地球物理测#普通电阻率测井课件.pptx

1、地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井 普通电阻率测井，是把一根普通的电极系放入井内，普通电阻率测井，是把一根普通的电极系放入井内，测量井筒周围地层电阻率随井深变化的曲线，用以研测量井筒周围地层电阻率随井深变化的曲线，用以研究井所穿过的地质剖面和油气水层的测井方法。究井所穿过的地质剖面和油气水层的测井方法。梯度电极系梯度电极系电位电极系电位电极系普普通通电电极极系系地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井一、基本原理一、基本原理RprA(I)1 1、均匀无限介质电场中、均匀无限介质电场中电位与介质电阻率的关系电位与介质电阻率的关系假设：假设：均匀无限介质电阻率为均匀无

2、限介质电阻率为R R点电极点电极A A并供以强度为并供以强度为I I的电流的电流电流将以电流将以A A点为中心呈辐射状向各方向均点为中心呈辐射状向各方向均匀流出，电流线以匀流出，电流线以A A为中心指向四周为中心指向四周地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井 由电流密度的定义可知，离点电源由电流密度的定义可知，离点电源A A为为r r距离的任意一点距离的任意一点P P的电流密度为：的电流密度为：j jIrIr0 0/4r/4r2 2 （2-92-9）电流密度电流密度j j是一个向量，是一个向量，r r0 0是单位矢量，数值为是单位矢量，数值为1 1，其方向是射线，其方向是射线r

3、r的方向的方向。根据微分形式的欧姆定律，根据微分形式的欧姆定律，p p点的电场强度点的电场强度E E为：为：E ERjRjRIrRIr0 0/4r/4r2 2 （2-102-10）对于恒定的电流场，电场强度等于电位梯度的负值，即对于恒定的电流场，电场强度等于电位梯度的负值，即 E E gradVgradVgradVgradV（dV/drdV/dr）*r r0 0 称为电位梯度，表示电位在变化最大的方向称为电位梯度，表示电位在变化最大的方向上每单位长度的增量。上每单位长度的增量。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井E（dV/dr）*r0将上式代入（将上式代入（2-102-10），

4、可得），可得 dV/drdV/drRI/4rRI/4r2 2 V VRI/4r+CRI/4r+C由于由于r r 时，电位时，电位V=0V=0，故积分常数，故积分常数c c0 0，因此，因此 V VRI/4RI/4r r （2 21212）上式表明上式表明：在均匀无限介质中，任意一点的电位在均匀无限介质中，任意一点的电位V V与介质的电阻与介质的电阻率率R R及供电电流及供电电流I I成正比，与该点至电源点之间的距离成正比，与该点至电源点之间的距离r r成反比。成反比。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井2 2、均匀无限介质电阻率的测量、均匀无限介质电阻率的测量 由（由（2 21

5、212）式可知，要测量均匀无限介质的电阻率，只须）式可知，要测量均匀无限介质的电阻率，只须在介质中放入点电源，测出场中一点的电位在介质中放入点电源，测出场中一点的电位V V，在已知供电电流，在已知供电电流I I和测点与电源点的距离和测点与电源点的距离r r的情况下，就可以计算出介质的电阻的情况下，就可以计算出介质的电阻率率R R。假定被测定的地层很厚，没有泥浆侵入，井筒中的泥浆电阻假定被测定的地层很厚，没有泥浆侵入，井筒中的泥浆电阻率等于地层的电阻率，则井下介质就其导电性，可视为无限均率等于地层的电阻率，则井下介质就其导电性，可视为无限均匀介质。匀介质。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普

6、通电阻率测井电源检流计检流计oM MN NA A电极矩电极矩井下介质电阻率的测定井下介质电阻率的测定BAA供电电极供电电极BB供电回路电极供电回路电极M M、NN测量电极测量电极供电回路测量电路地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井 由 VRI/4r 可知，在点电源A所形成的电场中，M、N点的电位为：VM=RI/4AMVN=RI/4ANM M、N N两个测量电极之间的电位差为：两个测量电极之间的电位差为：VVMNMNV VM MV VN N44（）（）44（）（4）VMN地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井令令4K K是与各电极之间距离有关的系数，称为是与各电极之

