測(cè)井方法原理-電法測(cè)井(測(cè)井解釋培訓(xùn)教材-COSL)

1電法測(cè)井講座

中海油田服務(wù)股份有限公司油田技術(shù)事業(yè)部資料解釋中心

2010年9月主講人：劉建新地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性

電法測(cè)井包括測(cè)量巖層導(dǎo)電、介電和電化學(xué)特性的所有測(cè)井方法。這類方法通過測(cè)量巖層的導(dǎo)電、介電和電化學(xué)特性，來劃分井下油氣儲(chǔ)層和確定油氣層的含油氣飽和度。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性一、巖石的電阻率和電導(dǎo)率

巖石的導(dǎo)電特性是指巖石在電場(chǎng)中傳導(dǎo)電流的能力，用巖石的電阻率R和電導(dǎo)率σ來量度。

巖石的電阻率和電導(dǎo)率與巖石的巖性、物性、含油氣性以及所含水的性質(zhì)相關(guān)，這是電阻率測(cè)井能夠確定巖性、劃分油氣水層和計(jì)算含油氣飽和度的基礎(chǔ)。R——Ω·m（歐姆·米）σ——mS/m（毫西門子/米）地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性1、歐姆定律

r=RL/SR=rS/L

=1/R地層的電阻率只與地層的性質(zhì)有關(guān)，而與其幾何形狀及尺寸無關(guān)，所以測(cè)量巖石的R而不是電阻。導(dǎo)電能力差的，電阻率高，電導(dǎo)率低；導(dǎo)電能力好的，電阻率低，電導(dǎo)率高；地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性2、巖石電阻率與巖性的關(guān)系巖石的電阻率間的關(guān)系：（1）R火成巖>R沉積巖

(2)在沉積巖中:R灰?guī)r>R砂巖>R泥巖

(3)礦物類：除金屬和石墨外，其他礦物類電阻率都比較高，石油和天然氣幾乎是不導(dǎo)電的；（4）巖性不同、含油氣水不同的巖石，其電阻率

也是不同的。二、巖石的導(dǎo)電機(jī)理1、巖石導(dǎo)電機(jī)理

電子導(dǎo)電導(dǎo)電類型

離子導(dǎo)電（在外加電場(chǎng)的情況下）地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性巖石固體骨架（Vma）孔隙中的流體（φf）電子導(dǎo)電（當(dāng)金屬礦物組成巖石骨架時(shí)）（靠自由電子導(dǎo)電的巖石稱為電子型導(dǎo)電的巖石）外加電場(chǎng)自由電子水中的正負(fù)離子

外加電場(chǎng)巖石具有連通孔隙（其中含有地層水）通常情況下沉積巖中不含導(dǎo)電的礦物，大都靠孔隙中的鹽類離子導(dǎo)電離子導(dǎo)電地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性通常補(bǔ)償陽離子是Na+。同種粘土礦物的CEC為一常數(shù)。常見粘土礦物中，蒙脫石的CEC＞伊利石CEC＞高嶺石CEC；顆粒越小，CEC越大。CEC的大小與粘土礦物類型以及顆粒分散度有關(guān)。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性三、影響巖石電阻率的因素:

火成巖:以電子導(dǎo)電為主（巖性致密，不含地層水）沉積巖：以離子導(dǎo)電為主(主要靠孔隙中地層水的鹽類離子導(dǎo)電)地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性1立方米的巖石,骨架不導(dǎo)電,孔隙中含有油氣水在該巖石的兩端加壓DvI=q/tI正比于（1/R）地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性巖石電阻率R離子數(shù)目離子速度離子運(yùn)動(dòng)路徑地層水含鹽量Cw地層水含量Cw粘土含量、分布孔隙度φ含水飽和度Sw溫度t鹽類油水分布孔隙結(jié)構(gòu)地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性粘土含量、孔隙結(jié)構(gòu)是巖石的巖性因素；地層水中的鹽類、含量和它的溫度是水性因素，可綜合反映地層水電阻率Rw；孔隙度是物性因素；含水飽和度和油水分布是含油氣性因素。因此，巖石電阻率與巖石的巖性、水性、物性和含油氣性有關(guān)。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性四、地層因素F與孔隙度φ的關(guān)系假設(shè)：1、巖石為純地層巖石（巖石骨架不含導(dǎo)電礦物和泥質(zhì)）2、巖石孔隙中100％含地層水地層因素F＝R0/Rw＝a/φm阿爾奇a—巖性系數(shù)，0.4－1.5，與孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)m—膠結(jié)指數(shù)，1.3－2.5，隨膠結(jié)程度增加而增大一般情況下，a=1,m=2地層因數(shù)F只與孔隙度和孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與地層水電阻率無關(guān)。（Archie公式1）地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性

