测井方法原理-电法测井(测井解释培训教材-COSL)

1、WWW.COSL.COM.CN 1 电法测井讲座电法测井讲座 中海油田服务股份有限公司中海油田服务股份有限公司 油田技术事业部资料解释中心油田技术事业部资料解释中心 20102010年年9 9月月 主讲人：刘建新主讲人：刘建新 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 电法测井包括测量岩层电法测井包括测量岩层导电导电、介电介电和和电化电化 学学特性的所有测井方法。这类方法通过测量特性的所有测井方法。这类方法通过测量 岩层的导电、介电和电化学特性，来划分井岩层的导电、介电和电化学特性，来划分井 下油气储层和确定油气层的含油气饱和度。下油气储层和确定油气层的含油气饱和度。 地球物理测井

2、地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 一、岩石的电阻率和电导率一、岩石的电阻率和电导率 岩石的导电特性是指岩石在电场中传导电流的能力，用岩岩石的导电特性是指岩石在电场中传导电流的能力，用岩 石的石的电阻率电阻率R和和电导率电导率来量度。来量度。 岩石的岩石的电阻率电阻率和和电导率电导率与岩石的与岩石的岩性、物性、含油气性岩性、物性、含油气性以以 及及所含水的性质所含水的性质相关，这是电阻率测井能够确定岩性、划分油相关，这是电阻率测井能够确定岩性、划分油 气水层和计算含油气饱和度的基础。气水层和计算含油气饱和度的基础。 Rm（欧姆（欧姆米）米）mS/m（毫西门子（毫西门子/米）米） WWW.

3、COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 1、欧姆定律欧姆定律 r=R L / S R=r S / L =1 / =1 / R ，所以测量岩石的所以测量岩石的R而不是电阻而不是电阻。 导电能力差的，电阻率高，电导率低；导电能力差的，电阻率高，电导率低； 导电能力好的，电阻率低，电导率高；导电能力好的，电阻率低，电导率高； WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 2、岩石电阻率与岩性的关系岩石电阻率与岩性的关系 岩石的电阻率间的关系：岩石的电阻率间的关系： （1） (2) 在沉积岩中在沉积岩中: (3) 矿物类：矿

4、物类：外，其他矿物类电外，其他矿物类电 阻率都比较高，阻率都比较高，和天然气几乎和天然气几乎是不导电的；是不导电的； （4）岩性不同、含油气水不同的岩石，其电阻率岩性不同、含油气水不同的岩石，其电阻率 也是不同的也是不同的。 WWW.COSL.COM.CN 二、二、 岩石的导电机理岩石的导电机理 1 1、岩石导电机理、岩石导电机理 导电类型导电类型 （在外加电场的情况下）（在外加电场的情况下） 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 岩石岩石 固体骨架（固体骨架（Vma） 孔隙中的流体（孔隙中的流体（f） WWW.COSL.COM.CN ） （靠自由电子靠自由电子 导电的岩石称为

5、导电的岩石称为 电子型导电的岩电子型导电的岩 石）石）自由电子自由电子 WWW.COSL.COM.CN 岩石具有连通孔隙岩石具有连通孔隙 （其中含有地层水）（其中含有地层水） WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 通常补偿阳离子是通常补偿阳离子是NaNa+ +。 同种粘土矿物的同种粘土矿物的CECCEC为一为一常数常数。 常见粘土矿物中，常见粘土矿物中，蒙脱石的蒙脱石的CECCEC伊利石伊利石CECCEC高岭高岭 石石CECCEC；颗粒越小，；颗粒越小，CECCEC越大越大。 CECCEC的大小与的大小与粘土矿物类型粘土矿物类型以及以及颗粒分散度

6、颗粒分散度有关。有关。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 三、影响岩石电阻率的因素三、影响岩石电阻率的因素: : 火成岩火成岩: : 以以电子导电电子导电为主（岩性致密，不含地层水）为主（岩性致密，不含地层水） 沉积岩：以沉积岩：以离子导电离子导电为主为主( (主要靠孔隙中地层水的主要靠孔隙中地层水的 盐类离子导电盐类离子导电) ) WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 1 1立方米的岩石立方米的岩石, ,骨骨 架不导电架不导电, ,孔隙中含孔隙中含 有油气水有油气水 在该岩石的两端在该岩石的两