7、间距离有关的系数，称为电极系系电极系系数数。A A、M M、N N组成电极系电极之间的距离是固定的，组成电极系电极之间的距离是固定的，因此电极系系数因此电极系系数K K是一个是一个常数常数。RaRaH H地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井3 3、井下非均质介质情况、井下非均质介质情况（1 1）泥浆侵入储层的情况）泥浆侵入储层的情况侵入：当侵入：当P P泥泥 P P地地时时 ，井眼周围的储层受到不同程度，井眼周围的储层受到不同程度的泥浆滤液和固体微粒的侵入。且侵入将改变原来储的泥浆滤液和固体微粒的侵入。且侵入将改变原来储集层的渗透性、电、声、放射性等物理特性，尤其是集层的渗透性

8、、电、声、放射性等物理特性，尤其是渗透率渗透率K K和电阻率特性和电阻率特性R R。在钻井过程中为了防止井喷，往往使泥在钻井过程中为了防止井喷，往往使泥浆柱的压力大于地层孔隙流体压力。浆柱的压力大于地层孔隙流体压力。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井Rm-泥浆电阻率 (mud)Rmf-泥浆滤液电阻率(mud fluid)Rmc-泥饼电阻率 (mud cakes)Rw-地层水电阻率(water)Rxo-冲洗带电阻率Ri-侵入带电阻率 (invasion)Rt-原状地层电阻率(true)hmc-泥饼厚度d-井的直径di-侵入带直

9、径相应参数：相应参数：地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井（2）井眼周围孔隙地层电阻率的径向变化冲洗带：过渡带：过渡带：冲洗带后边，离井眼越远，孔隙中被泥浆冲洗带后边，离井眼越远，孔隙中被泥浆滤液取代的地层流体越来越少，形成一个过渡带。滤液取代的地层流体越来越少，形成一个过渡带。侵入带侵入带=冲洗带冲洗带+过渡带过渡带原状地层：侵入带以外的地层原状地层：侵入带以外的地层地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井高侵（增阻侵入）高侵（增阻侵入）：侵入带电阻率大于原状地层电阻率的侵入状态：侵入带电阻率大于原状地层电阻率的侵入状态 低侵（减阻侵入）低侵（减阻侵入）：侵入带电

10、阻率小于原状地层电阻率的侵入状态：侵入带电阻率小于原状地层电阻率的侵入状态 侵入剖面电阻率的高、低侵特征与储层所含侵入剖面电阻率的高、低侵特征与储层所含流体性流体性质质有关，还与有关，还与泥浆滤液电阻率泥浆滤液电阻率R Rmfmf有关。有关。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井d泥岩泥岩泥岩泥岩泥岩泥岩泥岩泥岩水层水层油层油层ddidi冲洗带侵入带泥饼diRtRiRxoRmRmcRtRiRxoRmcRm增阻泥浆侵入增阻泥浆侵入减阻泥浆侵入减阻泥浆侵入地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井FRo/RmfI=Rxo/Ro=Rxo/FRmf=1/Sw2冲洗带：冲洗带：F

11、 R0/RwI=Rt/Ro=Rt/FRI=Rt/Ro=Rt/FRW W=1/Sw=1/Sw2 2原状地层：原状地层：RtFRW/Sw2RXOFRmf/Sxo2两式相除，根据经验公式两式相除，根据经验公式SxoSxoSwSw1/51/5RXO/RtRmf（1S0）8/5/Rw地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井显然，当显然，当RxoRxoRtRt时，储层为时，储层为高侵高侵 RxoRxoRtRt时，储层为时，储层为低侵低侵 储层的高低侵状态，除与含油气饱和度储层的高低侵状态，除与含油气饱和度SoSo有关外，有关外，还与泥浆滤液电阻率与地层水电阻率的比有关还与泥浆滤液电阻率与地层水

12、电阻率的比有关（Rmf/RwRmf/Rw）。只有在）。只有在Rmf/RwRmf/Rw2-32-3时，用高低侵特征时，用高低侵特征划分油水层才有效划分油水层才有效（水层为高侵，油层为低侵水层为高侵，油层为低侵）。）。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井4 4、井下非均质介质电阻率的测量和视电阻率、井下非均质介质电阻率的测量和视电阻率 实际测井时，电极系放入充满泥浆的井中，井实际测井时，电极系放入充满泥浆的井中，井周围是各种不同厚度、不同电阻率的地层，对于渗周围是各种不同厚度、不同电阻率的地层，对于渗透性地层还有泥浆侵入。总之，电极系周围的介质透性地层还有泥浆侵入。总之，电极系周围

