第三章 侧向测井课件

普通电阻率测井仪在井内产生的电场为发散的直流电场，当井内泥浆的矿化度高或井剖面为高阻地层时，井的分流作用大，测量结果既不能反映岩性变化，也不能反映地层电阻率。为解决这一问题，提出了聚焦测井，即侧向测井。

第三章侧向测井2023/2/41测井方法

根据三侧向电极系的结构特点，可以把三侧向分为深三侧向和浅三侧向两类三侧向电极系。一、三侧向电极系的结构及特点1、深三侧向电极系深三侧向电极系的结构如图3-1a所示。由三个圆柱状的金属电极组成，电极之间有绝缘片隔开。中间为主电极Ao，上下对称分布的电极为屏蔽电极A1、A2，对比电极N和回路电极B位于电极系上方较远处，电极系在井内的第一节三侧向测井2023/2/42测井方法

工作状态及电流分布如图3-2所示。为了提高其探测深度，要求屏蔽电极A1、A2较长。2、浅三侧向电极系浅三侧向电极系的结构如图3-1b所示。由五个圆柱状的金属电极组成，电极之间有绝缘片隔开。中间为主电极Ao，上下对称分布的电极为屏蔽电极A1、A2，及回路电极B1、B2，对比电极N位于电极系上方较远处，电极系在井内的工作状态及电流分布如图3-3所示。2023/2/43测井方法与深三侧向电极系不同的是，由于要求其探测深度比较浅，所以，屏蔽电极A1、A2较短，回路电极B1、B2距主电极Ao较近。深、浅三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。2023/2/44测井方法图3-1

三侧向电极系结构（a）深三侧向电极系

(b)浅三侧向电极系

2023/2/45测井方法图3-2

深浅三侧向测井的电流分布

2023/2/46测井方法二、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。均采用恒流法测量，即在测量过程中，主电极发出的电流Io保持不变。另外，为保证主电极产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电流的极性相同。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变化，电位2023/2/47测井方法

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。测量的

视电阻率为：其中：△U为主电极的电位值；

为主电流；K为电极系系数，与电极系的结构及尺寸有关。2023/2/48测井方法三、深、浅三侧向曲线特点及应用1、深、浅三侧向曲线特点

1)、当上下围岩的电阻率相同时，三侧向测井曲线关于地层中心对称,如图3-3所示。2)、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。在这两种情况下，二者差异均随地层厚度的减小而增加。2023/2/49测井方法

图3-3、单一高阻深三侧向视电阻率曲线2023/2/410测井方法3)、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阻率；而浅三侧向视电阻率曲线主要反映侵入带的电阻率。2023/2/411测井方法2、深、浅三侧向测井曲线的应用1）、影响因素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异，为了利用三侧向视电阻率确定地层的真电阻率，需考虑三侧向视电阻率的影响因素。根据测量原理及测量环境，可把影响因素归结为井眼（井眼尺寸、井内介质的电阻率）、

2023/2/412测井方法围岩—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，即可对三侧向视电阻率按上述顺序依次进行校正，得到地层电阻率。如图3--6、3-7、3-8所示。2）、应用A、划分岩性剖面：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。

2023/2/413测井方法B、判断油水层：将深、浅三侧向曲线重叠绘制，在渗透层出现幅度差。当Rmf>Rw时，在油层层段，深三侧向读数大于浅深三侧向读数，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深三侧向读数，含水饱和度越高，差异越大，为泥浆高侵。如图3-4所示。

2023/2/414测井方法图3-4用深、浅三侧向曲线判断油水层2023/2/415测井方法当Rmf<Rw时，无论是油层，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的。3、深、浅三侧向测井的优缺点1）、优点由于屏流作用，使得视电阻率曲线受井眼影响小；主电极尺寸小，围岩影响小，纵向分辨率高，有利于薄层划分。

