第二章普通电阻率测井

第二章普通电阻率测井测井方法1第1页，共67页，2023年，2月20日，星期三

地层电阻率与岩性、物性(孔隙性)及含油性密切相关。因此，通过研究地层电阻率的差异，即可进行岩性、储层物性、孔隙流体性质分析及剖面对比。电阻率：描述介质导电能力强弱的物理量，单位为欧姆米。介质的电阻率仅与介质的物理状态、结构及组分有关，与其几何形态无关。

第2页，共67页，2023年，2月20日，星期三

一、岩石电阻率与岩性的关系地下岩石由不同组分（矿物、胶结物孔隙流体）组成。不同组分的导电能力不同，因此，它们组成的不同岩性的岩石的导电能力也不同。根据岩石导电方式的不同，把岩石分为：电子导电型的岩石（导电能力差）,如不含水的致密火成岩。离子导电型的岩石（导电能力强），电阻率低,沉积岩。

第一节岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油饱和度的关系第3页，共67页，2023年，2月20日，星期三1、地层水电阻率

1）、地层水电阻率与其所含盐类的关系

在温度、浓度相同的条件下，溶液内所含盐类不同，其电阻率也不同。2）、地层水电阻率与其矿化度的关系

溶液导电能力随溶液矿化度的增加而增强。

3）、地层水电阻率与温度的关系

溶液导电能力随溶液温度增加而增强。二、岩石电阻率与地层水性质的关系第4页，共67页，2023年，2月20日，星期三2、岩石电阻率与地层水性质的关系地层水电阻率越低，岩石含水量越高，则地层电阻率越低。第5页，共67页，2023年，2月20日，星期三解:1、直接测量地层水电阻率。（在地层温度下）5201102463943220522

例:已知地下1220米深度地层水的主要离子含量（mg/L)，求地层水电阻率。2、等效氯化钠溶液法确定地层水电阻率。第6页，共67页，2023年，2月20日，星期三

1）、计算地层水的总矿化度。2）、求离子换算系数（钠、氯离子的换算系数为1）图2－2，由总矿化度点作平行于纵轴的直线，与各离子曲线交点的纵坐标为各离子的换算系数。第7页，共67页，2023年，2月20日，星期三3）、计算等效氯化钠溶液浓度4)、计算地层温度5）、确定地层水电阻率第8页，共67页，2023年，2月20日，星期三实验发现，对于完全含水岩石，其电阻率与孔隙水电阻率的比值与岩性、孔隙度有关，将比值称之为地层因素F。地层因素F与孔隙度的关系如图2-2所示.三、岩石电阻率与孔隙度的关系图2-2地层因素F与孔隙度关系曲线第9页，共67页，2023年，2月20日，星期三其中：Ro-完全含水岩石的电阻率；φ-岩石孔隙度（小数）。M-胶结指数；a-与岩性有关的比例系数。(2-1)第10页，共67页，2023年，2月20日，星期三四、岩石电阻率与含油饱和度的关系

电阻率增大系数定义为岩石电阻率与其完全含水时的电阻率之比.反映岩石导电能力随含水饱和度变化而变化的程度。(2-2)第11页，共67页，2023年，2月20日，星期三

实验发现，电阻率增大系数I与岩石含油饱和度有关，I随岩石含油饱和度的增加而增大，二者关系为：(2-3)其中：Rt-含油地层电阻率；

So-岩石含油饱和度（小数）；b、n仅与岩性有关，n又称为饱和指数。第12页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-3I与So关系曲线

电阻增大系数I与岩石含油饱和度的关系曲线如图2-3所示。在测井应用中，地层因素和电阻率增大指数两个关系式统称为阿尔奇公式。第13页，共67页，2023年，2月20日，星期三1、确定地层孔隙度已知纯水层及地层水电阻率和岩性，由地层因素即可计算地层孔隙度。五、阿尔奇公式的应用(2-4)第14页，共67页，2023年，2月20日，星期三已知水层电阻率、地层岩性及孔隙度，应用地层因素表达式即可计算地层水电阻率.当地层含油气时应用地层因素表达式可以计算视地层水电阻率Rwa。(2-6)2、确定地层水电阻率和视地层水电阻率

