第1章4节侧向测井

第1章

自然电位测井

和电阻率测井§1.4侧向测井Laterolog

§1.4侧向测井概述侧向测井又称聚焦电阻率测井，它是具有一个测量电极和多个屏蔽电极的测井方法。屏蔽电极的作用：使电流呈水平圆盘状流进井眼周围的地层。对于石油勘探开发,评价油层含油性、计算含油饱和度需要精确的地层电阻率。在盐水泥浆情况下，普通电阻率测井过程中泥浆会产生分流，因而不能得到精确的地层电阻率；高阻屏蔽使普通电阻率测井无法进行。所以，发展了侧向测井方法。

1、发展侧向测井的原因相同点：从数学和物理学角度看，侧向测井和普通视电阻率一样，都属于稳定电流场问题，满足相同的关系式。

不同点：供电方式不一样。2、侧向测井和普通视电阻率的异同按电极系结构特点和电极系数目的不同，侧向测井可以分为:三侧向（LL3）七侧向（LL7）八侧向（LL8）双侧向（DLL），等等。3、侧向测井的分类一、三侧向测井基本原理1、原理主供电电极两侧分别加一个屏蔽电极，并供以相同极性和大小的电流，使屏蔽电极电位与主电极的相等，迫使主电极电流不能在井眼中上下流动，只能近似水平地流进地层。2、电极系

三侧向电极系是一个被绝缘物质分成三段的金属圆柱体,中间为主电极A0,两侧分别为屏蔽电极A1、A2。电极A1、A2用导线连接在一起，保持等电位。主电极的电流I0被屏蔽电极的电流I1、I2所屏蔽，近似成水平状进入地层。A0主电极，A1、A2屏蔽电极位于两侧，它们短路相接。回路电极B置远处测井过程中，主电极A0和A1、A2供以同一极性电流，并使它们之间保持恒定电位

3、视电阻率根据测量的电位和主电极电流计算出

。4、接地电阻

是主电极的接地电阻，表示主电极电流由主电流到回路电极所经过的介质的电阻，即

由于反映主电极的接地电阻，所以三侧向测井也被称作屏蔽电极测井或屏蔽接地电阻法测井。

5、几何因子

几何因子指与介质空间位置、体积和形状等几何因素有关的各种影响因素的总和。主电流经过的整个空间的几何因子看作是1，这样空间各部分对电阻率的贡献，可以看作是各部分几何因子与其电阻率两部分影响的总和：、、分别为泥浆、侵入带和原状地层的几何因子。对于侧向测井，一般称为近似几何因子或假几何因子。主电流流过的介质以及其等效电路2、探测深度改变屏蔽电极长度、B电极位置，可组成不同探测深度的三侧向电极系。B放置于无穷远时，为深三侧向电极系；B电极分成两个，分别置于靠近A1、A2的地方，则为浅三侧向电极系。(a)深三侧向电极系(b)浅三侧向电极系3.000.0250.0250.150.0890.0890.150.0250.0250.40.40.20.21.11.1三、三侧向测井的影响因素1、电极系参数的影响(1)电极系长度LL越大，聚焦能力好。(2)主电极长度L0主电极长度决定于电流片的厚度，L0越小，分层能力强。(3)电极系直径直径小，电极系到井壁之间泥浆层厚度大，受泥浆影响大。2、井眼以及地层参数的影响

(1)井眼直径和泥浆井眼小、且含盐水泥浆，其几何因子和都小，影响可以忽略。井眼扩大，泥浆范围扩大，电流散开，接地电阻降低，则降低；井眼扩大是不利因素。(2)层厚和围岩当>时，围岩分流作用，使电流线散开，使Ra降低；当＜时，屏蔽作用，使电流线扩散面积减小，电阻值增大，因而增大。(3)侵入带影响侵入越深，电极系聚焦能力越差。四、三侧向测井曲线形态单一高阻层的电阻率曲线(1)上下围岩一致时，曲线中心对称，对高阻层上升，层愈厚，电阻越高；(2)上下围岩不一致时，曲线不对称，极大值向高阻围岩一方；(3)h＞4d时，极值不变，曲线对称；h变薄，地层中心出现峰值；(4)曲线分层能力强，特别对薄层，分层能力取决于L0长度,A0长度取决于电流层的厚度。五、三侧向测井的应用1、划分岩性剖面

