石油工程测井教学-1电法测井 13侧向电阻率测井课件

主讲教师：桑琴

单位：资源与环境学院石油工程测井二0一一年十一月主讲教师：桑琴石油工程测井二0一一年十一岩石电导率（P9）及电阻率测井基础1电阻率测井的分类2普通电阻率测井3双侧向电阻率测井4主要内容微球形聚焦测井5感应测井6成像测井7随钻测井（LWD）8套管井电阻率测井9地层倾角测井或电磁波传播测井10岩石电导率（P9）及电阻率测井基础1电阻率测井的分类普通电阻率测井存在的问题4.双侧向电阻率测井在充满高矿化度盐水泥浆井中针对高阻、薄层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Ra曲线平缓，不能用来分层划界和计算地层的真电阻率。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Ra读数的影响小，在Ra曲线上显示也就不明显；普通电阻率测井存在的问题4.双侧向电阻率测井在充满高矿化解决问题的方法？4.双侧向电阻率测井→聚焦测井（侧向测井LateralLogging）利用同性电流相排斥的原理，使电流聚焦解决问题的方法？4.双侧向电阻率测井→聚焦测井利用同性电流相基本原理根据同性相斥的原理，在供电电极上方和下方装上屏蔽电极。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）流入地层。侧向测井：根据同性电相斥的原理，在主电极的两端通以相同极性的屏蔽电流，使主电流垂直井轴而流入地层测量其电阻率。基本原理根据同性相斥的原理，在供电电极上方和下方装上屏蔽电极聚焦测井的种类按电极系的长短、探测深度大小可分为：1、电极系长的、探测深度大的：三、七、八侧向、双侧向、球形聚焦2、电极系短的、探测深度小的：微侧向、邻近侧向、微球形聚焦位于井中心测量，主要用来测量地层深部电阻率和侵入带电阻率。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。聚焦测井的种类按电极系的长短、探测深度大小可分为：1、电极系电极系结构4.1三侧向测井原理由三个柱状电极组成：主电极A0较短，位于中间；屏蔽电极A1、A2较长，对称排列在A0两端，电极之间用绝缘材料隔开。电极系结构4.1三侧向测井原理由三个柱状电极组成：主电极A测井时如何聚焦？通过调节Is，使A0与A1、A2三个电极的电位相等。A0与A1、A2通以相同极性的电流Io和Is沿纵向的电位梯度为零，确保主电流不沿井轴方向流动。迫使Io电流呈圆盘状沿径向流入地层（减小了井和围岩的影响，提高了纵向分层能力）。主电流环测井时如何聚焦？通过调节Is，使A0与A1、A2三个电极的电测得的视电阻率Ra：

其中：U——电极表面电位（相对于参考电极N）,vI0——主电流强度,AK——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出),m4.1三侧向测井原理接地电阻测得的视电阻率Ra：其中：U——电极表面电位（相对于参考电主电极的接地电阻Rg——指的是从主电极流出的电流，在其经历的地层范围内的电阻。主电极的接地电阻Rg——指的是从主电极流出的电流，在其经历的现场实际使用的三侧向为了进行组合测量，探测侵入带、原状地层的电阻率，现场通常使用深、浅三侧向。浅三侧向——探测深度较浅→探测侵入带电阻率。深三侧向——探测深度较深→探测原状地层电阻率。现场实际使用的三侧向为了进行组合测量，探测侵入带、原状地层的主电流环深三侧向主电流环深三侧向浅三侧向浅三侧向特点——屏蔽电极A1、A2尺寸较短，在A1、A2外又加极性相反的回路电极B1、B2，这样使得A0、A1、A2流出的电流进入地层不远（侵入带）、就流向B1、B2电极浅三侧向浅三侧向特点——屏蔽电极A1、A2尺寸较短，在A1三侧向测井曲线特点三侧向测井视电阻率Ra——曲线对地层中点呈对称形状，视电阻率最大值恰好位于地层中点。三侧向测井曲线特点三侧向测井视电阻率Ra——曲线对地层中点呈当上下围岩的电阻率不相同时，曲线的形状不对称，极大值移向高阻围岩一方。（请思考为什么？）低阻围岩高阻围岩Ra深度H当上下围岩的电阻率不相同时，曲线的形状不对称，极大值移向高阻三侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层三侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层实测三侧向曲线实测三侧向曲线4.2七侧向测井原理由7个体积较小的环状电极组成：

