第三章 側(cè)向測井課件

普通電阻率測井儀在井內(nèi)產(chǎn)生的電場為發(fā)散的直流電場，當(dāng)井內(nèi)泥漿的礦化度高或井剖面為高阻地層時，井的分流作用大，測量結(jié)果既不能反映巖性變化，也不能反映地層電阻率。為解決這一問題，提出了聚焦測井，即側(cè)向測井。

第三章側(cè)向測井2023/2/41測井方法

根據(jù)三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)特點，可以把三側(cè)向分為深三側(cè)向和淺三側(cè)向兩類三側(cè)向電極系。一、三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)及特點1、深三側(cè)向電極系深三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)如圖3-1a所示。由三個圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔開。中間為主電極Ao，上下對稱分布的電極為屏蔽電極A1、A2，對比電極N和回路電極B位于電極系上方較遠處，電極系在井內(nèi)的第一節(jié)三側(cè)向測井2023/2/42測井方法

工作狀態(tài)及電流分布如圖3-2所示。為了提高其探測深度，要求屏蔽電極A1、A2較長。2、淺三側(cè)向電極系淺三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)如圖3-1b所示。由五個圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔開。中間為主電極Ao，上下對稱分布的電極為屏蔽電極A1、A2，及回路電極B1、B2，對比電極N位于電極系上方較遠處，電極系在井內(nèi)的工作狀態(tài)及電流分布如圖3-3所示。2023/2/43測井方法與深三側(cè)向電極系不同的是，由于要求其探測深度比較淺，所以，屏蔽電極A1、A2較短，回路電極B1、B2距主電極Ao較近。深、淺三側(cè)向電極系的電極距均等于兩個屏蔽電極與主電極間的縫隙中點的距離；記錄點為主電極中點。2023/2/44測井方法圖3-1

三側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)（a）深三側(cè)向電極系

(b)淺三側(cè)向電極系

2023/2/45測井方法圖3-2

深淺三側(cè)向測井的電流分布

2023/2/46測井方法二、三側(cè)向電極系的測量原理

深、淺三側(cè)向的測量原理基本相同。均采用恒流法測量，即在測量過程中，主電極發(fā)出的電流Io保持不變。另外，為保證主電極產(chǎn)生的電場分布在有限范圍內(nèi)，要求屏蔽電極發(fā)出的電流與主電極電流的極性相同。在測量過程中，保證主電極與兩個屏蔽電極的電位相等，通過調(diào)節(jié)屏蔽電極的電流以滿足這一條件。測量過程中，隨儀器周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，電位2023/2/47測井方法

相等的局面將被打破，通過不斷調(diào)節(jié)屏蔽電流的大小，以保證此條件的成立。測量的

視電阻率為：其中：△U為主電極的電位值；

為主電流；K為電極系系數(shù)，與電極系的結(jié)構(gòu)及尺寸有關(guān)。2023/2/48測井方法三、深、淺三側(cè)向曲線特點及應(yīng)用1、深、淺三側(cè)向曲線特點

1)、當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時，三側(cè)向測井曲線關(guān)于地層中心對稱,如圖3-3所示。2)、隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對視電阻率的影響增加。若圍巖電阻率小于地層電阻率，則視電阻率小于地層電阻率；反之，若圍巖電阻率大于地層電阻率，則視電阻率大于地層電阻率。在這兩種情況下，二者差異均隨地層厚度的減小而增加。2023/2/49測井方法

圖3-3、單一高阻深三側(cè)向視電阻率曲線2023/2/410測井方法3)、井內(nèi)流體電阻率的影響減小。讀取數(shù)據(jù)的方法：取地層中點的視電阻率值或取地層中部的幾何平均值。深三側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地層的電阻率；而淺三側(cè)向視電阻率曲線主要反映侵入帶的電阻率。2023/2/411測井方法2、深、淺三側(cè)向測井曲線的應(yīng)用1）、影響因素與普通電阻率測井類似，深、淺側(cè)向測井測量結(jié)果也是地層視電阻率，與地層電阻率有一定差異，為了利用三側(cè)向視電阻率確定地層的真電阻率，需考慮三側(cè)向視電阻率的影響因素。根據(jù)測量原理及測量環(huán)境，可把影響因素歸結(jié)為井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）、

