地球物理测第一章侧向测井

1、 地地 球球 物物 理理 测测 井井第一章第一章 电法测井电法测井（侧向测井）（侧向测井）心胸有多大，事业就有多大心胸有多大，事业就有多大包容有多少，拥有就有多少包容有多少，拥有就有多少地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井问题的提出：问题的提出： 利用电阻率测井资料计算地层的含油气饱和度仍然利用电阻率测井资料计算地层的含油气饱和度仍然是目前最基本的使用方法。这种方法要求精确计算是目前最基本的使用方法。这种方法要求精确计算地层地层电阻率电阻率与与冲洗带电阻率冲洗带电阻率。然而，当井剖面为高阻薄层或。然而，当井剖面为高阻薄层或井内充满高矿化度盐水泥浆时，普通电阻率测井因受井井内充满高矿化度盐水

2、泥浆时，普通电阻率测井因受井眼内泥浆和围岩的影响，很难划分地层界面，确定冲洗眼内泥浆和围岩的影响，很难划分地层界面，确定冲洗带和地层电阻率。带和地层电阻率。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 在高阻薄层剖面，由于电流往低阻围岩和井中流得多，高阻在高阻薄层剖面，由于电流往低阻围岩和井中流得多，高阻层对电流分布影响不大，因而对层对电流分布影响不大，因而对rara读数的影响小，在读数的影响小，在rara曲线上显曲线上显示也就不明显；示也就不明显； 在泥浆矿化度很高时，电流大部分沿井筒流动（流经地层的在泥浆矿化度很高时，电流大部分沿井筒流动（流经地层的电流小，不能反映地层电阻率），测得的电流小，

3、不能反映地层电阻率），测得的rara曲线平缓，不能用来曲线平缓，不能用来分层划界和计算地层的真电阻率。分层划界和计算地层的真电阻率。对于普通电阻率测井：对于普通电阻率测井：以上分析说明，普通电阻率不能很好反映地层电阻率的原因，是以上分析说明，普通电阻率不能很好反映地层电阻率的原因，是供电电流因受围岩和泥浆的影响没有大量流入测量地层所致。供电电流因受围岩和泥浆的影响没有大量流入测量地层所致。产生产生侧向测井或聚焦电流测井侧向测井或聚焦电流测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井基基本本原原理理根据根据同性相斥同性相斥的原理，在供电电极上方和下的原理，在供电电极上方和下方装上屏蔽电极。供电电极

4、叫主电极，流出方装上屏蔽电极。供电电极叫主电极，流出主电流；屏蔽电极流出与主电流同极性的屏主电流；屏蔽电极流出与主电流同极性的屏蔽电流。由于屏蔽电流对主电流的排斥作用，蔽电流。由于屏蔽电流对主电流的排斥作用，主电流被聚焦，只侧向（垂直井轴）流入地主电流被聚焦，只侧向（垂直井轴）流入地层。层。侧向测井侧向测井：根据根据同性电相斥同性电相斥的原理，在主电的原理，在主电极的两端通以极的两端通以相同极性相同极性的屏蔽电流，使主电的屏蔽电流，使主电流流垂直井轴垂直井轴而而流入地层流入地层测量其电阻率。测量其电阻率。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井按电极系的按电极系的长短长短、探测深度探测深度大小

5、可分为：大小可分为：1 1、电极系长的、探测深度大的：、电极系长的、探测深度大的：三、七、八侧向三、七、八侧向、双双侧向、球形聚焦侧向、球形聚焦2 2、电极系短的、探测深度小的：、电极系短的、探测深度小的：微侧向、邻近侧向、微侧向、邻近侧向、微球形聚焦微球形聚焦侧向测井分类侧向测井分类位于井中心测量，主要用来测量地层深部电阻率和侵位于井中心测量，主要用来测量地层深部电阻率和侵入带电阻率入带电阻率.贴井壁测量，主要用来测量井壁附近冲洗带电阻率，贴井壁测量，主要用来测量井壁附近冲洗带电阻率，又称为微电阻率测井又称为微电阻率测井.地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井一、三侧向测井（一、三侧向测井