A0—主电极

A1、A2—屏蔽电极

M1与M2、M1′与M2′—两对监督电极电极系以主电极为中心，3对电极对称排列A1与A2等电位，M1与M1′(M2与M2′)等电位→迫使主电流水平地流入地层结构4.2七侧向测井原理由7个体积较小的环状电极组成：电极系以主视电阻率K——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出)视电阻率K——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出)在深七侧向电极系基础上增加了一对回流电极确保主电流I0主要流经侵入带测量侵入带地层电阻率在深七侧向电极系基础上增加了一对回流电极确保主电流I0主要流七侧向测井曲线特点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；高阻层有高的Ra值，低阻层有较低的Ra值；当h≥4d时，曲线半幅点外推半个电极矩的距离为地层界面。七侧向测井曲线特点当上下围岩电阻率相同时，单一地层曲线形状七侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层七侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层比较三侧向和七侧向电阻率测井的异同思考电极的个数聚焦作用的强弱（探测半径）分层的能力比较三侧向和七侧向电阻率测井的异同思考电极的个数聚焦4.3双侧向电阻率测井DualLateralLogging4.3双侧向电阻率测井DualLateralLoggin测量精度较高，动态范围大，适用于高阻碳酸盐岩地层，也适用于低阻砂泥岩地层。是目前油气田应用最广泛的电阻率测井方法之一。4.3双侧向电阻率测井优点：利用三侧向的棒状电极，加强主电流聚焦；采用七侧向的监督电极，控制主电流在井轴上的分流；采用恒功率方式记录，满足电阻率变化范围的需要。测量精度较高，动态范围大，适用于高阻碳酸盐岩地层，也适用于低4.3双侧向测井与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上两个屏蔽电极A1′、A2′。为了增加探测深度，屏蔽电极A1′、A2′不是环状，而是柱状（与三侧向屏蔽电极相同）电极系结构4.3双侧向测井与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上监督电极M1M1′，M2M2′：通过电位差调节保证井眼中没有电流流动；主电极A0

：发出主电流，进入地层；屏蔽电极A1A1′,A2A2′：发出屏蔽电流，与主电流同极性，把主电流挤入地层4.3双侧向电阻率测井测量原理监督电极M1M1′，M2M2′：通过电位差调节保证井眼中没有4.3双侧向电阻率测井测得的视电阻率Ra

其中：UM1——监督电极M1表面电位

I0——主电流强度

k——电极系系数4.3双侧向电阻率测井测得的视电阻率Ra其中：UM1——监深、浅侧向浅侧向——屏蔽电极A1、A2改成了电流的回路电极，因此，探测深度小于深侧向，主要反映侵入带电阻率(0.75m)双侧向测井根据探测深度又分深、浅侧向测井深侧向——由于屏蔽电极加长，测出的视电阻率主要反映原状地层的电阻率(1.8m)深、浅侧向浅侧向——屏蔽电极A1、A2改成了电流的回路电三侧向：0.3m左右纵向分辨率双侧向：0.6m左右七侧向：0.6m左右三侧向：0.3m左右纵向分辨率双侧向：0.6m左右七侧向：0可以得到RLLD和RLLS两条曲线:双侧向视电阻率曲线特征RLLD反映原状地层电阻率；RLLS反映侵入带电阻率。可以得到RLLD和RLLS两条曲线:双侧向视电阻率曲线特征R双侧向视电阻率曲线特征双侧向视电阻率曲线特征分层；识别流体性质；识别裂缝，计算裂缝参数；计算Sw等。双侧向视电阻率曲线应用适合于高阻剖面、高矿化度盐水泥浆条件分层；识别流体性质；识别裂缝，计算裂缝参数；计算Sw油、气层：电阻率较高；水层：电阻率相对较低。油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分被泥浆滤液取代，导致侵入带地层电阻率降低，在双侧向曲线上表现为“正差异”，即RLLD＞RLLS水层：泥浆滤液电阻率一般大于地层水电阻率，深浅双侧向呈“负差异”，即RLLD≤RLLSRm>Rw⑴判断油气水层油、气层：电阻率较高；油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分碎屑岩地层碳酸盐岩地层碎屑岩地层碳酸盐岩地层气层：深浅双侧向“正差异”气层：深浅双侧向“正差异”水层：深浅双侧向“负差异”水层：深浅双侧向“负差异”⑵裂缝识别四川测井研究所水槽模型实验结果：裂缝的产状与深、浅双侧向的“差异”有着直接关系裂缝产状、发育程度不同，双侧向测井的响应也不同高角度（75以上）缝，“正差异”低角度（60以下）缝，“负差异”6075裂缝，差异较小和无差异45裂缝时，“负差异”，且差异幅度最大⑵裂缝识别四川测井研究所水槽模型实验结果：裂缝的产状与深、浅双侧向东山12井：长兴组（23682402m），中子孔隙度接近于0，声波曲线除个别井段有“跳波”现象，而双侧向曲线则在高阻地层背景下出现了一串低阻“尖子”，且为“负差异”，是典型的低角度裂缝发育段。测试结果：获天然气11.3104m3/d实测双侧向裂缝特征（低角度）裂缝储层评价双侧向东山12井：长兴组（23682402m），中子孔隙度双侧向渡1井：（4270m4305m），双侧向明显的“正差异”。射孔测试：获日产天然气44.15104m3/d双侧向渡1井：（4270m4305m），双侧向明显的“正差双侧向大天5井：石炭系上段：深侧向电阻率值在500.m左右，深浅双侧向呈“正差异”；气层。中段：深侧向电阻率值在200500.m左右，深浅双侧向也逐渐由“正差异”、无差异、最后过渡到“负差异”；气水过渡带。下段：深侧向电阻率值在20050.m之间，深浅双侧向呈“负差异”；水层碳酸盐岩地层双侧向大天5井：石炭系碳酸盐岩地层双侧向遂25井：须二上段：气层中段：油水层下段：水层碎屑岩地层双侧向遂25井：须二碎屑岩地层用阿尔奇公式计算含水饱和度Sw

