新双侧向问题探讨1

1、 对双侧向测井仪的几点认识蔡永承（江汉油田测录井工程公司）摘要江汉油田是内陆湖泊相的盐湖沉积，大部分都是盐水泥浆井，双侧向测井比感应测井具有更佳的使用效果。双侧向测井曲线幅度和形状的影响因素很多，电极N、B和电极系对双侧向测井有很大的影响，保障各电极的通断和绝缘良好是确保双侧向测井一次成功率的基本要求。“双轨”现象是可以通过一定的办法进行校正和处理的,建议推广使用强聚焦型双侧向测井仪器。主题词双侧向双轨电极系数强聚焦SomeUnderstandingAboutDualLaterologCaiyongcheng（LoggingandGeologicalloggingengineeringcomp

2、any,jianghanoilfiled）AbstractJiangHanoilfieldisdepositionofsalinelakeinteriorphaseoflake,majorityofallthewellsarethebrinemudwells,theduallaterologhasthebettereffecttioncomparedwiththeinductionlog.Therearemanyinfluencefactorsaboutamplitudeandformofthedoublelaterologcurves,theelectrodeNorBandtheelectr

3、odearrayhavetheverytremendousinfluencetotheduallaterolog,keepingtheelectrodesinpassandinsulationisthefundamentalguaranteetosucceedinloggingdisposably.Thephenomenonofdual-trackmaybeadjustedandprocessedbythecertainmethods.Thesuggestionpromotionusestheduallaterologtoolwithenstrongfocusingmode.Keywordsd

4、uallaterologdual-trackelectrode-efficientStrongfocusing-J前言江汉油田是内陆湖泊相的盐湖沉积，剖面是碎屑岩、化学岩交替出现，在碎屑岩中，有时也含有化学岩，如石膏砂岩、含钙砂岩等。由于是盐湖沉积，地层水矿化度非常高，一般都在200,OOOppm以上。其次，剖面中的化学岩绝大部分都是厚度不等的结晶盐岩，当钻井穿过盐岩层时，盐岩溶于泥浆中，在水层中含高矿化度的水的离子也产生交换，但主要是盐岩溶化，造成泥浆电阻率急剧降低，一般WO.1Q血18,所以本地区大部分都是盐水泥浆井。由于地层水矿化度非常高，储集层中总会有自由水和束缚水存在，困此储集层的电

5、阻率就很低，一般好的纯砂岩水层电阻率（感应测井求得）小于IQm,油层电阻率（感应测井）大部分在2lOQm之间。盐水泥浆钻井造成对油层的低侵状态，使得本地区双侧向测井比感应测井具有更佳的使用效果。双侧向测井曲线形状和幅度的影响因素双侧向测井曲线形状的影响因素为研究井眼、层厚和侵入带对双侧向测井曲线形状的影响，范晓敏等人利用正演模拟技术分别对各种常见情况计算了双侧向曲线，得出以下结论。井眼的影响当井内泥浆与井外媒质电阻率均为定值时，井径大小不同，深浅测响应分裂的程度也不同，井内外媒质电阻率对比度不同，深浅测响应的分裂程度也不同。井径增大使曲线变化趋缓，且幅度降低；泥浆电阻率与地层电阻率反差的增加则

6、使曲线棱角更加分明层厚的影响层厚在1m以下时高侵层无双尖峰现象，2m以上厚层曲线形态变化不大，低侵层厚度4m时，曲线在地层中部开始出现平顶；侵入带厚度较小时，曲线的侵入特征更明显，厚度大时趋于无侵入高阻层的形态；侵入带的影响侵入带厚度较小时，曲线的侵入特征更明显，厚度大时趋于无侵入高阻层的形态,侵入带与地层和围岩的电阻率对比决定曲线的形状和幅度。双侧向测井幅度差的影响因素聂在平等人用有限元素法编制了双侧向测井数值模拟软件，利用该软件对具有轴旋转对称性的典型三层介质模型，在各种不同地层电阻率条件下进行模拟测井，给出了相应的深浅侧向测井响应值的比随各影响因素变化的关系。结论认为在双侧向测井中，正负

