽(yáng)極”處，導(dǎo)體帶正電，圍巖帶負(fù)電。電極化形成超電壓超電壓=極化雙電層電位差—平衡電極電位第88頁(yè)巖、礦石人工極化(激發(fā)激化)特性1、電子導(dǎo)體人工極化(電極極化+氧化還原)斷電后放電現(xiàn)象水寤液對(duì)外不顯電性

不形成外場(chǎng)雙電層電位差稱

為平衡電極電位供電前均

勻雙電層供電時(shí)極

化現(xiàn)象代表性假說——

雙電層形變說在外電流作用下、

巖石顆粒表面雙電層分散區(qū)之陽(yáng)離子發(fā)生位移，形

成雙電層形變激發(fā)極化速度和放電快慢，決定于離子沿顆粒表面移動(dòng)速

度和路徑長(zhǎng)短2、離子導(dǎo)體激發(fā)極化常、

溶供電前均勻雙電層供電時(shí)

雙電層變形分散區(qū)外界供電斷電后放電現(xiàn)象第89頁(yè)正電荷減少上下兩側(cè)巖、礦石激發(fā)極化可分為抱負(fù)兩類：“面極化”·

激發(fā)極化均發(fā)生在極化體與圍巖

溶液界面上；如、金屬礦或石墨礦“體極化”·

極化單元呈體分布于整個(gè)極化體

內(nèi)，如浸染狀金屬礦和礦化、石墨化巖石以及離子

導(dǎo)電

巖

石

；面極化和體極化差別只含有相對(duì)意義。嚴(yán)格說來，

都是面極化(微觀上極化均發(fā)生在巖石顆粒與溶液

街面上)實(shí)用中主要研究極化宏觀效應(yīng)，故表現(xiàn)為體極化

特性巖石和礦石激發(fā)極化特性

——穩(wěn)定電流場(chǎng)激發(fā)——交變電流場(chǎng)激發(fā)第90頁(yè)>礦化巖石激發(fā)極化(體極化)是其中許多細(xì)小顆粒極化效

應(yīng)總和

；>體極化比面極化充、放電速度快得多；>描述穩(wěn)定電流揚(yáng)激發(fā)極化效應(yīng)參數(shù)為極化率

η,>非礦化巖石極化率通常很低，普通不超出1%~2%,僅少數(shù)達(dá)到4%~5%>非礦化巖石充電和放電速度比礦化巖石更快極化率是與電流無(wú)關(guān)常數(shù)；但極化率與供電時(shí)間T和放電時(shí)間t相關(guān)將長(zhǎng)時(shí)間供電(T→0,即充電達(dá)飽和)和斷電瞬間(t→0)測(cè)得飽和極

化率定義為巖石極化率△U?(t)激發(fā)極化效應(yīng)產(chǎn)生電位差(

簡(jiǎn)稱二次場(chǎng)電位差)△U(T)總場(chǎng)電位差第91頁(yè)數(shù)窟巖石、礦石類型

極

化

率

(

%

)

0.2

0.5

1

26

10

20

50明顯不含

電子導(dǎo)

電

礦物巖石砂土、粘土、壤土500白云巖121灰?guī)r556泥質(zhì)頁(yè)巖、砂巖373含

浸

染

狀

硫

化物巖石石英、綠泥石片巖、板巖75玄武巖567花崗巖148閃長(zhǎng)巖93石英斑巖905

石墨化

巖石玢巖及其凝灰?guī)r155石英巖23石基化頁(yè)巖28會(huì)碳石灰?guī)r88矽卡巖77浸染狀硫

化礦石浸染型黃銅礦43塊狀黃銅礦14浸染型多金屬礦138塊狀多金屬礦40塊狀硫

化礦石氧化礦10部分巖石、礦石極化率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果第92頁(yè)超低頻交變電流場(chǎng)中巖石、礦石激電現(xiàn)象