Archie認(rèn)為，對(duì)于飽含礦化度大于20000mg/L的地層水的純砂巖樣品，孔隙中100%含水時(shí)的電阻率Ro與地層水電阻率Rw之比值，即地層因素F＝R0/Rw為一常數(shù)，且與巖樣的孔隙度、膠結(jié)程度和孔隙形狀有關(guān)，與地層水電阻率無關(guān)。在以F為縱坐標(biāo)、φ為橫坐標(biāo)的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，F(xiàn)-φ關(guān)系基本為一條直線。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性10203050100孔隙度%12351020地層因素FF=0.675/φ２．０８F=１/φ１．７３地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性

a、m對(duì)解釋結(jié)果有著非常重要的影響，而且a與m是互相制約、密切相關(guān)的。一般說，a大，m就?。籥小，m就大。由于a與m與巖石性質(zhì)、膠結(jié)情況、孔隙結(jié)構(gòu)等有密切關(guān)系，因此，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的巖性來合理選擇a與m值。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性五、電阻增大系數(shù)I與含水飽和度Sw的關(guān)系

Archie同樣用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同樣純砂巖，在地層水電阻率和孔隙度一定時(shí)，巖樣的含油飽和度So=1-Sw越高，則巖樣的電阻率也越高；含油飽和度越低，則巖樣的電阻率也越低。為了消除地層水和孔隙度的影響，采用電阻增大系數(shù)I，即含油巖石電阻率Rt與該巖石完全含水時(shí)的電阻率R0之比I=Rt/R0。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性在同樣巖石中，電阻增大系數(shù)I只與巖石含油飽和度So(或Sw)有關(guān)，而與地層水電阻率Rw和巖石孔隙度等因素?zé)o關(guān)。I=Rt/Ro=b/Swn=b/(1-So)n（Archie公式2）

在以I為縱坐標(biāo)、Sw為橫坐標(biāo)的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，I-Sw關(guān)系基本為一條直線。b---與巖性有關(guān)的系數(shù)，常取1

n---飽和度指數(shù)，與油氣水在孔隙中的分布狀況有關(guān)，常取2地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性10203050100含水飽和度%12351020電阻增大系數(shù)II=0.75/Sw２．2８I=１/Sw１．9770地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性六、Archie公式及其應(yīng)用F＝R0/Rw＝a/φmI=Rt/Ro=Rt/FR0=b/Swn=b/(1-So)na—與巖性有關(guān)的巖性系數(shù)，0.4－1.5，與孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)m—膠結(jié)指數(shù)，1.3－2.5，隨膠結(jié)程度增加而增大，一般情況下，a=1,m=2b---與巖性有關(guān)的系數(shù)，常取1n---飽和度指數(shù)，與油氣水在孔隙中的分布狀況有關(guān)，常取2φ——巖石有效孔隙度，小數(shù)R0——100%飽含地層水的巖石電阻率，Ω·mRw——地層水電阻率，Ω·mRt——巖石真電阻率，Ω·mSw---巖石含水飽和度，小數(shù)Sh(So)---巖石含油氣飽和度，小數(shù)F---地層因素，它是100%飽含地層水的巖石電阻率R0與所含地層水電阻率Rw的比值，其大小主要取決于地層孔隙度，且與巖石性質(zhì)、膠結(jié)情況和孔隙結(jié)構(gòu)等有關(guān)，但與地層水電阻率Rw無關(guān)I---電阻增大系數(shù)，它是含油氣巖石真電阻率Rt與該巖石100%飽含地層水時(shí)的電阻率R0的比值，其大小基本決定于Sw（Sh）

，但與地層的孔隙度和地層水電阻率無關(guān)

Archie公式可用于絕大多數(shù)常見儲(chǔ)集層地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性在目前常用的測(cè)井解釋關(guān)系式中，只有Archie公式最具有綜合性質(zhì)，它是連接孔隙度測(cè)井和電阻率測(cè)井的橋梁，因而成為測(cè)井資料綜合定量解釋得最基本的關(guān)系式。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般：①先用孔隙度測(cè)井資料計(jì)算地層孔隙度φ，用Archie公式計(jì)算地層因素F；②根據(jù)地層真電阻率Rt和地層水電阻率Rw，由Archie公式計(jì)算地層含水飽和度Sw或含油氣飽和度Sh

。利用Archie公式求地層水電阻率F＝R0/Rw＝a/φmI=Rt/Ro=b/SwnRw＝R0φm/aRo=RtSwn/bRw＝RtSwnφm/ab地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性在解釋井段內(nèi)選出巖性均勻、含泥質(zhì)少、較厚的標(biāo)準(zhǔn)水層，采用深探測(cè)電阻率和孔隙度測(cè)井資料，既可用上式計(jì)算出地層水電阻率Rw。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性七、地層水電阻率與化學(xué)成分、濃度及溫度的關(guān)系

