電法測井的基礎知識

1、電法測井的基礎知識第一頁，共41頁。 普通電阻率法測井是測井方法中使用最早，也是最常用的方法。到目前為止，在劃分鉆井地質(zhì)剖面和判斷巖性等工作中仍然起著重要作用。為了解決生產(chǎn)深入發(fā)展產(chǎn)生的新問題，除普通電阻率則井以外，又相繼開發(fā)了標準測井、橫向測井和微電極系測井。利用這些測井曲線可以劃分巖性、確定滲透層及侵入帶電阻率、確定巖層厚度、進行剖面對比、確定巖層的真電阻率及定性地判斷油、氣、水層等。但是在這里要指出的是有的方法目前已被新的方法所取代，但新方法的原理基礎還是不變的。第二頁，共41頁。Friday, October 14, 20222主要內(nèi)容一、電法測井的基礎知識二、普通電阻率測井的基本概念

2、三、普通電阻率測井的基本理論四、實測視電阻率曲線及其應用五、標準測井六、微電極系視電阻率測井七、地層微掃描測井及全井眼地層微成像儀簡介第三頁，共41頁。Friday, October 14, 20223第一節(jié) 電法測井的基礎知識第四頁，共41頁。主要內(nèi)容一、巖石電阻率二、巖石電阻率與巖性的關系三、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系四、巖石電阻率與孔隙度的關系五、巖石電阻率與含油飽和度的關系六、油田水的性質(zhì)第五頁，共41頁。Friday, October 14, 20225一、巖石電阻率1. 電阻率的概念所有的電阻率測井都是建立在各種巖石具有不同的導電性這一基礎上的。我們常用電阻率這一物理量來表示一種

3、物質(zhì)的導電性，導電能力差的物質(zhì)電阻率高，導電能力好的物質(zhì)則電阻率低。第六頁，共41頁。Friday, October 14, 20226一、巖石電阻率1. 電阻率的概念由電阻定律，對一導電均勻的導體，其電阻值與導體的長度L成正比，與截面積S成反比：比例系數(shù)R稱為導體的電阻率，也可表示為：R的值只與導體的性質(zhì)有關。第七頁，共41頁。Friday, October 14, 20227一、巖石電阻率1. 電阻率的概念電阻率可以定義為：長為1m，橫截面積為1m2的導體在20時的電阻值，此時單位為歐姆米(m) 。巖石導電性的強弱也常用電導率C（或）來反映。電導率是電阻率的倒數(shù)，其單位為西門子米(S/m)

4、，在測井中為了避免使用小數(shù)，常采用毫西門子米(mS/m)。第八頁，共41頁。Friday, October 14, 20228一、巖石電阻率2.影響巖石電阻率的主要因素2.1巖石的相關知識大多數(shù)油氣是儲集在沉積巖中的，因此，只討論影響沉積巖電阻率的因素。沉積巖是在水中沉淀的巖石碎屑或礦物經(jīng)膠結壓實而成，其結構可視為礦物骨架與孔隙中流體的組合。巖石結構示意圖第九頁，共41頁。Friday, October 14, 20229一、巖石電阻率2. 巖石電阻率的主要影響因素粘土地層水電阻率地層水含量地層水分布第十頁，共41頁。Friday, October 14, 202210二、巖石電阻率與巖性的關

5、系一些主要巖石、礦物的電阻率列于表21中。由表中可以看出，不同礦物，不同巖石的電阻率各不相同。第十一頁，共41頁。Friday, October 14, 202211二、巖石電阻率與巖性的關系1 組成沉積巖的礦物按導電性質(zhì)不同可分為三大類：導電良好的礦物（金屬礦等）粘土不導電的礦物（石英、長石、云母、方解石、白云石、巖鹽、石膏、無水石膏等）第十二頁，共41頁。Friday, October 14, 202212導電良好礦物不導電的礦物粘土 第十三頁，共41頁。Friday, October 14, 202213二、巖石電阻率與巖性的關系2 砂泥巖層導電性砂巖的電阻率由幾個歐姆米變至幾千歐姆米；