6、（ll3ll3）三侧向测井分为三侧向测井分为深、浅深、浅三侧向测井两种三侧向测井两种1 1、深、浅三侧向的基本原理、深、浅三侧向的基本原理电极的电极的形状形状：棒状棒状a0a0主电极（主电极（0.15m0.15m）a1a1、2 2屏蔽电极（各屏蔽电极（各1.7m1.7m）n n参考电极参考电极b b回路电极回路电极a1a0a2nba0地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井测井原理：测井原理：测井时：测井时：a0a0通以主电流通以主电流i i0 0（测井过程中不变测井过程中不变） a1a1、a2a2通以与通以与i i0 0极性相同的屏蔽电流极性相同的屏蔽电流iaia，采用自动控制，采用自动控制

7、iaia的方法，使的方法，使i i0 0不变，达到不变，达到v v a0a0 = v = v a1a1 = v = v a2a2，由此迫使主电流呈层状，由此迫使主电流呈层状垂直流入地层。三侧向测井测量的是主电极垂直流入地层。三侧向测井测量的是主电极与与n n电极的电位差电极的电位差 v v。在。在i i0 0不变的情况下，不变的情况下， v v与主电流流经的圆盘介质电阻成正比。与主电流流经的圆盘介质电阻成正比。三侧向测井具有较高的分层能力（可三侧向测井具有较高的分层能力（可划分划分0.3m0.3m地层）和较深的探测深度地层）和较深的探测深度地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井主电极主电极a

8、 a0 0屏蔽电极屏蔽电极a a1 1井下电流井下电流的形状图的形状图三侧向测量电阻率的公式：三侧向测量电阻率的公式：03ll3i k rv式中：式中： v v为主电极与参考电极为主电极与参考电极n n间的电位差间的电位差 i i0 0为主电流强度为主电流强度 k k3 3电极系数，可用实验或者计算公式求得电极系数，可用实验或者计算公式求得接地电阻接地电阻r r0 0：指主电极表面到无限远主电流流经的电阻。：指主电极表面到无限远主电流流经的电阻。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井接地电阻接地电阻计算的公式：计算的公式：r0=rm+ri+rt=电流线电流线原状地层原状地层侵入带侵入带井眼井

9、眼主电极主电极0iv地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井由此可得出以下结论：由此可得出以下结论：高阻层高阻层 r r0 0 r rll3ll3 低阻层低阻层 r r0 0 r rll3ll3ra深深度度h hr rll3ll3是随井身变化的曲线，可以反映地层电阻率的高低。是随井身变化的曲线，可以反映地层电阻率的高低。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井三侧向测井分为：三侧向测井分为：深三侧向和浅三侧向测井深三侧向和浅三侧向测井两者相同处：两者相同处：原理原理两者的区别：两者的区别： 探测深度：深三侧向探测深度：深三侧向大于大于浅三侧向浅三侧向 深三侧向主要反映：深三侧向主要反映：原状地

10、层原状地层的电阻率即的电阻率即rtrt浅三侧向主要反映：浅三侧向主要反映：侵入带（冲洗带）侵入带（冲洗带）地层的电阻率地层的电阻率地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井聚焦作用的聚焦作用的强弱强弱：深三侧向：深三侧向强强，浅三侧向，浅三侧向弱弱地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井110226 . 13 . 07 . 0025. 015. 0025. 07 . 03 . 06 . 1aaaaa110226 . 13 . 07 . 0025. 015. 0025. 07 . 03 . 06 . 1baaab（1 1）、曲线的特点：）、曲线的特点：当当上下围岩的电阻率完全上下围岩的电阻率完全相