2023/2/416测井方法2）、缺点深三侧向探测深度不够大；而浅三侧向探测深度不够浅，在渗透层层段，幅度差不明显。当侵入较深时，深三侧向读数受侵入带影响大；而浅三侧向读数受原状地层影响大。

2023/2/417测井方法

为了克服三侧向测井的不足，同时利用其优势，在此基础上提出了双侧向测井。一、双侧向测井电极系及电场分布

1、

双侧向测井电极系的结构

双侧向测井电极系有9个电极组成，结构如图3-5所示。其中7个为环形电极，2个柱状电极。最外侧的两个柱状电极在深侧向电极系中为屏蔽电极，在浅侧向电极系中为回路电极B1、B2。对比电极N和深侧向的回路电极B在远处。

第二节双侧向测井2023/2/418测井方法图3-5

双侧向电极系及其电场分布

2023/2/419测井方法2、电场分布特点1）、深双侧向电场分布特点：

由于深侧向电极系有两个柱状屏蔽电极，对主电流的控制作用加强，主电极发出的电流径向流入地层很远才发散与B电极形成回路，主电流分布特点见图3-5。主电流层的厚度为两对监督电极中点的距离，即电极系的电极距。由于两个柱状屏蔽电极比较长(3米),对主电极电流的屏蔽作用强,使得主电流流到2023/2/420测井方法地层很远处才发散,因此,电极系的探测深度大，测量结果主要反映原状地层的电阻率。2）、浅双侧向电场分布特点：

由于浅侧向电极系的两个柱状电极为回路电极，距主电极较近;而环形屏蔽电极的尺寸小,其对主电流的控制能力较弱，主电极发出的电流径向流入地层不远处就开始发散，返回回路电极,主电流分布特点见图3-5。主电流层的厚度为两对监督电极中点的距离，2023/2/421测井方法即电极系的电极距。此电极系的探测范围小，测量结果主要反映侵入带的电阻率。二、测量原理在整个测量过程中，主电极发出的电流Io不变，即恒流测量。环状和柱状屏蔽电极分别发出与主电极电流同极性的电流（I1、I2）。柱状屏蔽电极电位和环状屏蔽电极电位的比值为常数（a），两对监督电极的电位差为零。2023/2/422测井方法测量时，随周围介质导电性的变化，Io的分布随之改变，反映为监督电极电位的改变，因此，测量任一监督电极与对比电极的电位差，即可反映介质电阻率的变化。视电阻率为：

其中：K电极系系数。深浅双侧向的电极系系数分别为Kd、Ks。深、浅侧向记录的视电阻率通常用和表示。

2023/2/423测井方法三、深、浅双侧向曲线特点及应用1、深、浅双侧向曲线特点

当上下围岩的电阻率相同时，双侧向测井曲线关于地层中心对称。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。在这两种情况下，二者差异均随地层厚度的减小而增加。

2023/2/424测井方法读取数据的方法：取地层中点的视电阻率值或取地层中部的几何平均值。深双侧向视电阻率曲线主要反映原状地层的电阻率；而浅双侧向视电阻率曲线主要反映侵入带的电阻率。2、深、浅双侧向测井曲线的应用1）、影响因素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异，为了

2023/2/425测井方法利用双侧向视电阻率确定地层的真电阻率，需考虑双侧向视电阻率的影响因素。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（侵入特征、侵入半径）。应用图版或相应的计算公式，即可对双侧向视电阻率按上述顺序依次进行校正，得到地层电阻率。如图3--6、3-7、3-8所示。