7、端 加压加压DvDv I= I= q / tq / t I I 正比于（正比于（1 /R1 /R） WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 岩石岩石 电阻电阻 率率R R 离子数目离子数目 离子速度离子速度 离子运动路径离子运动路径 地层水含盐量地层水含盐量CwCw 地层水含量地层水含量CwCw 粘土含量粘土含量 、分布、分布 孔隙度孔隙度 含水饱和度含水饱和度Sw 温度温度t 盐类盐类 油水分布油水分布 孔隙结构孔隙结构 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 粘土含量、孔隙结构是岩石的岩性因素；粘土

8、含量、孔隙结构是岩石的岩性因素； 地层水中的盐类、含量和它的温度是水性因地层水中的盐类、含量和它的温度是水性因 素，可综合反映地层水电阻率素，可综合反映地层水电阻率Rw；孔隙度；孔隙度 是物性因素；含水饱和度和油水分布是含油是物性因素；含水饱和度和油水分布是含油 气性因素。气性因素。因此，岩石电阻率与岩石的因此，岩石电阻率与岩石的岩性、岩性、 水性、物性和含油气性水性、物性和含油气性有关。有关。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 四、地层因素四、地层因素F F与孔隙度与孔隙度的关系的关系 假设：假设： 1、岩石为纯地层岩石（岩石骨架不含导电矿

9、物和泥质）、岩石为纯地层岩石（岩石骨架不含导电矿物和泥质） 2、岩石孔隙中、岩石孔隙中100含地层水含地层水 地层因素地层因素 FR0/Rwa/m 阿尔奇阿尔奇 aa岩性系数岩性系数，1.5，与孔隙结构有关，与孔隙结构有关 mm胶结指数胶结指数，2.5，随胶结程度增加而增大，随胶结程度增加而增大 一般情况下，一般情况下，a=1,m=2a=1,m=2 地层因数地层因数F F只与孔隙度和孔隙结构有关，而与地层水电阻率无关。只与孔隙度和孔隙结构有关，而与地层水电阻率无关。 （Archie公式公式1） WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导

10、电特性岩石的导电特性 A r c h i eA r c h i e 认 为 ， 对 于 饱 含 矿 化 度 大 于认 为 ， 对 于 饱 含 矿 化 度 大 于 20000mg/L20000mg/L的地层水的纯砂岩样品，孔隙中的地层水的纯砂岩样品，孔隙中 100%100%含水时的电阻率含水时的电阻率RoRo与地层水电阻率与地层水电阻率RwRw之比之比 值，即地层因素值，即地层因素FR0/RwR0/Rw为一为一常数常数，且与岩样，且与岩样 的孔隙度、胶结程度和孔隙形状有关，与地层的孔隙度、胶结程度和孔隙形状有关，与地层 水电阻率无关。在以水电阻率无关。在以F F为纵坐标、为纵坐标、为横坐标为横坐

11、标 的双对数坐标上，的双对数坐标上， F- F- 关系基本为一条直线。关系基本为一条直线。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 10 203050100 孔隙度孔隙度% % 1 2 3 5 10 20 地地 层层 因因 素素 F F=F=0.6750.675/ F=F=/ WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 a a、m m对解释结果有着非常重要的影响，而对解释结果有着非常重要的影响，而 且且a a与与m m是互相制约、密切相关的。一般说，是互相制约、密切相关的。一般说， a a 大，大， m m

12、就小；就小；a a小，小， m m就大就大。由于。由于a a与与m m与岩石与岩石 性质、胶结情况、孔隙结构等有密切关系，因性质、胶结情况、孔隙结构等有密切关系，因 此，应根据本地区的岩性来合理选择此，应根据本地区的岩性来合理选择a a与与m m值。值。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 五、电阻增大系数五、电阻增大系数I I与含水饱和度与含水饱和度SwSw的关系的关系 ArchieArchie同样用实验发现，对于同样纯砂岩，在同样用实验发现，对于同样纯砂岩，在 地层水电阻率和孔隙度一定时，岩样的含油饱和度地层水电阻率和孔隙度一定时，岩样的含