2023/2/412測井方法圍巖—層厚（圍巖電阻率、地層厚度）、侵入（侵入特征、侵入半徑）。應(yīng)用圖版或相應(yīng)的計算公式，即可對三側(cè)向視電阻率按上述順序依次進行校正，得到地層電阻率。如圖3--6、3-7、3-8所示。2）、應(yīng)用A、劃分巖性剖面：由于電極距較小，三側(cè)向測井曲線的縱向分層能力強，適于劃分薄層。

2023/2/413測井方法B、判斷油水層：將深、淺三側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。當(dāng)Rmf>Rw時，在油層層段，深三側(cè)向讀數(shù)大于淺深三側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越高，差異越大，為泥漿低侵；在水層層段，深三側(cè)向讀數(shù)小于淺深三側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為泥漿高侵。如圖3-4所示。

2023/2/414測井方法圖3-4用深、淺三側(cè)向曲線判斷油水層2023/2/415測井方法當(dāng)Rmf<Rw時，無論是油層，還是水層，均為泥漿低侵，但此時油層的視電阻率高于水層，且幅度差比水層的幅度差的。3、深、淺三側(cè)向測井的優(yōu)缺點1）、優(yōu)點由于屏流作用，使得視電阻率曲線受井眼影響??；主電極尺寸小，圍巖影響小，縱向分辨率高，有利于薄層劃分。

2023/2/416測井方法2）、缺點深三側(cè)向探測深度不夠大；而淺三側(cè)向探測深度不夠淺，在滲透層層段，幅度差不明顯。當(dāng)侵入較深時，深三側(cè)向讀數(shù)受侵入帶影響大；而淺三側(cè)向讀數(shù)受原狀地層影響大。

2023/2/417測井方法

為了克服三側(cè)向測井的不足，同時利用其優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上提出了雙側(cè)向測井。一、雙側(cè)向測井電極系及電場分布

1、

雙側(cè)向測井電極系的結(jié)構(gòu)

雙側(cè)向測井電極系有9個電極組成，結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。其中7個為環(huán)形電極，2個柱狀電極。最外側(cè)的兩個柱狀電極在深側(cè)向電極系中為屏蔽電極，在淺側(cè)向電極系中為回路電極B1、B2。對比電極N和深側(cè)向的回路電極B在遠處。

第二節(jié)雙側(cè)向測井2023/2/418測井方法圖3-5

雙側(cè)向電極系及其電場分布

2023/2/419測井方法2、電場分布特點1）、深雙側(cè)向電場分布特點：

由于深側(cè)向電極系有兩個柱狀屏蔽電極，對主電流的控制作用加強，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層很遠才發(fā)散與B電極形成回路，主電流分布特點見圖3-5。主電流層的厚度為兩對監(jiān)督電極中點的距離，即電極系的電極距。由于兩個柱狀屏蔽電極比較長(3米),對主電極電流的屏蔽作用強,使得主電流流到2023/2/420測井方法地層很遠處才發(fā)散,因此,電極系的探測深度大，測量結(jié)果主要反映原狀地層的電阻率。2）、淺雙側(cè)向電場分布特點：