激發(fā)激化頻率特性>

在穩(wěn)定電流場(chǎng)(直流)供電情形下，得到激發(fā)激化電位

差隨時(shí)間改變現(xiàn)象稱為激電效應(yīng)“時(shí)間特性”;>

在超低頻交變電流供電情況下，保持交變電流幅值不變，

激發(fā)激化電位差隨頻率改變現(xiàn)象，稱為激電效應(yīng)“頻率特

性”==

==

==

==l直流激電(時(shí)間域)觀測(cè)與交流激電(頻率域)觀測(cè)，本質(zhì)上是一致，在數(shù)

"學(xué)意義上是等效；"二者差異主要在于觀測(cè)方法技術(shù)不同；Ⅱ

描述交流激發(fā)極化效應(yīng)參數(shù)——頻散率P

或稱為“百分頻率效應(yīng)”,

“

定義為電場(chǎng)幅值在低頻和高頻之間相對(duì)改變。|△Uf,△U+。分別表示低頻和

高頻時(shí)總場(chǎng)電位差幅值第93頁(yè)形成條件：

交變電場(chǎng)，頻率很高(

>105Hz)電性表現(xiàn)方式：

傳導(dǎo)電流—與電阻率相關(guān)，滿足歐姆定律

位移電流—與介電常數(shù)相關(guān)描述參數(shù)：

相對(duì)介電常數(shù)ε傳導(dǎo)電流密度：

為電導(dǎo)率，電阻率倒數(shù)微分歐姆定律位移電流密度：

,ε=8o·E,

為介電常數(shù)；εo為真空介電常數(shù)，Eo≈8.85×10-12F/m

εr為相對(duì)介電常數(shù)，

E=ε/ε0導(dǎo)電介質(zhì)中總電流密度為兩者之和巖石和礦石介電性——介電極化特性第94頁(yè)礦

物Etgδ巖

石,tg石

英4.2~5.50.0006~0.002火成巖7~150.03～0.1長(zhǎng)

石4~100.03~0.15變質(zhì)巖5~120.05~0.2云

母5~80.0003～(0.002沉積巖一一氯化物5~6一石灰?guī)r8~12硫化物8~17砂

巖5~11石

油10~30砂3~25可達(dá)1水80泥

巖4~30可達(dá)1√

造巖礦物ε

大多不超出10~11;部分氧化物、硫化物和碳酸鹽εr值可

達(dá)20至80~170(如金紅石);√

沉積巖ε

改變范圍較寬(2.5~40);含水性是影響其介電常數(shù)主要原因；

因此，干燥多孔巖石ε最低，水飽和巖石ε

最

高

?！?/p>

火成巖εr

改變范圍為7~15;超基性和基性巖石εr相對(duì)偏高，酸性巖石

較

低

；√

變質(zhì)巖ε,

在5~17范圍內(nèi)改變；一巖礦石相對(duì)介電常數(shù)特點(diǎn)第95頁(yè)磁性本質(zhì)：

任何物質(zhì)磁性都是帶電粒子運(yùn)動(dòng)結(jié)果。原子微觀磁性：原于是構(gòu)成物質(zhì)基本單元，原子=帶正電原子核+核外電子殼層電子繞核沿軌道運(yùn)動(dòng)，含有軌道磁矩電子尚有自旋運(yùn)動(dòng)，含有自旅磁矩磁矩大小，與各自

動(dòng)量矩成正比原子核帶正電，呈自旋轉(zhuǎn)動(dòng)，具自旋磁矩，數(shù)值很小原子總磁矩=電子軌道磁矩+自旋磁矩+原于核自旋磁矩

矢量和(因有方向)巖石和礦石導(dǎo)磁性——磁導(dǎo)率或?qū)Т怕实?6頁(yè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B:在各向同性磁介質(zhì)內(nèi)部任意點(diǎn)上，磁化

場(chǎng)H

在該點(diǎn)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁通密度)為B=μHSI單位：Wb/m2

或N/(A·m),成為特斯拉(T)磁導(dǎo)

率

為μ,單位：H/m(亨(利)/米)真空介質(zhì)磁導(dǎo)率μ?,且有B=μ?H

μ?=4π×10-7H/m相對(duì)

磁

導(dǎo)

率μr,

是一個(gè)純量，有μ=μ/H?H=1+Kμ=H?(1+k)1、

磁化強(qiáng)度和磁化率

磁化強(qiáng)度M:

均

勻無(wú)化

(無(wú)磁性變?yōu)橛写判?

