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1、第四章 微电阻率测井 为了提高纵向分辨率，不漏掉薄层和求准目的层为了提高纵向分辨率，不漏掉薄层和求准目的层 的厚度；直观判断储集层，准确测出冲洗带电阻率等的厚度；直观判断储集层，准确测出冲洗带电阻率等 目的，发展了一些列微电阻率测井。目的，发展了一些列微电阻率测井。 第一节 微电极系测井 普通电极系的缺点：普通电极系的缺点： 1）能够明显地划分高阻层。但不能识别高阻层是油）能够明显地划分高阻层。但不能识别高阻层是油 气储集层还是非渗透性的致密层；气储集层还是非渗透性的致密层； 2）不能划分储集层中的泥质或钙质薄夹层，确定储）不能划分储集层中的泥质或钙质薄夹层，确定储 集层的有效厚度，不利于准确
2、计算石油储量；集层的有效厚度，不利于准确计算石油储量； 3）无法准确求出井壁附近的冲洗带电阻率）无法准确求出井壁附近的冲洗带电阻率 Rxo。 提高纵向分辨能力，必须采用较小电极距的电极提高纵向分辨能力，必须采用较小电极距的电极 系，但电极距小，泥浆的影响增大，无法求出准确的系，但电极距小，泥浆的影响增大，无法求出准确的 Rxo。为此设计出贴井壁测量的微电极测井。为此设计出贴井壁测量的微电极测井。 一、一、 微电极系测井的原理微电极系测井的原理 在微电极系主体上装有三个弹簧片扶正器，弹簧在微电极系主体上装有三个弹簧片扶正器，弹簧 片之间的夹角为片之间的夹角为 120。 在其中一个弹簧片上有硬橡胶
3、绝缘板，把供电电在其中一个弹簧片上有硬橡胶绝缘板，把供电电 极极 A 和测量电极和测量电极 M1，M2按等距直线排列嵌在绝缘极按等距直线排列嵌在绝缘极 板上，电极间的距离为板上，电极间的距离为 0.025m。 弹簧片上的扶正器贴在井壁上，克服泥浆对测量弹簧片上的扶正器贴在井壁上，克服泥浆对测量 结果的影响。结果的影响。等距离直线排列的三个电极组成两种不同类型的等距离直线排列的三个电极组成两种不同类型的 电极系。其中电极系。其中 A0.025M10.025M2 称为微梯度称为微梯度(RMG)电电 极系，其电极距为极系，其电极距为 0.0375m，A0.05M2组成微电位组成微电位 (RMN)电极
4、系，其电极距为电极系，其电极距为 0.05m。 两个电极系的电极距不同，探测深度也不同。实两个电极系的电极距不同，探测深度也不同。实 验证明，微梯度的探测深度约为验证明，微梯度的探测深度约为 40mm，测量结果主，测量结果主 要反映泥饼电阻率；而微电位的探测深度约为要反映泥饼电阻率；而微电位的探测深度约为 100mm，主要反映井壁附近的冲洗带电阻率。，主要反映井壁附近的冲洗带电阻率。 视电阻率表达式为：视电阻率表达式为：微梯度测井时，微梯度测井时，U = U M1M2；微电位测井时，；微电位测井时，U = UM2N（N 为对比电极，一般用仪器主体作为对比电极，一般用仪器主体作 N 电极）电极）
5、 。 K微电极系系数，微电极系系数，K 值与电极距和极板的形值与电极距和极板的形状、大小有关，一般在校验池中测量得到。状、大小有关，一般在校验池中测量得到。 微电极系测量的结果除受泥饼、侵入带和原状地微电极系测量的结果除受泥饼、侵入带和原状地 层的影响外，还与极板的形状和大小有关。由于极板层的影响外，还与极板的形状和大小有关。由于极板 和电极严重磨损都会使和电极严重磨损都会使 K 值发生变化，每次测井前均值发生变化，每次测井前均 应作应作 K 值校验工作。值校验工作。在测量的过程中，为保证微电位和微梯度在相同在测量的过程中，为保证微电位和微梯度在相同 接触条件下测量，必须采用微电位和微梯度同时
