测井方法原理龙6微电阻率

1、微电阻率测井Microlog 西安石油大学 地球科学与工程学院赵军龙微电阻率测井 微电阻率测井是指探测深度较浅的一类测井方法，主要是探测储集层冲洗带、侵入带的电阻率。 常用微电阻率测井方法主要包括: 微电极系测井 Minilog 微侧向测井 Microlaterolog 邻近侧向测井 Proximity laterolog 微球形聚焦测井 Microspherically focused log 它们的共同特点是电极距短，电极系极板贴井壁。 微电极系测井是在普通电阻率测井基础上发展起来的一种测井方法。由于它的极距短、因而探测范围小，主要探测侵入带的电阻率。另外，由于极距短，对划分薄岩层的界面有

2、利。 1 微电极系测井(1)微电极系的装置特点 微电极系装置是由仪器主轴和两根或三根弹簧片组成。弹簧片互成1200(三根)或1800(两根)，其中一根弹簧片上装有绝缘板，在绝缘板上成直线排列三个电极(A、M1、M2)。由于电极嵌在绝缘板上，起到阻止泥浆对电流的分流作用，又由于电极紧贴井壁，电流不经泥浆而直接进入井壁附近地层。因此，微电极读数受泥浆的影响小。1 微电极系测井1-仪器主体,2-弹簧片,3-绝缘极板(1)微电极系的装置特点1-仪器主体,2-弹簧片,3-绝缘极板 微电极系三个电极之间距离很小，常用尺寸是A0.025M10.025M2。这三个电极组成一个微梯度电极系A0.025M10.0

3、25M2，一个微电位电极系A0.05M2。 微电位和微梯度电极系的探测深度不同。实验证明，微电位探测范围约为8-10厘米，而微梯度的探测范围约为4-5厘米。因此在渗透层井段，前者所测电阻率主要反映冲洗带电阻率；而后者测量的结果则主要反映泥饼电阻率。1 微电极系测井 进行微电极系测井时，微电位和微梯度是同时测量的。因为微电极系探测范围很小，容易受极板与井壁接触条件的影响，同时测量则可以保证测量条件一致，还可以提高测井效率。 测量时，两条曲线采用同样的横向比例和纵向比例。测速一般是800-1200米/小时。(2)微电极系的测量原理1 微电极系测井 微电极系视电阻率值也是通过测量电位差的大小取得的，

4、其表示式仍为 式中K为微电极系系数，它不能用计算方法求得。因为微电极系电极距很短，电极不能视为点电极。同时，电极系紧贴井壁，电场分布也较复杂。K值要在已知电阻率的水中用实验方法求出。 微电极系的测量结果主要反映紧靠井壁附近地层的电阻率，当然也与电极系类型、绝缘板的形状、井径的大小有关。1 微电极系测井Rxo过渡带冲洗带原状地层RtrRt泥饼泥浆钻头直径井壁(2)微电极系的测量原理 当用微电位和微梯度电极系同时测量同一渗透层井段时,微电位和微梯度的探测深度不同,受泥饼的影响程度不同,使他们测得的视电阻率也不同。在有的井段重合，在有的井段分离；曲线分离叫有幅度差。见图。 当微电位曲线幅度大于微梯度

5、曲线幅度时，称“正幅度差”；当微电位曲线幅度小于微梯度曲线幅度时，称“负幅度差”。庆阳梁19井测井综合解释成果微电位VRNL和微梯度VRMN有时重合,有时分离。(3)微电极系的测井曲线1 微电极系测井 岩层依渗透性可分为渗透层和非渗透层： （1）当岩层为非渗透层时 测得的微电位和微梯度值相等。在微电极系曲线表现为无幅度差或有正、负不定的较小的幅度差。非渗透性的石灰岩和白云岩薄层在微电极系曲线上幅值极高且无幅度差或者具有很小的正、负不定的幅度差。微电极系曲线幅度差产生原因分析该层是夹在砂岩和泥质粉砂岩中的石灰岩薄层。泥岩层1 微电极系测井(3)微电极系的测井曲线 （2）当岩层为渗透性地层时 由于