13、油饱和度 So=1-SwSo=1-Sw越高，则岩样的电阻率也越高；越高，则岩样的电阻率也越高；含油饱和含油饱和 度越低，则岩样的电阻率也越低。度越低，则岩样的电阻率也越低。 为了消除地层水和孔隙度的影响，采用电阻增为了消除地层水和孔隙度的影响，采用电阻增 大系数大系数I，即，即含油岩石电阻率含油岩石电阻率Rt与该岩石完全含水与该岩石完全含水 时的电阻率时的电阻率R0之比之比I= Rt/ R0。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 在同样岩石中，电阻增大系数在同样岩石中，电阻增大系数I只与岩石含油饱只与岩石含油饱 和度和度So(或或Sw)有关，而

14、与地层水电阻率有关，而与地层水电阻率Rw和岩石和岩石 孔隙度等因素无关。孔隙度等因素无关。 I=Rt/Ro=b/Swn=b/(1-So)n（Archie公式公式2） 在以在以I I为纵坐标、为纵坐标、 SwSw为横坐标的双对数坐标上，为横坐标的双对数坐标上， I I- -SwSw关系基本为一条直线。关系基本为一条直线。 b-b-与岩性有关的系数，常取与岩性有关的系数，常取1 1 n-n-饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取2 2 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 10 2030501

15、00 含水饱和度含水饱和度% % 1 2 3 5 10 20 电电 阻阻 增增 大大 系系 数数 I I=I=0.750.75/Sw/Sw 2 2 I=I=/ /SwSw 9797 70 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 六、六、 ArchieArchie公式及其应用公式及其应用 FR0/Rwa/a/m I=Rt/Ro=Rt/FR0=b/Swn=b/(1-So)n aa与岩性有关的与岩性有关的岩性系数，岩性系数，1.5，与孔隙结构有关，与孔隙结构有关 mm胶结指数，胶结指数，2.5，随胶结程度增加而增大，随

16、胶结程度增加而增大，一般情况下，一般情况下，a=1,m=2a=1,m=2 b-b-与岩性有关的系数，常取与岩性有关的系数，常取1 1 n-n-饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取2 2 岩石有效孔隙度，小数岩石有效孔隙度，小数 R0100%R0100%饱含地层水的岩石电阻率，饱含地层水的岩石电阻率，mm Rw地层水电阻率地层水电阻率，mm WWW.COSL.COM.CN RtRt岩石真电阻率，岩石真电阻率，mm SwSw-岩石含水饱和度，小数岩石含水饱和度，小数 Sh(SoSh(So)-)-岩石含油气饱和度，小数岩石含油气饱和度，小数

17、 F-F-地层因素，它是地层因素，它是100%100%饱含地层水的岩石电阻率饱含地层水的岩石电阻率R0与所含地层水与所含地层水 电阻率电阻率Rw的比值，其大小主要取决于地层孔隙度，且与岩石性质、的比值，其大小主要取决于地层孔隙度，且与岩石性质、 胶结情况和孔隙结构等有关，但与地层水电阻率胶结情况和孔隙结构等有关，但与地层水电阻率Rw无关无关 I-I-电阻增大系数，它是含油气岩石真电阻率电阻增大系数，它是含油气岩石真电阻率Rt与该岩石与该岩石100%100%饱含饱含 地层水时的电阻率地层水时的电阻率R0的比值，其大小基本决定于的比值，其大小基本决定于Sw（Sh） ，但与，但与 地层的孔隙度和地层

18、水电阻率无关地层的孔隙度和地层水电阻率无关 ArchieArchie公式可用于绝大多数常见储集层公式可用于绝大多数常见储集层 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 在目前常用的测井解释关系式中，只有在目前常用的测井解释关系式中，只有ArchieArchie公式最公式最 具有综合性质，它是连接具有综合性质，它是连接孔隙度测井孔隙度测井和和电阻率测井电阻率测井的桥梁，的桥梁， 因而成为测井资料综合定量解释得最基本的关系式。实际因而成为测井资料综合定量解释得最基本的关系式。实际 应用时，一般：应用时

19、，一般： 先用孔隙度测井资料计算地层孔隙度先用孔隙度测井资料计算地层孔隙度，用，用ArchieArchie公式公式 计算地层因素计算地层因素F F； 根据地层真电阻率根据地层真电阻率Rt和地层水电阻率和地层水电阻率RwRw，由，由ArchieArchie公式公式 计算地层含水饱和度计算地层含水饱和度Sw或含油气饱和度或含油气饱和度Sh 。 WWW.COSL.COM.CN 利用利用ArchieArchie公式求地层水电阻率公式求地层水电阻率 FR0/Rwa/a/m I=Rt/Ro=b/Swn RwR R0 0m m/a/a Ro=RtSwn/b R Rw wR Rt tS Sw wn nm m/

