第三章 側(cè)向測(cè)井

第三章側(cè)向測(cè)井第一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井

根據(jù)三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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1、深三側(cè)向電極系深三側(cè)向電極系如圖，由三個(gè)圓柱狀的金屬電極組成，電極之間用絕緣片隔開(kāi)，中間為主電極A0，上下對(duì)稱分布的電極為屏蔽電極A1、A2，對(duì)比電極N和回路電極B位于電極系上方較遠(yuǎn)處，電極系在井內(nèi)，為了提高其探測(cè)深度，要求屏蔽電極A1、A2較長(zhǎng)第二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井

深、淺三側(cè)向電極系的電極距均等于兩個(gè)屏蔽電極與主電極間的縫隙中點(diǎn)的距離，記錄點(diǎn)為主電極中點(diǎn)2、淺三側(cè)向電極系淺三側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)如圖所示，由5個(gè)圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔開(kāi)。中間為主電極A0，上下對(duì)稱分布的電極為屏蔽電極系A(chǔ)1、A2，及回路電極B1、B2，對(duì)比電極N位于電極系上方較遠(yuǎn)處，與深三側(cè)向電極系不同，屏蔽電極A1、A2較短，回路電極B1、B2距主電極A0較近。第三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井

二、三側(cè)向電極系的測(cè)量原理深、淺三側(cè)向的測(cè)量原理基本相同。均采用恒流法測(cè)量，即在測(cè)量過(guò)程中，主電極發(fā)出的電流I0保持不變。另外，在保證主電極產(chǎn)生的電場(chǎng)分布在有限范圍內(nèi)，要求屏蔽電極發(fā)出的電流與主電極的極性相同。在測(cè)量過(guò)程中，保證主電極與兩個(gè)屏蔽電極的電位相等，通過(guò)調(diào)節(jié)屏蔽電極的電流以滿足這一條件。測(cè)量過(guò)程中，隨儀器周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，電位相等的局面將被打破，通過(guò)不第四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井第五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井?dāng)嗾{(diào)節(jié)屏蔽電流的大小，以保證此條件的成立。測(cè)量的視電阻率為：其中：△U為主電極的電位值；I0為主電流三、深、淺三側(cè)向曲線特點(diǎn)及應(yīng)用1、深、淺三側(cè)向曲線特點(diǎn)1）當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時(shí)，三側(cè)向曲線關(guān)于地層中心對(duì)稱。第六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井2）、隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對(duì)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，二者差異隨地層厚度的減小而增加。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(diǎn)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，淺三側(cè)向視電阻率主要反映侵入帶電阻率。第八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井2、深、淺三側(cè)向測(cè)井曲線的應(yīng)用。1）、影響因素與普通電阻率測(cè)井類似，深、淺側(cè)向測(cè)井測(cè)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，需要考慮三側(cè)向電阻率的影響因素。根據(jù)測(cè)量原理及測(cè)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(jì)算公式，第九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日深三側(cè)向井眼校正圖版第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井第十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井2）應(yīng)用

A、劃分巖性剖面：由于電極距較小，三側(cè)向測(cè)井曲線的縱向分層能力強(qiáng)，適于劃分薄層。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(shí)，在油層層段。深三側(cè)向讀數(shù)大于淺三側(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)小于淺三側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為泥漿高侵。第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井當(dāng)Rmf<Rw時(shí)，無(wú)論是油層，還是水層，均為泥漿低侵，但此時(shí)油層的視電阻率高于水層，且幅度差比水層的幅度差要大。3、深、淺三側(cè)向測(cè)井的優(yōu)缺點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)：由于屏流作用，使得視電阻率曲線受井眼影響?。褐麟姌O尺寸小，圍巖影響小，縱向分辨率高，有利于薄層劃分。第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)三側(cè)向測(cè)井3、深、淺三側(cè)向測(cè)井的優(yōu)缺點(diǎn)2）缺點(diǎn)：深三側(cè)向探測(cè)深度不夠大，而淺三側(cè)向探測(cè)不夠淺，在滲透層層段，兩者幅度差不明顯。當(dāng)侵入較深時(shí)，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。第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井為了克服三側(cè)向測(cè)井的不足，同時(shí)利用其優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上提出了雙側(cè)向測(cè)井。一、雙側(cè)向測(cè)井電極系及電場(chǎng)分布1、雙側(cè)向測(cè)井電極系的結(jié)構(gòu)雙側(cè)向測(cè)井電極系有9個(gè)電極組成，其中7個(gè)為環(huán)形電極。最外側(cè)的兩個(gè)柱狀電極在深側(cè)向電極系中為屏蔽電極，在淺側(cè)向電極系中回路電極B1、B2。對(duì)比電極N和身側(cè)小的回路電極B在遠(yuǎn)處。第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井2、電場(chǎng)分布特點(diǎn)1）、深雙側(cè)向電場(chǎng)分布特點(diǎn)：由于深側(cè)向電極系有兩個(gè)柱狀屏蔽電極，對(duì)電流的控制作用加強(qiáng)，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層很遠(yuǎn)才發(fā)散，與B電極形成回路，主電流分布特點(diǎn)見(jiàn)圖，主電流層的厚度為兩對(duì)監(jiān)督電極中點(diǎn)的距離，即電極系的電極距。由于兩個(gè)柱狀屏蔽電極比較長(zhǎng)，對(duì)主電極電流的屏蔽作用強(qiáng)，使得主電流流到地層很遠(yuǎn)處才發(fā)散，因此電極系的探測(cè)深度大，測(cè)井結(jié)果反映原狀地層電阻率。第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井2）、淺雙側(cè)向電場(chǎng)分布特點(diǎn)：由于淺側(cè)向電極系的兩個(gè)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(duì)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(yuǎn)處就開(kāi)始發(fā)散，返回回路電極，主電流分布如圖，其厚度為兩對(duì)監(jiān)督電極中點(diǎn)的距離，即電極系的電極距，其探測(cè)范圍小，測(cè)量結(jié)果主要反映侵入帶的電阻率。第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井二、測(cè)量原理在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，主電極發(fā)出的電流I0不變，即恒流測(cè)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(duì)監(jiān)督電極的電位差為0.測(cè)量時(shí)，隨周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，I0的分布隨之改變，反映為監(jiān)督電極電位的改變，因此任一監(jiān)督電極與對(duì)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：第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井三、深、淺雙側(cè)向曲線特點(diǎn)及應(yīng)用1、深、淺雙側(cè)向曲線特點(diǎn)當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時(shí)，雙側(cè)向測(cè)井曲線關(guān)于地層中心對(duì)稱。隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對(duì)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Kd、Ks為電極系系數(shù)，深、淺雙側(cè)向電極系系數(shù)分別為Kd、Ks第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井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，二者差異隨地層厚度的減小而增加。