6、泥浆侵入地层，同时在渗透层井壁上形成泥饼，测量结果Ra主要取决于泥浆侵入带的电阻率Ri、泥饼电阻率Rmc和泥饼的厚度Hmc。 通常泥饼电阻率约为1-3倍的泥浆电阻率，冲洗带电阻率Rxo约为泥饼电阻率Rmc的5陪以上。 因此微梯度电极系的极距比微电位电极系的极距短，因而受泥饼的影响比微电位电极系更大一些。微电极系曲线幅度差产生原因分析薄砂层渗砂层1 微电极系测井(3)微电极系的测井曲线 从理论上分析，当泥饼厚度hmc4厘米时，微梯度电极系测得的Ra值就趋近于Rmc；而对于微电位电极系，hmc8厘米时，其Ra值才趋近于Rmc； 因此，当用微电位和微梯度电极系同时测量同一渗透层井段时，微电位和微梯度

7、的探测深度不同，受泥饼的影响程度不同，使它们测得的视电阻率值也不同，即微电位和微梯度的视电阻率值出现差异，即出现幅度差，幅度差的大小决定于RmcRxo值以及泥饼的厚度。如果微电位的视电阻率值大于微梯度的，这叫出现正幅度差。反之，如微电位的视电阻率值小于微梯度的视电阻率值，叫负幅度差。幅度差法是运用微电极系曲线（将微电位和微梯度曲线重叠在一起）判断渗透性地层的一种有效的方法。 微电极系曲线幅度差产生原因分析1 微电极系测井(3)微电极系的测井曲线(4)微电极系测井资料应用 确定岩层界面 微电极曲线的纵向分辨能力较强，划分薄互层组和薄夹层比较可靠。渗透层的界面可用两条微电极曲线的分离点的深度位置来

8、确定。一般砂泥岩剖面中划分渗透层多以微电极曲线作为主要依据。 1 微电极系测井资料应用有4个方面！庆阳梁19井测井综合解释成果微电位VRNL和微梯度VRMN有时重合,有时分离。(4)微电极系测井资料应用 确定井径扩大井段 在井内，如有井壁坍塌形成的大洞穴或石灰岩的溶洞(当洞穴直径大于微电极系扶正器的直径)时，在这些井段中微电极系的极板悬空，所测视电阻率曲线幅度降低，接近于泥浆电阻率。 确定含油砂岩的有效厚度 在储量计算和储层评价时，常需要确定储层的有效厚度。由于微电极曲线具有划分薄层和区分渗透和非渗透性岩层两大特点，所以利用它将油气层中的非渗透性的致密薄夹层划分出来，并把其厚度从含油气层总厚度

9、中扣除就得到油气层的有效厚度。1 微电极系测井 油气层有效厚度是指在目前经济技术条件下能够产出工业性油气流的油气层实际厚度，即符合油气层标准的储集层厚度扣除不合标准的夹层(如泥质夹层或致密夹层)剩下的厚度。划分岩性和渗透性地层 先将渗透层和非渗透层区分开,再划分岩性和判断岩层的渗透性。 A.含油砂岩和含水砂岩：一般都有明显的幅度差。如果岩性相同，含水砂岩的幅度和幅度差都略低于含油砂岩，砂岩含油性越好，这种差异越明显。这是由于砂岩冲洗带中有残余油存在。如果砂岩含泥质较多，含油性变差，则微电极曲线幅度和幅度差均要降低。 B.泥岩：微电极曲线幅度低，没有幅度差或有很小的正、负不定的幅度差，曲线呈直线

10、状，具有砂泥岩剖面中典型的非渗透性岩层的曲线特征。 C.致密灰岩：微电极曲线幅度特别高，常呈锯齿状，有幅度不大的正或负的幅度差。 D.灰质砂岩：微电极曲线幅度比普通砂岩高，但幅度差比普通砂岩小。 E.生物灰岩：微电极曲线幅度很高，正幅度差特别大。 F.孔隙性、裂缝性石灰岩：微电极曲线幅度比致密石灰岩低得多，一般有明显的正幅度差。 (4)微电极系测井资料应用2 微侧向测井 微侧向测井也是一种聚流测井。为了避免泥饼分流，由微电极测井改进而来。 其电极系由一个点状的主电极A0和以主电极为圆心的三个同心环状电极组成(如图)。最外面的圆环电极A1叫屏蔽电极，位于主电极和屏蔽电极之间的两个圆环电极M1、M