20、ab/ab 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 在解释井段内选出岩性均匀、含泥质少、较厚的标准在解释井段内选出岩性均匀、含泥质少、较厚的标准 水层，采用深探测电阻率和孔隙度测井资料，既可用上水层，采用深探测电阻率和孔隙度测井资料，既可用上 式计算出地层水电阻率式计算出地层水电阻率RwRw。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 七、地层水电阻率与化学成分、浓度及温度的关系七、地层水电阻率与化学成分、浓度及温度的关系 如前所述，沉积岩的导电能力主要取决于岩石如前所述，沉积岩的导电能力主要取决于岩石 孔隙中地层水的导电能力，并且岩石

21、的电阻率与孔隙中地层水的导电能力，并且岩石的电阻率与 所含地层水的电阻率成正比，要计算含油气岩石所含地层水的电阻率成正比，要计算含油气岩石 的含油气饱和度，就必须知道地层水电阻率的含油气饱和度，就必须知道地层水电阻率RwRw。 地层水电阻率地层水电阻率RwRw是计算地层含水饱和度是计算地层含水饱和度SwSw或含或含 油气饱和度油气饱和度ShSh的极为重要的参数。的极为重要的参数。RwRw取决于地层水取决于地层水 含盐成分、矿化度和温度。随着地层水矿化度和温含盐成分、矿化度和温度。随着地层水矿化度和温 度的增加，度的增加，RwRw降低。降低。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理

22、测井岩石的导电特性岩石的导电特性 地层水电阻率地层水电阻率Rw的确定方法：的确定方法： 1、用水分析资料确定用水分析资料确定Rw用本井或邻井相同层位用本井或邻井相同层位 的水分析资料确定地层水电阻率是目前确定的水分析资料确定地层水电阻率是目前确定Rw最有最有 效的方法。效的方法。 2、用自然电位计算用自然电位计算适用于地层水中主要含适用于地层水中主要含NaCl 何从何从SP曲线能得到好的静自然电位值。曲线能得到好的静自然电位值。 3、利用利用Archie公式以及相应的交会图确定公式以及相应的交会图确定Rw 4、由地区统计规律确定由地区统计规律确定Rw WWW.COSL.COM.CN 地球物理测

23、井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 八、不同岩性岩层的电阻率八、不同岩性岩层的电阻率 1 1、砂泥岩地层砂泥岩地层：R R砂砂RR泥质砂岩泥质砂岩RR泥岩泥岩 2 2、碳酸岩盐地层碳酸岩盐地层：孔隙性的灰岩与砂岩类似孔隙性的灰岩与砂岩类似, ,含次生孔含次生孔 隙的岩石隙的岩石R R与孔隙的结构、孔隙明显与孔隙的结构、孔隙明显 有关外，还与含油气、泥质含量和地有关外，还与含油气、泥质含量和地 层水的电阻率都有关。层水的电阻率都有关。 3 3、膏盐地层膏盐地层：因为很致密，通常无孔隙存在，所以它的因为很致密，通常无孔隙存在，所以它的 R R很高。很高。 自然电位测井自然电位测井 侧向测井

24、侧向测井 感应测井感应测井 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 自然电位自然电位: : 自然电场产生自然电场产生 的电位的电位. . 应用基础应用基础自然电位与井中岩自然电位与井中岩 层的岩性有密切的关系，能以层的岩性有密切的关系，能以 明显异常明显异常显示渗透层。显示渗透层。 M M测量电极测量电极N N地面电极地面电极 正异常 负异常 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 测量原理：测量原理：由于固定在地面的由于固定在地面的N N电极的电位

25、电极的电位V VN N 是一个恒定值，因此，当是一个恒定值，因此，当测量电极测量电极M M在井中在井中 移动时，电位差计所测得的电位差移动时，电位差计所测得的电位差VVMN MN的变 的变 化，就是井下自然电位的变化，把它记录成化，就是井下自然电位的变化，把它记录成 随井深变化的曲线，即随井深变化的曲线，即自然电位曲线。自然电位曲线。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 一、自然电位的成因一、自然电位的成因 由于泥浆和地层水的由于泥浆和地层水的矿化度矿化度不同，不同， 在钻开岩层后，井壁附近两种不同矿在钻开岩层后，井壁附近两种不同矿 化度的溶液

