第三章側(cè)向測井

1、 在高礦化度鉆井液和高阻地層的井中，在高礦化度鉆井液和高阻地層的井中，由普通電極系的供電電極流出的電流，幾乎由普通電極系的供電電極流出的電流，幾乎全部在井眼內(nèi)、低阻圍巖中流動，很少流入全部在井眼內(nèi)、低阻圍巖中流動，很少流入到目的地層。因此普通電阻測井的視電阻率到目的地層。因此普通電阻測井的視電阻率曲線變化平緩，很難反映地層電阻率的變化，曲線變化平緩，很難反映地層電阻率的變化，為了減少鉆井液的分流作用和低阻圍巖的影為了減少鉆井液的分流作用和低阻圍巖的影響，提出具有聚焦功能的側(cè)向測井響，提出具有聚焦功能的側(cè)向測井 根據(jù)三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以把三側(cè)向分根據(jù)三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以把三側(cè)向分

2、為深三側(cè)向和淺三側(cè)向兩類三側(cè)向電極系為深三側(cè)向和淺三側(cè)向兩類三側(cè)向電極系1、深三側(cè)向電極系、深三側(cè)向電極系深三側(cè)向電極系如圖，由三深三側(cè)向電極系如圖，由三個圓柱狀的金屬電極組成，個圓柱狀的金屬電極組成，電極之間用絕緣片隔開，中電極之間用絕緣片隔開，中間為主電極間為主電極A0，上下對稱分，上下對稱分布的電極為屏蔽電極布的電極為屏蔽電極A1、A2，對比電極對比電極N和回路電極和回路電極B位于位于電極系上方較遠(yuǎn)處，電極系電極系上方較遠(yuǎn)處，電極系在井內(nèi)，為了提高其探測深在井內(nèi)，為了提高其探測深度，要求屏蔽電極度，要求屏蔽電極A1、 A2較較長長 深、淺三側(cè)向電極系的電極距均等于兩個屏蔽電極與主深、淺三

3、側(cè)向電極系的電極距均等于兩個屏蔽電極與主電極間的縫隙中點(diǎn)的距離，記錄點(diǎn)為主電極中點(diǎn)電極間的縫隙中點(diǎn)的距離，記錄點(diǎn)為主電極中點(diǎn)2、淺三側(cè)向電極系、淺三側(cè)向電極系淺三側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)如圖所淺三側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)如圖所示，由示，由5個圓柱狀的金屬電極個圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔組成，電極之間有絕緣片隔開。中間為主電極開。中間為主電極A0，上下上下對稱分布的電極為屏蔽電極對稱分布的電極為屏蔽電極系系A(chǔ)1、A2，及回路電極，及回路電極B1、B2，對比電極，對比電極N位于電極系位于電極系上方較遠(yuǎn)處，與深三側(cè)向電上方較遠(yuǎn)處，與深三側(cè)向電極系不同，屏蔽電極極系不同，屏蔽電極A1、A2較短，回路電極較短

4、，回路電極B1、B2距主距主電極電極A0較近較近。 二、二、 三側(cè)向電極系的測量原理三側(cè)向電極系的測量原理 深、淺三側(cè)向的測量原理基本相同。均采深、淺三側(cè)向的測量原理基本相同。均采用恒流法測量，即在測量過程中，主電極發(fā)用恒流法測量，即在測量過程中，主電極發(fā)出的電流出的電流I0保持不變。另外，在保證主電極產(chǎn)保持不變。另外，在保證主電極產(chǎn)生的電場分布在有限范圍內(nèi)，要求屏蔽電極生的電場分布在有限范圍內(nèi)，要求屏蔽電極發(fā)出的電流與主電極的極性相同。在測量過發(fā)出的電流與主電極的極性相同。在測量過程中，保證主電極與兩個屏蔽電極的電位相程中，保證主電極與兩個屏蔽電極的電位相等，通過調(diào)節(jié)屏蔽電極的電流以滿足這一

5、條等，通過調(diào)節(jié)屏蔽電極的電流以滿足這一條件。測量過程中，隨儀器周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的件。測量過程中，隨儀器周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，電位相等的局面將被打破，通過不變化，電位相等的局面將被打破，通過不斷調(diào)節(jié)屏蔽電流的大小，以保證此條件的成立。斷調(diào)節(jié)屏蔽電流的大小，以保證此條件的成立。測量的視電阻率為：測量的視電阻率為：oarKIUKR0其中：其中：U為主電極的電位值；為主電極的電位值；I0為主電流為主電流三、三、 深、淺三側(cè)向曲線特點(diǎn)及應(yīng)用深、淺三側(cè)向曲線特點(diǎn)及應(yīng)用1、 深、淺三側(cè)向曲線特點(diǎn)深、淺三側(cè)向曲線特點(diǎn) 1）當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時，三側(cè)向曲線）當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時，三側(cè)向曲線 關(guān)于地層中心對

