第2章 普通電阻率測(cè)井(2課時(shí))

1、451礦場(chǎng)地球物理礦場(chǎng)地球物理西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院高高 輝輝2009.92009.9452第第2 2章普通電阻率測(cè)井章普通電阻率測(cè)井 ( (conventional resistivity logging) ) 前前 言言2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井原理普通電阻率測(cè)井原理2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素2.4 2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻率曲線應(yīng)用2.5 2.5 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井453前言前言 巖石的巖石的電阻率電阻率與與巖性、

2、儲(chǔ)層物性、含油性巖性、儲(chǔ)層物性、含油性有密切的關(guān)系有密切的關(guān)系, ,因此研究巖石因此研究巖石電阻率電阻率的差異區(qū)分巖性、劃分油水層、進(jìn)行剖面對(duì)比的差異區(qū)分巖性、劃分油水層、進(jìn)行剖面對(duì)比是普通電阻率測(cè)井的是普通電阻率測(cè)井的主要任務(wù)。主要任務(wù)。M M、N N之間的電阻：之間的電阻： R R只與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)與幾個(gè)形狀無(wú)關(guān)。只與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)與幾個(gè)形狀無(wú)關(guān)。454第第2 2章普通電阻率測(cè)井章普通電阻率測(cè)井 ( (conventional resistivity logging) ) 前言前言2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系2

3、.2 2.2 普通電阻率測(cè)井原理普通電阻率測(cè)井原理2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素2.4 2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻率曲線應(yīng)用2.5 2.5 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井455 一、巖石電阻率與巖性的關(guān)系一、巖石電阻率與巖性的關(guān)系不同的巖石電阻率不同不同的巖石電阻率不同 火成巖火成巖：致密堅(jiān)硬，不含地層水，依靠造巖礦物中極少量的自由電子導(dǎo)電，：致密堅(jiān)硬，不含地層水，依靠造巖礦物中極少量的自由電子導(dǎo)電，電阻電阻率很高率很高。沉積巖沉積巖：巖石顆粒之間有孔隙，其中充滿了地層水，水中所含鹽類(lèi)呈離子狀態(tài)，：巖石顆粒之間有孔隙，其中充滿了地層水，水中所含鹽類(lèi)呈離子狀態(tài)，在外加

4、電場(chǎng)作用下，這類(lèi)巖石主要靠離子導(dǎo)電，導(dǎo)電能力強(qiáng)，在外加電場(chǎng)作用下，這類(lèi)巖石主要靠離子導(dǎo)電，導(dǎo)電能力強(qiáng)，電阻率低電阻率低。目前所發(fā)現(xiàn)的油氣田大部分埋藏在沉積巖石內(nèi)，故石油勘探著重研究沉積巖石。目前所發(fā)現(xiàn)的油氣田大部分埋藏在沉積巖石內(nèi)，故石油勘探著重研究沉積巖石。沉積巖石電阻率的大小主要決定于組成巖石的顆粒大小、組織結(jié)構(gòu)和巖石孔隙中沉積巖石電阻率的大小主要決定于組成巖石的顆粒大小、組織結(jié)構(gòu)和巖石孔隙中所含流體的性質(zhì)所含流體的性質(zhì)。2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系456二、巖石電阻率與地層水的關(guān)系二、巖石電阻率與地層水的關(guān)系（1 1

5、） 與地層水所含鹽類(lèi)化學(xué)成分有關(guān)與地層水所含鹽類(lèi)化學(xué)成分有關(guān) 溫度、濃度相同條件下，溫度、濃度相同條件下，溶液中所含鹽類(lèi)不同，其電阻率不同。溶液中所含鹽類(lèi)不同，其電阻率不同。2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系 組成沉積巖的固體顆粒部分稱(chēng)為巖石骨架，這部分主要靠很少的自由電子組成沉積巖的固體顆粒部分稱(chēng)為巖石骨架，這部分主要靠很少的自由電子導(dǎo)電，導(dǎo)電能力差。導(dǎo)電，導(dǎo)電能力差。 沉積巖的導(dǎo)電能力沉積巖的導(dǎo)電能力主要取決于地層水的電阻率主要取決于地層水的電阻率（2 2）地層水電阻率和礦化度有關(guān)）地層水電阻率和礦化度有關(guān) 礦化度增高，溶液