7、幅度差是同时存在的，是受多种因素共同影响的。泥浆电阻率的影响RLLd/RLLs随着泥浆电阻率的增长而增大，并且只有当泥浆电阻率不小于地层电阻率时,深侧向测得的视电阻率才会大于浅侧向的值。地层厚度的影响RLLd/RLLs比值，随地层厚度变化曲线上有一个极小点，当地层厚度小于某个值时随着地层厚度的增加而下降，而当地层厚度大于该值时，比值则随着地层厚度的增加而增大。围岩电阻率的影响只有当围岩电阻率大于地层电阻率时.深侧向测得的视电阻率才会大于浅侧向的值oRLLd/RLLs比值随地层厚度变化曲线上有一个极值点，其极性取决于围岩电阻率与目的层的比值，当围岩大于目的层时,为极大值且在极值点的右侧表现为正幅

8、度差,否则为极小值，而且随着地层厚度的增加RLLd/RLLS趋近于1。侵入深度的影响RLLD/RLLs比值随侵入深度的增大而增大,而且曲线存在极值，其极性取决于侵入带电阻率与目的层电阻率的比值，当侵入带电阻率大于目的层时，为极大值且出现正幅度差,否则为负幅度差；另外，在侵入带电阻率大于目的层的条件下，对于某个固定的侵入带电阻率，随着侵入深度的增大,RLLd/RLLs比值先是增加到极大值点而后减小，最终趋于1,而且曲线上的极值点位置主要反映了浅侧向在当前地层条件下的探测深度。对双侧向测井“双轨”现象的认识在非渗透性、无侵入的均质地层（如泥岩）中，不同深度地层的电阻率都为Rt,因此不同探测深度的电

9、阻率测井（如深、浅双侧向）测量的电阻率本应相同，曲线重合，但由于种种原因，它们测量的电阻率不同，曲线不重合，于是出现双线轨迹.这就是“双轨”现象。引起“双轨”现象一般有仪器故障、仪器常数K值变化和环境介质等3个因素。仪器故障引起的“双轨”一般由仪器故障引起的“双轨”是无法校正的，但可以通过消除仪器故障而加以解决。1.1由仪器线性不良而导致的“双轨”当仪器线性不良时，在测低阻和高阻非渗透性地层时便会出现“双轨”。排除方法为检查模拟线路，重点检查各个运算放大器及其周边器件，消除运放的直流失调及放大、选频电路的噪声、自激振荡，可以有效地使仪器线性改善。电极绝缘不良而导致的“双轨”双侧向电极系及马笼头

10、电极系绝缘不良会造成双侧向在高阻非渗透性地层的“双轨”现象，马笼头外壳对10号缆芯的绝缘不良还会造成下井电流的增大。刻度不良导致的“双轨”仪器刻度不良也可以导致“双轨”排除方法为分别适当延长“CAL”、“ZERO”的时间便可以消除这类“双轨”现象。在深井高温情况下，低电阻率地层也容易出现“双轨”。原因是仪器处在非允许的条件下工作。排除方法为：在浅井低温处完成仪器的刻度，关闭下井电流快速下放仪器，等仪器到达指定地层时再给仪器供电测井。仪器与电极系之间的28芯接插件的接触不良，尤其是和电极环连通的有关插针、插座也是导致“双轨”异常的常见原因。在对进行仪器维修、保养时检查28芯的接插性能，使之保持良