11、2叫监视电极，也叫测量电极。目前常用微侧向电极系为A00.016M10.012M20.012A1。微侧向测井的整个电极系象微电极系一样，镶在一块绝缘极板上，极板靠弹簧压向井壁、贴井壁移动测量。(1)基本原理微侧向与普通微电极系的比较 右图表明微侧向和普通微电极系受泥饼影响不同。泥饼和泥浆薄膜对微侧向测井的影响比微电极系测井小得多。 因为微侧向测井时，电流是聚焦的，电流线主要在水平方向同泥饼相交，所以电流通过泥饼的距离比在岩层中流过的距离小，此外，泥饼电阻率一般要比侵入带电阻率小得多。因此，电流在泥饼中的电压降很小。 而微电极系测井时，供电电极流出的电流中相当一部分通过泥饼，此时，泥饼厚度及极板

12、与井壁接触的好坏对Ra影响就大。 故微侧向受泥饼影响小，能较好地反映冲洗带电阻率(Rxo)的值。(1)基本原理2 微侧向测井 测井时，给主电极A0供电I0，并保持电流I0恒定，对屏蔽电极A1供极性相同的电流I1，用自动控制振荡器调节屏蔽电流I1，使M1和M2电极之间的电位差为零。此时，主电流被聚焦成束状垂直于井壁方向流入地层(如图)。 式中K 微侧向电极系系数，实验求得。 在提升电极系测量时，随电极系周围介质电阻率的改变，I0分布改变，UM1UM2，自动调节I1，使UM1=UM2，测量监视M1(或M2)和参考电极N之间的电位差。由于N电极在无穷远处，UM1NUMl，测得的UMl正比于地层电阻率

13、，从而记录出视电阻率曲线。微侧向的视电阻率表达式为(1)基本原理2 微侧向测井 微侧向测井由于电极系尺寸小，其探测深度较浅，其探测深度约为8厘米，所以测得的结果只反映井壁附近地层的电阻率。 当侵入较深(超过7.5厘米)时，地层电阻率对测量的结果影响不大，微侧向测井只反映侵入带的电阻率。为了减少泥饼影响，求准Rxo，提出了另一种求冲洗带电阻率测井-邻近侧向测井。 微侧向测井探测深度有些浅。(1)基本原理2 微侧向测井 划分薄层。 微侧向主电流层厚度较小，约为4.4cm，它的纵向分层能力较强，可划分出h5cm的薄层。 确定冲洗带电阻率Rxo 冲洗带电阻率是评价地层孔隙度和含水饱和度的重要参数，可利

14、用右图确定Rxo。 虽然微侧向比微电极系受泥饼的影响小一些，但泥饼对微侧向仍有影响。从图可看出，当hmc=0时，Ra=Rxo，当泥饼存在时，Ra随hmc的增大而降低。因此在知道泥饼厚度和泥饼电阻率的条件下，通过图可以确定冲洗带电阻率。(2)微侧向测井资料的应用2 微侧向测井 右图是微梯度和微侧向组合图版： 横坐标为微侧向的视电阻率RMLL与泥饼电阻率Rmc的比值(RMLLRmc) 纵坐标为微梯度视电阻率RML与泥饼电阻率Rmc的比值(RMLRmc) 实线号码是RxoRmc，虚线号码是hmc(mm)，可由该图版同时确定Rxo及Hmc。 由此图版可看出：当hmc10mm时，RMLL受泥饼影响小，此

