測(cè)井原理2-普通電阻率測(cè)井

第三章普通電阻率測(cè)井主講人：唐軍長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與資源學(xué)院第三章普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井是最早出現(xiàn)的測(cè)井方法之一梯度電極系測(cè)井電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井電位電極系測(cè)井微電阻率測(cè)井側(cè)向測(cè)井(三/七/雙)

感應(yīng)測(cè)井巖石的電阻率和巖性含油性有密切的關(guān)系,因此研究巖石電阻率的差異區(qū)分巖性劃分油水層是普通電阻率測(cè)井的主要任務(wù).主要討論:1、井壁介質(zhì)的電阻率分布;2、巖石電阻率與巖性孔隙度含油飽和度的關(guān)系;3、普通電阻率測(cè)井原理;4、普通電阻率測(cè)井曲線；5、普通電阻率測(cè)井曲線應(yīng)用。6、介紹標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井3.1井壁介質(zhì)的電阻率分布

一、泥漿侵入現(xiàn)象在鉆井過程中,通常保持泥漿柱壓力稍微大于地層壓力,在壓力差作用下,泥漿濾液向滲透層侵入,泥漿濾液替換地層孔隙所含的液體而形成侵入帶,同時(shí)泥漿中的顆粒附在井壁上形成泥餅,這種現(xiàn)象叫泥漿侵入.泥漿侵入分兩類:

高侵:侵入帶電阻率Ri大于原狀地層電阻率Rt;

低侵:侵入帶電阻率Ri小于原狀地層電阻率Rt水層經(jīng)常發(fā)生高侵現(xiàn)象,油層經(jīng)常發(fā)生低侵現(xiàn)象,高侵低侵二、井壁介質(zhì)的電阻率分布

泥漿Rm泥餅Rmc侵入帶Ri沖洗帶Rxo過度帶原狀地層Rt3.2巖石電阻率與巖性孔隙度、含油飽和度的關(guān)系一巖石電阻率與巖性關(guān)系不同的巖石電阻率不同火成巖:高(致密堅(jiān)硬不含地層水)巖石電阻率巖石骨架:不導(dǎo)電沉積巖:低膠結(jié)物:依據(jù)膠結(jié)物類型油氣:不導(dǎo)電孔隙地層水:導(dǎo)電二、巖石電阻率與地層水的關(guān)系

巖石的導(dǎo)電能力主要取決于地層水的電阻率1、與地層水所含鹽類化學(xué)成分的關(guān)系;2、與地層水礦化度的關(guān)系

粒內(nèi)溶孔_鑄體薄片

粒間溶孔生物體腔孔_巖心照片晶間微孔_電鏡各種微觀孔資料1、建立測(cè)井解釋模型泥質(zhì)：細(xì)粉砂與濕黏土組成，有孔隙，但無效。巖石骨架：巖石中除了泥質(zhì)以外的固體局部。三、巖石電阻率與孔隙度關(guān)系

2、建立響應(yīng)方程巖石電阻率與孔隙度大小有關(guān).一般孔隙度越大,含流體越多,巖石的導(dǎo)電能力越強(qiáng),電阻率越小.實(shí)驗(yàn)說明:孔隙中完全充滿水的巖石的電阻率Ro與所含水的電阻率Rw的比值只與孔隙度巖性有關(guān).即當(dāng)孔隙度巖性一定時(shí)這個(gè)常數(shù)只與孔隙度膠結(jié)情況和孔隙形狀有關(guān)而與地層水的電阻率無關(guān).定義此常數(shù)為巖石的地層因素(相對(duì)電阻率)

用F表示其中:R0:孔隙中完全含水地層電阻率;Rw:地層水電阻率;a:與巖性有關(guān)的比例系數(shù)(0.6~1.5)m:膠結(jié)指數(shù)(1.5~3)四巖石電阻率和含油飽和度關(guān)系

當(dāng)巖石含水和油時(shí),油水在孔隙中的分布特點(diǎn)(如圖):水包圍在巖石顆粒的外表,孔隙中央局部充填石油.因此含油巖石的電阻率比該巖石含水時(shí)的電阻率高.一般含油飽和度越高,巖石的電阻率越高為此定義電阻增大系數(shù)I:I只與巖石的含油飽和度有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究說明系數(shù)b只與飽和度有關(guān),n只與巖性有關(guān),它們表示油水在孔隙中的分布狀況對(duì)巖石電阻率的影響.一般b=1,n=2阿

爾

奇

公

式

3.3普通電阻率測(cè)井原理一測(cè)量原理1實(shí)驗(yàn)室測(cè)量原理2普通電阻率測(cè)量原理1)均勻各向同性介質(zhì)在電阻率為R均勻各向同性介質(zhì)中放一點(diǎn)電源A發(fā)出電流I形成點(diǎn)電源場(chǎng),場(chǎng)中任何一點(diǎn)的電流密度為

由微觀歐姆定律

因此只要知道任何一點(diǎn)的電位就可以得到電阻率

3非均勻各向同性介質(zhì)對(duì)于非均勻各向同性介質(zhì)不是巖石的真正電阻率但它反映電阻率的變化因此稱之為綜合條件下的視電阻率Ra寫為:

一套能夠在鉆孔中實(shí)施供電和測(cè)量的裝置---這種裝置叫電極系.一般電極系包含:供電電極:AB測(cè)量電極:MN有兩種類型:電位電極系梯度電極系:二測(cè)量裝置---電極系

1電位電極系定義:成對(duì)電極距離大于不成對(duì)電極到成對(duì)電極距離的電極系叫電位電極系電位電極系測(cè)量記錄的是M點(diǎn)電位

2梯度電極系定義:成對(duì)電極距離小于不成對(duì)電極到成對(duì)電極距離的電極系叫梯度電極系梯度電極系測(cè)量記錄的是MN電位梯度;梯度電極系按成對(duì)電極和單電極的相對(duì)位置分為正裝和倒裝梯度電極系3電極系的相關(guān)定義1)電極距電極系長(zhǎng)度:電位電極系電極距L=AM;梯度電極系電極距L=AO;2)探測(cè)深度以供電電極為中心以一半徑作一球面,如果球面內(nèi)的介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的奉獻(xiàn)為50%那么此半徑為電極系的探測(cè)深度(或探測(cè)半徑)一般電位電極系探測(cè)深度2L;梯度電極系探測(cè)深度L3)記錄點(diǎn)電位電極系記錄點(diǎn)AM中點(diǎn);

梯度電極系記錄點(diǎn)MN中點(diǎn)4)電極系表示方法圖示法:

符號(hào)法：N0.5M2.25A;B2.25A0.5M.一梯度電極系曲線及特點(diǎn)1梯度電極系曲線:一般對(duì)于梯度電極系為方便討論假設(shè)圍巖和泥漿的電阻率相同3.4普通電阻率測(cè)井曲線實(shí)際測(cè)井都是提升電極系進(jìn)行測(cè)量1)電極系在下部圍巖且遠(yuǎn)離高阻層:2)A電極靠進(jìn)高阻層底界面Ra逐漸變大(ab段)

:3)A電極進(jìn)高阻層記錄點(diǎn)O在界面下:A電極流出電流在界面上法向分量連續(xù),Ra不變(bc段)4)記錄點(diǎn)O進(jìn)高阻層

6)記錄點(diǎn)O離下界面很遠(yuǎn)時(shí),下部低阻層對(duì)電流〞吸引〞作用消失Ra不變(ef段)5)記錄點(diǎn)O進(jìn)入高阻層逐漸離開下界面,下部低阻層對(duì)電流〞吸引〞作用減弱視電阻率Ra逐漸減小(de段)7)電極A靠近上界面時(shí),上部低阻層對(duì)電流〞吸引〞作用,Ra逐漸減小(fg段)8)A電極進(jìn)低阻層記錄點(diǎn)O在界面下:A電極流出電流在界面上法向分量連續(xù),Ra不變(gh段)9)記錄點(diǎn)O進(jìn)入低阻層10)記錄點(diǎn)O進(jìn)入低阻層逐漸離開上界面,下部高阻層對(duì)電流〞排斥〞作用減弱視電阻率Ra逐漸增大11)電極系在上部圍巖且遠(yuǎn)離高阻層:1)視電阻率Ra曲線極大極小值正對(duì)高阻層的上下界面;2)厚層:中間平行段視電阻率Ra曲線值為地層電阻率.2梯度電極系曲線特點(diǎn)1)曲線對(duì)稱于地層中間;2)視電阻率Ra曲線對(duì)地層中間取極值,當(dāng)?shù)貙虞^厚時(shí)取極大,當(dāng)?shù)貙虞^小時(shí)取極小;采用同樣方式可以分析電位電極系曲線及其特點(diǎn):二視電阻率Ra曲線影響因素

1電極系影響:AO=2d，電極距小，井內(nèi)分流影響使視電阻率偏低；

AO=2d-8d，極大值增加而平均值減小的過程，表示井內(nèi)分流影響而上部圍巖影響增大；

AO=2d-8d，極大值減小而平均值迅速減小的過程，表示隨著電極距增大，上部圍巖影響越來越大

2井眼影響井徑越大、泥漿電阻率越低，井眼對(duì)電流的分流作用越大，流向地層的電流越少，導(dǎo)致視電阻率減小。3圍巖—層厚影響4侵入影響5高阻鄰層屏蔽影響6地層傾角影響3.5普通電阻率曲線的應(yīng)用一劃分巖性;砂泥巖剖面:泥巖電阻率低,砂巖電阻率高碳酸巖剖面:致密層電阻率低,裂縫性層電阻率高二估算地層真電阻率;視電阻率Ra經(jīng)過圍巖井眼和侵入等校正后可以得到地層真電阻率三計(jì)算含水飽和度,判斷油水層利用巖石電阻率和含水飽和度的關(guān)系計(jì)算含水飽和度,進(jìn)一步判斷油水層是一種最簡(jiǎn)單的綜合測(cè)井,是各油田或油區(qū)為了粗略劃分巖性和油氣、水層，并進(jìn)行井間地層比照，對(duì)每口井從井口到井底都必須測(cè)量的一套綜合測(cè)井方法。因它常用于地層比照，故又稱比照測(cè)井。為便于比照，都采用相同的深度比例〔1：500〕和橫向比例。)§3.6標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井一、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井工程1、標(biāo)準(zhǔn)電極系測(cè)井為了能夠到達(dá)粗略劃分油氣、水層的目