6、测量接触条件下测量，必须采用微电位和微梯度同时测量 的方式进行测井。的方式进行测井。 为保证纵向分辨能力强，测井时电极系提升速度为保证纵向分辨能力强，测井时电极系提升速度 不宜过快。不宜过快。 二、二、 微电极系测井曲线微电极系测井曲线 通常采用重叠法将微电位和微梯度两条曲线绘制通常采用重叠法将微电位和微梯度两条曲线绘制 在测井成果图上。在曲线上可见到两种微电极曲线之在测井成果图上。在曲线上可见到两种微电极曲线之 间的幅度差。微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度，间的幅度差。微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度， 称为称为“正幅度差正幅度差”；微电位曲线幅度小于微梯度曲线幅；微电位曲线幅度小于微梯度曲
7、线幅 度，称为度，称为“负幅度差负幅度差”。 孔隙性好的渗透性地层，有泥浆侵入，同时泥浆孔隙性好的渗透性地层，有泥浆侵入，同时泥浆 中泥质颗粒留在井壁上形成泥饼，并在井壁附近形成中泥质颗粒留在井壁上形成泥饼，并在井壁附近形成 泥浆滤液侵入带，泥饼的电阻率约为泥浆滤液侵入带，泥饼的电阻率约为 13 倍的泥浆电倍的泥浆电 阻率，冲洗带电阻率约为泥饼电阻率的阻率，冲洗带电阻率约为泥饼电阻率的 5 倍以上。倍以上。 渗透性地层在微电极曲线上的特征就是有幅度差，渗透性地层在微电极曲线上的特征就是有幅度差， 在渗透层井段进行微电极测井时，探测深度较大的微在渗透层井段进行微电极测井时，探测深度较大的微 电位
8、电极系所测结果主要受电位电极系所测结果主要受 Rxo的影响，而探测深度的影响，而探测深度 较浅的微梯度电极系所测结果主要受较浅的微梯度电极系所测结果主要受 Rmc影响，因此影响，因此 在曲线上出现在曲线上出现“正幅度差正幅度差”，幅度差的大小取决于，幅度差的大小取决于 Rmc/Rxo 。常见的渗透性砂岩层在微电极系曲线上都。常见的渗透性砂岩层在微电极系曲线上都 有幅度差。有幅度差。 （图（图 3）非渗透性地层孔隙性差，没有泥饼及泥浆冲洗带，非渗透性地层孔隙性差，没有泥饼及泥浆冲洗带， 微电极曲线无幅度差或有正负不定的较小的幅度差。微电极曲线无幅度差或有正负不定的较小的幅度差。 在砂泥岩剖面，泥
9、岩是常见的非渗透层，其电阻在砂泥岩剖面，泥岩是常见的非渗透层，其电阻 率较低，泥质粉砂岩渗透性很差，电阻率比泥岩电阻率较低，泥质粉砂岩渗透性很差，电阻率比泥岩电阻 率要高，随泥质含量的增加，微电极曲线幅度下降，率要高，随泥质含量的增加，微电极曲线幅度下降， 幅度差减小。幅度差减小。 非渗透性的石灰岩和白云岩薄夹层在微电极曲线非渗透性的石灰岩和白云岩薄夹层在微电极曲线 上视电阻率最高，或可见到正负不定的幅度差，这是上视电阻率最高，或可见到正负不定的幅度差，这是 由于井壁不光滑造成的。由于井壁不光滑造成的。aURKI 深度 (m)微电位0 20 微梯度0 20 感应1000 0 声波时差160 5
10、00 中子伽玛50 0 3米底0 30 6米底0 30 0.45米底0 30 自然电位-80 -20 自然伽玛20 80 井径0 150 解释结论岩性柱岩心分析孔隙度0 50 岩心分析渗透率0.01 1000 1 10 02 20 01 10 03 30 01 10 04 40 01 10 05 50 01 10 06 60 0838485868788在含高矿化度地层水的大孔隙的砂岩层中，可能在含高矿化度地层水的大孔隙的砂岩层中，可能 在微电极曲线上出现负幅度差。这是由于在高渗透大在微电极曲线上出现负幅度差。这是由于在高渗透大 孔隙岩层中，紧靠泥饼的一部分岩石孔隙中允满泥质孔隙岩层中，紧靠泥饼
