第三章侧向测井

1、 在高矿化度钻井液和高阻地层的井中，在高矿化度钻井液和高阻地层的井中，由普通电极系的供电电极流出的电流，几乎由普通电极系的供电电极流出的电流，几乎全部在井眼内、低阻围岩中流动，很少流入全部在井眼内、低阻围岩中流动，很少流入到目的地层。因此普通电阻测井的视电阻率到目的地层。因此普通电阻测井的视电阻率曲线变化平缓，很难反映地层电阻率的变化，曲线变化平缓，很难反映地层电阻率的变化，为了减少钻井液的分流作用和低阻围岩的影为了减少钻井液的分流作用和低阻围岩的影响，提出具有聚焦功能的侧向测井响，提出具有聚焦功能的侧向测井 根据三侧向电极系的结构特点，可以把三侧向分根据三侧向电极系的结构特点，可以把三侧向分

2、为深三侧向和浅三侧向两类三侧向电极系为深三侧向和浅三侧向两类三侧向电极系1、深三侧向电极系、深三侧向电极系深三侧向电极系如图，由三深三侧向电极系如图，由三个圆柱状的金属电极组成，个圆柱状的金属电极组成，电极之间用绝缘片隔开，中电极之间用绝缘片隔开，中间为主电极间为主电极A0，上下对称分，上下对称分布的电极为屏蔽电极布的电极为屏蔽电极A1、A2，对比电极对比电极N和回路电极和回路电极B位于位于电极系上方较远处，电极系电极系上方较远处，电极系在井内，为了提高其探测深在井内，为了提高其探测深度，要求屏蔽电极度，要求屏蔽电极A1、 A2较较长长 深、浅三侧向电极系的电极距均等于两个屏蔽电极与主深、浅三

3、侧向电极系的电极距均等于两个屏蔽电极与主电极间的缝隙中点的距离，记录点为主电极中点电极间的缝隙中点的距离，记录点为主电极中点2、浅三侧向电极系、浅三侧向电极系浅三侧向电极系结构如图所浅三侧向电极系结构如图所示，由示，由5个圆柱状的金属电极个圆柱状的金属电极组成，电极之间有绝缘片隔组成，电极之间有绝缘片隔开。中间为主电极开。中间为主电极A0，上下上下对称分布的电极为屏蔽电极对称分布的电极为屏蔽电极系系A1、A2，及回路电极，及回路电极B1、B2，对比电极，对比电极N位于电极系位于电极系上方较远处，与深三侧向电上方较远处，与深三侧向电极系不同，屏蔽电极极系不同，屏蔽电极A1、A2较短，回路电极较短

4、，回路电极B1、B2距主距主电极电极A0较近较近。 二、二、 三侧向电极系的测量原理三侧向电极系的测量原理 深、浅三侧向的测量原理基本相同。均采深、浅三侧向的测量原理基本相同。均采用恒流法测量，即在测量过程中，主电极发用恒流法测量，即在测量过程中，主电极发出的电流出的电流I0保持不变。另外，在保证主电极产保持不变。另外，在保证主电极产生的电场分布在有限范围内，要求屏蔽电极生的电场分布在有限范围内，要求屏蔽电极发出的电流与主电极的极性相同。在测量过发出的电流与主电极的极性相同。在测量过程中，保证主电极与两个屏蔽电极的电位相程中，保证主电极与两个屏蔽电极的电位相等，通过调节屏蔽电极的电流以满足这一

5、条等，通过调节屏蔽电极的电流以满足这一条件。测量过程中，随仪器周围介质导电性的件。测量过程中，随仪器周围介质导电性的变化，电位相等的局面将被打破，通过不变化，电位相等的局面将被打破，通过不断调节屏蔽电流的大小，以保证此条件的成立。断调节屏蔽电流的大小，以保证此条件的成立。测量的视电阻率为：测量的视电阻率为：oarKIUKR0其中：其中：U为主电极的电位值；为主电极的电位值；I0为主电流为主电流三、三、 深、浅三侧向曲线特点及应用深、浅三侧向曲线特点及应用1、 深、浅三侧向曲线特点深、浅三侧向曲线特点 1）当上下围岩的电阻率相同时，三侧向曲线）当上下围岩的电阻率相同时，三侧向曲线 关于地层中心对