6、內(nèi)離子數(shù)目增多，其礦化度增高，溶液內(nèi)離子數(shù)目增多，其導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻率降低導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻率降低。 （3 3）電阻率與溫度有關(guān)）電阻率與溫度有關(guān) 礦化度為常量時(shí)，礦化度為常量時(shí)，溶液電阻率隨著溫度的升高而下降溶液電阻率隨著溫度的升高而下降。因?yàn)闇囟壬?，。因?yàn)闇囟壬?，溶液中離子遷移速率增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻率下降。溶液中離子遷移速率增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻率下降。457三、巖石電阻率與孔隙度關(guān)系三、巖石電阻率與孔隙度關(guān)系巖石電阻率與孔隙度大小有關(guān)巖石電阻率與孔隙度大小有關(guān)一般一般孔隙度越大孔隙度越大, ,含流體越多含流體越多, ,巖石的導(dǎo)電能力越強(qiáng)巖石的導(dǎo)電能力越強(qiáng), ,電阻率越小電阻

7、率越小。實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明: : 孔隙中完全充滿水的巖石電阻率孔隙中完全充滿水的巖石電阻率RoRo與所含水的電阻率與所含水的電阻率RwRw的比值只與孔隙度、的比值只與孔隙度、巖性有關(guān)巖性有關(guān). .即當(dāng)孔隙度、巖性一定時(shí)：即當(dāng)孔隙度、巖性一定時(shí)：常數(shù)RwRo 這個(gè)常數(shù)這個(gè)常數(shù)只與孔隙度、膠結(jié)情況和孔隙形狀有關(guān)只與孔隙度、膠結(jié)情況和孔隙形狀有關(guān)而與而與地層水的電阻率無(wú)關(guān)地層水的電阻率無(wú)關(guān). .定義此常數(shù)為巖石的地層因素定義此常數(shù)為巖石的地層因素 ( (相對(duì)電阻率相對(duì)電阻率) ) 用用F F表示：表示：maRwRoFa:a:與巖性有關(guān)的比例系數(shù)與巖性有關(guān)的比例系數(shù)(0.6-1.5)(0.6-1.5)m

8、:m:膠結(jié)指數(shù)膠結(jié)指數(shù)(1.5-3)(1.5-3)2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系458四、巖石電阻率和含油飽和度關(guān)系四、巖石電阻率和含油飽和度關(guān)系當(dāng)親水巖石孔隙中含水和油時(shí)當(dāng)親水巖石孔隙中含水和油時(shí), ,油水在孔隙中的分布特點(diǎn)油水在孔隙中的分布特點(diǎn)( (如圖如圖):):水包圍在巖石顆粒的表面水包圍在巖石顆粒的表面, ,孔孔隙中央部分充填石油，石油電阻率很高，因此隙中央部分充填石油，石油電阻率很高，因此含油巖石的電阻率比巖石含水時(shí)的電阻率高。含油巖石的電阻率比巖石含水時(shí)的電阻率高。含油巖石電阻率含油巖石電阻率RtRt取決于含油

9、飽和度、地層水電阻率和孔隙度，在給定的巖樣中，地層水電阻取決于含油飽和度、地層水電阻率和孔隙度，在給定的巖樣中，地層水電阻率和孔隙度一定時(shí)，率和孔隙度一定時(shí)，含油飽和度越高含油飽和度越高, ,巖石的電阻率越高，實(shí)際中地層水電阻率和孔隙度都是巖石的電阻率越高，實(shí)際中地層水電阻率和孔隙度都是變量，會(huì)對(duì)電阻率產(chǎn)生影響，為消除此影響，變量，會(huì)對(duì)電阻率產(chǎn)生影響，為消除此影響，定義定義電阻增大系數(shù)電阻增大系數(shù)I I。 RoRtI I I：同樣巖石中，只與巖石的含油飽和度有關(guān)：同樣巖石中，只與巖石的含油飽和度有關(guān)nnSobSwbRoRtI)1 ( 系數(shù)系數(shù)b b和飽和度指數(shù)和飽和度指數(shù)n n只與巖性有關(guān)只與

10、巖性有關(guān), ,它們表示油水在孔隙中的分布狀況對(duì)巖石電阻率的它們表示油水在孔隙中的分布狀況對(duì)巖石電阻率的影響影響. .一般一般b b接近于接近于1,n1,n接近于接近于2 22.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系459第第2 2章普通電阻率測(cè)井章普通電阻率測(cè)井 ( (conventional resistivity logging) ) 前言前言2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井原理普通電阻率測(cè)井原理2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因