(2-5)第15页，共67页，2023年，2月20日，星期三已知地层岩性、地层水电阻率、地层电阻率、地层孔隙度，应用阿尔奇公式即可计算地层含油饱和度。3、确定孔隙流体性质

(2-7)(2-8)第16页，共67页，2023年，2月20日，星期三例题1孔隙度

地层电阻率

含水饱和度含油气饱和度视地层水电阻率0.30229.850.3430.6572.720.26535.870.3560.6442.520.20335.950.4650.5351.48已知:a=b=1，m=2.0，n=2

，地层水电阻率为0.32欧姆米

求:地层含水饱和度、含油气饱和度、视地层水电阻率。

第17页，共67页，2023年，2月20日，星期三1、均匀的砂岩地层，根据测井资料发现有油水接触面。接触面以下，地层电阻率为0.5欧姆米；接触面以上，地层电阻率为5欧姆米。已知地层水电阻率为0.02欧姆米（地温下），（m=n=2,a=0.81,b=1）。求:1）、地层孔隙度。2）、上部地层的含水饱和度、含油气饱和度、含水孔隙度、视地层水电阻率。例题2第18页，共67页，2023年，2月20日，星期三3）、地层的孔隙度、含水孔隙度及含水饱和度三者之间有何关系？4）、若上部地层的冲洗带电阻率为16欧姆米，泥浆滤液电阻率为0.5欧姆米，求冲洗带泥浆滤液饱和度、上部地层可动油气饱和度。

第19页，共67页，2023年，2月20日，星期三解：

1）、地层孔隙度。根据上部水层数据计算地层孔隙度第20页，共67页，2023年，2月20日，星期三2）、上部地层的含水饱和度、含油气饱和度、含水孔隙度、视地层水电阻率。第21页，共67页，2023年，2月20日，星期三3）、地层的孔隙度、含水孔隙度及含水饱和度三者之间的关系4）、冲洗带泥浆滤液饱和度、上部地层可动油气饱和度。第22页，共67页，2023年，2月20日，星期三在电阻率为R的均匀、各向同性无限大介质中放入一个点电源，点电源发出的直流电流为I，其电场分布如图2-4所示,其电场等位面为球面，球面的球心为点电源。

第二节普通电阻率测井原理一、均匀介质电阻率的测量

图2-4均匀介质中点电源场的分布第23页，共67页，2023年，2月20日，星期三静电场中某点的电场强度E、电位U、电流密度J间的关系为式(2-9)：

E=－▽U

E=RJdivJ=0(2-9)由此,可以得出电场内任意点的电位U：(2-10)第24页，共67页，2023年，2月20日，星期三所以，介质电阻率R：

(2-11)第25页，共67页，2023年，2月20日，星期三

1、井剖面的特点实际井剖面地层如图2-5所示。二、非均匀介质中的电阻率测井图2-5渗透层附近介质电阻率的分布1---泥浆（Rm）；2—泥饼（Rmc）；3—冲洗带（Rxo）；4---过渡带；5—原状地层（Rt）；第26页，共67页，2023年，2月20日，星期三钻开的渗透性地层剖面如图2-5所示。从井轴向地层方向，根据各部分介质导电性的差异，可分为：钻井液，泥饼，冲洗带，侵入带，原状地层；沿井轴方向看，可分为：渗透层，围岩。当某一电阻率测井仪处于某一深度时，测井仪只有一输出值，它不仅与周围介质的导电性有关，还与测井仪有关。通常把这个输出值称为视电阻率Ra。（2-12）其中：K-与电阻率测井仪有关的系数。

第27页，共67页，2023年，2月20日，星期三成对电极：功能相同的电极，如A与B；M与N；不成对电极：功能不相同的电极，如A与M；A与N；B与M；B与N；2、电极系电极系：有供电电极（A，B）和测量电极（M，N），按一定规律组成的测量系统。第28页，共67页，2023年，2月20日，星期三1）、梯度电极系：成对电极之间的距离小于不成对电极间的距离。