6、稱。關(guān)于地層中心對稱。 2）、隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對視電阻）、隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對視電阻率的影響增加。若圍巖電阻率小于地層電阻率，則率的影響增加。若圍巖電阻率小于地層電阻率，則視電阻率小于地層電阻率；反之，若圍巖電阻率大視電阻率小于地層電阻率；反之，若圍巖電阻率大于地層電阻率。則視電阻率大于地層電阻率。在這于地層電阻率。則視電阻率大于地層電阻率。在這兩種情況下，二者差異隨地層厚度的減小而增加。兩種情況下，二者差異隨地層厚度的減小而增加。 3）井內(nèi)流體電阻率的影響減小。）井內(nèi)流體電阻率的影響減小。 讀取數(shù)據(jù)的方法。取地層中點(diǎn)的視電阻率值或取讀取數(shù)據(jù)的方法。取地層中點(diǎn)的視電阻率值

7、或取地層中部的幾何平均值。地層中部的幾何平均值。 深三側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地層的電深三側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地層的電阻率，淺三側(cè)向視電阻率主要反映侵入帶電阻率。阻率，淺三側(cè)向視電阻率主要反映侵入帶電阻率。2、深、淺三側(cè)向測井曲線的應(yīng)用。、深、淺三側(cè)向測井曲線的應(yīng)用。 1）、影響因素）、影響因素 與普通電阻率測井類似，深、淺側(cè)向測井測量與普通電阻率測井類似，深、淺側(cè)向測井測量結(jié)果也是地層視電阻率，與地層電阻率有一定差結(jié)果也是地層視電阻率，與地層電阻率有一定差異，為了利用三側(cè)向視電阻率確定地層的真電阻異，為了利用三側(cè)向視電阻率確定地層的真電阻率，需要考慮三側(cè)向電阻率的影響因素。率，需

8、要考慮三側(cè)向電阻率的影響因素。 根據(jù)測量原理及測量環(huán)境，可把影響因素歸結(jié)根據(jù)測量原理及測量環(huán)境，可把影響因素歸結(jié)為井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）、圍巖為井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）、圍巖-層厚（圍巖電阻率、地層厚度）、侵入（侵入特層厚（圍巖電阻率、地層厚度）、侵入（侵入特征，侵入半徑）。應(yīng)用圖版或相應(yīng)的計算公式，征，侵入半徑）。應(yīng)用圖版或相應(yīng)的計算公式，深三側(cè)向井眼校正圖版深三側(cè)向井眼校正圖版 2）應(yīng)用）應(yīng)用 A、劃分巖性剖面、劃分巖性剖面：由于電極距較小，三側(cè)向：由于電極距較小，三側(cè)向測井曲線的縱向分層能力強(qiáng)，適于劃分薄層。測井曲線的縱向分層能力強(qiáng)，適于劃分薄層。 B、 判斷油水層

9、判斷油水層：將深淺三側(cè)向曲線重疊繪制，：將深淺三側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。在滲透層出現(xiàn)幅度差。 當(dāng)當(dāng)RmfRw時，在油層層段。深三側(cè)向讀數(shù)時，在油層層段。深三側(cè)向讀數(shù)大于淺三側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越高，差異越大，大于淺三側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越高，差異越大，為泥漿低侵；在水層層段，深三側(cè)向讀數(shù)小于淺為泥漿低侵；在水層層段，深三側(cè)向讀數(shù)小于淺三側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為泥三側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為泥漿高侵。漿高侵。當(dāng)當(dāng)RmfRw時，在油層段，時，在油層段，深雙側(cè)向讀數(shù)大于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越深雙側(cè)向讀數(shù)大于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越大，差異越大，為泥漿低侵

10、；在水層層段，深雙大，差異越大，為泥漿低侵；在水層層段，深雙側(cè)向讀數(shù)小于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，側(cè)向讀數(shù)小于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為泥漿高侵。當(dāng)差異越大，為泥漿高侵。當(dāng)RmfRw時，無論是時，無論是油層，還是水層，均為泥漿低侵，但此時油層的油層，還是水層，均為泥漿低侵，但此時油層的視電阻率高于水層，且幅度差比水層的幅度差大。視電阻率高于水層，且幅度差比水層的幅度差大。 微球形聚焦電極系微球形聚焦電極系的結(jié)構(gòu)如圖。電極系的結(jié)構(gòu)如圖。電極系包括片狀的主電極包括片狀的主電極A0、矩形框的測量電極矩形框的測量電極M0.輔助電極輔助電極A1、監(jiān)督電、監(jiān)督電極極M1、M2，各電極均