11、素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素2.4 2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻率曲線應(yīng)用2.5 2.5 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井4510均勻無(wú)限各向同性介質(zhì)中電場(chǎng)的分布均勻無(wú)限各向同性介質(zhì)中電場(chǎng)的分布2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理 均勻無(wú)限各向同性介質(zhì)是一種理想的情況，均勻無(wú)限各向同性介質(zhì)是一種理想的情況，但是通過(guò)它的討論，可以得到一些有用的基但是通過(guò)它的討論，可以得到一些有用的基本關(guān)系式也可以做為運(yùn)用基本方程解決問(wèn)題本關(guān)系式也可以做為運(yùn)用基本方程解決問(wèn)題的簡(jiǎn)單例子。的簡(jiǎn)單例子。 假設(shè)假設(shè)供電電極供電電極A A位于坐標(biāo)原點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn)。因?yàn)榻橘|(zhì)。因?yàn)榻橘|(zhì)的電性均勻，所以的電性均勻，所以從從A

12、 A流出的電流線在各個(gè)方流出的電流線在各個(gè)方向上一樣，即對(duì)于原點(diǎn)是對(duì)稱(chēng)的向上一樣，即對(duì)于原點(diǎn)是對(duì)稱(chēng)的。均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源的電場(chǎng)分布均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源的電場(chǎng)分布一、均勻介質(zhì)中的電阻率測(cè)井一、均勻介質(zhì)中的電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井研究的是穩(wěn)定電流普通電阻率測(cè)井研究的是穩(wěn)定電流4511球面上的電流密度：球面上的電流密度：由歐姆定律的微分形式得：由歐姆定律的微分形式得：而電場(chǎng)強(qiáng)度而電場(chǎng)強(qiáng)度則均勻介質(zhì)中任一點(diǎn)的電位為：則均勻介質(zhì)中任一點(diǎn)的電位為：均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源的電場(chǎng)分布均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源的電場(chǎng)分布2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理 只要測(cè)量出人工電場(chǎng)中任意點(diǎn)的電位值，就可根據(jù)該式得到該點(diǎn)處介

13、質(zhì)的只要測(cè)量出人工電場(chǎng)中任意點(diǎn)的電位值，就可根據(jù)該式得到該點(diǎn)處介質(zhì)的電阻率，這是電阻率測(cè)井的理論基礎(chǔ)。電阻率，這是電阻率測(cè)井的理論基礎(chǔ)。4512IUAMRNMNIUMNANAMRANIRUAMIRUMtMNttNtM4444無(wú)窮遠(yuǎn)）距離較遠(yuǎn)時(shí)（理想當(dāng)2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理AMK4K為電位電極系系數(shù)為電位電極系系數(shù)4513對(duì)于右圖情形：對(duì)于右圖情形： 均勻介質(zhì)的電阻率與測(cè)量電極的結(jié)構(gòu)、供電電流及測(cè)量的電位差有關(guān)均勻介質(zhì)的電阻率與測(cè)量電極的結(jié)構(gòu)、供電電流及測(cè)量的電位差有關(guān)，當(dāng)電，當(dāng)電極系結(jié)構(gòu)和供電電流大小一定時(shí)，均勻介質(zhì)的電阻率與測(cè)量的電位差成正比。極系結(jié)構(gòu)和供電電流

14、大小一定時(shí)，均勻介質(zhì)的電阻率與測(cè)量的電位差成正比。2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理K為梯度電極系系數(shù)為梯度電極系系數(shù)45142.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理普通電阻率測(cè)井曲線普通電阻率測(cè)井曲線IUKR電位電極系和梯度電極系的電阻率通式：電位電極系和梯度電極系的電阻率通式： 沿井身剖面提升電極系測(cè)量時(shí)，測(cè)出一條電位差隨井深的變化曲線，沿井身剖面提升電極系測(cè)量時(shí)，測(cè)出一條電位差隨井深的變化曲線，經(jīng)橫向比例刻度后經(jīng)橫向比例刻度后，該曲線為巖層電阻率隨井深的變化曲線，即普通電，該曲線為巖層電阻率隨井深的變化曲線，即普通電阻率測(cè)井曲線。阻率測(cè)井曲線。4515二、非