顶部梯度电极系：成对电极位于电极系上方；底部梯度电极系：成对电极位于电极系下方。电极距：不成对电极到成对电极中点的距离。记录点：成对电极的中点。

例:A2.25M0.5N,底部梯度电极系,电极距2.5米,记录点位于M、N中点。第29页，共67页，2023年，2月20日，星期三2）、电位电极系：成对电极之间的距离大于不成对电极间的距离。电极距：不成对电极间的距离。记录点：不成对电极的中点。例:M0.5A2.25B,电位电极系。电极距为0.5米,记录点位于AM中点.第30页，共67页，2023年，2月20日，星期三3）、电极系的探测深度

以供电电极为中心，以某一半径作一球面，如果球面内包括的介质对测量结果的贡献为50%时，此半径定义为该电极系的探测深度。电位电极系的探测深度为其电极距的2倍；梯度电极系的探测深度为其电极距的1.4倍。第31页，共67页，2023年，2月20日，星期三3、地层电阻率的测量测井时，用电缆把仪器放入含有导电性流体的井筒内的某一深度（测量深度）。用缆车上的设备按一定速度上提仪器，地面测量仪和井下仪器同时工作，进行测量。地面仪记录到一条随地层深度变化而变化的电阻率曲线，该曲线反映了测量层段井剖面导电性的变化情况。如图2-6所示.第32页，共67页，2023年，2月20日，星期三

图2-6普通电阻率测井测量原理图（a）电位电极系（b）梯度电极系第33页，共67页，2023年，2月20日，星期三一、视电阻率曲线的特点1、梯度电极系理论曲线的特点梯度电极系理论曲线如图2-7所示。具有下列特征：1）、梯度电极系曲线为非对称曲线。A、顶部梯度电极系的视电阻率曲线在高阻层顶部出现极大值，在高阻层底部（距界面一个电极距）出现极小值。第三节视电阻率曲线的特点及影响因素第34页，共67页，2023年，2月20日，星期三

B、底部梯度电极系的视电阻率在高阻层底部出现极大值，在高阻层顶部（距界面一个电极距）出现极小值。2）、厚地层（参考仪器电极距），地层中部的测量值接近地层电阻率；3）、随地层厚度的减小，围岩电阻率的影响增加，测量结果偏离实际值。地层越薄，围岩影响越大。第35页，共67页，2023年，2月20日，星期三

图2-7梯度电极系理论曲线(a)顶部梯度曲线；（b）底部梯度曲线

第36页，共67页，2023年，2月20日，星期三

2、电位电极系理论曲线的特点电位电极系理论曲线如图2-8所示。具有下列特征：1）、电位梯度电极系曲线为对称曲线。2）、视电阻率曲线在地层中部取得极值。当h>L(电极距)时，随地层厚度增加，地层中部的Ra接近于地层的真电阻率。第37页，共67页，2023年，2月20日，星期三

图2-8电位电极系理论曲线

3）、在地层界面处，出现了一个小平台，其中点对应地层界面。第38页，共67页，2023年，2月20日，星期三二、影响因素视电阻率曲线的影响因素包括两方面内容：

测量仪器和测量环境。1、测量仪器从梯度电极系和电位电极系理论曲线的特点不难看出，即使是同一测量剖面，由于使用不同的电极系，其测量结果也会不同。这主要有仪器的结构、探测特性所定。如图2-9所示。第39页，共67页，2023年，2月20日，星期三

d—井径；h=16d；Rs=Rm；Rt=10Rm；—L=2d；—•—L=8d；……L=16d

图2-9不同电极距的视电阻率实测曲线

第40页，共67页，2023年，2月20日，星期三1）、井的影响

井内介质与地层的导电性相差越大，其影响越大.如图2-10所示。一般情况下，Rm>5Rw。2、测量环境图2-10改变泥浆电阻率所测视电阻率曲线1—Rm=0.1Rt；2—Rm=0.01Rt第41页，共67页，2023年，2月20日，星期三

2）、围岩--层厚影响当围岩电阻率与地层电阻率不同时，随地层厚度的减小，围岩电阻率对视电阻率的贡献增加.图2-11层厚对视电阻率的影响当Rs<Rt时，则Ra<Rt；当Rs>Rt时，则Ra>Rt。第42页，共67页，2023年，2月20日，星期三

3）、侵入影响在渗透层，常常出现泥浆的侵入。把泥浆滤液取代地层原始流体的现象称为泥浆侵入。含有泥浆的区域称为侵入带。泥浆高侵剖面：侵入带电阻率大于原始地层电阻率，常见淡水泥浆钻井的水层。如图2-12(a)所示。图2-12(a)侵入带径向电阻率分布示意图高侵剖面第43页，共67页，2023年，2月20日，星期三