13、的介质是各种不同电阻率的非均匀介质。是各种不同电阻率的非均匀介质。怎么办？怎么办？目前，在非均匀介质中，仍采用均匀介质中的测量目前，在非均匀介质中，仍采用均匀介质中的测量装置和电阻率计算公式装置和电阻率计算公式a（4）VMNRa视电阻率，视电阻率，在综合条件影响下测得的岩层在综合条件影响下测得的岩层的电阻率的电阻率地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井 在所有的影响因素中，地层真电阻率在所有的影响因素中，地层真电阻率RtRt对对RaRa的影响是最大的，因此，实际测井时，只要电极的影响是最大的，因此，实际测井时，只要电极系选择恰当，利用视电阻率随井深变化的曲线可系选择恰当，利用视电

14、阻率随井深变化的曲线可以直接划分地层剖面。以直接划分地层剖面。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井电源检流计检流计oM MN NA A电极矩电极矩井井下下介介质质电电阻阻率率的的测测定定BAA供电电极供电电极BB供电回路电极供电回路电极M M、NN测量电极测量电极二、电极系二、电极系 所谓电极系，就是测量所谓电极系，就是测量时放入井中的一组电极。通时放入井中的一组电极。通常由三个电极组成。常由三个电极组成。A A、B B、M M；M M、N N、A A（用途相同的两个叫（用途相同的两个叫成对成对电极电极，其余的一个叫，其余的一个叫不成不成对电极对电极。）。）成对电极：成对电极：

15、A A、B B或或M M、N N地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井梯度电极系梯度电极系指成对电极的距离指成对电极的距离小于小于不成对电极到与它相邻不成对电极到与它相邻那个成对电极之间距离的电极系那个成对电极之间距离的电极系电位电极系电位电极系指成对电极的距离指成对电极的距离大于大于不成对电极到与它相邻不成对电极到与它相邻那个成对电极之间距离的电极系那个成对电极之间距离的电极系1 1、电极系的分类、电极系的分类见书见书P29P29表表2-32-3地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井梯度电极系顶部梯度电极系成对电极在不成对电极的下方（井口方向）底部梯度电极系成对电

16、极在不成对电极的下方（井底方向）MNA底部梯度电极系顶部梯度电极系ANM不不成成对对电电极极地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井2 2、电极系的记录点、电极矩和探测深度电极系的记录点、电极矩和探测深度记录点为确定电极系在井中某深度上测得的视电阻率的深度，在电极系上选择了一点，作为视电阻率的深度，该点称为记录点。用符号“O”表示。梯度电极系“O”为成对电极的中点电位电极系“O”为A、M电极的中点ANMo oANMo o地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井电极距：表示电极系的长度。用“L”表示电位电极系的电极矩：为非成对电极到相邻那个成对电极间的距离(AM)梯度电极

17、系的电极距：为非成对电极到记录点之间的距离（AO）o oANMLNMo oAL地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井：是指在均匀介质中，以供电电极为中心，某一半径划一球面，如果该球面内包括的介质对电极系测量结果的贡献占总结果的50%，则此半径为该电极的探测半径或探测深度。电位电极系的探测半径为电位电极系的探测半径为2AM2AM梯度电梯度电极系的探测半径为极系的探测半径为AOAOAMAMAMAMAOAOMOMORm-Rmf-Rmc-Rw-Rxo Ri-Rt-hmc-d-di-视电阻率视电阻率 探测半径探测半径 高（低）侵高（低）侵 冲洗带冲洗带 小测验小测验地球物理测井地球物理测井

18、普通电阻率测井普通电阻率测井三、视电阻率曲线特征三、视电阻率曲线特征1 1、梯度电极系视电阻率、梯度电极系视电阻率RaRa曲线特征曲线特征高阻厚层（高阻厚层（h hL L）高阻层对应高的视电阻率值，低值层对应低的视电阻率值；高阻层对应高的视电阻率值，低值层对应低的视电阻率值；曲线对地层中部不对称，底部梯度电极系曲线对地层中部不对称，底部梯度电极系RaRa曲线在高阻层的曲线在高阻层的底界面有极大值，在顶界面有极小值；顶部梯度电极系底界面有极大值，在顶界面有极小值；顶部梯度电极系RaRa曲曲线与此相反线与此相反这是利用梯度曲线分层划界的依据这是利用梯度曲线分层划界的依据地层厚度地层厚度h h3L3