15、均勻介質(zhì)中的電阻率測(cè)井二、非均勻介質(zhì)中的電阻率測(cè)井 理論分析理論分析：無(wú)限厚均勻介質(zhì)各向同性，且沒(méi)有井：無(wú)限厚均勻介質(zhì)各向同性，且沒(méi)有井和泥漿影響的電阻率。和泥漿影響的電阻率。 實(shí)際測(cè)井實(shí)際測(cè)井：導(dǎo)電介質(zhì)大多數(shù)是非勻的，且有井的：導(dǎo)電介質(zhì)大多數(shù)是非勻的，且有井的存在，井內(nèi)有泥漿，泥漿污染了井壁附近的地層，地存在，井內(nèi)有泥漿，泥漿污染了井壁附近的地層，地層具有有限厚度，使井周?chē)橘|(zhì)的電阻率分布復(fù)雜化。層具有有限厚度，使井周?chē)橘|(zhì)的電阻率分布復(fù)雜化。 在非均勻介質(zhì)中，在非均勻介質(zhì)中，電極系所測(cè)的電阻率與井內(nèi)泥電極系所測(cè)的電阻率與井內(nèi)泥漿、滲透層的侵入帶，上下圍巖的電阻率都有關(guān)系漿、滲透層的侵入帶，

16、上下圍巖的電阻率都有關(guān)系，各部分介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)大小很難用簡(jiǎn)單的方法各部分介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)大小很難用簡(jiǎn)單的方法計(jì)算出來(lái)，計(jì)算出來(lái)，測(cè)量的巖層電阻率是各種影響的綜合反映，測(cè)量的巖層電阻率是各種影響的綜合反映，這個(gè)電阻率稱(chēng)為視電阻率這個(gè)電阻率稱(chēng)為視電阻率。 視電阻率公式與前面的公式一樣：視電阻率公式與前面的公式一樣：2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理IUKRa4516三、電極系三、電極系 電極相對(duì)位置不同，會(huì)形成不同的電場(chǎng)，也就組成了不同的電極系。電極相對(duì)位置不同，會(huì)形成不同的電場(chǎng)，也就組成了不同的電極系。根據(jù)成對(duì)電根據(jù)成對(duì)電極和不成對(duì)電極的距離不同，可把電極系分為電位電

17、極系和梯度電極系極和不成對(duì)電極的距離不同，可把電極系分為電位電極系和梯度電極系( (成對(duì)電極即是成對(duì)電極即是同一線路中的電極，如供電線路的兩個(gè)供電電極就是成對(duì)電極同一線路中的電極，如供電線路的兩個(gè)供電電極就是成對(duì)電極) )。1 1、電位電極系、電位電極系 不成對(duì)電極不成對(duì)電極到靠近它的那個(gè)成對(duì)電極之間到靠近它的那個(gè)成對(duì)電極之間的距離，的距離，小于成對(duì)電極小于成對(duì)電極間距離的電極系稱(chēng)間距離的電極系稱(chēng)為電位電極系。為電位電極系。2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理4517 電位電極系的電極距：電位電極系的電極距：?jiǎn)坞姌O單電極( (不成對(duì)電極不成對(duì)電極) )到靠近它那個(gè)成對(duì)電極間的距

18、離到靠近它那個(gè)成對(duì)電極間的距離，即：即：L LAMAM。 電位電極系的深度記錄點(diǎn)：電位電極系的深度記錄點(diǎn)：AMAM的中點(diǎn)的中點(diǎn)O O，它表示電極系在井內(nèi)的深度位置。，它表示電極系在井內(nèi)的深度位置。在某一深度位置上測(cè)得的在某一深度位置上測(cè)得的RaRa，可看作記錄點(diǎn)處的，可看作記錄點(diǎn)處的RaRa。 當(dāng)當(dāng)MNMN時(shí)，可認(rèn)為時(shí)，可認(rèn)為N N電極對(duì)測(cè)量無(wú)影響，電極對(duì)測(cè)量無(wú)影響，只有只有A A，M M對(duì)測(cè)量是有意義的，對(duì)測(cè)量是有意義的，這種電極系稱(chēng)為這種電極系稱(chēng)為理想的電位電極系理想的電位電極系。從式中可看出從式中可看出視電阻率與測(cè)量點(diǎn)視電阻率與測(cè)量點(diǎn)M M的電位成正比，故此該電極系稱(chēng)為電位電極系。的電位