6、称。关于地层中心对称。 2）、随地层厚度的减小，围岩电阻率对视电阻）、随地层厚度的减小，围岩电阻率对视电阻率的影响增加。若围岩电阻率小于地层电阻率，则率的影响增加。若围岩电阻率小于地层电阻率，则视电阻率小于地层电阻率；反之，若围岩电阻率大视电阻率小于地层电阻率；反之，若围岩电阻率大于地层电阻率。则视电阻率大于地层电阻率。在这于地层电阻率。则视电阻率大于地层电阻率。在这两种情况下，二者差异随地层厚度的减小而增加。两种情况下，二者差异随地层厚度的减小而增加。 3）井内流体电阻率的影响减小。）井内流体电阻率的影响减小。 读取数据的方法。取地层中点的视电阻率值或取读取数据的方法。取地层中点的视电阻率值

7、或取地层中部的几何平均值。地层中部的几何平均值。 深三侧向视电阻率曲线主要反映原状地层的电深三侧向视电阻率曲线主要反映原状地层的电阻率，浅三侧向视电阻率主要反映侵入带电阻率。阻率，浅三侧向视电阻率主要反映侵入带电阻率。2、深、浅三侧向测井曲线的应用。、深、浅三侧向测井曲线的应用。 1）、影响因素）、影响因素 与普通电阻率测井类似，深、浅侧向测井测量与普通电阻率测井类似，深、浅侧向测井测量结果也是地层视电阻率，与地层电阻率有一定差结果也是地层视电阻率，与地层电阻率有一定差异，为了利用三侧向视电阻率确定地层的真电阻异，为了利用三侧向视电阻率确定地层的真电阻率，需要考虑三侧向电阻率的影响因素。率，需

8、要考虑三侧向电阻率的影响因素。 根据测量原理及测量环境，可把影响因素归结根据测量原理及测量环境，可把影响因素归结为井眼（井眼尺寸、井内介质的电阻率）、围岩为井眼（井眼尺寸、井内介质的电阻率）、围岩-层厚（围岩电阻率、地层厚度）、侵入（侵入特层厚（围岩电阻率、地层厚度）、侵入（侵入特征，侵入半径）。应用图版或相应的计算公式，征，侵入半径）。应用图版或相应的计算公式，深三侧向井眼校正图版深三侧向井眼校正图版 2）应用）应用 A、划分岩性剖面、划分岩性剖面：由于电极距较小，三侧向：由于电极距较小，三侧向测井曲线的纵向分层能力强，适于划分薄层。测井曲线的纵向分层能力强，适于划分薄层。 B、 判断油水层

9、判断油水层：将深浅三侧向曲线重叠绘制，：将深浅三侧向曲线重叠绘制，在渗透层出现幅度差。在渗透层出现幅度差。 当当RmfRw时，在油层层段。深三侧向读数时，在油层层段。深三侧向读数大于浅三侧向读数，含油饱和度越高，差异越大，大于浅三侧向读数，含油饱和度越高，差异越大，为泥浆低侵；在水层层段，深三侧向读数小于浅为泥浆低侵；在水层层段，深三侧向读数小于浅三侧向读数，含水饱和度越高，差异越大，为泥三侧向读数，含水饱和度越高，差异越大，为泥浆高侵。浆高侵。当当RmfRw时，在油层段，时，在油层段，深双侧向读数大于浅双侧向读数，含油饱和度越深双侧向读数大于浅双侧向读数，含油饱和度越大，差异越大，为泥浆低侵