如前所述，沉積巖的導(dǎo)電能力主要取決于巖石孔隙中地層水的導(dǎo)電能力，并且?guī)r石的電阻率與所含地層水的電阻率成正比，要計(jì)算含油氣巖石的含油氣飽和度，就必須知道地層水電阻率Rw。

地層水電阻率Rw是計(jì)算地層含水飽和度Sw或含油氣飽和度Sh的極為重要的參數(shù)。Rw取決于地層水含鹽成分、礦化度和溫度。隨著地層水礦化度和溫度的增加，Rw降低。地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性地層水電阻率Rw的確定方法：1、用水分析資料確定Rw——用本井或鄰井相同層位的水分析資料確定地層水電阻率是目前確定Rw最有效的方法。2、用自然電位計(jì)算——適用于地層水中主要含NaCl何從SP曲線能得到好的靜自然電位值。3、利用Archie公式以及相應(yīng)的交會(huì)圖確定Rw4、由地區(qū)統(tǒng)計(jì)規(guī)律確定Rw地球物理測(cè)井——巖石的導(dǎo)電特性八、不同巖性巖層的電阻率1、砂泥巖地層：R砂>R泥質(zhì)砂巖>R泥巖2、碳酸巖鹽地層：孔隙性的灰?guī)r與砂巖類似,含次生孔隙的巖石R與孔隙的結(jié)構(gòu)、孔隙明顯有關(guān)外，還與含油氣、泥質(zhì)含量和地層水的電阻率都有關(guān)。3、膏鹽地層：因?yàn)楹苤旅?，通常無孔隙存在，所以它的

R很高。自然電位測(cè)井側(cè)向測(cè)井感應(yīng)測(cè)井一二三地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP自然電位測(cè)井：電法測(cè)井的一種。也叫SPLogs（源自SpontaneousPotentialLogs），是根據(jù)自然電位曲線研究井內(nèi)地質(zhì)剖面的方法。電阻率測(cè)井：測(cè)量井下巖層的電阻率，一般須人為供電。SP的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行電阻率測(cè)井時(shí)，目的層測(cè)量結(jié)束、在斷電情況下，發(fā)現(xiàn)記錄儀仍然顯示，井下有電位的變化。地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP自然電位:自然電場(chǎng)產(chǎn)生的電位.應(yīng)用基礎(chǔ)—自然電位與井中巖層的巖性有密切的關(guān)系，能以明顯異常顯示滲透層。M—測(cè)量電極N—地面電極正異常負(fù)異常自然電位測(cè)井曲線一般以泥巖井段的曲線作為基線（相對(duì)零線）來計(jì)算滲透層井段自然電位異常幅度（mV）。異常偏向負(fù)方向—叫負(fù)異常；相反—叫正異常地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP測(cè)量原理：由于固定在地面的N電極的電位VN是一個(gè)恒定值，因此，當(dāng)測(cè)量電極M在井中移動(dòng)時(shí)，電位差計(jì)所測(cè)得的電位差ΔVMN的變化，就是井下自然電位的變化，把它記錄成隨井深變化的曲線，即自然電位曲線。地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP一、自然電位的成因

由于泥漿和地層水的礦化度不同，地層壓力和泥漿柱壓力不同，在鉆開巖層后，井壁附近兩種不同礦化度的溶液接觸產(chǎn)生電化學(xué)過程，結(jié)果產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)造成自然電場(chǎng)。