19、L时，在地层中部有视电阻率平直段，时，在地层中部有视电阻率平直段，RaRa值接近值接近RtRt值。随着层厚变薄，平直段消失。值。随着层厚变薄，平直段消失。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井高阻薄层（hL）对于底部梯度电极系，在高阻层下方离底界面一个电极矩处，有一个Ra的假极大值；对于顶部梯度电极系，在高阻层上方离顶界面一个电极矩处，有一个Ra的假极大值；它们不指示该深度上有高阻层。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井limestone limestone，limestone devicelimestone device 为了从厚层石灰岩中划分出薄的为了从厚层石

20、灰岩中划分出薄的孔隙带孔隙带(包括裂隙或溶洞包括裂隙或溶洞)而设计的电极系，称为而设计的电极系，称为石灰岩电极系石灰岩电极系。它。它实际上是顶部梯度电极系和底部梯度电极系的组合，具有梯度电极实际上是顶部梯度电极系和底部梯度电极系的组合，具有梯度电极系对近处反应灵敏的特点，又克服了梯度电极系曲线形状复杂和不系对近处反应灵敏的特点，又克服了梯度电极系曲线形状复杂和不对称的缺点。薄的孔隙带在石灰岩电极系曲线上呈现为对称的低阻对称的缺点。薄的孔隙带在石灰岩电极系曲线上呈现为对称的低阻异常：异常宽度为孔隙带的厚度加异常：异常宽度为孔隙带的厚度加2L2L。常用的电极趴。常用的电极趴L=AO=0.4L=AO

21、=0.4、0.60.6和和0.810.81。MNMN0.10.1米，在渗透性地层中，探测半径不超过一般泥米，在渗透性地层中，探测半径不超过一般泥浆侵入带深度，测得的视电阻率变化基本上反映泥浆侵入带电阻率浆侵入带深度，测得的视电阻率变化基本上反映泥浆侵入带电阻率变化。变化。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井2 2、电位电极系视电阻率、电位电极系视电阻率RaRa曲线特征曲线特征高阻厚层（高阻厚层（h hL L）高阻层对应高的视电阻率值，低高阻层对应高的视电阻率值，低值层对应低的视电阻率值；值层对应低的视电阻率值；上下围岩电阻率相等时，上下围岩电阻率相等时，RaRa曲线曲线对地层中

22、部对称，地层中部有对地层中部对称，地层中部有RaRa极大值，很厚时接近地层真电阻极大值，很厚时接近地层真电阻率率RtRt，该层读数取极大值；，该层读数取极大值；曲线的半幅点上下外推一个电极曲线的半幅点上下外推一个电极矩矩L L是地层界面，因此可用该结是地层界面，因此可用该结论分层。论分层。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井高阻薄层（hL）上下围岩电阻率相等时，Ra曲线对地层中部对称；与厚层相反，高阻薄层对应Ra曲线有低值，在高阻薄层上下半个电极矩处出现两个视电阻率极大值，它不反映对应深度有高阻层存在。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井地球物理测井地球物理测井

23、普通电阻率测井普通电阻率测井3 3、视电阻率、视电阻率RaRa曲线的影响因素曲线的影响因素 在进行普通电阻率测井时，对测井值的主要影响因素有：在进行普通电阻率测井时，对测井值的主要影响因素有：井的影响井的影响井眼直径、泥浆的导电性井眼直径、泥浆的导电性 电极系的影响电极系的影响 非单一岩层的影响非单一岩层的影响 非均匀岩层的影响非均匀岩层的影响 倾斜岩层的影响倾斜岩层的影响地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井1 1、井眼影响、井眼影响地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井dAO 2dAO8地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井地球物理测井地球物理测井

24、普通电阻率测井普通电阻率测井四、普通视电阻率四、普通视电阻率RaRa曲线的应用曲线的应用划分层界面（划分层界面（用梯度曲线的极大值和极小值确定高阻岩层的层用梯度曲线的极大值和极小值确定高阻岩层的层界面界面）求地层的求地层的RaRa及其地层的真电阻率（梯度电极系及其地层的真电阻率（梯度电极系:H 3L:H 3L 读岩层读岩层的平直段的平直段;L H 3L;L H 3L 用面积平均法读值用面积平均法读值;H L;H L,:H L,读极大值）读极大值）划分岩性剖面（例如砂岩高阻、泥岩低阻）划分岩性剖面（例如砂岩高阻、泥岩低阻）求含油层的求含油层的R R，进而求含油饱和度（利用，进而求含油饱和度（利用

