雙側(cè)向測井幅度差影響因素“雙軌”現(xiàn)象

1、雙側(cè)向測井幅度差的影響因素與“雙軌”現(xiàn)象測井技術(shù)WELLLOGGINGTECHNOLOGY1999年第23卷第2期vol.23No.21999-xxxxxxxx大綱從理論上觀察了泥漿、井徑、圍巖、地層厚度、侵入深度、侵入帶電阻率和儀器常數(shù)等因素對雙側(cè)向測井幅度差的影響，由此解析了引起“雙軌”現(xiàn)象的三大體素，特別是泥漿電阻率和儀器常數(shù)因素。提出了辦理“雙軌”現(xiàn)象的方法。主題詞：雙側(cè)向測井幅度影響電阻率儀器常數(shù)TheInfluenceFactorsofDualLaterologSeparationandItsDual-trackPhenomenonKeShizheng，F(xiàn)engQingandSun

2、YanruetalABSTRACTTheinfluenceofsuchfactorsasmud，boreholediameter，surroundingbed，formationthickness，depthofinvasion，resistivityofinvasionzoneandtoolfactoretcontheseparationofduallaterologarestudieduptheoreticallyAndthediscussionisfocusedonthreemainfactorsresultingindual-trackphenomenon，particularlyth

3、emudresistivityandtoolfactorsAmethodfordealingwiththedual-trackphenomenonisproposedSubjectTerms：duallaterologamplitudeinfluenceresistivitytoolfactor序言一般認(rèn)為在非浸透性(無侵入)的厚地層中，深淺側(cè)向測得的視電阻率應(yīng)相等，而在浸透性(有侵入)地層中，二者分裂即產(chǎn)生幅度差?？墒牵趯嵸|(zhì)現(xiàn)場測井過程中，有時也會出現(xiàn)非浸透性厚地層深淺側(cè)向測井曲線不重合的現(xiàn)象，1/6表現(xiàn)為雙線軌跡，即所謂的“雙軌”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象引起了測井講解工作人員的極大迷惑，對傳統(tǒng)看法

4、提出了挑戰(zhàn)。那么，什么因素影響雙側(cè)向測井幅度差?“雙軌”現(xiàn)象是什么原因引起的?它的出現(xiàn)是否是正常現(xiàn)象?應(yīng)如何去對待它呢?下面將針對這些問題進(jìn)行談?wù)?。雙側(cè)向測井幅度差的影響因素雙側(cè)向測井幅度差素來是快速直觀判斷油氣、水層的重要指標(biāo)之一，所以研究其影響因素是很有必要的，特別是關(guān)于講解一些諸如“雙軌”之類的現(xiàn)象更擁有現(xiàn)實意義。為了觀察影響雙側(cè)向測井幅度差的因素，第一用有限元素法編制了雙側(cè)向測井?dāng)?shù)值模擬軟件1，此后用該軟件對擁有軸旋轉(zhuǎn)對稱性的典型三層介質(zhì)模型(圖1)在各種不同樣地層電阻率條件下進(jìn)行模擬測井，給出相應(yīng)的深淺側(cè)向測井響應(yīng)值的比隨各影響因素變化的關(guān)系。圖1典型的三層介質(zhì)地層模型圖2和圖3均為

5、無侵入模型。圖2(左)給出了深側(cè)向視電阻率值與淺側(cè)向視電阻率值之比隨相對泥漿電阻率的變化曲線，從曲線上看，RLLDRLLS隨著泥漿電阻率的增加而增大，而且只有當(dāng)泥漿電阻率不小于地層電阻率時，深側(cè)向測得的視電阻率才會大于淺側(cè)向的值。圖2（右）給出了在不同樣泥漿電阻率下RLLDRLLS比值隨地層厚度變化的曲線，從圖上可以看出，RLLDRLLS比值隨地層厚度變化曲線上有一個極小點。當(dāng)?shù)貙雍穸刃∮谀硞€值時，隨著地層厚度的增加比值下降，而當(dāng)?shù)貙雍穸却笥谠撝禃r，則隨著地層厚度的增加而增大。圖3（左）給出了深側(cè)向視電阻率值與淺側(cè)向視電阻率值之比隨相對圍巖電阻率的變化曲線，從曲線上看，只有當(dāng)圍巖電阻率大于地層

6、電阻率時，深側(cè)向測得的視電阻率才會大于淺側(cè)向的值。圖3（右）給出了在不同樣圍巖電阻率下RLLDRLLS比值隨地層厚度變化的曲線，從圖上可以看出RLLDRLLS比值隨地層厚度變化曲線上有一個極值點，其極性取決于圍巖電阻率與目的層的比值，當(dāng)圍巖大于目的層時，為極大值且在極值點的右側(cè)表現(xiàn)為正幅度差，否則為極小值，而且隨著地層厚度的增加RLLDRLLS趨近于1，即RLLDRLLS。圖4為目的層有侵模型，它給出了在不同樣侵入帶電阻率下RLLDRLLS比值隨侵入半徑變化的曲線，從圖上可以看出，RLLDRLLS比值隨侵入深度的增大而增大，而且曲線存在極值，其極性取決于侵入帶電阻率與目的層電阻率的比值，當(dāng)侵入