自然電動(dòng)勢(shì)擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)（Ed）擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)（Eda）過濾電動(dòng)勢(shì)（E）地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP二、自然電位曲線的特點(diǎn)及影響因素1、電化學(xué)總電動(dòng)勢(shì)和自然電流的等效電路當(dāng)井中泥漿濾液與地層水之間存在濃度差時(shí)，則在泥漿濾液與地層水接觸面兩側(cè)產(chǎn)生擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)Ed，在泥巖井段與砂巖層面間產(chǎn)生擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)Eda。井下介質(zhì)都是導(dǎo)電介質(zhì)，電動(dòng)勢(shì)的存在必然會(huì)在井下介質(zhì)中產(chǎn)生自然電流和自然電位場(chǎng)。地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP自然電流回路等效電路Rsh——泥巖等效電阻Rsd——砂巖等效電阻Rm——井筒內(nèi)泥漿等效電阻地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP負(fù)異常：當(dāng)CW>Cmf時(shí),SP由泥巖的正電位向砂巖的負(fù)電位降低。（淡水泥漿）M電極測(cè)量正異常：當(dāng)CW<Cmf時(shí),SP由泥巖的負(fù)電位向砂巖的正電位升高。（鹽水泥漿）M電極測(cè)量地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP根據(jù)理論和實(shí)際曲線分析，SP曲線有如下特點(diǎn)：（1）當(dāng)泥漿、地層和上下圍巖巖性均勻時(shí)，SP曲線對(duì)稱于地層中部；（2）當(dāng)h＞4d時(shí)，曲線半幅點(diǎn)正對(duì)地層界面；（3）當(dāng)Cw＞Cmf,滲透性地層出現(xiàn)負(fù)異常；當(dāng)CW<Cmf，滲透性地層出現(xiàn)正異常；當(dāng)Cw＝Cmf，滲透性地層無負(fù)異常。ab段——泥巖基線c點(diǎn)——半幅點(diǎn)d點(diǎn)——地層中部地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP3、影響自然電位曲線幅度的因素自然電位曲線的異常幅度ΔVsp，是指以泥巖曲線為基線，滲透層的SP曲線偏移基線的幅度值。不同井眼和地層條件對(duì)所測(cè)的自然電位幅度影響很大。因此，在應(yīng)用其資料時(shí)，必須考慮其影響因素，否則將影響解釋精度。自然電位的幅度、特點(diǎn)主要取決于自然電場(chǎng)的靜自然電位SSP和自然電流I的分布。SSP的大小主要取決于巖性、溫度、地層水和泥漿中所含離子成分、泥漿濾液電阻率與地層水電阻率之比。自然電流I的分布主要取決于介質(zhì)的電阻率、地層厚度、井徑大小。地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP地層厚度的影響曲線號(hào)碼h/dd不同厚度地層自然電位理論曲線地層厚度h↑→ΔUsp↑地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP注意：要用自然電位異常幅度△Vsp計(jì)算SSP和PSP，必須對(duì)以上因素的影響進(jìn)行校正。井徑和侵入帶直徑的影響井徑擴(kuò)大↑→井的截面積加大↑→自然電流在井內(nèi)的電位降變小↓→ΔUsp降低↓。泥漿侵入地層→泥漿濾液與地層水的接觸面向地層內(nèi)推移→其效果相當(dāng)于井徑擴(kuò)大↑→ΔUsp降低↓地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP三、自然電位曲線的應(yīng)用地層中泥質(zhì)含量是影響巖性和滲透性的主要因素，因此，自然電位曲線可用來判斷巖性和劃相、確定滲透層、求地層水電阻率、估計(jì)地層泥質(zhì)含量和判斷水淹層等。判斷滲透層估算泥質(zhì)含量估計(jì)滲透層厚度確定地層水電阻率估計(jì)滲透層厚度地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP1、判斷滲透層砂泥巖剖面中Rw<Rmf時(shí)，以泥巖為基線，滲透層會(huì)出現(xiàn)負(fù)異常；滲透層（砂巖）越純，負(fù)異常越大；泥質(zhì)含量增加，負(fù)異常幅度變低。地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP碳酸鹽巖剖面地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP2、估計(jì)滲透層厚度自然電位曲線與自然伽馬曲線配合，劃分滲透層的界面非常有效。確定滲透層界面——半幅點(diǎn)法薄層圖中CE連線>砂巖厚度圖中CE連線=砂巖厚度厚層h厚儲(chǔ)層地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SP地球物理測(cè)井——自然電位測(cè)井SPhh薄儲(chǔ)層根據(jù)自然電位的原理，可以看到自然電位曲線的變化與巖性有著密切的關(guān)系，特別是能以明顯的異常顯示出滲透性地層，這對(duì)于劃分滲透性砂巖儲(chǔ)集層具有重要意義。在實(shí)測(cè)曲線上，泥巖井段的自然電位曲線比較平直，解釋中就以泥巖井段的曲線作為基線，曲線偏向負(fù)方向，叫做負(fù)異常；反之則稱為正異常。鉆井時(shí)，如果鉆井液礦化度高于地層水礦化度，通常砂巖儲(chǔ)層的自然電位曲線表現(xiàn)為負(fù)異常，如果鉆井液礦化度低于地層水礦化度，通常砂巖儲(chǔ)層的自然電位曲線表現(xiàn)為正異常。自然電位測(cè)井資料主要用于以下用途：判斷巖性，劃分滲透層；用于地層對(duì)比；求地層水電阻率；估算地層泥質(zhì)含量；識(shí)別油氣水層；研究沉積相。識(shí)別油水層：