⑶计算地层含水饱和度用阿尔奇公式计算含水饱和度Sw⑶计算地层含水饱和度石油工程测井教学_1电法测井13侧向电阻率测井课件（4）地层对比（4）地层对比石油工程测井教学_1电法测井13侧向电阻率测井课件5.微球形聚焦测井微侧向测井邻近侧向测井球形聚焦测井微球形聚焦测井其他聚焦测井5.微球形聚焦测井微侧向测井邻近侧向测井球形聚焦测井微球形聚Micro-sphericallyFocusedLogging5.微球形聚焦测井(MSFL)Micro-sphericallyFocusedLogg测量冲洗带电阻率Rxo探测深度比微侧向深，比邻近侧向浅，不受泥饼影响，也不受原状地层影响应用最广的微聚焦测井在微侧向、邻近侧向和球形聚焦测井基础上发展起来测量冲洗带电阻率Rxo探测深度比微侧向深，比邻近侧向浅，不受5.1

仪器结构及测量原理主电极A0

主电流I0

参考电极M0

屏蔽电极A1

屏蔽电流Ia

监督电极M1，M2

看书P16.图1-12和图1-13了解电极结构和测量原理（5分钟－－与DLL对比理解）5.1仪器结构及测量原理主电极A0参考电极M0主电极A0辅助电极A1监督电极回路电极主电流I0辅助电流Ia参考电极M0主电极A0辅助电极A1监督电极回路电极主电流I0探测冲洗带电阻率Rxo5.2应用识别流体性质优点：受泥饼、原状地层影响小看P17图1-14探测冲洗带电阻率Rxo5.2应用识别流体性质优点：受泥饼电阻率测井方法组合用不同探测深度的电阻率(或导电率)测井方法，进行径向电阻率测量，综合解释确定：冲洗带电阻率Rxo侵入带电阻率Ri原状地层电阻率Rt侵入直径di现场常用电阻率组合双侧向－微球聚焦双感应－八侧向电阻率测井方法组合用不同探测深度的电阻率(或导电率)测井方法双侧向----微球形聚焦组合测井划分油气水层微球双侧向高角度裂缝的常规测井曲线特征油17.4吨/日气1.7万方/日水14.9方/日双侧向----微球形聚焦组合测井划分油气水层微球双侧向高角度主讲教师：桑琴