7、帶電阻率大于目的層時，為極大值且出現(xiàn)正幅度差，否則為負(fù)幅度差。別的，在2/6侵入帶電阻率大于目的層的條件下，關(guān)于某個固定的侵入帶電阻率，隨著侵入深度的增大，RLLDRLLS比值先是增加直到極大值點此后減小，最后趨于1，而且曲線上的極值點地址主要反響了淺側(cè)向在當(dāng)前地層條件下的探測深度。圖2泥漿電阻率以及地層厚度對RLLDRLLS比值的影響圖3圍巖電阻率以及地層厚度對RLLDRLLS比值的影響圖4侵入帶電阻率以及侵入深度對RLLDRLLS比值的影響從上述的解析結(jié)果可以得出，在雙側(cè)向測井中，正負(fù)幅度差是同時存在的，是受泥漿電阻率、圍巖電阻率、侵入帶電阻率、地層厚度和侵入深度等多因素共同影響的。值得一

8、提的是，上述結(jié)果是在應(yīng)用無井眼(即無量均勻介質(zhì))K值下計算得出的。若是換成用有井眼的K值進(jìn)行計算，那么上述各圖中的曲線將會隨確定K值時的泥漿電阻率的變化而作縱向上的放大或減小。比方有井眼的K值確定條件為井眼直徑0.2m，泥漿電阻率3.m時，則上述各圖中的各條曲線將在縱向上放大1.25倍(電極系為文件1中的電極系，無井眼K值為：淺側(cè)向Ks1.505，深側(cè)向Kd0.733；有井眼K值為：Ks1.425，Kd0.869），即原來比值為0.8的點現(xiàn)在變?yōu)?.0(如圖4中RtRi1的曲線由原來的地址上移到與縱坐標(biāo)為1的刻度線重合)，所以使得產(chǎn)生正幅度差的概率大大增加，這也就是現(xiàn)場有些儀器常數(shù)采用有井眼K

9、值使得大多數(shù)地層出現(xiàn)正幅度差的原因所在。別的，在只存在井眼的均勻地層中，泥漿電阻率和井徑的變化會使得在此條件下刻度的儀器常數(shù)發(fā)生變化，其對應(yīng)關(guān)系如圖5所示。從圖5上可看出，在RmRt0.025周邊有一個平坦段，在該段中，KdKs受RmRt變化的影響較小，也就是說，泥漿電阻率在此范圍內(nèi)變化不會引起太大的幅度差變化，但超出此范圍則會引起較大的幅度差變化。一般地，儀器的有井眼K值是在8in井當(dāng)前，泥漿電阻率為某一個值時標(biāo)定的，也就是在圖5實線上的某一點(該點對應(yīng)于RLLDRLLS，假設(shè)為A點)。比方，依照斯倫貝謝公司的雙側(cè)向測井儀（DLT）井眼校正圖版得出，DLT的儀器常數(shù)是在8in（約20cm）井

10、眼，泥漿3/6電阻率與目的層電阻率之比RmRt0.025下標(biāo)定的。當(dāng)泥漿電阻率變化或井徑變化時，深淺側(cè)向的K值相應(yīng)地發(fā)生變化，且變化的速度不一致，使得KdKs比值偏離A點，即便得RLLDRLLS，產(chǎn)生幅度差。圖5儀器常數(shù)在不同樣井徑下隨泥漿電阻率變化關(guān)系引起“雙軌”現(xiàn)象的原因解析關(guān)于產(chǎn)生“雙軌”現(xiàn)象的原因，除了有時的儀器故障引起3的外，不但受環(huán)境介質(zhì)因素影響2而且和儀器常數(shù)K值的采用有關(guān)3。正如上面所解析的那樣，雙側(cè)向測井的正負(fù)幅度差是同時存在的，是環(huán)境介質(zhì)因素的函數(shù)，在無侵入的厚地層(有關(guān)于雙側(cè)向測井儀的探測深度而言，20m以上厚度的地層可近似看作無量厚地層)中也可能發(fā)生(如圖4中RtRi1