26、接触产生电化学过程，结果产生电动势造化度的溶液接触产生电化学过程，结果产生电动势造 成自然电场。成自然电场。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 二、自然电位曲线的特点及影响因素二、自然电位曲线的特点及影响因素 1 1、电化学总电动势和自然电流的、电化学总电动势和自然电流的 等效电路等效电路 当井中泥浆滤液与地层水之间当井中泥浆滤液与地层水之间 存在浓度差时，则在泥浆滤液与地存在浓度差时，则在泥浆滤液与地 层水接触面两侧产生扩散电动势层水接触面两侧产生扩散电动势EdEd， 在泥岩井段与砂岩层面间产生扩散在泥岩井段与砂岩层面间产生扩散 吸附电动势

27、吸附电动势EdaEda。井下介质都是导。井下介质都是导 电介质，电动势的存在必然会在井电介质，电动势的存在必然会在井 下介质中产生自然电流和自然电位下介质中产生自然电流和自然电位 场。场。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 自然电流回路等效电路自然电流回路等效电路 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 负异常：当负异常：当C CW W C Cmf mf时 时,SP,SP由泥岩由泥岩 的正电位向砂岩的负电位降低。的正电位向砂岩的负电位降低。 （淡水泥浆淡水泥浆） 测量测量 正异常：当正异常：当C

28、CW W C Cmf mf时 时,SP,SP由泥岩的由泥岩的 负电位向砂岩的正电位升高。负电位向砂岩的正电位升高。 （盐水泥浆盐水泥浆） 测量测量 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井自然电位测井自然电位测井SP 根据理论和实际曲线分析，根据理论和实际曲线分析，SPSP曲线有如下特点：曲线有如下特点： （1 1）当泥浆、地层和上下围岩岩性均匀时，）当泥浆、地层和上下围岩岩性均匀时，SPSP曲线曲线 对称于地层中部；对称于地层中部； （2 2）当）当h h4d4d时，曲线半幅点正对地层界面；时，曲线半幅点正对地层界面； （3 3）当）当C Cw wC Cmf mf, ,渗透性

29、地层出现负异常； 渗透性地层出现负异常； 当当C CW W 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、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。 WWW.COSL.COM.CN 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

30、WWW.COSL.COM.CN 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 RmRm-泥浆电阻率泥浆电阻率 (mud)(mud) RmfRmf-泥浆滤液电阻率泥浆滤液电阻率(mud fluid)(mud fluid) RmcRmc-泥饼电阻率泥饼电阻率 (mud cakes)(mud cakes) RwRw-地层水电阻率地层水电阻率 (water)(water) RxoRxo-冲洗带电阻率冲洗带电阻率 RiRi-侵入带电阻率侵入带电阻率 (invasion)(invasion) RtRt-原状地层电阻率原状地层电阻率 (true)(true) hmchmc-泥饼厚度泥饼厚度 d-d-

31、井的直径井的直径 di di-侵入带直径侵入带直径 相应参数：相应参数： WWW.COSL.COM.CN 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）井眼周围孔隙地层电阻率的径向变化）井眼周围孔隙地层电阻率的径向变化 冲洗带：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 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井普通

32、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 Rmf mf有关。 有关。 WWW.COSL.COM.CN 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/Ro/RmfRmf I=Rxo/Ro=Rxo/FRmf=1/Sw2

33、冲洗带：冲洗带： F F R R0 0/R/Rw w I=I=RtRt/Ro=/Ro=RtRt/FR/FRW W=1/Sw=1/Sw2 2 原状地层：原状地层： RtFRW/Sw2 RXOFRmf/Sxo2 两式相除，根据经验公式两式相除，根据经验公式SxoSxoSwSw1/5 1/5 RXO/RtRmf（1S0）8/5/Rw WWW.COSL.COM.CN 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 d didi 冲洗带冲洗带 侵入带侵入带 泥饼泥饼 di RtRi Rxo Rm Rmc Rt Ri Rxo Rmc R

34、m 增阻泥浆侵入增阻泥浆侵入减阻泥浆侵入减阻泥浆侵入 WWW.COSL.COM.CN 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