程單位：A/m或CGSM

在國(guó)際單位制中，磁

在CGSM制中，磁化磁化率K:

表征物質(zhì)

仍注以單位，1SI(k)=1/42、

磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率表征磁性物理量B=B?+μ?M=B?+BM,B=B?腕磁舞磁質(zhì)真空第97頁(yè)M√大多數(shù)巖、礦石相對(duì)磁導(dǎo)率值靠近于1;√鐵磁性礦物(磁鐵礦、磁黃鐵礦和鐵鐵礦)μ>>1;

√

當(dāng)巖石或礦石中含有大量鐵磁性礦物時(shí)，μ>1;磁導(dǎo)率(或?qū)Т怕?是電磁感應(yīng)法中表征物質(zhì)在磁化

作用下集中磁力線性質(zhì)一個(gè)主要物性參數(shù)第98頁(yè)電測(cè)井系列之一自然電位測(cè)井云美厚河南理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院第99頁(yè)什么是自然電位?定

義

：自然條件下，因地層介質(zhì)自然激化形成電場(chǎng)在空間上所造成電位差。普

通

用SP

(SpontaneousPotentialorSelf

Potential)

表

示測(cè)井原理：

測(cè)量電極在井內(nèi)移動(dòng)時(shí)，可測(cè)得與地層性

質(zhì)相關(guān)電位改變

(見圖)特

點(diǎn)

：自然產(chǎn)生，無(wú)需供電自然電位曲線改變與巖性密切相關(guān)，能以明顯異常顯示出滲入性地層(油氣勘探為儲(chǔ)集層、煤田勘探

含水層)自然電位測(cè)井長(zhǎng)處：簡(jiǎn)樸，實(shí)用，低成本是劃分巖性和研究?jī)?chǔ)集層(滲入層)性質(zhì)主要辦法第100頁(yè)第101頁(yè)擴(kuò)散-吸附電場(chǎng)—地層水礦化度(含鹽濃度)與鉆井液礦化度不同，引發(fā)離

子擴(kuò)散作用；巖石顆粒對(duì)離子吸附作用正負(fù)離子擴(kuò)散速度不同；(見圖)過濾電場(chǎng)—地層壓力與鉆井液柱壓力不同，在地層孔隙中產(chǎn)生過濾作用

實(shí)踐證實(shí)，擴(kuò)散作用是井內(nèi)自然電位產(chǎn)生主要原因過濾作用只在泥漿柱和地層間壓力差很大且泥餅未形成前才有較大顯示通常鉆井液柱壓力略高于地層壓力，壓差較小，且測(cè)井時(shí)泥餅已形成，故常忽略過濾電位井內(nèi)自然電位產(chǎn)生兩個(gè)主要原因第102頁(yè)泥巖結(jié)構(gòu)、化學(xué)成份與砂巖

不同，自然電

位數(shù)值與砂巖

差異大，且符

號(hào)相反粘土表面具選

擇吸附負(fù)離子

能力C?≥C?≥Cmf井內(nèi)自然電場(chǎng)分布示意圖十E++-E砂

巖

C,泥

巖

C?Cmf,千E.+.t++泥

巖

(十

十

十鉆

共

液十

十

擴(kuò)散

方向十

.

4一

一

1第103頁(yè)Ea=KalgGEd

單位mV;

濃

度C?,C?單位g/L;Kd

為擴(kuò)散電位系數(shù)，單位mV;

與溶液

中鹽類化學(xué)成份和溫度相關(guān)對(duì)NaCl

溶液，當(dāng)t=25℃(18℃

)時(shí)，測(cè)

得Kd=-11.6mV一

、擴(kuò)散吸附電位——擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)

(Ed)-

擴(kuò)散動(dòng)態(tài)平衡Ea-K1g當(dāng)濃度不很大時(shí)，濃度與電阻率成反比R1,R2分別為不同濃度

液體電阻率十十十土1

性

1半透膜C?

