1、地球物理測井普通電阻率測井,普通電阻率測井，是把一根普通的電極系放入井內(nèi)，測量井筒周圍地層電阻率隨井深變化的曲線，用以研究井所穿過的地質(zhì)剖面和油氣水層的測井方法。,梯度電極系,電位電極系,地球物理測井普通電阻率測井,一、基本原理,R,p,r,A(I),1、均勻無限介質(zhì)電場中電位與介質(zhì)電阻率的關(guān)系,假設(shè)： 均勻無限介質(zhì)電阻率為R 點(diǎn)電極A并供以強(qiáng)度為I的電流,電流將以A點(diǎn)為中心呈輻射狀向各方向均勻流出，電流線以A為中心指向四周,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,由電流密度的定義可知，離點(diǎn)電源A為r距離的任意一點(diǎn) P的電流密度為： jIr0/4r2 （16）,電流密度j是一個(gè)向量，r0是單位矢量，數(shù)值為

2、1，其方向是射線r的方向。,根據(jù)微分形式的歐姆定律，p點(diǎn)的電場強(qiáng)度E為： ERjRIr0/4r2 （17）,對于恒定的電流場，電場強(qiáng)度等于電位梯度的負(fù)值，即 E gradV （18）,gradV（dV/dr）*r0 稱為電位梯度，表示電位在變化最大的方向上每單位長度的增量,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,E（dV/dr）*r0 （110）,將（110）式代入（17），可得 dV/drRI/4r2 VRI/4r+C 由于r 時(shí)，電位V=0，故積分常數(shù)c0，因此 VRI/4r （113）,上式表明，在均勻無限介質(zhì)中，任意一點(diǎn)的電位V與介質(zhì)的電阻率R及供電電流I成正比，與該點(diǎn)至電源點(diǎn)之間的距離r成反比。

3、,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,2、均勻無限介質(zhì)電阻率的測量,由（113）式可知，要測量均勻無限介質(zhì)的電阻率，只須在介質(zhì)中放入點(diǎn)電源，測出場中一點(diǎn)的電位V，在已知供電電流I和測點(diǎn)與電源點(diǎn)的距離r的情況下，就可以計(jì)算出介質(zhì)的電阻率R。,假定被測定的地層很厚，沒有泥漿侵入，井筒中的泥漿電阻率等于地層的電阻率，則井下介質(zhì)就其導(dǎo)電性，可視為無限均勻介質(zhì)。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,井下介質(zhì)電阻率的測定,B,A供電電極 B供電回路電極 M、N測量電極,供電回路,測量電路,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,由 VRI/4r 可知，在點(diǎn)電源A所形成的電場中，M、 N點(diǎn)的電位為：,VM=RI/4AM,VN=RI/4

4、AN,M、N兩個(gè)測量電極之間的電位差為：,VMNVMVN4（） 4（）,（4） VMN,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,令4,K是與各電極之間距離有關(guān)的系數(shù)，稱為電極系系數(shù)。A、M、N組成電極系電極之間的距離是固定的，因此電極系系數(shù)K是一個(gè)常數(shù)。,Ra,H,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,3、井下非均質(zhì)介質(zhì)情況,（1）泥漿侵入儲層的情況 侵入：當(dāng)P泥 P地時(shí) ，井眼周圍的儲層受到不同程度的泥漿濾液和固體微粒的侵入。且侵入將改變原來儲集層的滲透性、電、聲、放射性等物理特性，尤其是滲透率K和電阻率特性R。,在鉆井過程中為了防止井噴，往往使泥漿柱的壓力大于地層孔隙流體壓力。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,原狀

5、地層,侵入帶,沖洗帶,泥餅,井中泥漿,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,Rm-泥漿電阻率 (mud) Rmf-泥漿濾液電阻率(mud fluid) Rmc-泥餅電阻率 (mud cakes) Rw-地層水電阻率 (water) Rxo-沖洗帶電阻率 Ri-侵入帶電阻率 (invasion) Rt-原狀地層電阻率 (true) hmc-泥餅厚度 d-井的直徑 di-侵入帶直徑,相應(yīng)參數(shù)：,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,（2）井眼周圍孔隙地層電阻率的徑向變化 沖洗帶：巖層中有絕大部分的流體被泥漿濾液所代替的環(huán)帶。沖洗帶電阻率用RXO。,過渡帶：沖洗帶后邊，離井眼越遠(yuǎn)，孔隙中被泥漿濾液取代的地層流體越來越少