19、成正比，故此該電極系稱(chēng)為電位電極系。2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理45182 2、梯度電極系、梯度電極系 不成對(duì)電極不成對(duì)電極到靠近它的成對(duì)電極之間的距離，到靠近它的成對(duì)電極之間的距離，大于成對(duì)電極間大于成對(duì)電極間的距離的電極系的距離的電極系稱(chēng)為梯度電極系稱(chēng)為梯度電極系。不。不成對(duì)電極到成對(duì)電極中點(diǎn)的距離稱(chēng)為稱(chēng)為梯度電極系成對(duì)電極到成對(duì)電極中點(diǎn)的距離稱(chēng)為稱(chēng)為梯度電極系的電極距，即的電極距，即L LAOAO，O O是是MNMN的中點(diǎn)的中點(diǎn)，稱(chēng)為梯度電極，稱(chēng)為梯度電極系的中點(diǎn)，稱(chēng)為系的中點(diǎn)，稱(chēng)為梯度電極系的深度記錄點(diǎn)梯度電極系的深度記錄點(diǎn)。2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電

20、阻率測(cè)井原理原理4519MN0MN0時(shí)的電極系稱(chēng)為理想時(shí)的電極系稱(chēng)為理想梯度電極系。梯度電極系。 可見(jiàn)，可見(jiàn)，視電阻率視電阻率RaRa與記錄點(diǎn)與記錄點(diǎn)O O處沿井軸方向的電位梯度成正比處沿井軸方向的電位梯度成正比，故電極系稱(chēng)為，故電極系稱(chēng)為梯度電極系。梯度電極系。 2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理45203 3、電極系的相關(guān)定義、電極系的相關(guān)定義 根據(jù)成對(duì)電極與不成對(duì)電極的相對(duì)位置根據(jù)成對(duì)電極與不成對(duì)電極的相對(duì)位置不同可把電極系分成不同可把電極系分成兩類(lèi)兩類(lèi)： 成對(duì)電極在不成對(duì)電極下方的叫正裝電極系成對(duì)電極在不成對(duì)電極下方的叫正裝電極系。由于正裝梯度電極系測(cè)出的。由于正裝梯

21、度電極系測(cè)出的RaRa曲線在高阻層底界面出現(xiàn)極大值，也叫做底部梯度電極系。曲線在高阻層底界面出現(xiàn)極大值，也叫做底部梯度電極系。 成對(duì)電極在不成對(duì)電極上方叫倒裝電極系成對(duì)電極在不成對(duì)電極上方叫倒裝電極系，也叫頂部梯度電極系。，也叫頂部梯度電極系。 根據(jù)供電電極在井下的個(gè)數(shù)又可將電極系分成兩類(lèi)，一個(gè)電極供電的叫單根據(jù)供電電極在井下的個(gè)數(shù)又可將電極系分成兩類(lèi)，一個(gè)電極供電的叫單極供電電極系。井下有兩個(gè)供電電極的稱(chēng)雙極供電電極系。極供電電極系。井下有兩個(gè)供電電極的稱(chēng)雙極供電電極系。2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理4521 綜上所述，根據(jù)梯度或電位、正裝或倒裝、單極供電或雙極供電可把

22、電綜上所述，根據(jù)梯度或電位、正裝或倒裝、單極供電或雙極供電可把電極系分為極系分為八種不同的電極系八種不同的電極系：2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理4522電極系的書(shū)寫(xiě)表示方法電極系的書(shū)寫(xiě)表示方法 按照電極系在井中按照電極系在井中自上而下的順序?qū)懗鲭姌O的名稱(chēng)和電極之間的距離自上而下的順序?qū)懗鲭姌O的名稱(chēng)和電極之間的距離 ( (以以m m為單位為單位) )。例如，。例如，M2.25A0.5BM2.25A0.5B表示雙極供電正裝表示雙極供電正裝 ( (底部底部) )梯度電極系，電極距梯度電極系，電極距L LMOMO2.5m2.5m，深度記錄點(diǎn)在，深度記錄點(diǎn)在A A、B B的中點(diǎn)。的