25、ArchieArchie公式）公式）地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井五、微电极测井及其应用五、微电极测井及其应用微电极测井特点：电极矩小，探测范围小，微电极测井特点：电极矩小，探测范围小，贴井壁测量贴井壁测量，主，主要探测泥饼的存在，确定渗透层，可划分砂泥岩薄交互层和要探测泥饼的存在，确定渗透层，可划分砂泥岩薄交互层和层中的泥质或钙质条带。层中的泥质或钙质条带。（一）、微电极的测量原理贴井壁测量的目的是减小泥浆对它的影响电极系：A0.025 M1 0.025 M2 构成 A 0.05 M2 微电位 A0.025M1 0.025 M2 微梯度此两不同的电极系同时测量,纵横比例

26、相同的情况下重叠记录（记录两条测井曲线）地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井 微电极测井原理图微电极测井原理图地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井由于两条曲线重叠记录，曲线的特点：在非渗透层：微电位近似等于微梯度，曲线无幅度差。渗透层：Ra位Ra梯度 有较大的幅度差（正差异）(因微电位的探测半径微梯度，微电位反映Rxo，微梯度反映Rmc，一般情况下，Rxo Rmc)Ra(Ra(欧姆米）欧姆米）H H深深度度地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井（二）、微电极曲线的应用1、划分渗透层(利用微电极曲线

27、有无幅度差这一特点将渗透层和非渗透层分开）2、确定层界面，划分薄的交互层。(曲线分开或重合处为层界面)3、确定储层的有效厚度 在评价有致密薄夹层的含油砂岩,用微电极曲线扣除致密夹层的厚度可求得油层的有效厚度=H-hRaR梯度梯度R电位电位夹层夹层地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井5、确定冲洗带的电阻率RXO和hmc RXO是测井解释中一个重要的过渡参数，通过它可求出SXO，从而可以了解油气层的可动油气的情况，目前多用图版法来确定其值。地球物理测井地球物理测井普通电阻率测井普通电阻率测井1 1、掌握、掌握高侵高侵、低侵低侵、视电阻率视电阻率等基本概念。等基本概念。2 2、熟悉电

28、极系及相关概念，什么叫、熟悉电极系及相关概念，什么叫探测深度。探测深度。3 3、掌握视电阻率曲线的影响因素及其应用。、掌握视电阻率曲线的影响因素及其应用。4 4、掌握微电极测井曲线特征及其应用。、掌握微电极测井曲线特征及其应用。冲洗带、侵入带、原状地层冲洗带、侵入带、原状地层1 1、名词解释、名词解释冲洗带、侵入带、原状地层、高（低）侵、电极系、电位电极冲洗带、侵入带、原状地层、高（低）侵、电极系、电位电极系、梯度电极系、记录点、电极矩、探测半径、视电阻率、地系、梯度电极系、记录点、电极矩、探测半径、视电阻率、地层因素、电阻增大倍数层因素、电阻增大倍数2 2、简答题、简答题（1 1）影响岩石电

29、阻率的因素有那些）影响岩石电阻率的因素有那些？（2 2）阿尔齐公式的使用条件是什么）阿尔齐公式的使用条件是什么？解释各参数的意义解释各参数的意义？（3 3）厚层的底部梯度曲线有何特征）厚层的底部梯度曲线有何特征？（4 4）为何泥质砂岩的）为何泥质砂岩的R R小于纯砂岩的小于纯砂岩的R R？（5 5）地层水的电阻率的影响因素有哪些）地层水的电阻率的影响因素有哪些？如何影响如何影响？课后作业课后作业（6 6）顶部梯度曲线有何用途？）顶部梯度曲线有何用途？（7 7）微电极曲线有何用途？）微电极曲线有何用途？（8 8）如何利用径向电阻率的变化识别流体性质？应用的条件是什么？）如何利用径向电阻率的变化识别流体性质？应用的条件是什么？3 3、定性画出给定岩性剖面、电极系、定性画出给定岩性剖面、电极系N1M3AN1M3A、岩层为厚层、岩层为厚层、淡水泥浆井的测井曲线。淡水泥浆井的测井曲线。含水砂岩泥岩含油气砂岩泥岩课后作业课后作业