15、时可认为RMLL=Rxo，通常在盐水泥浆井中，渗透层的泥饼厚度很小，一般不超过10毫米，在这种情况下，使用微侧向测井是有利的。hmc15mm时，由微侧向视电阻率求Rxo误差较大，可将RMLL经图版校正后求出Rxo。(2)微侧向测井资料的应用2 微侧向测井 由于微侧向探测深度较浅，在hmc较大时泥饼影响明显。为了增加探测深度，改进了电极系，建立了邻近侧向测井。邻近侧向受泥饼影响较小，可用于泥浆电阻率较高、泥饼较厚的井中，测量方法与微侧向相似。 邻近侧向测井电极系极板上增加屏蔽电极，而且增大了极板的横截面积。极板中心为主电极A0，主电极之外的第一圈为屏蔽电极A1，然后是附加屏蔽电极A2。它们的横截

16、面积即聚焦能力都比微侧向电极大，因此增强了聚焦能力，增加了探测深度，其探测深度约为15-25cm。 3 邻近侧向测井 (1)基本原理 当侵入带直径大于1m，邻近侧向测井所测视电阻率与侵入带电阻率Rxo差别很小。侵入带直径小于1m时，邻近侧向视电阻率Ra除了受侵入带影响外，还受原状地层的影响。这时，邻近侧向测井的视电阻率不能作为侵入带电阻率。所以，微侧向测井适用于侵入浅的地层，邻近侧向测井适用于侵入深的地层。微侧向主电流分布邻近侧向主电流分布3 邻近侧向测井 (1)基本原理(2)邻近侧向测井资料的应用 邻近侧向测井资料的应用与微侧向相同。 当hmc10mm时，邻近侧向比微侧向测井要好。由于探测深

17、度较大，邻近侧向受泥饼影响小，但随探测深度增大，易受原状地层电阻率Rt的影响。 实验表明： （1）若侵入较深，侵入带直径dilm，且hmc19mm时，可认为Rpl=Rxo；当hmc19mm时，需用泥饼校正图版求Rxo。 （2）当di10mm，带来的误差很大；后者虽然克服了泥饼厚度的影响，但探测深度较大（1m），在一定范围内受原状地层电阻率Rt的影响，只适用于侵入较深的地层，当侵入直径大于lm时，Rt影响才不明显。 微球形聚焦测井既具备了两者的优点，又克服了前两者的缺点，是冲洗带测井系列中较好的方法。它的探测深度近于微侧向测井，但受泥饼的影响小于微侧向，受原状地层的影响又小于邻近侧向测井。 右图

18、是微球形聚焦电极系结构及电流分布图。微球形聚焦电极系的主电极A0呈矩形，其他电极是矩形环状，这些电极都装在极板上。(2)方法原理4 微球形聚焦测井 由A0电极发出主电流Io和屏蔽电流Ia，Io从A0发出流入回路电极B，Ia从A0发出流到屏蔽电极A1。 通过仪器自动调节电流Io和Ia的大小，使监督电极Ml,M2的电位相等，并使参考电极M0与监督电极之间电位差为定值(例如100毫伏)。(恒压法测量)(2)方法原理微球形聚焦测井电极系及其电场分布4 微球形聚焦测井 (2)方法原理4 微球形聚焦测井 当极板对准渗透层时，屏蔽电流主要流经泥饼区域。主电流受屏蔽电流聚焦挤入冲洗带中，但它并不象微侧向测井那样聚焦成窄的电流束，而是通过设计合理的电极系，使电流束的密度在所要探测的冲洗带范围内均匀分布，其等位面状如球形。 由于VM0O为恒定值，因而Io的变化就能反映冲洗带电阻率的变化（测量时记录主电流大小）。另外，Ia大部分通过泥饼，这就使屏蔽电极A1的电位基本依赖于泥饼厚度和泥饼电阻率。因此，测量Ia并知道泥饼电阻率时，就可知道泥饼厚度。o(3)仪器实现WQ85微球形聚焦测井仪仪器外观仪器内部电路4 微球形聚焦测井 划分薄层。 由于I0是以很细的电流束穿过泥饼进入地层，受泥饼影响小，对地层的电阻率变化敏感，对地层的纵向分辨能力强。用RMSFL曲线划分