讀取數(shù)據(jù)的方法：取地層中點(diǎn)的視電阻率值或取地層中部的幾何平均值。深雙側(cè)向視電阻率主要反映原狀地層的電阻率，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(cè)井曲線的應(yīng)用1）影響因素第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井與普通電阻率類似，深、淺側(cè)向測(cè)井測(cè)量結(jié)果也是地層視電阻率，與地層電阻率有一定差異，為了利用雙側(cè)向視電阻率確定地層的真電阻率，需要考慮雙側(cè)向電阻率的影響因素。根據(jù)測(cè)量原理及測(cè)量環(huán)境，可把影響因素歸結(jié)為井眼（井眼大小，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(jì)算公式，即可對(duì)雙側(cè)向電阻率按上述順序進(jìn)行校正，得到地層電阻率。第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井2）應(yīng)用由于雙側(cè)向測(cè)井探測(cè)深度比三側(cè)向深，同時(shí)，深、淺雙側(cè)向的縱向分層能力相同，因此，曲線便于對(duì)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(cè)井曲線的縱向分層了能力強(qiáng)，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(guò)對(duì)深、淺雙側(cè)向視電阻率曲線做井眼、圍巖-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)。第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井C、判斷油水層：將深、淺雙側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。當(dāng)Rmf>Rw時(shí)，在油層段，深雙側(cè)向讀數(shù)大于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越大，差異越大，為泥漿低侵；在水層層段，深雙側(cè)向讀數(shù)小于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為泥漿高侵。當(dāng)Rmf<Rw時(shí)，無(wú)論是油層，還是水層，均為泥漿低侵，但此時(shí)油層的視電阻率高于水層，且幅度差比水層的幅度差大。第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)雙側(cè)向測(cè)井第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)微球聚焦測(cè)井微球形聚焦電極系的結(jié)構(gòu)如圖。電極系包括片狀的主電極A0、矩形框的測(cè)量電極M0.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(cè)量一、微球形聚焦電極系第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)微球聚焦測(cè)井二、測(cè)量原理

采用恒壓法測(cè)量。測(cè)量時(shí)，測(cè)量電極與兩個(gè)監(jiān)督電極中點(diǎn)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I0，主要分布在沖洗帶中，兩個(gè)監(jiān)督電極的電位相等。第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)微球聚焦測(cè)井當(dāng)電極系周圍介質(zhì)的電阻率變化時(shí)，電場(chǎng)分布隨之改變，△Um0o≠Vref調(diào)節(jié)Ia的大小，使△Um0o=Vref，同時(shí)，隨電場(chǎng)改變，△UM1M2≠0，此時(shí)，調(diào)節(jié)I0的大小，使△UM1M2=0，由下式即可確定微球形聚焦測(cè)量的視電阻率：其中：I0—主電流；K—微球形聚焦電極系系數(shù)；△UM0O—測(cè)量電極與監(jiān)督電極中點(diǎn)的電位差第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)微球聚焦測(cè)井三、資料應(yīng)用根據(jù)微球形聚焦電極系的電場(chǎng)分布特點(diǎn)及測(cè)量原理不難看出，其測(cè)量結(jié)果直接反映沖洗帶電阻率1、劃分薄層由于I0是以很細(xì)的電流束穿過(guò)泥餅進(jìn)入地層的，受泥餅影響小，對(duì)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。第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)微球聚焦測(cè)井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RMSFL/RXO≤20時(shí)，可以認(rèn)為RMSFL=RXO;只有當(dāng)泥餅厚度大于19.1mm，且RMSFL/RXO﹥20時(shí)，應(yīng)對(duì)RMSFL進(jìn)行泥餅校正，從而得到RXO3、與其他深電阻率曲線重疊，判斷儲(chǔ)層孔隙流體性質(zhì)第三十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)微球聚焦測(cè)井第三十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)本章小結(jié)1、側(cè)向測(cè)井電極系的特點(diǎn)及測(cè)量原理。2、滲