第二章第四節(jié)1理論曲線

第二章普通電阻率測井2/5/20231主要內(nèi)容一、電法測井的基礎(chǔ)知識(shí)二、普通電阻率測井的基本概念三、普通電阻率測井的基本理論四、地層視電阻率曲線五、標(biāo)準(zhǔn)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2/5/20232第四節(jié)地層視電阻率曲線2/5/20233主要內(nèi)容一、理論曲線二、影響因素三、應(yīng)用2/5/20234一、理論曲線2/5/20235一、理論曲線為了對所測得的視電阻率曲線進(jìn)行解釋，首先需要知道在不同電阻率地層處視電阻率曲線的形狀具有什么特點(diǎn)，以后才能根據(jù)所測得的曲線形狀和特點(diǎn)去劃分電阻率不同的地層。研究過程中，我們?nèi)∪龑涌v向階躍介質(zhì)模型（兩個(gè)平行界面）中用梯度和電位電極系在不同條件(包括地層電阻率、厚度、電極系類型．電極距等)下測得了視電阻率曲線。2/5/20236一、理論曲線由于勘探的目的層主要是高阻層(相對圍巖而言)，這里重點(diǎn)討論用梯度電極系和電位電極系在高阻層處測得的視電阻率曲線(簡稱高阻層的梯度曲線和電位曲線)。2/5/202371.1高阻層的梯度曲線對于梯度電極系因此在討論梯度曲線如何變化時(shí)，只看記錄點(diǎn)O處介質(zhì)電阻率及電流密度的變化。2/5/202381.1高阻層的梯度曲線１.厚層（h>L）設(shè)Rm=Rs，梯度電極系A(chǔ)MN從上向下移動(dòng)。

１）電極系離高阻層較遠(yuǎn)時(shí)，高阻層對供電電流的分布基本上沒有影響，電極系如同在電阻率為Rs的均勻介質(zhì)中，Ra=Rs。見圖中１以上的曲線部分。2/5/202391.1高阻層的梯度曲線

２）當(dāng)電極系靠近高阻層時(shí)，因?yàn)楦咦鑼訉﹄娏鞯淖枇^大，電流不易進(jìn)入高阻層，而多數(shù)進(jìn)入了低阻層，故在A電極下方的電流線分布較少且發(fā)生彎曲，M、N間的電流減小，導(dǎo)致Ra降低。見圖中２部分。電極系離高阻層越近Ra越低。N電極到達(dá)高阻層頂界時(shí)出現(xiàn)極小值（記錄點(diǎn)在頂面上方MN/2處）。見圖中位置3。2/5/2023101.1高阻層的梯度曲線３）當(dāng)N電極進(jìn)入高阻層頂界后，由于流向下方的電流不易進(jìn)入高阻層，故較多地集中在井內(nèi)，于是M、N間的電流增多，Ra開始增大。見圖中3-4部分。2/5/2023111.1高阻層的梯度曲線４）當(dāng)A電極在高阻層頂界附近時(shí)電極系稍微向下移動(dòng)，流向M、N的電流就增加很多，Ra曲線迅速上升。見圖中4以下部分。2/5/2023121.1高阻層的梯度曲線５）當(dāng)電極在高阻層中部附近時(shí)，由于A電極上、下的高阻層厚度相差不多，A電極下移時(shí)M、N間的電流增加很少，Ra曲線比較平緩。若地層足夠厚，則Ra幾乎不變。見圖中位置５部分。2/5/2023131.1高阻層的梯度曲線６）當(dāng)N電極移至高阻層底界附近時(shí)，電極系稍微向下移動(dòng)，流向M、N的電流就增加很多，Ra曲線迅速上升。見圖中位置6以上部分。2/5/2023141.1高阻層的梯度曲線７）當(dāng)N電極越過高阻層底界時(shí)，電流受高阻層的排斥作用逐漸減小，雖然流向下方的電流逐漸增加，但由于流向下方的電流不受高阻層的約束而急劇分散，M、N間的電流也會(huì)越來越小，導(dǎo)致Ra曲線下降。見圖中位置7部分。2/5/2023151.1高阻層的梯度曲線８）當(dāng)電極系遠(yuǎn)離高阻層時(shí)，高阻層對電流的作用可以不計(jì)，如同在電阻率為Rs的均勻介質(zhì)中，Ra=Rs。見圖中位置８以下部分。2/5/2023161.1高阻層的梯度曲線９）高阻厚層正裝梯度電極系曲線特征：