由于淺側(cè)向電極系的兩個柱狀電極為回路電極，距主電極較近;而環(huán)形屏蔽電極的尺寸小,其對主電流的控制能力較弱，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層不遠處就開始發(fā)散，返回回路電極,主電流分布特點見圖3-5。主電流層的厚度為兩對監(jiān)督電極中點的距離，2023/2/421測井方法即電極系的電極距。此電極系的探測范圍小，測量結(jié)果主要反映侵入帶的電阻率。二、測量原理在整個測量過程中，主電極發(fā)出的電流Io不變，即恒流測量。環(huán)狀和柱狀屏蔽電極分別發(fā)出與主電極電流同極性的電流（I1、I2）。柱狀屏蔽電極電位和環(huán)狀屏蔽電極電位的比值為常數(shù)（a），兩對監(jiān)督電極的電位差為零。2023/2/422測井方法測量時，隨周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，Io的分布隨之改變，反映為監(jiān)督電極電位的改變，因此，測量任一監(jiān)督電極與對比電極的電位差，即可反映介質(zhì)電阻率的變化。視電阻率為：

其中：K電極系系數(shù)。深淺雙側(cè)向的電極系系數(shù)分別為Kd、Ks。深、淺側(cè)向記錄的視電阻率通常用和表示。

2023/2/423測井方法三、深、淺雙側(cè)向曲線特點及應(yīng)用1、深、淺雙側(cè)向曲線特點

當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時，雙側(cè)向測井曲線關(guān)于地層中心對稱。隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對視電阻率的影響增加。若圍巖電阻率小于地層電阻率，則視電阻率小于地層電阻率；反之，若圍巖電阻率大于地層電阻率，則視電阻率大于地層電阻率。在這兩種情況下，二者差異均隨地層厚度的減小而增加。

2023/2/424測井方法讀取數(shù)據(jù)的方法：取地層中點的視電阻率值或取地層中部的幾何平均值。深雙側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地層的電阻率；而淺雙側(cè)向視電阻率曲線主要反映侵入帶的電阻率。2、深、淺雙側(cè)向測井曲線的應(yīng)用1）、影響因素與普通電阻率測井類似，深、淺側(cè)向測井測量結(jié)果也是地層視電阻率，與地層電阻率有一定差異，為了

2023/2/425測井方法利用雙側(cè)向視電阻率確定地層的真電阻率，需考慮雙側(cè)向視電阻率的影響因素。根據(jù)測量原理及測量環(huán)境，可把影響因素歸結(jié)為井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）、圍巖—層厚（圍巖電阻率、地層厚度）、侵入（侵入特征、侵入半徑）。應(yīng)用圖版或相應(yīng)的計算公式，即可對雙側(cè)向視電阻率按上述順序依次進行校正，得到地層電阻率。如圖3--6、3-7、3-8所示。

2023/2/426測井方法圖3—6深淺雙側(cè)向井眼校正圖版2023/2/427測井方法圖3—7深淺雙側(cè)向圍巖校正圖版2023/2/428測井方法圖3—9深淺雙側(cè)向侵入校正圖版2023/2/429測井方法2）、應(yīng)用由于雙側(cè)向測井探測深度比三側(cè)向深，同時，深、淺雙側(cè)向的縱向分層能力相同，因此，曲線便于對比。主要用于以下幾方面。A、劃分巖性剖面：由于電極距較小，雙側(cè)向測井曲線的縱向分層能力強，適于劃分薄層。B、確定地層真電阻率及孔隙流體性質(zhì)通過對深、淺雙側(cè)向視電阻率曲線做井眼、圍巖—2023/2/430測井方法層厚及侵入校正，即可確定巖層的真電阻率及侵入帶的直徑。由真電阻率即可確定地層孔隙流體性質(zhì)。C、判斷油水層：將深、淺三側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。當(dāng)Rmf>Rw時，在油層層段，深三側(cè)向讀數(shù)大于淺深三側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越高，差異越大，為泥漿低侵；在水層層段，深三側(cè)向讀數(shù)小于淺深三側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越2023/2/431測井方法大，為泥漿高侵。當(dāng)Rmf<Rw時，無論是油層，還是水層，均為泥漿低侵，但此時油層的視電阻率高于水層，且幅度差比水層的幅度差的。