11、即無侵入的狀況)。一般測井儀器所用的K值大多數(shù)用井場刻度器刻定，由于刻度器的模擬電阻包含泥漿電阻率部分，所以由現(xiàn)在得的K值屬于有井眼K值，它的應(yīng)用使得原來有幅度差的地層幅度差變小或變?yōu)闊o幅度差，而無幅度差的地層變?yōu)橛蟹炔?。就拿圖5來說，假設(shè)儀器K值是在井眼直徑20cm，泥漿電阻率與地層電阻率的比值RmRt0.025下刻定的，所以用該K值在該井眼條件下測井，所測得的值在無侵入且地層無量厚時，無幅度差；而若是用該K值在井眼直徑為20cm，泥漿電阻率與地層電阻率的比值RmRt0.001的井去測井，則測得無侵入地層的幅度比將為0.853，為負(fù)幅度差。若是用該K值在井眼直徑為20cm，泥漿電阻率與地層

12、電阻率的比值RmRt0.5的井去測井，則測得無侵入地層的幅度比將為1.174，為正幅度差。若是無井眼的K值在上述3種井眼條件下測井，則將獲取全部是負(fù)幅度差的結(jié)果。這說明，采用不同樣的K值，即即是同一支儀器在同一介質(zhì)條件下也會得出不同樣的幅度差結(jié)果。這正是各公司儀器對同一地層測量結(jié)果不同樣的重要原因所在。綜上所述，“雙軌”是一種相對的現(xiàn)象，使用不同樣意義下的儀器常數(shù)會影響雙側(cè)向測井的幅度差，并改變發(fā)生“雙軌”現(xiàn)象的概率。在現(xiàn)場測井過程中，人們經(jīng)常認(rèn)為在非浸透性厚地層(泥巖)中出現(xiàn)幅度差是不正常的，并想方想法經(jīng)過應(yīng)用非均勻介質(zhì)的K值去加以控制，但這種壓制可是部分有條件的，不是完好的，所以測井過程中

13、依舊會出現(xiàn)“雙軌”現(xiàn)象，是正常的現(xiàn)象?！半p軌”現(xiàn)象的辦理方法商議4/6辦理“雙軌”現(xiàn)象，第一必定分清楚是由于哪一種因素引起的。如上所述，引起“雙軌”現(xiàn)象的因素一般可分為儀器故障、儀器常數(shù)K值變化和環(huán)境介質(zhì)3個大體素。一般由于儀器故障引起的“雙軌”現(xiàn)象是無法校正的，而由儀器常數(shù)K值使用不當(dāng)和環(huán)境介質(zhì)引起的“雙軌”現(xiàn)象則是可以經(jīng)過必然的方法進(jìn)行校正的。關(guān)于由儀器常數(shù)K值變化引起的“雙軌”現(xiàn)象可用均勻介質(zhì)的儀器常數(shù)對測井曲線進(jìn)行重新辦理。辦理后如若還有幅度差，說明是地層自己固有的，是由環(huán)境介質(zhì)引起的。接下來的工作就是進(jìn)行傳統(tǒng)的資料辦理(井眼校正、圍巖校正、侵入校正等)或現(xiàn)代的反演辦理確定原狀地層的電

14、阻率。測井曲線的反演技術(shù)5是一種同時對井眼、圍巖和侵入進(jìn)行校正的并行校正技術(shù)，它更吻合實質(zhì)狀況，校正收效比傳統(tǒng)的校正收效好，所以可以改正確地確定原狀地層電阻率(無論存在與否由環(huán)境介質(zhì)引起“雙軌”現(xiàn)象均可)。結(jié)論依照上面的解析可以總結(jié)出以下幾點結(jié)論：1雙側(cè)向測井的幅度差是受多種因素影響的，它無論在浸透層還是非浸透層均可能存在。2雙側(cè)向測井“雙軌”現(xiàn)象產(chǎn)生的原因大體分為儀器故障、儀器常數(shù)K值變化和環(huán)境介質(zhì)3個大體素，其中后兩類因素引起的“雙軌”現(xiàn)象是一種正?，F(xiàn)象，是可以校正的。3測井曲線的反演技術(shù)很可能是辦理雙側(cè)向測井“雙軌”現(xiàn)象最有效的手段。非法定計量單位，1in254cm，下同作者簡介：柯式鎮(zhèn)授課老師，1967年。1992年碩士畢業(yè)于應(yīng)用地球物理專業(yè)后，留校從事巖石物理性質(zhì)和測井儀器與方法研究工作。1994年獲一項國家發(fā)明專利，1996年和1997年獲兩項校科研成就一等獎，公布文章十多篇。當(dāng)前擔(dān)當(dāng)一個總公司“九五”三級課題并兼職攻讀博士學(xué)位。(地址：5/6北京昌平水庫路石油大學(xué)地科系郵編102200電話：-3084)作者單位：xxxx：石油大學(xué).xxxxxx：華北石油學(xué)校參照文件1xx電法測井xx：石油工業(yè)初版社，1984袁寧，聶在平雙側(cè)向測井?dāng)?shù)值模擬用于測井質(zhì)量控制的研究測井技術(shù)，1995，19(1)3謝樹棋，包德州電阻率測井中電極系系數(shù)與“雙軌”現(xiàn)象的商議地球物理