35、低侵水层为高侵，油层为低侵）。）。 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 1 1、双侧向测井原理、双侧向测井原理 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 对于屏蔽电极对于屏蔽电极A A2 2A A2 2 ： ： 在深侧向中，把它与在深侧向中，把它与A A1 1A A1 1连在一起作为双屏蔽电极，连在一起作为双屏蔽电极， 流出屏蔽电流；流出屏蔽电流； 在浅侧向中，把它作为屏蔽电极的回路电极。在浅侧向中，把它作为屏蔽电极的回路电极。 两对监督电极的中点即两对监督电极的中点即M M1 1M M2 2的中点的中点O O、M M1 1MM2 2的中点的中点OO 之间的距离之间的距离OOOO称为称为

36、电极矩电极矩。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 WWW.COSL.COM.CN 双侧向测量的是监督电极与双侧向测量的是监督电极与N N之间的电位差，通过电之间的电位差，通过电 位差的变化反映介质电阻率的变化。位差的变化反映介质电阻率的变化。 0 1 I U kRa M = 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 视电阻率视电阻率 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 侵入深时，侵入深时，R RLLD LLD RtRt（RiRi），），R RLLS LLS R RXO XO 侵入浅时，侵入浅时，R RLLD LLD RtRt，R RLLS LLS

37、RiRi 双侧向所反映的径向电阻：双侧向所反映的径向电阻： 浅双侧向电极系由于是柱浅双侧向电极系由于是柱 状电极，回路电极状电极，回路电极B B1 1B B2 2靠近靠近 电极系，使屏蔽电流对主电极系，使屏蔽电流对主 电流的控制能力减弱，致电流的控制能力减弱，致 使主电流流入地层不远处使主电流流入地层不远处 就开始发散，因此探测深就开始发散，因此探测深 度较浅，所测量的结果主度较浅，所测量的结果主 要反映侵入带的电阻率要反映侵入带的电阻率RiRi。 WWW.COSL.COM.CN WWW.COSL.COM.CN WWW.COSL.COM.CN WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物

38、理测井侧向测井侧向测井 3 3、双侧向测井资料的应用、双侧向测井资料的应用 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 （1 1）地层对比）地层对比 岩石名称岩石名称电阻率电阻率矿物名称矿物名称电阻率电阻率 粘土粘土1 12 20000石英石英101012 12 101014 14 页岩页岩1010100100白云母白云母4 4 101011 11 疏松砂岩疏松砂岩2 25050长石长石4 4 101011 11 致密砂岩致密砂岩202010001000石油石油10109 9101016 16 含油气砂岩含油气砂岩2 210001000方解石方解石5 5 1010

39、8 8 5 5 101012 12 泥灰岩泥灰岩5 5500500无水石膏无水石膏10109 9 石灰岩石灰岩60060060006000石墨石墨1010-6 -6 3 3 1010-4 -4 白云岩白云岩505060006000磁铁矿磁铁矿1010-4 -4 3 3 1010-3 -3 硬石膏硬石膏104104106106黄铁矿黄铁矿1010-4 -4 无烟煤无烟煤0.010.011 1黄铜矿黄铜矿1010-3 -3 烟煤烟煤10101000010000石油石油10109 9101016 16 玄武岩、花岗岩玄武岩、花岗岩60060010105 5 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测

40、井地球物理测井侧向测井侧向测井 （3 3）油、气、水层的判别）油、气、水层的判别 深深 浅浅 油气油气 水水 Ra H WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 nm tww RRaS /1 )/(= WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 WWW.COSL.COM.CN 2 2、微球型聚焦测井（、微球型聚焦测井（MSFLMSFL） WWW.COSL.COM.CN 微球型聚焦测井（微球型聚焦测井（MSFLMSFL） 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井

41、 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 WWW.COSL.COM.CN 电阻率测井方法的组合电阻率测井方法的组合 RmfRmfRwRw，油气出现低侵，油气出现低侵，R RXO XO R Ri iR Rt t 水层出现高侵，水层出现高侵，R RXO XO R Ri iR Rt t WWW.COSL.COM.CN 电阻率确定油气水界限电阻率确定油气水界限 WWW.COSL.COM.CN 自然电位测井自然电位测井 侧向测井侧向测井 感应测井感应测井 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测