单位：资源与环境学院石油工程测井二0一一年十一月主讲教师：桑琴石油工程测井二0一一年十一岩石电导率（P9）及电阻率测井基础1电阻率测井的分类2普通电阻率测井3双侧向电阻率测井4主要内容微球形聚焦测井5感应测井6成像测井7随钻测井（LWD）8套管井电阻率测井9地层倾角测井或电磁波传播测井10岩石电导率（P9）及电阻率测井基础1电阻率测井的分类普通电阻率测井存在的问题4.双侧向电阻率测井在充满高矿化度盐水泥浆井中针对高阻、薄层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Ra曲线平缓，不能用来分层划界和计算地层的真电阻率。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Ra读数的影响小，在Ra曲线上显示也就不明显；普通电阻率测井存在的问题4.双侧向电阻率测井在充满高矿化解决问题的方法？4.双侧向电阻率测井→聚焦测井（侧向测井LateralLogging）利用同性电流相排斥的原理，使电流聚焦解决问题的方法？4.双侧向电阻率测井→聚焦测井利用同性电流相基本原理根据同性相斥的原理，在供电电极上方和下方装上屏蔽电极。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）流入地层。侧向测井：根据同性电相斥的原理，在主电极的两端通以相同极性的屏蔽电流，使主电流垂直井轴而流入地层测量其电阻率。基本原理根据同性相斥的原理，在供电电极上方和下方装上屏蔽电极聚焦测井的种类按电极系的长短、探测深度大小可分为：1、电极系长的、探测深度大的：三、七、八侧向、双侧向、球形聚焦2、电极系短的、探测深度小的：微侧向、邻近侧向、微球形聚焦位于井中心测量，主要用来测量地层深部电阻率和侵入带电阻率。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。聚焦测井的种类按电极系的长短、探测深度大小可分为：1、电极系电极系结构4.1三侧向测井原理由三个柱状电极组成：主电极A0较短，位于中间；屏蔽电极A1、A2较长，对称排列在A0两端，电极之间用绝缘材料隔开。电极系结构4.1三侧向测井原理由三个柱状电极组成：主电极A测井时如何聚焦？通过调节Is，使A0与A1、A2三个电极的电位相等。A0与A1、A2通以相同极性的电流Io和Is沿纵向的电位梯度为零，确保主电流不沿井轴方向流动。迫使Io电流呈圆盘状沿径向流入地层（减小了井和围岩的影响，提高了纵向分层能力）。主电流环测井时如何聚焦？通过调节Is，使A0与A1、A2三个电极的电测得的视电阻率Ra：

其中：U——电极表面电位（相对于参考电极N）,vI0——主电流强度,AK——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出),m4.1三侧向测井原理接地电阻测得的视电阻率Ra：其中：U——电极表面电位（相对于参考电主电极的接地电阻Rg——指的是从主电极流出的电流，在其经历的地层范围内的电阻。主电极的接地电阻Rg——指的是从主电极流出的电流，在其经历的现场实际使用的三侧向为了进行组合测量，探测侵入带、原状地层的电阻率，现场通常使用深、浅三侧向。浅三侧向——探测深度较浅→探测侵入带电阻率。深三侧向——探测深度较深→探测原状地层电阻率。现场实际使用的三侧向为了进行组合测量，探测侵入带、原状地层的主电流环深三侧向主电流环深三侧向浅三侧向浅三侧向特点——屏蔽电极A1、A2尺寸较短，在A1、A2外又加极性相反的回路电极B1、B2，这样使得A0、A1、A2流出的电流进入地层不远（侵入带）、就流向B1、B2电极浅三侧向浅三侧向特点——屏蔽电极A1、A2尺寸较短，在A1三侧向测井曲线特点三侧向测井视电阻率Ra——曲线对地层中点呈对称形状，视电阻率最大值恰好位于地层中点。三侧向测井曲线特点三侧向测井视电阻率Ra——曲线对地层中点呈当上下围岩的电阻率不相同时，曲线的形状不对称，极大值移向高阻围岩一方。（请思考为什么？）低阻围岩高阻围岩Ra深度H当上下围岩的电阻率不相同时，曲线的形状不对称，极大值移向高阻三侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层三侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层实测三侧向曲线实测三侧向曲线4.2七侧向测井原理由7个体积较小的环状电极组成：

A0—主电极

A1、A2—屏蔽电极

M1与M2、M1′与M2′—两对监督电极电极系以主电极为中心，3对电极对称排列A1与A2等电位，M1与M1′(M2与M2′)等电位→迫使主电流水平地流入地层结构4.2七侧向测井原理由7个体积较小的环状电极组成：电极系以主视电阻率K——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出)视电阻率K——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出)在深七侧向电极系基础上增加了一对回流电极确保主电流I0主要流经侵入带测量侵入带地层电阻率在深七侧向电极系基础上增加了一对回流电极确保主电流I0主要流七侧向测井曲线特点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；高阻层有高的Ra值，低阻层有较低的Ra值；当h≥4d时，曲线半幅点外推半个电极矩的距离为地层界面。七侧向测井曲线特点当上下围岩电阻率相同时，单一地层曲线形状七侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层七侧向测井资料应用1.分层2.求Rt3.判断油水层比较三侧向和七侧向电阻率测井的异同思考电极的个数聚焦作用的强弱（探测半径）分层的能力比较三侧向和七侧向电阻率测井的异同思考电极的个数聚焦4.3双侧向电阻率测井DualLateralLogging4.3双侧向电阻率测井DualLateralLoggin测量精度较高，动态范围大，适用于高阻碳酸盐岩地层，也适用于低阻砂泥岩地层。是目前油气田应用最广泛的电阻率测井方法之一。4.3双侧向电阻率测井优点：利用三侧向的棒状电极，加强主电流聚焦；采用七侧向的监督电极，控制主电流在井轴上的分流；采用恒功率方式记录，满足电阻率变化范围的需要。测量精度较高，动态范围大，适用于高阻碳酸盐岩地层，也适用于低4.3双侧向测井与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上两个屏蔽电极A1′、A2′。为了增加探测深度，屏蔽电极A1′、A2′不是环状，而是柱状（与三侧向屏蔽电极相同）电极系结构4.3双侧向测井与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上监督电极M1M1′，M2M2′：通过电位差调节保证井眼中没有电流流动；主电极A0