23、中點(diǎn)。2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理45234 4、電極系互換原理、電極系互換原理 把電極系中的把電極系中的電極和地面電極功能互換電極和地面電極功能互換( (原供電電極改為測(cè)量電極，原測(cè)量原供電電極改為測(cè)量電極，原測(cè)量電極改為供電電極電極改為供電電極) )，而各極的相對(duì)位置不變，則，而各極的相對(duì)位置不變，則所得到的視電阻率值不變，所得到的視電阻率值不變，測(cè)得的曲線形狀也不變，這叫做電極系互換原理測(cè)得的曲線形狀也不變，這叫做電極系互換原理。根據(jù)互換原理，表中的梯度。根據(jù)互換原理，表中的梯度電極系實(shí)質(zhì)上只有兩種類(lèi)型，電位電極系只有一種類(lèi)型。電極系實(shí)質(zhì)上只有兩種類(lèi)型，電位電極系

24、只有一種類(lèi)型。2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理45245 5、電極系的探測(cè)深度、電極系的探測(cè)深度 在均勻介質(zhì)中，以供電電極為中心，以某一半徑為球面，在均勻介質(zhì)中，以供電電極為中心，以某一半徑為球面，若球面內(nèi)包括的介質(zhì)若球面內(nèi)包括的介質(zhì)對(duì)電極系測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)為對(duì)電極系測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)為5050時(shí)時(shí)，則，則此半徑就是該電極系的探測(cè)深度此半徑就是該電極系的探測(cè)深度( (或探測(cè)半或探測(cè)半徑徑) )。 一般一般電位電極系的探測(cè)半徑為電位電極系的探測(cè)半徑為2 2倍的電極距倍的電極距AMAM；梯度的探測(cè)半徑為測(cè)半徑為梯度的探測(cè)半徑為測(cè)半徑為1.41.4倍的電極距倍的電極距AOAO。2.2

25、2.2 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井原理原理4525第第2 2章普通電阻率測(cè)井章普通電阻率測(cè)井 ( (conventional resistivity logging) ) 前言前言2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井原理普通電阻率測(cè)井原理2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素2.4 2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻率曲線應(yīng)用2.5 2.5 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井45262.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素一、一、 梯度電極系曲線特點(diǎn)梯度電極系曲線

26、特點(diǎn)1 1、頂部和底部梯度電極系視電阻率曲線形狀相反頂部和底部梯度電極系視電阻率曲線形狀相反；2 2、頂部梯度曲線上的視電阻率、頂部梯度曲線上的視電阻率極大值、極小值極大值、極小值分別出現(xiàn)在高阻層分別出現(xiàn)在高阻層R2R2的的頂界面和底頂界面和底界面界面，底部梯度曲線則相反，可用于劃分高阻層界面底部梯度曲線則相反，可用于劃分高阻層界面; ;3 3、因?yàn)楦咦鑼雍芎瘢虚g、因?yàn)楦咦鑼雍芎瘢虚g平行段視電阻率平行段視電阻率RaRa曲線值為地層電阻率曲線值為地層電阻率. . 假設(shè)上下兩個(gè)水平分界面假設(shè)上下兩個(gè)水平分界面地層模型中，地層模型中，高阻層的電阻率高阻層的電阻率為為R2R2、厚度、厚度h=10A

27、Oh=10AO，上下圍巖，上下圍巖電阻率分別為電阻率分別為R3R3、R1R1，圍巖厚，圍巖厚度充分大，沒(méi)有井的影響。度充分大，沒(méi)有井的影響。4527 中等厚度高阻層中等厚度高阻層：底部梯度電極系理：底部梯度電極系理論曲線在論曲線在高阻層界面附近特點(diǎn)高阻層界面附近特點(diǎn)與厚地層視與厚地層視電阻率曲線電阻率曲線基本相同基本相同。 中部差異較大，中部差異較大，隨著地層變薄，地層隨著地層變薄，地層中部的直線段部分不再存在，曲線變化陡中部的直線段部分不再存在，曲線變化陡直，幅度變低直，幅度變低。 高阻薄層（高阻薄層（hAOhAMhAM時(shí)，時(shí)，地層中點(diǎn)地層中點(diǎn)得到得到RaRa極大值，極大值，并且并且隨著隨著