42、井地球物理测井感应测井感应测井 问题的提出：问题的提出： 对于对于空气空气或或非导电泥浆非导电泥浆钻井，如果想用电极系向钻井，如果想用电极系向 地层注入电流的方法在地层中造成电场，测量地地层注入电流的方法在地层中造成电场，测量地 层的电阻率，事实上是不可能的。层的电阻率，事实上是不可能的。 因此就提出用电磁感应的方法，在地层中建因此就提出用电磁感应的方法，在地层中建 立电场测量地层的导电特性，即感应测井。立电场测量地层的导电特性，即感应测井。 WWW.COSL.COM.CN 地球物理测井地球物理测井感应测井感应测井 WWW.COSL.COM.CN ：角频率：角频率 L4 ISNSN K RRT

43、T 22 = I I：发射电流强度发射电流强度 N NT T 、N NR R ：发射和接收线圈的圈数：发射和接收线圈的圈数 S SR R 、S ST T： ：发射和接收线圈的面积 发射和接收线圈的面积 L L：线圈间的距离（源距）线圈间的距离（源距） ：沉积岩的磁导率，在测量精度：沉积岩的磁导率，在测量精度5%5%内，可认为不变内，可认为不变 由以上可知：由以上可知：K K为常数（仪器常数）为常数（仪器常数） 地球物理测井地球物理测井感应测井感应测井 WWW.COSL.COM.CN 目前电阻率测量主要有两大类：侧向电阻率测井侧向电阻率测井和感应电阻率感应电阻率 测井测井。 侧向电阻率测井的基本

44、工作原理：从发射电极向地层发射电流 ，该电流通过地层后，被接收电极所接收，根据电极之间的电位差 获得地层电阻率。侧向测井的电路模型假设泥浆、侵入带、过渡带 和原状地层等区域的电阻率按串联电路连接，测量的电阻率是这些 电阻率串联效应的综合。 感应电阻率测井的基本工作原理：发射线圈通过固定电流强度 的交流电，形成一个交流磁场进而在地层中感应出次生电流，次生 电流又形成的磁场，由接收线圈所探测。接收线圈接收的感应电动 势与涡流电流大小成正比，涡流大小与介质电导率成正比，从而获 得地层的电阻率。感应测井的电路模型假设泥浆、侵入带、过渡带 和原状地层等区域的电阻率按并联电路连接，测量的电阻率是这些 电阻

45、率并联效应的综合。 WWW.COSL.COM.CN 早期电阻率测井通常根据测量深度不同，提供深电阻率深电阻率（ 对应原状地层电阻率）、浅电阻率浅电阻率（对应过渡带地层电阻率） 和微电阻率微电阻率（对应侵入带地层电阻率）三条曲线。 目前随着技术的发展，推出了高分辨率阵列电阻率测井仪 器，可以提供多条不同探测深度和垂向分辨率的电阻率曲线。 侧向测井：适用于高矿化度盐水泥浆井测量 感应测井：适用于淡水泥浆井、油基泥浆井测量 WWW.COSL.COM.CN 高分辨率感应测井仪（HDIL）是西方ATLAS公司研制的新一代数字阵列感 应测井仪。由一个发射器和7个接收器构成发射、接收系统，每个接收器均由两

46、个对称线圈组成，用于抵消发射接收的直接耦合信号。7个接收器的源距从6 英寸到94英寸按指数规律排列。测井时发射器发射10、30、50、70、90、110、 130、150KHZ 8个频率信号，每个接收器在接收与发射器相位相同的8个频率的 （Real）测量信号的同时，也接收与发射器相位相差90的8个频率的（Quad） 测量信号。因此，对于测量井段的每一个采样深度点，都有112个测量信号与之 对应。地面采集系统，将接收到的大量原始信息，经趋肤校正、环境校正后用 软件聚焦的方式为用户提供6条探测深度分别为10、20、30、60、90、120英寸 的纵向分辨率随探测深度变化而变化的真分辨率电阻率曲线及探测深度保持10、 20、30、60、90、120英寸垂向分辨率分别为1英尺、2英尺、4英尺的18条匹配 电阻率曲线。 WWW.COSL.COM.CN HDIL 适应的测井环境 井眼导电性： 6井眼， Rt/Rm10,000; 8井眼， Rt/Rm2,000; 12井眼， Rt/Rm1,000; 油基泥浆中确定侵入剖面； 大斜度井及水平井中测量效果可靠； 测量大量原始数