11、同时相同时，曲线对称于地层，曲线对称于地层中部，中部，高高阻层对应的阻层对应的r rll3ll3大大，层界面对应于曲线急，层界面对应于曲线急剧变化处，剧变化处， r rll3ll3的极大值的极大值为高阻层的电阻率。为高阻层的电阻率。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井2 2、三侧向曲线的应用、三侧向曲线的应用当上下当上下围岩的电阻率围岩的电阻率不相同不相同时，曲线的时，曲线的形状不对称形状不对称，极大值移向高阻围岩一方。极大值移向高阻围岩一方。 （请思考为什么？请思考为什么？）低阻围岩低阻围岩ra深度深度h地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井（2

12、 2）、）、（3 3）、）、地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井如果如果r rll3ll3深深 rrll3ll3浅浅，称为正差异，为称为正差异，为油气层。油气层。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井微电极微电极三侧向三侧向- sp +- sp +解释结果解释结果油油 气气 层层浅三侧向浅三侧向深三侧向深三侧向深浅三侧向曲线重叠判断油气水层深浅三侧向曲线重叠判断油气水层如果如果r rll3ll3深深 rrll3ll3浅浅，称为，称为负差异，为负差异，为水层。水层。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井微电极微电极三侧向三侧向- sp +- sp

13、+解释结果解释结果水水 层层深三侧向深三侧向浅三侧向浅三侧向地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井二、七侧向测井（二、七侧向测井（ll7ll7）1 1、 深浅七侧向测井的基本原理深浅七侧向测井的基本原理测井时：主电极测井时：主电极a a0 0发出主电流发出主电流，屏蔽电极屏蔽电极a a1 1和和a a1 1 发出同极性的屏蔽电流发出同极性的屏蔽电流，仪器，仪器自动节自动节iaia，使，使v vm1m1=v=vm1m1=v=vm2m2=v=vm2m2 ，迫使，迫使i i0 0呈呈层状垂直井轴而流入地层，测量的是层状垂直井轴而流入地层，测量的是m m1 1（m m1 1 、m m2 2、m m2

14、 2 ）与）与n n电极的电位差。电极的电位差。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井omaiukr1地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井1110222025. 0638. 0112. 0025. 002. 025. 0112. 0638. 0025. 0ammamma111102222025. 05 . 0025. 025. 0083. 0167. 002. 0167. 0083. 025. 0025. 05 . 0025. 0bammammab2 2、 七侧向测井曲线特点七侧向测井曲线特点地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井n当上下围岩电阻

15、率相同时，单一地层曲线形状对地层当上下围岩电阻率相同时，单一地层曲线形状对地层中部对称，否则不对称；中部对称，否则不对称；n高阻层有高的高阻层有高的rara值，低阻层有较低的值，低阻层有较低的rara值；值；n当当h4dh4d时，曲线半幅点外推半个电极矩的距离为地层时，曲线半幅点外推半个电极矩的距离为地层界面。界面。电极的个数（电极的个数（3 3个、个、7 7个）个） 聚焦作用的强弱（聚焦作用的强弱（ll3 ll3 ll7ll7） 探测深度的大小（探测深度的大小（r r三侧向三侧向r r七侧向七侧向） 分层能力（分层能力（rtrt、riri）（）（ll3 ll3 ll7ll7）深浅七侧向的深浅

16、七侧向的与深浅三与深浅三侧向完全相同侧向完全相同判断地层的流体性质判断地层的流体性质 确定地层的电阻率确定地层的电阻率3 3、 七侧向测井与三侧向的异同点七侧向测井与三侧向的异同点地球物理测井地球物理测井存在差异存在差异地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井三、双侧向测井（三、双侧向测井（dlldll）优点：优点：利用三侧向的利用三侧向的棒状电极，加强主电流聚焦棒状电极，加强主电流聚焦；采用七侧向的采用七侧向的监督电极，控制主电流在井轴上的分流监督电极，控制主电流在井轴上的分流；采用采用恒功率方式记录，满足电阻率

17、变化范围的需要恒功率方式记录，满足电阻率变化范围的需要。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之之间的距离间的距离oooo称为称为电