2023/2/426测井方法图3—6深浅双侧向井眼校正图版2023/2/427测井方法图3—7深浅双侧向围岩校正图版2023/2/428测井方法图3—9深浅双侧向侵入校正图版2023/2/429测井方法2）、应用由于双侧向测井探测深度比三侧向深，同时，深、浅双侧向的纵向分层能力相同，因此，曲线便于对比。主要用于以下几方面。A、划分岩性剖面：由于电极距较小，双侧向测井曲线的纵向分层能力强，适于划分薄层。B、确定地层真电阻率及孔隙流体性质通过对深、浅双侧向视电阻率曲线做井眼、围岩—2023/2/430测井方法层厚及侵入校正，即可确定岩层的真电阻率及侵入带的直径。由真电阻率即可确定地层孔隙流体性质。C、判断油水层：将深、浅三侧向曲线重叠绘制，在渗透层出现幅度差。当Rmf>Rw时，在油层层段，深三侧向读数大于浅深三侧向读数，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深三侧向读数，含水饱和度越高，差异越2023/2/431测井方法大，为泥浆高侵。当Rmf<Rw时，无论是油层，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的。

2023/2/432测井方法

第三节微球形聚焦测井

一、微球形聚焦电极系微球形聚焦电极系的结构如图3-10所示。电极系包括片状的主电极Ao、矩形框的测量电极Mo、辅助电极A1、监督电极M1、M2，各电极均嵌在极板上。回路电极B设置在仪器外壳上或极板支撑架上。电极系贴井壁测量。2023/2/433测井方法图3-10微球形聚焦测井电极系及其电场分布

2023/2/434测井方法二、测量原理采用恒压法测量。测量时，测量电极与两个监督电极中点的电位差为一给定值Vref。主电极发出的电流分为两部分，一部分与辅助电极形成回路叫辅助电流Ia，主要分布在泥饼中；另一部分与回路电极形成回路，叫主电流Io，主要分布在冲洗带中。两个监督电极的电位相等。2023/2/435测井方法当电极系周围介质的电阻率变化时，电场分布随之改变，，调节Ia的大小，使；同时，随电场改变，,此时，调节Io的大小，使。由下式即可确定微球形聚焦测量的视电阻率：2023/2/436测井方法其中：—主电流；

K—微球形聚焦电极系系数；—测量电极与监督电极中点的电位差。2023/2/437测井方法三、资料应用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冲洗带电阻率。1、划分薄层由于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分敏感，在岩层界面处有明显变化，因此，适于划分薄层。2023/2/438测井方法2、确定冲洗带电阻率Rxo当泥饼厚度在3.81——19.1mm的范围内，且时，可以认为；只有当泥饼厚度大于19.1mm，且时，应对进行泥饼校正，从而得到。3、与其他深电阻率测井曲线重叠，判断储层孔隙流体性质。如图3-11所示。

2023/2/439测井方法图3-11双侧向—微球形聚焦组合测井曲线2023/2/440测井方法第四节其他微电阻率测井一、微侧向测井1、微侧向电极系及电流分布1）、微侧向电极系结构微侧向电极系包括主电极Ao，测量电极M1、M2及屏蔽电极A1，全部嵌在绝缘板上，其结构如图3-12所示。四个电极均为圆环状。采用贴井壁方式测量。2023/2/441测井方法2）、微侧向电极系的电流分布微侧向电极系的井下电流分布如图3-12所示。主电极Ao发出主电流Io，屏蔽电极A1发出同极性的屏蔽电流Is,主电流受屏蔽电流的屏蔽作用而成束状径向流入地层，电流分布在直径为O1O2

的喇叭状空间范围内，探测深度浅，测量结果主要反映冲洗带电阻率。注：O1、O2

分别为M1、和M2

之间相对的两个中点。

2023/2/442测井方法图3-12微侧向电极系及电流分布图2023/2/443测井方法2、测量原理测井时，采用恒流测量，即主电极发出的电流保持不变。同时，通过调节屏蔽电流Is的大小，使得在整个测量过程中。由于介质电阻率的变化，主电流的分布随之改变，导致此条件不再成立，根据电位差的大小，调节屏蔽电流Is的大小，以满足条件。记录任一测量电极与对比电极N的电位差，即可得到随深度变化而变化的视电阻率曲线。

2023/2/444测井方法其中：K—电极系系数；—测量电极与对比电极N的电位差；—主电流。2023/2/445测井方法3、微侧向测井资