6、，形成一個(gè)過渡帶。,侵入帶=沖洗帶+過渡帶,原狀地層：侵入帶以外的地層,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,高侵（增阻侵入）：侵入帶電阻率大于原狀地層電阻率的侵入狀態(tài) 低侵（減阻侵入） ：侵入帶電阻率小于原狀地層電阻率的侵入狀態(tài),侵入剖面電阻率的高、低侵特征與儲層所含流體性質(zhì)有關(guān)，還與泥漿濾液電阻率Rmf有關(guān)。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,FRo/Rmf,I=Rxo/Ro=Rxo/FRmf=1/Sw2,沖洗帶：,FR0/Rw,I=Rt/Ro=Rt/FRW=1/Sw2,原狀地層：,RtFRW/Sw2,RXOFRmf/Sxo2,兩式相除，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式SxoSw1/5,RXO/RtRmf（1S0）8/5/R

7、w,（P20表1-3）,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,d,泥巖,泥巖,泥巖,泥巖,水層,油層,d,di,di,沖洗帶,侵入帶,泥餅,di,Rt,Ri,Rxo,Rm,Rmc,Rt,Ri,Rxo,Rmc,Rm,增阻泥漿侵入,減阻泥漿侵入,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,顯然，當(dāng)RxoRt時(shí)，儲層為高侵 RxoRt時(shí)，儲層為低侵,儲層的高低侵狀態(tài)，除與含油氣飽和度So有關(guān)外，還與泥漿濾液電阻率與地層水電阻率的比有關(guān)（Rmf/Rw）。只有在Rmf/Rw2-3時(shí)，用高低侵特征劃分油水層才有效（水層為高侵，油層為低侵）。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,4、井下非均質(zhì)介質(zhì)電阻率的測量和視電阻率,實(shí)際測井時(shí)，電極系放

8、入充滿泥漿的井中，井周圍是各種不同厚度、不同電阻率的地層，對于滲透性地層還有泥漿侵入?？傊?，電極系周圍的介質(zhì)是各種不同電阻率的非均勻介質(zhì)。怎么辦？,目前，在非均勻介質(zhì)中，仍采用均勻介質(zhì)中的測量裝置和電阻率計(jì)算公式（1-17）,a（4） VMN,Ra視電阻率，在綜合條件影響下測得的巖層的電阻率,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,在所有的影響因素中，地層真電阻率Rt對Ra的影響是最大的，因此，實(shí)際測井時(shí)，只要電極系選擇恰當(dāng)，利用視電阻率隨井深變化的曲線可以直接劃分地層剖面。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,井下介質(zhì)電阻率的測定,B,A供電電極 B供電回路電極 M、N測量電極,二、電極系,所謂電極系，就是測量

9、時(shí)放入井中的一組電極。通常由三個(gè)電極組成。, A、B、M； M、N、A,（用途相同的兩個(gè)叫成對電極，其余的一個(gè)叫不成對電極。）,成對電極：A、B或M、N,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,梯度電極系指成對電極的距離小于不成對電極到與它相鄰那個(gè)成對電極之間距離的電極系,電位電極系指成對電極的距離大于不成對電極到與它相鄰那個(gè)成對電極之間距離的電極系,1、電極系的分類,見書P23圖1-16,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,梯度電極系,頂部梯度電極系成對電極在不成對電 極的下方（井口方向）,底部梯度電極系成對電極在不成對電 極的下方（井底方向）,M,N,A,底部梯度電極系,頂部梯度電極系,不成對電極,地球物理測

10、井巖石的導(dǎo)電特性,2、電極系的記錄點(diǎn)、電極矩和探測深度,記錄點(diǎn)為確定電極系在井中某深度上測得的視電阻率的深度，在電極系上選擇了一點(diǎn)，作為視 電阻率的深度，該點(diǎn)稱為記錄點(diǎn)。用符號“O”表示。,梯度電極系“O”為成對電極的中點(diǎn),電位電極系“O”為A、M電極的中點(diǎn),A,N,M,A,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,電極距：表示電極系的長度。用“L”表示 電位電極系的電極矩：為非成對電極到相鄰那個(gè)成對電極間的距離(AM),梯度電極系的電極距：為非成對電極到記錄點(diǎn)之間的距離（AO）,A,M,N,L,A,L,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,探測半徑：是指在均勻介質(zhì)中，以供電電極為中心，某一半徑劃一球面，如果該球面內(nèi)