11、，各電極均嵌在極板上?；芈冯娗对跇O板上?；芈冯姌O極B設(shè)置在儀器外殼設(shè)置在儀器外殼上或極板支撐架上，上或極板支撐架上，電極系貼井壁測量電極系貼井壁測量一、微球形聚焦電極系一、微球形聚焦電極系二、測量原理二、測量原理 采用恒壓法測量。測采用恒壓法測量。測量時，測量電極與兩個監(jiān)量時，測量電極與兩個監(jiān)督電極中點(diǎn)的電位差為一督電極中點(diǎn)的電位差為一給定值給定值Vref。主電極發(fā)出。主電極發(fā)出的電流分為兩部分，一部的電流分為兩部分，一部分與輔助電極形成回路叫分與輔助電極形成回路叫輔助輔助Ia，主要分布在泥餅，主要分布在泥餅中；另一部分與回路電極中；另一部分與回路電極形成回路，叫主電流形成回路，叫主電流I0，

12、主要分布在沖洗帶中，兩主要分布在沖洗帶中，兩個監(jiān)督電極的電位相等。個監(jiān)督電極的電位相等。 當(dāng)電極系周圍介質(zhì)的電阻率變化時，電當(dāng)電極系周圍介質(zhì)的電阻率變化時，電場分布隨之改變，場分布隨之改變，Um0oVref 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Ia的的大小，使大小，使Um0o=Vref ，同時，隨電場改變， UM1M2 0，此時，調(diào)節(jié)，此時，調(diào)節(jié)I0的大小，的大小，使使UM1M2 =0，由下式即可確定微球形聚，由下式即可確定微球形聚焦測量的視電阻率：焦測量的視電阻率：00IOUMKRMSFL其中：其中：I0主電流；主電流； K微球形聚焦電極系系數(shù)；微球形聚焦電極系系數(shù)； UM0O測量電極與監(jiān)督電極中點(diǎn)測量電極與監(jiān)督電極中

13、點(diǎn)的電位差的電位差三、資料應(yīng)用三、資料應(yīng)用 根據(jù)微球形聚焦電極系的電場分布特點(diǎn)根據(jù)微球形聚焦電極系的電場分布特點(diǎn)及測量原理不難看出，其測量結(jié)果直接反映及測量原理不難看出，其測量結(jié)果直接反映沖洗帶電阻率沖洗帶電阻率1、劃分薄層、劃分薄層 由于由于I0是以很細(xì)的電流束穿過泥餅進(jìn)入地是以很細(xì)的電流束穿過泥餅進(jìn)入地層的，受泥餅影響小，對地層電阻率變化十層的，受泥餅影響小，對地層電阻率變化十分敏感，在巖層界面處有明顯變化，因此，分敏感，在巖層界面處有明顯變化，因此，適于劃分薄層。適于劃分薄層。2、確定沖洗帶電阻率、確定沖洗帶電阻率Rxo 當(dāng)泥餅厚度在當(dāng)泥餅厚度在3.8119.1mm的范圍內(nèi)，的范圍內(nèi)，且

14、且RMSFL/RXO20時，可以認(rèn)為時，可以認(rèn)為RMSFL=RXO; 只有當(dāng)泥餅厚度大于只有當(dāng)泥餅厚度大于19.1mm，且，且RMSFL/RXO20時，應(yīng)對時，應(yīng)對RMSFL進(jìn)行泥餅校正，進(jìn)行泥餅校正，從而得到從而得到RXO3、 與其他深電阻率曲線重疊，判斷儲層孔與其他深電阻率曲線重疊，判斷儲層孔隙流體性質(zhì)隙流體性質(zhì)1、側(cè)向測井電極系的特點(diǎn)及測量原理。、側(cè)向測井電極系的特點(diǎn)及測量原理。2、滲透性地層深淺三側(cè)向、深淺雙側(cè)向測、滲透性地層深淺三側(cè)向、深淺雙側(cè)向測井曲線的特點(diǎn)：井曲線的特點(diǎn)： 1）泥漿高侵剖面，淺三側(cè)向電阻率大于）泥漿高侵剖面，淺三側(cè)向電阻率大于深三側(cè)向電阻率；淺雙側(cè)向電阻率大于深雙深三側(cè)向電阻率；淺雙側(cè)向電阻率大于深雙側(cè)向電阻率。常見于淡水泥漿鉆井的水層。側(cè)向電阻率。常見于淡水泥漿鉆井的水層。 2）泥漿低侵剖面，淺三側(cè)向電阻率小于）泥漿低侵剖面