>C?高

濃

度

C1低濃度三

c自然電場(chǎng)乙

C第104頁(yè)C2Ed濃度為Cw地層水和濃度為Cme泥漿濾液在井壁附近接觸產(chǎn)

生擴(kuò)散現(xiàn)象，通常Cw>Cmf。擴(kuò)散結(jié)果：地層水內(nèi)富集正電荷泥漿濾液中富集負(fù)電荷

Cmf形成擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)EdEa=KaIgR

砂巖層

C對(duì)NaCl溶液，

K.為擴(kuò)散電位系數(shù)t=25℃(18℃)Rw為地層水電阻率；

C>CfKd=-11.6mV

Rmf為鉆井液濾液電阻率砂巖段：

——擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)形成第105頁(yè)象，通常Cw>Cmf。泥巖特殊性：結(jié)構(gòu)、化學(xué)成份與砂巖不同，粘土礦物表面含有選擇吸附負(fù)離

子能力，故只有正離子能夠自由移動(dòng)，泥巖井壁主要為正離子擴(kuò)散(見動(dòng)畫)擴(kuò)散結(jié)果：泥巖地層水內(nèi)富集負(fù)電荷泥漿濾液中富集正電荷形成擴(kuò)散-吸附電動(dòng)勢(shì)Eda也稱鴻膜電動(dòng)勢(shì)Kda擴(kuò)散吸附電位系數(shù)Rw

為地層水電阻率

C>CafKda=59.1mV泥巖內(nèi)地層水濃度為Cw

和濃度為Cmf

泥漿濾液在泥巖井壁附近接觸產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)對(duì)NaCl溶液，當(dāng)

t=25℃(18℃)時(shí)

，泥巖段：

——擴(kuò)散-吸附電動(dòng)勢(shì)形成泥巖層第106頁(yè)二

、過

濾

電

位

—

—過濾電動(dòng)勢(shì)E成因：因過濾作用井壁附近匯集了大量負(fù)離子，

地層內(nèi)部匯集了大量正離子在地層和泥漿接觸面兩端形成電位相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為過濾電動(dòng)勢(shì)，用E,表示滲入層(砂巖層)處：

泥漿壓力>地層壓力條件下過濾電位與擴(kuò)散吸附電位方向一致，其數(shù)值與壓力差及過濾液電阻率成正比，

與過濾液粘度成反比E,=k,P

△P為壓力差，atm;Rm.為過濾溶液電阻率，

Q

·m;μ過濾溶液粘度，厘泊，10-3PaosK,過濾電位系數(shù)，與溶液成份、濃度相關(guān)因壓差小，普通忽略不計(jì)k第107頁(yè)純泥巖

59.1mV/18℃砂巖擴(kuò)散電位2、過濾電位(普通可忽略):泥漿柱與地層之間存在壓差時(shí)，液體發(fā)生過濾作用產(chǎn)生。泥巖與壓差、濾液電阻率成正比。滲入層

平均值約為0.77mV砂巖與泥巖自然電位分布小結(jié)：自然電位成因——自然激化地層和泥漿之間電化學(xué)作用和動(dòng)電學(xué)作用產(chǎn)生在砂泥巖剖面井中，自然電場(chǎng)主要由擴(kuò)散電位和擴(kuò)散吸

附電位構(gòu)成1、擴(kuò)散

—

吸附電位：純砂巖

-11.6

mV/18℃吸附電位泥巖第108頁(yè)畫出等效電路Eda?Eda?自然電位測(cè)井曲線形狀與特點(diǎn)一、井內(nèi)自然電位分布以砂泥巖剖面

油氣井

為例鉆井普

通

采

用淡水鉆井液鉆進(jìn)，測(cè)

井時(shí)多

碰到Cw>Cmf

情況1Ea+井內(nèi)自然電場(chǎng)分布示意圖CmfFEdal擴(kuò)散

方向鉆井液十十十十十Csh≥Csa>Cmf泥

巖泥巖十十E十

1Csh第109頁(yè)Cshrsh泥巖

等效電阻二Eda2砂巖等效電阻rtErmf鉆井液

等效電阻Ea十

中結(jié)論：在井

與砂巖、泥

巖接觸面上，

自然電流回

路總自