11、好的接触。由仪器常数K值变化引起的“双轨”根据k值的定义，影响k值的因素有：电极系的几何尺寸；仪器的聚焦状态；电极系的绝缘程度；测量的电压信号和电流信号的精度。电极系的几何尺寸电极系的几何尺寸在仪器设计时便固定下来在测井过程中是不会发生变化的，这里可以不考虑它的影响。仪器的聚焦状态如果仪器的聚焦程度过强或过弱，仪器处于过聚焦或欠聚焦状态，主电流流过的路径加深或变浅在校验箱工作条件下，需检查和调整仪器增益，以保证仪器在模拟地层上具有足够的精度，使仪器处于最佳聚焦状态。另外，对仪器的温度性能也应有严格的要求，否则，在井下高温条件下，仪器已不是工作在最佳聚焦工作状态，这也可能产生“双轨”现象。电极系

12、的绝缘程度如果电极系的绝缘程度降低，仪器流入地层的电流（主电流或屏蔽电流）被电极分流，使实际进入地层的电流减小，仪器的聚焦作用削弱，从而影响K值和电阻率的测量精度，这是产生“双轨”现象的另一原因。仪器测量的电压信号和电流信号精度下降如果仪器测量的电压信号和电流信号精度下降这在使用时间较久的仪器中也可能发生。主要表现在大、小信号的测量线性较差使测量结果产生“双轨”现象。消除这类现象的方法是检查测量电极是否连接好，测量放大器大、小信号测量线性是否好，如有故障，应加以排除。其它原因引起的“双轨”3.1井眼扩径的影响双侧向的横向测量范围一般为。井眼扩径程度大时，测得的深浅视电阻率均小于正常井眼时的值。

13、浅侧向受到的影响较大。3.2裂缝带的侵入裂缝带倾角的变化对浅侧向的影响不大，而对深侧向的影响很大，使得深浅测井响应曲线在一定角度相交，因而裂缝带的存在及其倾角的变化也会导致深浅测井响应的分裂。有差平衡残存电位差在深测时对视电阻率引起的误差较浅测时大得多，尤其是在井外与井内媒质电阻率对比度较高时，这种趋势更明显，这也就是说残存电位差的存在加大了深浅测响应的分裂，有差平衡也可能导致深浅测响应的分裂围岩电阻率差异大低阻围岩的存在使得深浅测响应均小于无围岩时的响应值，且深测井响应较浅测井响应下降幅度大，加剧深浅测井响应分裂的程度，高阻围岩的存在使深浅测井响应均大于无围岩时的值，浅测井响应增大得更多，因

14、而也使“双轨现象”更为严重“双轨”现象的校正和处理对于由仪器常数K值变化引起的“双轨”现象可用均匀介质的仪器常数对测井曲线进行重新处理，处理后若还有幅度差，说明是地层本身固有的，是由环境介质造成的，接下来的工作就是进行传统的资料处理（井眼校正、围岩校正、侵人校正等）或现代的反演处理确定原状地层的电阻率。近年来随着计算技术、计算机技术的发展，有限元方法、数值计算等方法为求解双侧向在非均质地层中的响应提供了新的思路，并取得了较为理想的效果。电极N、B对双侧向测井的影响1.电极N、B可能发生的故障从双侧向工作原理我们知道：N电极是深、浅侧向电压测量的参考电极，B电极是深侧向主流、屏流的回流电极。双侧

15、向仪室内进行刻度、模拟测井检查时，电极N电极是深、浅侧向电压测量的参考电极，N、B在模拟盒内相互短接，作用只相当于电路上的一个节点，处于仪器结构本身以外的电极N、B与实际测井的回路状态不同，当仪器下放到井里，N、B才会真正地与双侧向仪构成一个完整的测量系统。所以说N、B电极在地面观察仪器时不能够反应其真实的工作状态，给地面故障判断带来了困难。1.1电极N常见故障及对测井的影响由于前运放具有高输入阻抗，因此由电极N接触电阻造成的影响较小。电极N断路时，N上将有一不稳定的悬浮电压，Ml、N之间的电位差将比正常值有所减小，深浅侧向电压测量值vd、Vs减小，从而导致电阻率测量值下降并且处于不稳定状态。