a)對著高阻層處Ra增大，但曲線不對稱于地層中點(diǎn)；b)地層中部附近曲線變化平緩或出現(xiàn)平直段，其視電阻率值最接近于地層的真電阻率(因?yàn)檫€受井的影響)。2/5/2023171.1高阻層的梯度曲線９）高阻厚層正裝梯度電極系曲線特征：c)高阻層頂、底界面附近曲線出現(xiàn)極小值和極大值，頂界面在極小點(diǎn)以下MN／2處，底界面在極大點(diǎn)以下MN／2處，根據(jù)這一關(guān)系可以根據(jù)曲線的極值點(diǎn)劃分高阻厚層的底界面。2/5/2023181.1高阻層的梯度曲線２.薄層(H<L)高阻薄層的正裝梯度曲線與厚層的曲線比較共同點(diǎn)是高阻層處數(shù)值增大，曲線不對稱；差別是在高阻層下方數(shù)值很低(小于Rs)，距底界面一個(gè)電極距處出現(xiàn)第二個(gè)極大值，其次是極小點(diǎn)從頂界面處略向上移。2/5/2023191.1高阻層的梯度曲線曲線變化的原因曲線1-4段變化原因與厚層一樣。曲線4-5段，因L>h，當(dāng)電極N從高阻層底界移出時(shí)，電極A還在高阻層頂界外，從高阻層井眼中流出的電流迅速分散，M、N間電流減小很快，故Ra迅速降低。2/5/2023201.1高阻層的梯度曲線曲線5-6段，相當(dāng)于A電極從高阻層頂面移至底面，隨著A電極下移，A電極上方的高阻層越來越厚，流向下方的電流越來越多，M、N間電流隨之增大，Ra曲線上升。見圖中位置5-6段。A電極到達(dá)高阻層底面時(shí)，Ra曲線達(dá)到第二個(gè)極大值。見圖中位置6。2/5/2023211.1高阻層的梯度曲線曲線７以下，與厚層原理一樣。2/5/2023221.2高阻層電位曲線1.討論方法由于測井過程中I和K值不變，電位電極系測得的Ra值決定于△UMN。M、N間的電位差可視為從A電極發(fā)出流經(jīng)M電極到N電極的電流IMN(如圖中箭頭所示)和M、N電極間這個(gè)電流所經(jīng)電阻ρMN(圖中斜線部分)的乘積。2/5/2023231.2高阻層電位曲線因此M電極與N電極間電阻值的主要部分在M上方附近，M與N間的電位降也主要發(fā)生在這一部分(如圖中格線所示范圍)。流往M方向的電流越多，M上方附近介質(zhì)電阻率的平均值(用表示)越大，△UMN就越大；反之，則△UMN減小；若M、N二者之中一個(gè)增大另一個(gè)減小，△UMN的變化趨勢則主要取決于變化較大的那個(gè)數(shù)值，變化大的量增大，△UMN則增大，反之則減小。2/5/2023241.2高阻層電位曲線2.厚層（h>L）以倒裝電位電極系NMA為例，電極系從下向上移動(dòng)。右圖為其電位曲線說明圖。2/5/2023251.2高阻層電位曲線１）電極系在高阻層下方距底面較遠(yuǎn)時(shí)，高阻層對電流線的排斥作用不計(jì)，電流線呈輻射狀分布，IMN與在均勻介質(zhì)中流向MN方向的電流I一樣。M上方附近介質(zhì)電阻率的平均值等于Rs，則Ra=Rs。如圖中曲線位置1以下所示。2/5/2023261.2高阻層電位曲線２）當(dāng)電極系上移靠近高阻層底面時(shí)，由于高阻層的排斥作用逐漸加強(qiáng)使IMN減小，但同時(shí)又由于高阻層靠近M電極上方平均電阻率增大。