2023/2/432測井方法

第三節(jié)微球形聚焦測井

一、微球形聚焦電極系微球形聚焦電極系的結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。電極系包括片狀的主電極Ao、矩形框的測量電極Mo、輔助電極A1、監(jiān)督電極M1、M2，各電極均嵌在極板上?；芈冯姌OB設(shè)置在儀器外殼上或極板支撐架上。電極系貼井壁測量。2023/2/433測井方法圖3-10微球形聚焦測井電極系及其電場分布

2023/2/434測井方法二、測量原理采用恒壓法測量。測量時，測量電極與兩個監(jiān)督電極中點的電位差為一給定值Vref。主電極發(fā)出的電流分為兩部分，一部分與輔助電極形成回路叫輔助電流Ia，主要分布在泥餅中；另一部分與回路電極形成回路，叫主電流Io，主要分布在沖洗帶中。兩個監(jiān)督電極的電位相等。2023/2/435測井方法當(dāng)電極系周圍介質(zhì)的電阻率變化時，電場分布隨之改變，，調(diào)節(jié)Ia的大小，使；同時，隨電場改變，,此時，調(diào)節(jié)Io的大小，使。由下式即可確定微球形聚焦測量的視電阻率：2023/2/436測井方法其中：—主電流；

K—微球形聚焦電極系系數(shù)；—測量電極與監(jiān)督電極中點的電位差。2023/2/437測井方法三、資料應(yīng)用根據(jù)微球形聚焦電極系的電場分布特點及測量原理，不難看出，其測量結(jié)果直接反映沖洗帶電阻率。1、劃分薄層由于是以很細的電流束穿過泥餅進入地層的，受泥餅影響小，對地層電阻率變化十分敏感，在巖層界面處有明顯變化，因此，適于劃分薄層。2023/2/438測井方法2、確定沖洗帶電阻率Rxo當(dāng)泥餅厚度在3.81——19.1mm的范圍內(nèi)，且時，可以認為；只有當(dāng)泥餅厚度大于19.1mm，且時，應(yīng)對進行泥餅校正，從而得到。3、與其他深電阻率測井曲線重疊，判斷儲層孔隙流體性質(zhì)。如圖3-11所示。

2023/2/439測井方法圖3-11雙側(cè)向—微球形聚焦組合測井曲線2023/2/440測井方法第四節(jié)其他微電阻率測井一、微側(cè)向測井1、微側(cè)向電極系及電流分布1）、微側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)微側(cè)向電極系包括主電極Ao，測量電極M1、M2及屏蔽電極A1，全部嵌在絕緣板上，其結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。四個電極均為圓環(huán)狀。采用貼井壁方式測量。2023/2/441測井方法2）、微側(cè)向電極系的電流分布微側(cè)向電極系的井下電流分布如圖3-12所示。主電極Ao發(fā)出主電流Io，屏蔽電極A1發(fā)出同極性的屏蔽電流Is,主電流受屏蔽電流的屏蔽作用而成束狀徑向流入地層，電流分布在直徑為O1O2

的喇叭狀空間范圍內(nèi)，探測深度淺，測量結(jié)果主要反映沖洗帶電阻率。注：O1、O2

分別為M1、和M2

之間相對的兩個中點。

2023/2/442測井方法圖3-12微側(cè)向電極系及電流分布圖2023/2/443測井方法2、測量原理測井時，采用恒流測量，即主電極發(fā)出的電流保持不變。同時，通過調(diào)節(jié)屏蔽電流Is的大小，使得在整個測量過程中。由于介質(zhì)電阻率的變化，主電流的分布隨之改變，導(dǎo)致此條件不再成立，根據(jù)電位差的大小，調(diào)節(jié)屏蔽電流Is的大小，以滿足條件。記錄任一測量電極與對比電極N的電位差，即可得到隨深度變化而變化的視電阻率曲線。

2023/2/444測井方法其中：K—電極系系數(shù)；—測量電極與對比電極N的電位差；—主電流。2023/2/445測井方法3、微側(cè)向測井資