SP曲線幅度低的為油層，高的為水層SP曲線應(yīng)用識(shí)別巖性；劃分儲(chǔ)層SP曲線應(yīng)用識(shí)別油水層：

SP曲線幅度低的為油層，高的為水層自然電位測(cè)井側(cè)向測(cè)井感應(yīng)測(cè)井一二三地球物理測(cè)井——電阻率測(cè)井井下非均質(zhì)介質(zhì)情況（1）泥漿侵入儲(chǔ)層的情況侵入：當(dāng)P泥

>P地時(shí)，井眼周圍的儲(chǔ)層受到不同程度的泥漿濾液和固體微粒的侵入。且侵入將改變?cè)瓉韮?chǔ)集層的滲透性、電、聲、放射性等物理特性，尤其是滲透率K和電阻率特性R。

在鉆井過程中為了防止井噴，往往使泥漿柱的壓力大于地層孔隙流體壓力。地球物理測(cè)井——普通電阻率測(cè)井地球物理測(cè)井——普通電阻率測(cè)井Rm------泥漿電阻率(mud)Rmf-----泥漿濾液電阻率(mudfluid)Rmc-----泥餅電阻率(mudcakes)Rw------地層水電阻率(water)Rxo-----沖洗帶電阻率Ri------侵入帶電阻率(invasion)Rt------原狀地層電阻率(true)hmc-----泥餅厚度d-------井的直徑di------侵入帶直徑相應(yīng)參數(shù)：地球物理測(cè)井——普通電阻率測(cè)井（2）井眼周圍孔隙地層電阻率的徑向變化沖洗帶：巖層中有絕大部分的流體被泥漿濾液所代替的環(huán)帶。沖洗帶電阻率用RXO。過渡帶：沖洗帶后邊，離井眼越遠(yuǎn)，孔隙中被泥漿濾液取代的地層流體越來越少，形成一個(gè)過渡帶。侵入帶=沖洗帶+過渡帶原狀地層：侵入帶以外的地層地球物理測(cè)井——普通電阻率測(cè)井高侵（增阻侵入）：侵入帶電阻率大于原狀地層電阻率的侵入狀態(tài)低侵（減阻侵入）

：侵入帶電阻率小于原狀地層電阻率的侵入狀態(tài)侵入剖面電阻率的高、低侵特征與儲(chǔ)層所含流體性質(zhì)有關(guān)，還與泥漿濾液電阻率Rmf有關(guān)。地球物理測(cè)井——普通電阻率測(cè)井F＝Ro/RmfI=Rxo/Ro=Rxo/FRmf=1/Sw2沖洗帶：F＝R0/RwI=Rt/Ro=Rt/FRW=1/Sw2原狀地層：Rt＝FRW/Sw2RXO＝FRmf/Sxo2兩式相除，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式Sxo＝Sw1/5RXO/Rt＝Rmf（1－S0）8/5/Rw地球物理測(cè)井——普通電阻率測(cè)井d泥巖泥巖泥巖泥巖水層油層ddidi沖洗帶侵入帶泥餅diRtRiRxoRmRmcRtRiRxoRmcRm增阻泥漿侵入減阻泥漿侵入地球物理測(cè)井——普通電阻率測(cè)井顯然，當(dāng)Rxo＞Rt時(shí)，儲(chǔ)層為高侵

Rxo＜Rt時(shí)，儲(chǔ)層為低侵

儲(chǔ)層的高低侵狀態(tài)，除與含油氣飽和度So有關(guān)外，還與泥漿濾液電阻率與地層水電阻率的比有關(guān)（Rmf/Rw）。只有在Rmf/Rw＝2-3時(shí)，用高低侵特征劃分油水層才有效（水層為高侵，油層為低侵）。地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井1、雙側(cè)向測(cè)井原理A、電極系與七側(cè)向類似，不同的是在七電極系的外面再加上兩個(gè)屏蔽電極A1′、A2′。為了增加探測(cè)深度，屏蔽電極A1′、A2′不是環(huán)狀，而是柱狀（與三側(cè)向屏蔽電極相同）地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井對(duì)于屏蔽電極A2A2’：在深側(cè)向中，把它與A1A1’連在一起作為雙屏蔽電極，流出屏蔽電流；在淺側(cè)向中，把它作為屏蔽電極的回路電極。兩對(duì)監(jiān)督電極的中點(diǎn)即M1M2的中點(diǎn)O、M1’M2’的中點(diǎn)O’之間的距離OO’稱為電極矩。地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井測(cè)井時(shí)，主電極A0發(fā)出恒定電流I0，并通過兩對(duì)屏蔽電極A1、A1和A2、A2發(fā)出與I0極性相同的屏蔽電流I1和I1。測(cè)井通過自動(dòng)調(diào)節(jié)使得滿足：屏蔽電極A1與A1（或A2與A2）的電位比值為一常數(shù)，即UA1/UA1=；監(jiān)督電極M1與M1（M2與M2