28、地層厚度增加地層厚度增加視電阻率視電阻率極大值接近于極大值接近于地地層的層的真實(shí)電阻率，當(dāng)真實(shí)電阻率，當(dāng)hAMhAM時(shí)，時(shí)，對(duì)著高阻層的對(duì)著高阻層的中點(diǎn)取得極小值中點(diǎn)取得極小值。3 3、在地層界面處，曲線出現(xiàn)、在地層界面處，曲線出現(xiàn)“小平臺(tái)小平臺(tái)”其其中點(diǎn)中點(diǎn)正對(duì)著地層界面正對(duì)著地層界面。隨著。隨著h h減小減小“小平臺(tái)小平臺(tái)”發(fā)生發(fā)生傾斜傾斜，當(dāng)，當(dāng)hAMhAM時(shí)，時(shí)，“小平臺(tái)小平臺(tái)”靠地層靠地層外側(cè)一外側(cè)一點(diǎn)被夸大為高值點(diǎn)被夸大為高值，稱(chēng)為，稱(chēng)為“假極大假極大”。2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素4529三、視電阻率曲線的影響因素三、視電阻率曲線的影響因素

29、1 1、電極系的影響、電極系的影響 電極系電極系A(chǔ)O不同，探測(cè)深度不同，泥漿不同，探測(cè)深度不同，泥漿電阻率和圍巖電阻率對(duì)測(cè)量結(jié)果貢獻(xiàn)不電阻率和圍巖電阻率對(duì)測(cè)量結(jié)果貢獻(xiàn)不同。同。 電極距小時(shí)井的影響較大電極距小時(shí)井的影響較大，視電阻率，視電阻率幅度不高；幅度不高；隨著電極距增大隨著電極距增大，探測(cè)深度，探測(cè)深度增大，增大，地層的貢獻(xiàn)占主導(dǎo)地位地層的貢獻(xiàn)占主導(dǎo)地位，井的貢，井的貢獻(xiàn)相對(duì)減小，視電阻率曲線幅度升高；獻(xiàn)相對(duì)減小，視電阻率曲線幅度升高；電極距增大到一定程度后，電極距增大到一定程度后，再增加電極再增加電極距，距，視電阻率曲線幅度反而降低視電阻率曲線幅度反而降低，因?yàn)?，因?yàn)榈妥鑷鷰r的影響增大

30、低阻圍巖的影響增大。2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素45302 2、井的影響、井的影響2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素 井內(nèi)泥漿電阻率比剖面上高阻巖層的井內(nèi)泥漿電阻率比剖面上高阻巖層的電阻率低得多，電阻率低得多，對(duì)電極系供電電極造成對(duì)電極系供電電極造成的電場(chǎng)分布起分流作用的電場(chǎng)分布起分流作用。 一、井存在時(shí)，所測(cè)視電阻率曲線比一、井存在時(shí)，所測(cè)視電阻率曲線比理論曲線變得幅度低、界面附近變化平緩；理論曲線變得幅度低、界面附近變化平緩；井徑越大，包圍在電極系周?chē)牡妥枘酀{井徑越大，包圍在電極系周?chē)牡妥枘酀{越多，對(duì)測(cè)量的貢獻(xiàn)越

31、大越多，對(duì)測(cè)量的貢獻(xiàn)越大，視電阻率曲線，視電阻率曲線幅度越低。幅度越低。 二、井內(nèi)泥漿電阻率變化對(duì)測(cè)量結(jié)果二、井內(nèi)泥漿電阻率變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。的影響。泥漿電阻率減小，視電阻率曲線極大值急劇減小，曲線變得平緩。泥漿電阻率減小，視電阻率曲線極大值急劇減小，曲線變得平緩。 為真實(shí)反映井孔剖面上地層電阻率的變化，要求為真實(shí)反映井孔剖面上地層電阻率的變化，要求RmRm大于大于5 5倍的地層水電阻率倍的地層水電阻率。45313 3、圍巖和層厚的影響、圍巖和層厚的影響2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素 電極選定后，電極距就固定電極選定后，電極距就固定了。了。滲透層厚度不

32、同，視電阻滲透層厚度不同，視電阻率曲線幅度不同率曲線幅度不同。 厚度減薄，電阻率值變小，厚度減薄，電阻率值變小，因?yàn)榇藭r(shí)因?yàn)榇藭r(shí)圍巖對(duì)測(cè)量結(jié)果的影圍巖對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響增大響增大。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意高阻薄層視電阻率被低估。實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意高阻薄層視電阻率被低估。45324 4、侵入影響、侵入影響2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素高侵高侵：含水層段，由于泥漿濾液電：含水層段，由于泥漿濾液電阻率大于地層水電阻率所致。阻率大于地層水電阻率所致。 視電阻率曲線幅度比無(wú)侵入時(shí)視電阻率曲線幅度比無(wú)侵入時(shí)所測(cè)結(jié)果高所測(cè)結(jié)果高。低侵低侵：油層井段，泥漿濾液電阻率小于孔隙中所含液