泥浆低侵剖面：侵入带电阻率小于原始地层电阻率，常见淡水泥浆钻井的油气或盐水泥浆钻井的水层及油气层。如图2-12(b)所示。图2-12(b)侵入带径向电阻率分布示意图低侵剖面第44页，共67页，2023年，2月20日，星期三

4）、高阻邻层的屏蔽影响高阻邻层的屏蔽影响产生的原因：A、供电电极产生的直流电场为发散场；B、井剖面地层为薄互层；C、层间地层的导电性相差很大。高阻邻层屏蔽在电阻率曲线上的特点：

（1）、地层的视电阻率低于地层电阻率，称之为减阻屏蔽；如图2-13所示.

（2）、地层的视电阻率高于地层电阻率，称为增阻屏蔽。第45页，共67页，2023年，2月20日，星期三

图2-13高阻邻层屏蔽影响示意图（a）相邻高阻层之间夹层厚度不同时视电阻率曲线(L=8d)（b）用不同电极距的底部梯度电极系在油层组中的实测曲线

第46页，共67页，2023年，2月20日，星期三

5）、地层倾角的影响

当地层相对于井轴倾斜时，实测曲线与理论曲线的形状和幅度均有差异。测量结果与倾角的关系如图2-14所示。从图上可以看出：

A、随地层倾角增加，曲线的极大值向地层中心移动，使曲线趋近对称形；B、曲线的极大值随地层倾角的增加而减小，曲线变平缓；C、当倾角大于60度时，梯度曲线的基本特点已不存在。

第47页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-14岩层倾角不同时所测的顶部梯度视电阻率曲线地层真厚度与地层视厚度的关系（直井）第48页，共67页，2023年，2月20日，星期三1、厚层：当地层厚度大于4倍井径时,用地层中部视电阻率曲线的几何平均值代表岩层的电阻率。2、中等厚度的地层：取值时，应避开地层的下界面和上界面一个电极距。取所剩部分的算术平均值。3、由于薄视层电阻率受围岩电阻率影响很大，只取其极值来代表地层的电阻率。

第四节视电阻率曲线的应用一、岩层的视电阻率读数第49页，共67页，2023年，2月20日，星期三1、划分岩性由不同岩性的地层，其电阻率不同，因此，可以根据视电阻率曲线划分不同岩性的地层。

2、确定地层的真电阻率Rt3、求地层孔隙度、地层水电阻率及含油饱和度.

4、比较电极距不同的电极系测量曲线，可确定地层的侵入特征.在条件许可的情况下，可确定孔隙流体性质。图12-15(a)、(b)所示。二、视电阻率曲线的应用第50页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-15(a)泥浆低侵剖面（油层）R045、R4分别为0.45米和4米的底部梯度电极系第51页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-15(b)泥浆高侵剖面（水层）

R045、R4分别为0.45米和4米的底部梯度电极系第52页，共67页，2023年，2月20日，星期三4、地层对比在一个油田或一个区域内，为了研究岩性变化、进行构造形态和大段油层组的划分等工作，在全地区的各口井中用相同的深度及横向比例，对全井段进行几种测井方法的测井，这种组合测井叫标准测井。

普通电阻率测井曲线（2.5米底部梯度和0.5米电位电极系）与其他测井曲线一起，组成标准测井系列。

第53页，共67页，2023年，2月20日，星期三

1）、用标准测井图中的标准层划分大段油层组（图2-16）。2）、井间地层对比，研究油气层的岩性、物性、厚度和含油、气、水情况在油田范围内的变化规律。其依据为在一定范围内，同一时代的相似沉积环境下形成的地层具有相同的地质特性和地球物理特征，因此同一地层的测井曲线具有相似形态。（图2-16）。3）、解决地层超覆和确定断层类型。图2-17、2-18、2-19。第54页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-16地层对比图第55页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-17标准测井曲线对比确定超覆现象第56页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-18标准测井曲线对比确定正断层第57页，共67页，2023年，2月20日，星期三图2-19标准测井曲线对比确定逆断层第58页，共67页，2023