18、极矩电极矩。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井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。01iukram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 rlldlld rt rt（riri），），r rllslls r rxoxo侵入浅时，侵入浅时，r rlldlld rt rt，r rllslls ri ri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

19、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。 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井2222201111130.30.020.020.120.020.020.330.80.220.080.180.180.080.220.8()()a bammammaa b地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井2 2、曲线的

20、特点及影响因素、曲线的特点及影响因素（1 1）、特点）、特点a a、上下围岩相同时、曲线对、上下围岩相同时、曲线对 称于地层中部称于地层中部b b、高阻层、高阻层曲线高值曲线高值低阻层低阻层曲线低值曲线低值地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井c c、地层界面、地层界面曲线半幅点外曲线半幅点外 推半个电极矩推半个电极矩地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井（2 2）、双侧向视电阻率曲线的影响因素及其校正）、双侧向视电阻率曲线的影响因素及其校正井眼（井眼（d d）、侵入带（）、侵入带（didi、riri）、围岩影响（）、围岩影响（h h）rlldgmdrm gidri gtdrmtrllsg

21、msrm gisri gtsrmtg gmdmd、g gidid、g gtdtd分别为泥浆、侵入带、原状地层的深侧向几何分别为泥浆、侵入带、原状地层的深侧向几何因子（因子（ g gtdtd较大较大）g gmsms、g gisis、g gtsts分别为泥浆、侵入带、原状地层的深侧向几分别为泥浆、侵入带、原状地层的深侧向几何因子（何因子（ g gisis较大较大）rtri自自 学学地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井井眼校正井眼校正：（：（p58图图1-54 双侧向井眼校正图版双侧向井眼校正图版）根据双侧向曲线读出某层的根据双侧向曲线读出某层的r rlldlld和和r rllslls，找到，找

22、到r rm m和和d d，算出算出r rlldlld/ r/ rm m和和r rllslls/ r/ rm m，利用图版查找校正系数，利用图版查找校正系数d d、s s。围岩的影响和校正围岩的影响和校正：（：（p58p58图图1-55 1-55 双侧向围岩双侧向围岩层厚校层厚校正图版正图版）用层厚用层厚h h和该层的和该层的r rlldlld和和r rllslls，又用深侧向视电阻率，又用深侧向视电阻率曲线读出围岩曲线读出围岩r rm m，算出，算出r rlldlld/ r/ rm m和和r rllslls/ r/ rm m，利用图，利用图版查找校正系数版查找校正系数d d、s s。地球物理测

23、井地球物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1010121210101414页岩页岩1010100100白云母白云母4 4 10101111疏松砂岩疏松砂岩2 25050长石长石4 4 10101111致密砂岩致密砂岩202010001000石油石油10109 910101616含油气砂岩含油气砂岩2 210001000方解石方解石5 5 10108 8 5 5 10101212泥灰岩泥灰岩5 55

24、00500无水石膏无水石膏10109 9石灰岩石灰岩60060060006000石墨石墨1010-6-63 3 1010-4-4白云岩白云岩505060006000磁铁矿磁铁矿1010-4-43 3 1010-3-3硬石膏硬石膏104104106106黄铁矿黄铁矿1010-4-4地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井（2 2）裂缝识别）裂缝识别地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测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rah地球物理测井地球物

25、理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井大于大于8.m 8.m ，一般小于一般小于5.m5.m、5 58.m8.m之间。之间。 普光普光6 6井测井曲线及数字处理成果图井测井曲线及数字处理成果图 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井普光普光6井测井曲线及数字处理成果图井测井曲线及数字处理成果图 地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井 nmtwwrras/1)/(地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井mfwmdrsfccckc)/()/(mfmdrsfcckc/)/(mdsccc4104