6、粘土、泥巖的電阻率比較低而穩(wěn)定，一般為110歐姆米； 一般地說，當?shù)貙铀V化度較低時，砂巖電阻率大于泥巖，泥質(zhì)砂巖電阻率居于其中間，含油氣砂巖層電阻率大于含水砂巖層；當?shù)貙铀V化度很高時，砂巖電阻率可能低于泥巖。第十四頁，共41頁。Friday, October 14, 202214二、巖石電阻率與巖性的關系3 碳酸鹽巖層導電性一般說來碳酸鹽巖層的孔隙度較小，巖層電阻率較高，致密的石灰?guī)r、白云巖的電阻率可高達5一6千歐姆米。 含油、氣的碳酸鹽巖電阻率大于含水的碳酸鹽巖電阻率。第十五頁，共41頁。Friday, October 14, 202215二、巖石電阻率與巖性的關系3 碳酸鹽巖層導電性碳

7、酸鹽巖層中含泥質(zhì)會降低巖層電阻率數(shù)值。泥灰?guī)r的電阻率較低。孔隙性石灰?guī)r(如生物灰?guī)r，鮞狀灰?guī)r、碎屑石灰?guī)r等)的巖石結構與砂巖相似，電阻率特征也與砂巖相似。第十六頁，共41頁。Friday, October 14, 202216二、巖石電阻率與巖性的關系4 膏鹽巖層導電性膏鹽巖層是一種純化學成因的巖層，由于蒸發(fā)作用沉淀而成。這類巖石的孔隙度極小，故巖石電阻率很高。第十七頁，共41頁。Friday, October 14, 202217三、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系1. 地層水性質(zhì)的決定因素在造巖礦物不導電的情況下，巖石的導電作用僅靠地層水來實現(xiàn)。實驗也證明了巖石電阻率與地層水電阻率成正比。所以

8、我們要研究地層水電阻率。地層水的性質(zhì)主要取決于地層水所含鹽類、濃度（礦化度）和溫度等因素。第十八頁，共41頁。Friday, October 14, 202218三、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系2. 地層水電阻率與地層水內(nèi)所含鹽類的關系由于不同鹽類的正、負離子遷移率不同，相同濃度下的溶液電阻率也不同，如表22所示第十九頁，共41頁。Friday, October 14, 202219三、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系2. 地層水電阻率與地層水內(nèi)所含鹽類的關系由于油氣田的地層水中，主要含有NaCl、KCl 、Na2SO4等鹽分，其中NaCl含量占優(yōu)勢，因此一般可以把地層水近似看成是NaCl溶液來研

9、究其電學性質(zhì)。求地層水電阻率時可以使用“NaCI溶液電阻率與其濃度和溫度的關系圖版”（書上P17頁）。第二十頁，共41頁。Friday, October 14, 202220第二十一頁，共41頁。Friday, October 14, 202221三、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系2. 地層水電阻率與地層水內(nèi)所含鹽類的關系如果其它鹽類含量較多不能忽略時，則應把其它鹽類含量換算成等效的NaCl含量。不同離子的換算系數(shù)圖版見圖2-1（書p27）。第二十二頁，共41頁。Friday, October 14, 202222第二十三頁，共41頁。Friday, October 14, 202223三、巖石

10、電阻率與地層水性質(zhì)的關系2. 地層水電阻率與地層水內(nèi)所含鹽類的關系換算方法以例子說明：某地層水水樣分析結果為：Ca2+460ppm,SO42-1400ppm,Na+Cl-19000ppm求該水樣等效氯化鈉的礦化度。1)求水樣的總礦化度460+1400+1900020860ppm2)找相應的換算系數(shù)：Ca2+ 0.81，SO42- 0.453) 計算等效氯化鈉的礦化度4600.81+14000.45+1900020000ppm .第二十四頁，共41頁。Friday, October 14, 202224三、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系3. 地層水電阻率與溫度的關系溫度升高，離子遷移率增大，溶液的

11、導電能力加強，溶液電阻率下降。第二十五頁，共41頁。Friday, October 14, 202225四、巖石電阻率與孔隙度的關系1. 孔隙度的概念孔隙度：孔隙體積占巖石體積的百分數(shù)，常用表示；有效孔隙度：有效孔隙體積占巖石體積的百分數(shù)，常用e表示；有效孔隙：具有儲集性質(zhì)的孔隙一般為孔隙直徑在0.0002mm以上的連通孔隙；死孔隙：被巖石顆粒包圍的孤立孔隙和被微毛細管包圍的孤立孔隙。巖石結構示意圖第二十六頁，共41頁。Friday, October 14, 202226四、巖石電阻率與孔隙度的關系2. 巖石電阻率與孔隙度的關系實驗研究發(fā)現(xiàn)孔隙中100含水的地層電阻率R0與地層水電阻率Rw近似