16、电极N在绝缘下降时，井下因漏电干扰的影响，会造成测量数值的下降。尽管电极N可能会受多种因素的影响，但从电压检测原理可以知道，带通滤波器、相敏检波器都有消除干扰、抑制干扰的作用，因此由于绝缘下降而对测井造成的影响，可从电路处理上减小到最低程度。1.2电极B常见故障及对测井的影响电极B接触电阻增大，相当于在双侧向主流回路串接一个额外的电阻，导致电阻率测量值变大。极端情况为电极B断路，理论上主电流开路，表现为深侧向测量值偏高严重甚至饱和，曲线出现突凸平头现象。只有保证电缆外皮在鱼雷头处与加长电极拉力芯之间的绝缘，同时又保证加长电极拉力芯与马笼头金属外壳绝缘，才能使B电级与A2电极保持高的绝缘。电极系

17、拉力芯与A2电极之间绝缘降低，将使深屏流的回路大大缩短，影响对主流的聚集作用，使深主流不能完全深入地层就迅速发散，造成深侧向数值降低，曲线幅度下降。这一现象在高阻层反映非常明显。2.测井时应注意的问题电极N、B对双侧向测井有着重要的影响，在日常的生产准备工作中必须经常检查其接触电阻、绝缘和通断。在双侧向测井过程中，特别注意N电极距离井口要有足够的距离。随着N电极相对A2的距离减小，浅侧向的K值受影响较小，深侧向受影响较大。如以N电极位于无穷远时的K值为标准，则当N距A2的距离为16m和8m时，对应的相对误差分别为3.7和8.3。在野外测井中，当发现侧向测井曲线数值有回零甚至偏负现象，则要重点检

18、查电极N的绝缘。消除漏电干扰的根本措施，就是保证整个测井系统绝缘良好。在测井过程当中，当浅侧向曲线正常，而深侧向曲线出现不正常的高值甚至平头现象时，应重点检查电极B的好坏。另外必须十分注意检查B电极与A2电极的绝缘，以保证双侧向测井成功率。双侧向电极系易出现的问题从几何因子的角度分析，在地层电阻率表达式中，由于增加了电极绝缘电阻的影响，一般使得在均质地层中产生“双轨”，在非均质地层中幅度差异发生变化。对于泥岩层，电阻率一般较低，对绝缘的要求不是很高，但对于一般非渗透性的高阻地层，要求的绝缘就很高，因此双侧向电极系的质量直接影响了测井曲线的质量。2007年4月以前，笔者使用的SCH-1衡功率双侧

19、向测井仪的电极系是重庆石油勘探仪器厂与信息产业部第22研究所联合研制的玻璃钢电极系，存在两个明显的缺点，严重影响了双侧向测井一次成功率和测井曲线质量：1.电极环用铅丝绕制，经测井使用后易锈蚀，一般使用1215井次后就开始出现铅丝断裂甚至电极环毁坏现象，导致A1与A1A1*与A1*之间接触电阻增大或断路。2电极A1*引出线与橡胶棒之间存在密封问题，导致每根电极系最多使用5井次后A1*和A1*绝缘就变坏。2007年5月，我们选用北京环鼎公司的电极系产品，经过12井次的测井使用后，发现存在平衡筒内裸露的碟形簧片易生锈、单向油阀密封性能不好、A1和A1*电极绝缘易损坏等问题，既降低了测井曲线质量，影响了测井一次成功率，又加大了仪器维修工作强度。从2008年开始，笔者尝试利用聚四氟乙烯高温线替代铅丝重新绕制易损坏的重庆电极系，发现不仅电极环绕制速度加快、易于焊接，而且测井效果非常显著。截止到2009年1月底，利用这种工艺改造的两支重庆电极系共测井38口，测井一次成功率为100%，电极环完好无损，有效延长了老电极系的使用寿命，提高了测井时效，减轻了仪修工作强度。结论和建议双侧向测井是一种在单电极系统中联结着深、浅测量装置的集中（聚焦型）型电极系统，由于采用屏蔽电极对供电电流进行聚焦，既具有较高的垂向分