33、：油層井段，泥漿濾液電阻率小于孔隙中所含液體電阻率所致。體電阻率所致。 視電阻率曲線幅度比無(wú)侵入時(shí)所測(cè)結(jié)果低視電阻率曲線幅度比無(wú)侵入時(shí)所測(cè)結(jié)果低。 該結(jié)論可用于判斷油水層。該結(jié)論可用于判斷油水層。45335 5、高阻鄰層的屏蔽影響、高阻鄰層的屏蔽影響2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素 當(dāng)夾層厚度當(dāng)夾層厚度heAOhe6060時(shí)時(shí)梯度曲線基本特點(diǎn)消失梯度曲線基本特點(diǎn)消失。4535第第2 2章普通電阻率測(cè)井章普通電阻率測(cè)井 ( (conventional resistivity logging) ) 前言前言2.1 2.1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)

34、系巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系2.2 2.2 普通電阻率測(cè)井原理普通電阻率測(cè)井原理2.3 2.3 視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素2.4 2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻率曲線應(yīng)用2.5 2.5 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井45362.4 2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻率曲線應(yīng)用2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻率曲線應(yīng)用一、巖層的視電阻率讀數(shù)一、巖層的視電阻率讀數(shù)高阻厚層高阻厚層：高阻層中部對(duì)應(yīng)視電阻率曲線：高阻層中部對(duì)應(yīng)視電阻率曲線上，出現(xiàn)一個(gè)直線段，其幅度為上，出現(xiàn)一個(gè)直線段，其幅度為Ra=RtRa=Rt，實(shí)，實(shí)測(cè)曲線讀數(shù)時(shí)，應(yīng)取中部視電阻率曲線的測(cè)曲線讀數(shù)時(shí)，應(yīng)取中部視

35、電阻率曲線的幾何平均值。幾何平均值。4537中等厚度的高阻層中等厚度的高阻層：距頂（或底）界：距頂（或底）界面一個(gè)電極距處作一條與井軸垂直的面一個(gè)電極距處作一條與井軸垂直的直線，找一條與井軸平行的直線，使直線，找一條與井軸平行的直線，使面積面積A=B，該平行線在橫軸上的值即，該平行線在橫軸上的值即為真電阻率。為真電阻率。高阻薄層高阻薄層：在視電阻率曲線上只有：在視電阻率曲線上只有一個(gè)較窄的尖峰，只有取極大值作一個(gè)較窄的尖峰，只有取極大值作為高阻薄層的視電阻率代表，認(rèn)為為高阻薄層的視電阻率代表，認(rèn)為只有它是最接近巖層的真電阻率。只有它是最接近巖層的真電阻率。2.4 2.4 視電阻率曲線應(yīng)用視電阻

36、率曲線應(yīng)用45381、 劃分巖性剖面劃分巖性剖面二、視電阻率曲線的應(yīng)用二、視電阻率曲線的應(yīng)用 利用利用電阻率差異尋找高阻層電阻率差異尋找高阻層，參考自然電位參考自然電位曲線，把負(fù)異常井段劃分出來(lái)就曲線，把負(fù)異常井段劃分出來(lái)就是滲透層段，是滲透層段， 用用頂部和底部梯度電極系所測(cè)兩條曲線的極大值頂部和底部梯度電極系所測(cè)兩條曲線的極大值所在深度分別確定高阻層的頂、所在深度分別確定高阻層的頂、底界面。底界面。2、 求巖層的真電阻率求巖層的真電阻率3、 求巖層孔隙度求巖層孔隙度4、 求油層的求油層的So值值5、 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井(地層對(duì)比地層對(duì)比) 首先在首先在RaRa曲線上找出曲線上找出厚度很大的含水純地層厚度很大的含水純地層，取其，取其RaRa值，將它作為巖層含水值，將它作為巖層含水100%100%時(shí)時(shí)的電阻率的電阻率R0R0，再通過(guò)水樣化驗(yàn)或其它資料求得，再通過(guò)水樣化驗(yàn)或其它資料求得RwRw，然后利用阿爾奇公式求得，然后利用阿爾奇公式求得。由孔隙度測(cè)井（由孔隙度測(cè)井（tt、中子）、中子）FRwF