26、mbdccc3102 . 1地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井（6 6）、求地层的真电阻率）、求地层的真电阻率rtrt（p60p60图图1-581-58）对视电阻率进行对视电阻率进行井眼井眼、侵入、层厚校正侵入、层厚校正（用图版）（用图版）rlldcc / rllsccrlldcc / rxodirt / rlldccrt / rxo从该图中从该图中可求出地可求出地层真电阻率层真电阻率自学自学p60p60中例题中例题地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井在使用各种侧向的情况下，权衡的结果认为双侧向在使用各种侧向的情况下，权衡的结果认为双侧向最优越

27、，资料便于对比，使用效果好，目前广泛最优越，资料便于对比，使用效果好，目前广泛使用，尤其是使用，尤其是碳酸盐岩剖面。碳酸盐岩剖面。(7)(7)与微球组合判断可动油气与微球组合判断可动油气r rmsflmsflrrllsllsrrlldlld 有可动油气有可动油气r rmsflmsfl=r=rllslls= r= rlldlld 无可动油气无可动油气注意注意地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井。地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井五、微侧向测井（五、微侧向测井（mllm

28、ll）和邻近侧向测井（）和邻近侧向测井（plpl）问题提出：问题提出：欲求准欲求准r rxoxo微电极：受泥饼厚度的影响大微电极：受泥饼厚度的影响大在盐水泥浆井中几乎不反映井壁附近的在盐水泥浆井中几乎不反映井壁附近的r rxoxo 提出微侧向测井提出微侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井（1 1）微侧向的测量原理）微侧向的测量原理a a、电极系、电极系环状电极环状电极a a0 0 主电极（纽扣电极）主电极（纽扣电极）a a1 1屏蔽电极屏蔽电极m m1 1 m m2 2监督电极监督电极1 1、微侧向测井、微侧向测井1210012. 0012. 0016. 0amma地球物理测井地球

29、物理测井侧向测井侧向测井b b、测井原理、测井原理 （与七侧向相同）与七侧向相同）计算公式：计算公式：iukrmmmll1u un n=0=0由于存在屏蔽电极，使电流在泥饼上的分流减小，探测深度增加由于存在屏蔽电极，使电流在泥饼上的分流减小，探测深度增加（达达8cm8cm) )，主要反映，主要反映r rxoxo，在，在hmc10cmhmc10cm hmc10cm 效果差效果差地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井与微电极相比更能反映与微电极相比更能反映r rxoxo地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井（2 2）微侧向的应用）微侧向的应用b b、求求r rxoxo（图版法图版法）可划分出大

30、于可划分出大于5 5厘米的薄层厘米的薄层hmchmc小于等于小于等于6mm6mmr rxoxo=r=rmllmllhmchmc大于等于大于等于6mm6mm必须进行泥饼校正，得到必须进行泥饼校正，得到r rxoxop54a a、可以划分薄层可以划分薄层思考：如果泥饼厚度大于微侧向的探测范思考：如果泥饼厚度大于微侧向的探测范围，该如何求取围，该如何求取r rxoxo？地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井贴井壁测井，探测半径大于微侧向，在泥饼厚度大的情况下，贴井壁测井，探测半径大于微侧向，在泥饼厚度大的情况下，反映反映r rxoxo。（1 1）、电极系）、电极系a a0 0主电极主电极a a1

31、1屏蔽电极屏蔽电极m m 监督电极监督电极电极的形状：电极的形状：矩形框矩形框2 2、邻近侧向测井、邻近侧向测井地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井，测量，测量主电流主电流i i0 0的变化。的变化。（2 2）测量原理）测量原理计算公式：计算公式：00iukraplpli0a0ma1邻近侧向电流分布示意图邻近侧向电流分布示意图地球物理测井地球物理测井侧向测井侧向测井（3 3）邻近侧向测井曲线的应用）邻近侧向测井曲线的应用与微侧向相同与微侧向相同rplrmlldi di 1m1m，不受原状地层影响，不受原状地层影响，r rplplr rxoxo为了解决微侧向及邻为了解决微侧向及邻近侧向受泥饼及原状近侧向受泥饼及原状地层影响大的缺点地层影响大的缺点微球形聚焦微球形聚焦测井测井