普通電阻率測井課件

1、 地 球 物 理 測 井資源與環(huán)境學(xué)院 桑 琴 2012年9月第一章 電法測井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RprA(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點電極A并供以強度為I的電流電流將以A點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，離點電源A為r距離的任意一點P的電流密度為： jIr0/4r2 （16

2、）電流密度j是一個向量，r0是單位矢量，數(shù)值為1，其方向是射線r的方向。 根據(jù)微分形式的歐姆定律，p點的電場強度E為： ERjRIr0/4r2 （17） 對于恒定的電流場，電場強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，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，任意一點的電位V與介質(zhì)的電阻率R及供電電流I成正比

3、，與該點至電源點之間的距離r成反比。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)中放入點電源，測出場中一點的電位V，在已知供電電流I和測點與電源點的距離r的情況下，就可以計算出介質(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)電特性電源檢流計oMNA電極矩井下介質(zhì)電阻率的測定BA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，在點電源A所形成的電場中，M、N點的電位為：

4、VM=RI/4AMVN=RI/4ANM、N兩個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4K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是一個常數(shù)。RaH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 ，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

5、狀地層 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，形成一個過渡帶。侵入帶=沖洗帶

6、+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/RmfI=Rxo/Ro=Rxo/FRmf=1/Sw2沖洗帶：FR0/RwI=Rt/Ro=Rt/FRW=1/Sw2原狀地層：RtFRW/Sw2RXOFRmf/Sxo2兩式相除，根據(jù)經(jīng)驗公式SxoSw1/5RXO/RtRmf（1S0）8/5/Rw（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

7、巖水層油層ddidi沖洗帶侵入帶泥餅diRtRiRxoRmRmcRtRiRxoRmcRm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，儲層為高侵 RxoRt時，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，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 實際測井時，電極系放入充滿泥漿的井中，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姌O系周圍的介質(zhì)是各種不同電阻率的

8、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算公式（1-17）a（4） VMNRa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，實際測井時，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)電特性電源檢流計oMNA電極矩井下介質(zhì)電阻率的測定BA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，就是測量時放入井中的一組電極。通常由三個電極組成。 A、B、M； M、N、A（用途相同的兩個叫成對電極，其余的一個叫不成對電極。）成

9、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）ANMMNA底部梯度電極系頂部梯度電極系不成對電極地球物理測井巖石的導(dǎo)電特性2、電極系的記錄點、電極矩和探測深度記錄點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，作為視 電阻率的深度，該點稱為

10、記錄點。用符號“O”表示。梯度電極系“O”為成對電極的中點電位電極系“O”為A、M電極的中點ANMoANMo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之間的距離（AO）oAMNLNMoAL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)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

11、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，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）對于底部梯度電極系，在高阻層下方離底界面一個電極矩處，有一個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電極矩處，有一個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

12、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，Ra曲線對地層中部對稱，地層中部有Ra極大值，很厚時接近地層真電阻率Rt，該層讀數(shù)取極大值；曲線的半幅點上下外推一個電極矩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，Ra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，在高阻層上下半個電極矩處出現(xiàn)兩個視電阻率極大值，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，對測井

13、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 H 3L 用面積平均法讀值; H L , 讀極大值）劃分巖性剖面（例如砂巖高阻、泥巖低阻）求含油層的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：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

14、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：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)Ra(歐姆米）H深度地球物理測井巖石的導(dǎo)電

15、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、記錄點、探測