）之間的電位差為零。然后，測(cè)量任一監(jiān)督電極（如M1）和無窮遠(yuǎn)電極N之間的電位差（即UM1）。在主電流I0恒定不變的條件下，測(cè)得的電位差和地層的視電阻率成正比。B、測(cè)井原理雙側(cè)向測(cè)量的是監(jiān)督電極與N之間的電位差，通過電位差的變化反映介質(zhì)電阻率的變化。地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井視電阻率其中：UM1——監(jiān)督電極M1表面電位

I0——主電流強(qiáng)度

k——電極系系數(shù)(可通過理論計(jì)算、也可通過實(shí)驗(yàn)求出)地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井侵入深時(shí)，RLLD

Rt（Ri），RLLSRXO侵入淺時(shí)，RLLD

Rt，RLLS

Ri深側(cè)向——由于屏蔽電極加長(zhǎng)，測(cè)出的視電阻率主要反映原狀地層的電阻率淺側(cè)向——屏蔽電極A1、A2改成了電流的回路電極，因此，探測(cè)深度小于深側(cè)向，主要反映侵入帶電阻率雙側(cè)向所反映的徑向電阻：淺雙側(cè)向電極系由于是柱狀電極，回路電極B1B2靠近電極系，使屏蔽電流對(duì)主電流的控制能力減弱，致使主電流流入地層不遠(yuǎn)處就開始發(fā)散，因此探測(cè)深度較淺，所測(cè)量的結(jié)果主要反映侵入帶的電阻率Ri。碎屑巖地層碳酸鹽巖地層氣層：深淺雙側(cè)向“正差異”水層：深淺雙側(cè)向“負(fù)差異”地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井3、雙側(cè)向測(cè)井資料的應(yīng)用電阻率測(cè)井在油氣勘探開發(fā)中應(yīng)用非常廣泛主要應(yīng)用⑴地層對(duì)比⑵裂縫識(shí)別⑶油、氣、水層判別⑷計(jì)算地層含水飽和度⑸估算裂縫參數(shù)地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井（1）地層對(duì)比進(jìn)行地層對(duì)比時(shí)，通常采用自然伽馬（GR）曲線與電阻率（RLLD、RLLS）曲線。特別是在碳酸鹽巖剖面，軟地層（如泥巖、頁(yè)巖）導(dǎo)電性好，電阻率測(cè)井值都較低，而碳酸鹽巖（灰?guī)r、白云巖、硬石膏等）導(dǎo)電性較差，電阻率測(cè)井值都較高。因此，電阻率（RLLD、RLLS）曲線在碳酸鹽巖剖面軟、硬地層的特征差異明顯，可以較好地區(qū)分典型地層界面。

主要巖石、礦物的電阻率巖石名稱電阻率礦物名稱電阻率粘土1－200石英1012－1014

頁(yè)巖10－100白云母41011

疏松砂巖2－50

長(zhǎng)石41011致密砂巖20－1000

石油109－1016

含油氣砂巖2－1000

方解石5108－51012

泥灰?guī)r5－500

無水石膏109

石灰?guī)r600－6000

石墨10-6－310-4

白云巖50－6000

磁鐵礦10-4－310-3

硬石膏104－106

黃鐵礦10-4

無煙煤0.01－1

黃銅礦10-3

煙煤10－10000

石油109－1016

玄武巖、花崗巖600－105

地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井（3）油、氣、水層的判別油、氣層：電阻率較高；水層：電阻率相對(duì)較低。油、氣層：侵入帶孔隙空間中的油、氣部分被泥漿濾液取代，導(dǎo)致侵入帶地層電阻率降低，在雙側(cè)向曲線上表現(xiàn)為“正差異”，即RLLD＞RLLS水層：泥漿濾液電阻率一般大于地層水電阻率，深淺雙側(cè)向呈“負(fù)差異”，即RLLD≤RLLS油、氣基本不導(dǎo)電；地層水含有NaCl、KCl等鹽份而導(dǎo)電，礦化度越高，其導(dǎo)電性越好。深淺油氣水RaH地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井⑷計(jì)算地層含水飽和度孔隙型儲(chǔ)層可以近似看作均勻、各向同性介質(zhì)，可直接用阿爾奇公式計(jì)算含水飽和度Sw