因高阻層離M電極近，平均電阻率變化速度較大；而高阻層離A電極遠(yuǎn)，IMN變化速度較小，所以Ra曲線的變化趨勢就由平均電阻率的變化來決定，故Ra曲線上升。如圖中曲線1-2段所示。2/5/2023271.2高阻層電位曲線3）M電極在高阻層下，A電極距高阻層較近時(shí)，盡管高阻層對電流線的排斥作用加強(qiáng)而使流向上方的電流減小，但是由于高阻層對井眼中電流的約束作用，流向上方的電流較多地流入井眼內(nèi)從而使IMN增大，這時(shí)平均電阻率仍在增大，因此Ra曲線繼續(xù)上升。如圖中曲線2-3段所示。2/5/2023281.2高阻層電位曲線4）從M電極進(jìn)入高阻層底面開始，直到M電極離開高阻層頂面為止的過程中，平均電阻率因M上方高阻層減薄而一直在減小，相反IMN卻一直在增大。IMN與平均電阻率的變化曲線示于圖中曲線3-6段。2/5/2023291.2高阻層電位曲線4）在地層中部以下，A電極離高阻層底面較近，IMN變化較大；M電極離高阻層頂面較遠(yuǎn)，平均電阻率變化較小，則Ra變化由IMN決定，曲線上升。見圖中3-4段。2/5/2023301.2高阻層電位曲線4）在地層中部，A電極離高阻層底面的距離與M電極離高阻層頂面的距離相等，IMN變化與平均電阻率變化速度相同，則Ra沒有變化，曲線平緩。見圖中位置5。2/5/2023311.2高阻層電位曲線4）在地層中部以上，A電極離高阻層底面較遠(yuǎn)，IMN增加較小；M電極離高阻層頂面較近，平均電阻率降低較大，則Ra變化由平均電阻率決定，曲線下降。見圖中5-6段。2/5/2023321.2高阻層電位曲線5）M電極離開高阻層頂面后，平均電阻率不再變化，其值等于Rs，但流向上方的電流卻因失去高阻層的約束作用而分散，從而使IMN下降，Ra繼續(xù)降低。見圖中6-7段。2/5/2023331.2高阻層電位曲線6）A電極離開高阻層頂面后，距高阻層越遠(yuǎn)，高阻層排斥電流的作用越小，流向上方的電流越少，IMN越小，Ra繼續(xù)降低，如圖曲線7—8段所示。2/5/2023341.2高阻層電位曲線7）直到A電極距高阻層較遠(yuǎn)，高阻層對電流的排斥作用可以忽略不計(jì)為止，電流線呈輻射狀分布，IMN＝I。平均電阻率＝Rs，Ra=Rs。如圖中曲線位置8以上所示。2/5/2023351.2高阻層電位曲線8）倒裝電位電極系在高阻厚層上的曲線特征：正對高阻層處Ra增大，曲線對稱于高阻層中部。曲線的拐點(diǎn)在高阻層界面內(nèi)半個(gè)電極距(MN／2)的地方。根據(jù)上述特征可以從電位曲線上劃分出高阻厚層，并確定其界面。2/5/2023361.2高阻層電位曲線３.薄層（h<L）高阻薄層的倒裝電位曲線變化的原理與厚層相似。特征：曲線對稱于高阻層中心的。正對著高阻層處是一個(gè)“負(fù)異?！保瑯O小點(diǎn)正對著高阻層中心；在高阻層兩側(cè)半個(gè)電極距(AM／2)的地方各有—個(gè)極大點(diǎn)。2/5/2023371.2高阻層電位曲線３.薄層（h<L）對于薄層的電位曲線，值得注意的是不要把“負(fù)異常”處誤認(rèn)為存在著低電阻率地層，也不要把地層兩側(cè)的“正異?！碧幷`認(rèn)為存在著高電阻率地層。一般不采用電極距大于目的層厚度的電位電極系。2/5/202338高阻層梯度曲線與電位曲線對比2/5/2023391.3說明１.以上討論了高阻層的幾種典型曲線，低阻層的曲線形狀及其變化原因也可按上述原理予以說明。2.單極供電和雙極供