11、包括的介質(zhì)對電極系測量結(jié)果的貢獻(xiàn)占總結(jié)果的50%，則此半徑為該電極的探測半徑或探測深度。,電位電極系的探測半徑為2AM,梯度電極系的探測半徑為AO,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,三、視電阻率曲線特征,1、梯度電極系視電阻率Ra曲線特征,高阻厚層（hL） 高阻層對應(yīng)高的視電阻率值，低值層對應(yīng)低的視電阻率值； 曲線對地層中部不對稱，底部梯度電極系Ra曲線在高阻層的底界面有極大值，在頂界面有極小值；頂部梯度電極系Ra曲線與此相反這是利用梯度曲線分層劃界的依據(jù) 地層厚度h3L時(shí)，在地層中部有視電阻率平直段，Ra值接近Rt值。隨著層厚變薄，平直段消失。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,高阻薄層（hL） 對于底

12、部梯度電極系，在高阻層下方離底界面一個(gè)電極矩處，有一個(gè)Ra的假極大值；對于頂部梯度電極系，在高阻層上方離頂界面一個(gè)電極矩處，有一個(gè)Ra的假極大值；它們不指示該深度上有高阻層。如圖1-18a，該層的Ra取極大值。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,2、電位電極系視電阻率Ra曲線特征,高阻厚層（hL） 高阻層對應(yīng)高的視電阻率值，低值層對應(yīng)低的視電阻率值； 上下圍巖電阻率相等時(shí)，Ra曲線對地層中部對稱，地層中部有Ra極大值，很厚時(shí)接近地層真電阻率Rt，該層讀數(shù)取極大值； 曲線的半幅點(diǎn)上下外推一個(gè)電極矩L是地層界面，因此可用該結(jié)論分層。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,高阻薄層（hL）,上下圍巖電阻率相等時(shí)，R

13、a曲線對地層中部對稱； 與厚層相反，高阻層對應(yīng)Ra曲線有低值，在高阻層上下半個(gè)電極矩處出現(xiàn)兩個(gè)視電阻率極大值，它不反映對應(yīng)深度有高阻層存在。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,3、視電阻率Ra曲線的影響因素,在進(jìn)行普通電阻率測井時(shí)，對測井值的主要影響因素有： 井的影響井眼直徑、泥漿的導(dǎo)電性 非單一巖層的影響 非均勻巖層的影響 傾斜巖層的影響,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,四、普通視電阻率Ra曲線的應(yīng)用,劃分層界面（用梯度曲線的極大值和極小值確定高阻巖層的層界面） 求地層的Ra及其地層的真電阻率（梯度電極系: H 3L 讀巖層的平直段;L L , 讀極大值） 劃分巖性剖面（例如砂巖高阻、泥巖低阻） 求含

14、油層的RO，進(jìn)而求含油飽和度（利用Archie公式）,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,五、微電極測井及其應(yīng)用,微電極測井特點(diǎn)：電極矩小，探測范圍小，貼井壁測量，主要探測泥餅的存在，確定滲透層，可劃分砂泥巖薄交互層和層中的泥質(zhì)或鈣質(zhì)條帶。,一、 微電極的測量原理 貼井壁測量的目的是減小泥漿對它的影響,電極系：A0.025M1 0.025 M2 構(gòu)成 A 0.05 M2 微電位 A0.025M1 0.025 M2 微梯度 此兩不同的電極系同時(shí)測量,縱橫比例相同的情況下重疊記錄（記錄兩條測井曲線）,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,微電極測井原理圖,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,由于兩條曲線重疊記錄，曲線的特點(diǎn)

15、： 在非滲透層：微電位近似等與微梯度，曲線無幅度差 滲透層：Ra位Ra梯度 有較大的幅度差（正差異）(因微電位的探測半徑微梯度，微電位反映Rxo，微梯度反映Rmc，一般情況下，Rxo Rmc),地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,二 微電極曲線的應(yīng)用 1、劃分滲透層 (利用微電極曲線有無幅度差這一特點(diǎn)將滲透層和非滲透層分開. 2、確定層界面，劃分薄的交互層。 (曲線分開或重合處為層界面) 3、確定含油砂巖的有效厚度 在評價(jià)有致密薄夾層的含油砂巖,用微電極曲線扣除致密夾層的厚度可求得油層的有效厚度=H - h,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,4 、確定沖洗帶的電阻率RXO和hmc RXO是測井解釋中一個(gè)重要過渡參數(shù)，通過它可求出SXO，可以了解油氣層的可動油氣的情況，目前多用圖版法來確定其值。,地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性,本節(jié)重點(diǎn),1、掌握高侵、低侵、視電阻率等基本概念 2、熟悉電極系及相關(guān)概念，什么叫探測深度 3、掌握視電阻率曲線的影響因素及其應(yīng)用 4、掌握微電極測井曲線特征及其應(yīng)用,沖洗帶、侵入帶、原狀地層,1、名詞解釋,電極系、電位電極系、梯度電極系、記