：发出主电流，进入地层；屏蔽电极A1A1′,A2A2′：发出屏蔽电流，与主电流同极性，把主电流挤入地层4.3双侧向电阻率测井测量原理监督电极M1M1′，M2M2′：通过电位差调节保证井眼中没有4.3双侧向电阻率测井测得的视电阻率Ra

其中：UM1——监督电极M1表面电位

I0——主电流强度

k——电极系系数4.3双侧向电阻率测井测得的视电阻率Ra其中：UM1——监深、浅侧向浅侧向——屏蔽电极A1、A2改成了电流的回路电极，因此，探测深度小于深侧向，主要反映侵入带电阻率(0.75m)双侧向测井根据探测深度又分深、浅侧向测井深侧向——由于屏蔽电极加长，测出的视电阻率主要反映原状地层的电阻率(1.8m)深、浅侧向浅侧向——屏蔽电极A1、A2改成了电流的回路电三侧向：0.3m左右纵向分辨率双侧向：0.6m左右七侧向：0.6m左右三侧向：0.3m左右纵向分辨率双侧向：0.6m左右七侧向：0可以得到RLLD和RLLS两条曲线:双侧向视电阻率曲线特征RLLD反映原状地层电阻率；RLLS反映侵入带电阻率。可以得到RLLD和RLLS两条曲线:双侧向视电阻率曲线特征R双侧向视电阻率曲线特征双侧向视电阻率曲线特征分层；识别流体性质；识别裂缝，计算裂缝参数；计算Sw等。双侧向视电阻率曲线应用适合于高阻剖面、高矿化度盐水泥浆条件分层；识别流体性质；识别裂缝，计算裂缝参数；计算Sw油、气层：电阻率较高；水层：电阻率相对较低。油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分被泥浆滤液取代，导致侵入带地层电阻率降低，在双侧向曲线上表现为“正差异”，即RLLD＞RLLS水层：泥浆滤液电阻率一般大于地层水电阻率，深浅双侧向呈“负差异”，即RLLD≤RLLSRm>Rw⑴判断油气水层油、气层：电阻率较高；油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分碎屑岩地层碳酸盐岩地层碎屑岩地层碳酸盐岩地层气层：深浅双侧向“正差异”气层：深浅双侧向“正差异”水层：深浅双侧向“负差异”水层：深浅双侧向“负差异”⑵裂缝识别四川测井研究所水槽模型实验结果：裂缝的产状与深、浅双侧向的“差异”有着直接关系裂缝产状、发育程度不同，双侧向测井的响应也不同高角度（75以上）缝，“正差异”低角度（60以下）缝，“负差异”6075裂缝，差异较小和无差异45裂缝时，“负差异”，且差异幅度最大⑵裂缝识别四川测井研究所水槽模型实验结果：裂缝的产状与深、浅双侧向东山12井：长兴组（23682402m），中子孔隙度接近于0，声波曲线除个别井段有“跳波”现象，而双侧向曲线则在高阻地层背景下出现了一串低阻“尖子”，且为“负差异”，是典型的低角度裂缝发育段。测试结果：获天然气11.3104m3/d实测双侧向裂缝特征（低角度）裂缝储层评价双侧向东山12井：长兴组（23682402m），中子孔隙度双侧向渡1井：（4270m4305m），双侧向明显的“正差异”。射孔测试：获日产天然气44.15104m3/d双侧向渡1井：（4270m4305m），双侧向明显的“正差双侧向大天5井：石炭系上段：深侧向电阻率值在500.m左右，深浅双侧向呈“正差异”；气层。中段：深侧向电阻率值在200500.m左右，深浅双侧向也逐渐由“正差异”、无差异、最后过渡到“负差异”；气