LL3受井眼、层厚、邻层影响小，分层能力较强，是划分不同电阻率地层最好方法之一。地层界面划在曲线开始急剧变化的位置。2、判断油、水层

由于LL3系泥浆侵入油层，而油、水层的泥浆侵入性质不同，油层多为减阻侵入，水层多为增阻侵入LLd、LLs重迭比较法判断油水层。深侧向值＞浅侧向值为油层；反之为水层。3、求地层真电阻率Rt五、三侧向测井小结1、三侧向是一种聚焦电阻率测井法，适合于解决高矿化度泥浆和高阻薄层的测井问题。2、电极系三个柱状金属电极组成，测井时，自动调节主电流强度使其值恒定，屏蔽电流使主电流聚焦，水平流入地层，测任一电极的电位。LL3测得的Ra正比于主电极的接地电阻ro。由于主电流水平流入地层，围岩影响小分层能力强，主电流经过泥浆、侵入带和地层，所以Ra受泥浆、侵入带和地层电阻的影响。在高矿化度泥浆井中，泥浆侵入带的电阻率很小，主要是反映地层的电阻率，在淡水泥浆增阻侵入时Ra受Ri影响很大。3、用三侧向测井可以计算得到Rt。§1.4.2七侧向测井（LL7）与LL3一致，电极系结构上略有不同：由七个金属电极组成。1、电极结构主电极A0和三对分布在A0两侧的A1A2、M1M2、M1’M2’。两对监督电极分别短路相接。2、测量原理测量时A0供以I0恒定，A1、A2通以同极性但强度可以调节的电流I1。调节I1、保持M1M1’、M2M2’等电位。M1、M1’电极间电位不等时，自动调节A1、A2。测量M或N与无限远处电极之间电位差V,根据公式计算出Ra。3、探测深度和三测向一样，将B电极放在不同的位置可以得到深、浅两种探测深度的测量结果。一、基本原理浅七侧向电极系深七侧向电极系二、七侧向测井视电阻率曲线的特点1、对着高阻层，视电阻率为高值；2、用曲线的拐点确定地层界面时，得到的地层厚度将比实际厚度小一个电极距。三、七侧向测井小结1、与三侧向一样，七侧向也是一种聚焦电阻率测井法，其极系特点是七个电极，以主电极为中心，两对监督电极，一对屏蔽电极上下对称分布，测井时自动调节屏蔽电流强度，使主电流聚焦，并水平地进入地层；2、七侧向记录的是任一监督电极的电位，该电位大小与地层电阻率有关，所以七侧向测井曲线反映地层电阻率变化情况与三侧向一样；3、七侧向受围岩、泥浆的影响也很小，分层能力强，但受侵入带影响大，在高矿化度泥浆井中使用效果最好，用于求地层真电阻率；4、与三侧向比较，七侧向分层能力不如三侧向高，主要是由于三侧向的电流层厚度约0.3m比七侧向电流层度(约0.8m)小，受井眼影响大。七测向的探测深度略大于三侧向。1、双侧向测井原理1.1电极系结构(1)双侧向测井是在三侧向和七侧向的基础上发展起来的；(2)电极系排列与七侧向非常相似，在七侧向的基础上增加了两个屏蔽电极A1’和A2’；(3)另外,A1’和A2’的形状与三侧向的屏蔽电极相似，不是环状而是柱状。双侧向吸取了三侧向和七侧向优点，它的探测深度和分层能力均优于三、七侧向，可用来划分地层剖面，求取地层电阻率Rt，定性判断含油性。§1.4.3双侧向测井（DLL）1.2测量原理

(1)M1

、M2(M1’

、M2’)为测量电极，A1、A2(A1’

、A2’)为屏蔽电极，发出与I0极性相同的屏蔽电流Is。屏蔽电极的不同组合可以完成深、浅侧向测井。(2)进行深侧向测井时，A1、A2合并为上屏蔽电极，A1’

、A2’合并为下屏蔽电极，得到深侧向视电阻率曲线Rlld；(3)进行浅侧向测井时，A1、A1’合并为屏蔽电极，极性与A0相同，A2

、A2’为回路电极，极性与A0相反,得到深侧向视电阻率曲线Rlls；(4)双侧向测井适用于电阻率高和侵入深的地层，但仍然受钻井液滤液和围岩的影响，其纵向分辨率为24英寸。(5)双侧向测井常常和自然伽马测井或自然电位测井组合进行测量。1.3深侧向电流分布图(图右半部分)，测量值反映原状地层电阻率Rt。1.4浅侧向电流分布图(图左半部分)，测量值反映侵入带电阻率Ri。2、双侧向测井曲线以及影响因素2.1理想双侧向测井曲线在上下围岩相同时，视电阻率曲线对称于地层中部，在地层的上下界面附近也出现两个小尖，随着层厚增加这两个小尖也就逐渐消失；对于高阻厚层的中部视电阻率值最高，且曲线较平直、变化不大。2.2双侧向测井实例2.2双侧向测井的影响因素以及校正(1)井眼影响(2)围岩影响(3)侵入影响3、双侧向测井资料的应用3.1确定地层真电阻率3.2划分岩性剖面3.3快速直观区分油、气、水层3.4识别裂缝八侧向在设计上与七侧向类似，源距较小、回路电极很近。其探测深度较浅，纵向分辨率为14英寸，测量冲洗带电阻率Rxo。八侧向常常与双感应测井组合测量。§1.4.4八侧向测井（LL8）双侧向和三侧向、七侧向测井方法的比较1、探测深度双侧向中深侧向的探测深度比三、七侧向的要深；三、七侧向的深测深度很近似，七侧向的略高于三侧向的。

2．纵向分层能力三侧向测井的纵向分层能力是较好的，能清楚反映厚度在0.4～0.5m以上的地层电阻率变化。七侧向测井分层能力略低于三侧向测井;双侧向测井的分层能力与七侧向的相同。3、影响因素3.1三侧