12、于正比關系，且比值為一常數(shù)。該比值被定義為巖石的地層因素，也叫相對電阻率，用F表示：第二十七頁，共41頁。Friday, October 14, 202227四、巖石電阻率與孔隙度的關系2. 巖石電阻率與孔隙度的關系F與 的實驗曲線第二十八頁，共41頁。Friday, October 14, 202228不同地區(qū) F與 的 實驗曲線第二十九頁，共41頁。Friday, October 14, 202229四、巖石電阻率與孔隙度的關系2. 巖石電阻率與孔隙度的關系實驗表明巖石的地層因素與孔隙度有如下關系（稱為阿爾奇公式）：a比例系數(shù)，其值決定于巖性，變化范圍在0.41.5；m膠結系數(shù)，隨著巖石膠

13、結程度不同而變化，一般為2左右，變化范圍為1.32.5；第三十頁，共41頁。Friday, October 14, 202230四、巖石電阻率與孔隙度的關系2. 巖石電阻率與孔隙度的關系a、m的取值斯侖貝謝公司對軟地層常取a0.62，m=2.15,也叫漢布爾公式；一般可參照書中表2-3第三十一頁，共41頁。Friday, October 14, 202231五、巖石電阻率與含油飽和度的關系1. 相關概念含水飽和度Sw：是指含水孔隙體積占全部孔隙體積的百分數(shù)。當巖石孔隙內(nèi)完全充滿水時其含水飽和度為100。含油飽和度So：是指含油孔隙體積 Vo占全部孔隙體積的百分數(shù)。含氣飽和度Sg：是指含氣孔隙體

14、積Vg占全部孔隙體積的百分數(shù)。對于純氣層才采用含氣飽和度的概念。含油氣飽和度，也叫含烴飽和度，用Sh表示.注意：孔隙度、飽和度一般都用百分數(shù)來表示。第三十二頁，共41頁。Friday, October 14, 202232五、巖石電阻率與含油飽和度的關系1. 相關概念對油水層或油氣水層，有Sw+So=1對純氣層，有Sg+Sw=1第三十三頁，共41頁。Friday, October 14, 202233五、巖石電阻率與含油飽和度的關系1. 相關概念殘余水飽和度（Swr）：指束縛水和在一定條件下才能流動的水之體積占孔隙體積的百分數(shù)；剩余油飽和度（Sor）：指有條件才能流出的油和束縛油的體積占孔隙體

15、積的百分數(shù)，也叫殘余油飽和度。沖洗帶含水飽和度（Sxo）：指沖洗帶所含水之體積占孔隙體積的百分數(shù)；第三十四頁，共41頁。Friday, October 14, 202234五、巖石電阻率與含油飽和度的關系2. 巖石電阻率與含油飽和度的關系實驗證明，巖樣的含油飽和度越高，巖石的電阻率越高，反之含油飽和度越低，巖石電阻率亦越低。但在自然界中地層水電阻率和巖層的孔隙度都是變化的，并且對Rt值有影響。為了消除(更確切地說是“隱含”)地層水電阻率和孔隙度的影響，引入“電阻增大系數(shù)”概念，或稱電阻率指數(shù)，即含油巖石電阻率Rt與該巖石100含水時的電阻率R0之比，用I表示：第三十五頁，共41頁。Friday

16、, October 14, 202235五、巖石電阻率與含油飽和度的關系2. 巖石電阻率與含油飽和度的關系實驗得到的電阻率指數(shù)I與含油飽和度So關系曲線第三十六頁，共41頁。Friday, October 14, 202236不同地區(qū)I與Sh 的 實驗曲線第三十七頁，共41頁。Friday, October 14, 202237五、巖石電阻率與含油飽和度的關系2. 巖石電阻率與含油飽和度的關系實驗證明電阻率指數(shù)與含油飽和度關系如下（也稱為阿爾奇公式）：系數(shù)b和飽和度指數(shù)n只與巖石的巖性有關，表示油水在孔隙中的分布狀況對含油巖石的影響。一般常取b=1 , n=2。第三十八頁，共41頁。Friday, October 14, 202238五、巖石電阻率與含油飽和度的關系2. 巖石電阻率與含油飽和度的關系由巖石電阻率與孔隙度的關系式和巖石電阻率與含油飽和度的關系式可得常用阿爾奇公式形式第三十九頁，共41頁。Friday, October 1