a、m、n－分別為巖性系數(shù)、孔隙度指數(shù)、飽和度指數(shù)；Rw、Rt－分別為地層水電阻率、深側(cè)向電阻率測(cè)井值；Φ－地層孔隙度。地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井尺寸較小，嵌在絕緣極板上主電極A0是長(zhǎng)方形測(cè)量電極M0、輔助電極A1是矩形框狀電極監(jiān)督電極M1、M2是“一字”型電極，對(duì)稱排列，短路連接極板的金屬護(hù)套作回流電極B(1)電極系2、微球型聚焦測(cè)井（MSFL）微球型聚焦測(cè)井（MSFL）MicroSphericallyFocusedLog地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井測(cè)量沖洗帶電阻率Rxo探測(cè)深度比微側(cè)向深，比鄰近側(cè)向淺，不受泥餅影響，也不受原狀地層影響應(yīng)用最廣的微聚焦測(cè)井在微側(cè)向、鄰近側(cè)向和球形聚焦測(cè)井基礎(chǔ)上發(fā)展起來(3)RMSFL曲線的應(yīng)用地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井主要應(yīng)用⑴求Rxo⑵劃分薄層⑶分析裂縫最大優(yōu)點(diǎn)受泥餅影響小受原狀地層影響小雙側(cè)向----微球形聚焦組合測(cè)井劃分油氣水層地球物理測(cè)井——側(cè)向測(cè)井微球雙側(cè)向高角度裂縫的常規(guī)測(cè)井曲線特征油17.4噸/日氣1.7萬方/日水14.9方/日電阻率測(cè)井方法的組合雙側(cè)向－微球聚焦適合性：適合泥漿礦化度較高的井、高阻（薄）地層深側(cè)向視電阻率RLLD→原狀地層電阻率Rt淺側(cè)向視電阻率RLLS→侵入帶電阻率Ri微球視電阻率RMSFL→沖洗帶電阻率Rxo判別流體性質(zhì)確定di、Rt、Rt/Rxo應(yīng)用：Rmf>Rw，油氣出現(xiàn)低侵，RXO＜Ri＜Rt

水層出現(xiàn)高侵，RXO＞Ri＞Rt電阻率確定油氣水界限自然電位測(cè)井側(cè)向測(cè)井感應(yīng)測(cè)井一二三地球物理測(cè)井—感應(yīng)測(cè)井問題的提出：對(duì)于空氣或非導(dǎo)電泥漿鉆井，如果想用電極系向地層注入電流的方法在地層中造成電場(chǎng)，測(cè)量地層的電阻率，事實(shí)上是不可能的。因此就提出用電磁感應(yīng)的方法，在地層中建立電場(chǎng)測(cè)量地層的導(dǎo)電特性，即感應(yīng)測(cè)井。地球物理測(cè)井—感應(yīng)測(cè)井為什么感應(yīng)測(cè)井能在無導(dǎo)電介質(zhì)條件下測(cè)井？線圈A通交流電→A周圍空間形成交變電磁場(chǎng)→B線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)交變電磁場(chǎng)可在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播，也能在非導(dǎo)電介質(zhì)中傳播A、B放入井中→A能在井周圍地層中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)→形成以井軸為中心的同心圓環(huán)狀渦流→渦流強(qiáng)度與地層導(dǎo)電率成正比→渦流產(chǎn)生二次交變電磁場(chǎng)→在B中又產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→電動(dòng)勢(shì)大小取決于渦流強(qiáng)度→取決于地層導(dǎo)電率——感應(yīng)測(cè)井基本原理ω：角頻率I：發(fā)射電流強(qiáng)度NT

、NR

：發(fā)射和接收線圈的圈數(shù)SR

、ST：發(fā)射和接收線圈的面積

L：線圈間的距離（源距）：沉積巖的磁導(dǎo)率，在測(cè)量精度5%內(nèi)，可認(rèn)為不變由以上可知：K為常數(shù)（儀器常數(shù)）地球物理測(cè)井—感應(yīng)測(cè)井目前電阻率測(cè)量主要有兩大類：側(cè)向電阻率測(cè)井和感應(yīng)電阻率測(cè)井。側(cè)向電阻率測(cè)井的基本工作原理：從發(fā)射電極向地層發(fā)射電流，該電流通過地層后，被接收電極所接收，根據(jù)電極之間的電位差獲得地層電阻率。側(cè)向測(cè)井的電路模型假設(shè)泥漿、侵入帶、過渡帶和原狀地層等區(qū)域的電阻率按串聯(lián)電路連接，測(cè)量的電阻率是這些電阻率串聯(lián)效應(yīng)的綜合。感應(yīng)電阻率測(cè)井的基本工作原理：發(fā)射線圈通過固定電流強(qiáng)度的交流電，形成一個(gè)交流磁場(chǎng)進(jìn)而在地層中感應(yīng)出次生電流，次生電流又形成的磁場(chǎng)，由接收線圈所探測(cè)。接收線圈接收的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與渦流電流大小成正比，渦流大小與介質(zhì)電導(dǎo)率成正比，從而獲得地層的電阻率。感應(yīng)測(cè)井的電路模型假設(shè)泥漿、侵入帶、過渡帶和原狀地層等區(qū)域的電阻率按并聯(lián)電路連接，測(cè)量的電阻率是這些電阻率并聯(lián)效應(yīng)的綜合。