10、；在水层层段，深双大，差异越大，为泥浆低侵；在水层层段，深双侧向读数小于浅双侧向读数，含水饱和度越高，侧向读数小于浅双侧向读数，含水饱和度越高，差异越大，为泥浆高侵。当差异越大，为泥浆高侵。当RmfRw时，无论是时，无论是油层，还是水层，均为泥浆低侵，但此时油层的油层，还是水层，均为泥浆低侵，但此时油层的视电阻率高于水层，且幅度差比水层的幅度差大。视电阻率高于水层，且幅度差比水层的幅度差大。 微球形聚焦电极系微球形聚焦电极系的结构如图。电极系的结构如图。电极系包括片状的主电极包括片状的主电极A0、矩形框的测量电极矩形框的测量电极M0.辅助电极辅助电极A1、监督电、监督电极极M1、M2，各电极均

11、，各电极均嵌在极板上。回路电嵌在极板上。回路电极极B设置在仪器外壳设置在仪器外壳上或极板支撑架上，上或极板支撑架上，电极系贴井壁测量电极系贴井壁测量一、微球形聚焦电极系一、微球形聚焦电极系二、测量原理二、测量原理 采用恒压法测量。测采用恒压法测量。测量时，测量电极与两个监量时，测量电极与两个监督电极中点的电位差为一督电极中点的电位差为一给定值给定值Vref。主电极发出。主电极发出的电流分为两部分，一部的电流分为两部分，一部分与辅助电极形成回路叫分与辅助电极形成回路叫辅助辅助Ia，主要分布在泥饼，主要分布在泥饼中；另一部分与回路电极中；另一部分与回路电极形成回路，叫主电流形成回路，叫主电流I0，

12、主要分布在冲洗带中，两主要分布在冲洗带中，两个监督电极的电位相等。个监督电极的电位相等。 当电极系周围介质的电阻率变化时，电当电极系周围介质的电阻率变化时，电场分布随之改变，场分布随之改变，Um0oVref 调节调节Ia的的大小，使大小，使Um0o=Vref ，同时，随电场改变， UM1M2 0，此时，调节，此时，调节I0的大小，的大小，使使UM1M2 =0，由下式即可确定微球形聚，由下式即可确定微球形聚焦测量的视电阻率：焦测量的视电阻率：00IOUMKRMSFL其中：其中：I0主电流；主电流； K微球形聚焦电极系系数；微球形聚焦电极系系数； UM0O测量电极与监督电极中点测量电极与监督电极中

13、点的电位差的电位差三、资料应用三、资料应用 根据微球形聚焦电极系的电场分布特点根据微球形聚焦电极系的电场分布特点及测量原理不难看出，其测量结果直接反映及测量原理不难看出，其测量结果直接反映冲洗带电阻率冲洗带电阻率1、划分薄层、划分薄层 由于由于I0是以很细的电流束穿过泥饼进入地是以很细的电流束穿过泥饼进入地层的，受泥饼影响小，对地层电阻率变化十层的，受泥饼影响小，对地层电阻率变化十分敏感，在岩层界面处有明显变化，因此，分敏感，在岩层界面处有明显变化，因此，适于划分薄层。适于划分薄层。2、确定冲洗带电阻率、确定冲洗带电阻率Rxo 当泥饼厚度在当泥饼厚度在3.8119.1mm的范围内，的范围内，且

14、且RMSFL/RXO20时，可以认为时，可以认为RMSFL=RXO; 只有当泥饼厚度大于只有当泥饼厚度大于19.1mm，且，且RMSFL/RXO20时，应对时，应对RMSFL进行泥饼校正，进行泥饼校正，从而得到从而得到RXO3、 与其他深电阻率曲线重叠，判断储层孔与其他深电阻率曲线重叠，判断储层孔隙流体性质隙流体性质1、侧向测井电极系的特点及测量原理。、侧向测井电极系的特点及测量原理。2、渗透性地层深浅三侧向、深浅双侧向测、渗透性地层深浅三侧向、深浅双侧向测井曲线的特点：井曲线的特点： 1）泥浆高侵剖面，浅三侧向电阻率大于）泥浆高侵剖面，浅三侧向电阻率大于深三侧向电阻率；浅双侧向电阻率大于深双深三侧向电阻率；浅双侧向电阻率大于深双侧向电阻率。常见于淡水泥浆钻井的水层。侧向电阻率。常见于淡水泥浆钻井的水层。 2）泥浆低侵剖面，浅三侧向电阻率小于）泥浆低侵剖面