早期電阻率測(cè)井通常根據(jù)測(cè)量深度不同，提供深電阻率（對(duì)應(yīng)原狀地層電阻率）、淺電阻率（對(duì)應(yīng)過渡帶地層電阻率）和微電阻率（對(duì)應(yīng)侵入帶地層電阻率）三條曲線。目前隨著技術(shù)的發(fā)展，推出了高分辨率陣列電阻率測(cè)井儀器，可以提供多條不同探測(cè)深度和垂向分辨率的電阻率曲線。側(cè)向測(cè)井：適用于高礦化度鹽水泥漿井測(cè)量感應(yīng)測(cè)井：適用于淡水泥漿井、油基泥漿井測(cè)量高分辨率感應(yīng)測(cè)井儀（HDIL）是西方ATLAS公司研制的新一代數(shù)字陣列感應(yīng)測(cè)井儀。由一個(gè)發(fā)射器和7個(gè)接收器構(gòu)成發(fā)射、接收系統(tǒng)，每個(gè)接收器均由兩個(gè)對(duì)稱線圈組成，用于抵消發(fā)射－接收的直接耦合信號(hào)。7個(gè)接收器的源距從6英寸到94英寸按指數(shù)規(guī)律排列。測(cè)井時(shí)發(fā)射器發(fā)射10、30、50、70、90、110、130、150KHZ8個(gè)頻率信號(hào)，每個(gè)接收器在接收與發(fā)射器相位相同的8個(gè)頻率的（Real）測(cè)量信號(hào)的同時(shí)，也接收與發(fā)射器相位相差90０的8個(gè)頻率的（Quad）測(cè)量信號(hào)。因此，對(duì)于測(cè)量井段的每一個(gè)采樣深度點(diǎn)，都有112個(gè)測(cè)量信號(hào)與之對(duì)應(yīng)。地面采集系統(tǒng)，將接收到的大量原始信息，經(jīng)趨膚校正、環(huán)境校正后用軟件聚焦的方式為用戶提供6條探測(cè)深度分別為10、20、30、60、90、120英寸的縱向分辨率隨探測(cè)深度變化而變化的真分辨率電阻率曲線及探測(cè)深度保持10、20、30、60、90、120英寸垂向分辨率分別為1英尺、2英尺、4英尺的18條匹配電阻率曲線。HDIL適應(yīng)的測(cè)井環(huán)境井眼導(dǎo)電性：6〃井眼，Rt/Rm<10,000;8〃井眼，Rt/Rm<2,000;12〃井眼，Rt/Rm<1,000;油基泥漿中確定侵入剖面；大斜度井及水平井中測(cè)量效果可靠；測(cè)量大量原始數(shù)據(jù)供后續(xù)處理，因此是遇到復(fù)雜解釋問題時(shí)首選儀器。高分辨率感應(yīng)測(cè)井優(yōu)勢(shì)多接收器、多頻率、全數(shù)字陣列式感應(yīng)測(cè)井儀，在復(fù)雜井眼環(huán)境中，也能提供精確的測(cè)量數(shù)據(jù)；多種處理技術(shù)的應(yīng)用，滿足用戶不同的要求，能提供非聚焦處理的原始曲線、直接聚焦曲線、真分辨率曲線、匹配分辨率曲線，視傾角處理校正曲線和合成電阻率曲線；油基泥漿井中，提供合理侵入剖面；詳細(xì)描述侵入剖面；改進(jìn)了含水飽和度Sw

計(jì)算。高分辨率感應(yīng)測(cè)井特征

6個(gè)不同探測(cè)深度（10、20、30、60、90、120in）電阻率曲線，確定Rt

及侵入剖面可選的真分辨率和匹配分辨率曲線（1英尺、2英尺、4英尺）提高薄層探測(cè)能力，1FT分辨率的選擇能分辨層厚30厘米的薄層多頻率測(cè)量改進(jìn)數(shù)據(jù)質(zhì)量適合一些高級(jí)處理技術(shù)，如反演、電阻率剖面，傾斜校正等與常規(guī)及MRIL組合方便。電阻率測(cè)井的主要作用：劃分剖面，判斷油（氣）、水層；求取地層真電阻率；用于高阻地層裂縫識(shí)別，儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。詳細(xì)劃分地層剖面；判斷巖性，劃分滲透層；分析儲(chǔ)層非均質(zhì)性HDIL真分辨率曲線示例多個(gè)探測(cè)深度曲線，在厚層處反映了侵入剖面的變化（上部）薄層處的曲線不