11、的一部分岩石孔隙中允满泥质 颗粒，其电阻率大于未被泥质颗粒充填的冲洗带电阻颗粒，其电阻率大于未被泥质颗粒充填的冲洗带电阻 率，所测微梯度曲线较高，在这种井段出现率，所测微梯度曲线较高，在这种井段出现“负幅度负幅度 差差”。 含盐水的渗透性地层，若冲洗带含地层水较多，含盐水的渗透性地层，若冲洗带含地层水较多， 冲洗带电阻率可能低于泥饼电阻率，出现负幅度差。冲洗带电阻率可能低于泥饼电阻率，出现负幅度差。图中砂岩层上部出现正幅度差，表明含油气地层；图中砂岩层上部出现正幅度差，表明含油气地层； 过渡带两种曲线读数相同，砂岩层下部出现负幅度差，过渡带两种曲线读数相同，砂岩层下部出现负幅度差， 为含高矿化
12、度水层。为含高矿化度水层。 三、三、 微电极系测井资料应用微电极系测井资料应用 1. 划分岩性剖面划分岩性剖面 根据微电极曲线的特点，先将具有正幅度差的渗根据微电极曲线的特点，先将具有正幅度差的渗 透层划分出来，同时也就把没有幅度差的非渗透性地透层划分出来，同时也就把没有幅度差的非渗透性地 层识别出来。再根据微电极曲线的幅度大小和幅度差层识别出来。再根据微电极曲线的幅度大小和幅度差 的大小，可详细地划分岩性和判断岩层的渗透性。的大小，可详细地划分岩性和判断岩层的渗透性。图图 图图 3含油砂岩和含水砂岩：一般都有明显的幅度差。含油砂岩和含水砂岩：一般都有明显的幅度差。 若岩性相同，则含水砂岩的幅
13、度和幅度差都略低于含若岩性相同，则含水砂岩的幅度和幅度差都略低于含 油砂岩，砂岩含油性愈好，这种差别越明显，这是由油砂岩，砂岩含油性愈好，这种差别越明显，这是由 于含油砂岩的冲洗带中有残余油存在的缘故。如果砂于含油砂岩的冲洗带中有残余油存在的缘故。如果砂 岩含泥质较多，含油性变差，则微电极曲线幅度和幅岩含泥质较多，含油性变差，则微电极曲线幅度和幅 度差均要降低。度差均要降低。 泥岩：微电极曲线幅度低，没有幅度差或有很小泥岩：微电极曲线幅度低，没有幅度差或有很小 的正负不定的幅度差。大段泥岩由于井壁垮塌，井壁的正负不定的幅度差。大段泥岩由于井壁垮塌，井壁 不规则，极板不能与井壁贴紧，微电极曲线可
14、能参差不规则，极板不能与井壁贴紧，微电极曲线可能参差 不齐。当泥岩很致密时，曲线幅值升高。不齐。当泥岩很致密时，曲线幅值升高。 致密石灰岩：微电极曲线幅度特别高，常呈锯齿致密石灰岩：微电极曲线幅度特别高，常呈锯齿 状，有幅度不大的正或负的幅度差。状，有幅度不大的正或负的幅度差。 生物灰岩：由于存在孔隙，微电极曲线幅度很高，生物灰岩：由于存在孔隙，微电极曲线幅度很高， 正幅度差较大。正幅度差较大。 灰质砂岩；微电极曲线幅度比普通砂岩高，但幅灰质砂岩；微电极曲线幅度比普通砂岩高，但幅 度差比普通砂岩小。度差比普通砂岩小。 孔隙性、裂缝性石灰岩：微电极曲线幅度比致密孔隙性、裂缝性石灰岩：微电极曲线幅
15、度比致密 石灰岩低得多，一般有明显的正幅度差。石灰岩低得多，一般有明显的正幅度差。 为了更准确的划分岩性剖面还需要参考其它测井为了更准确的划分岩性剖面还需要参考其它测井 曲线。曲线。2.确定地层界面确定地层界面 微电极系曲线的纵向分辨能力较强。划分薄互层微电极系曲线的纵向分辨能力较强。划分薄互层 组和薄夹层比较可靠；根据曲线的分离点或半幅点确组和薄夹层比较可靠；根据曲线的分离点或半幅点确 定地层的界面，一般可划分定地层的界面，一般可划分 0.2m 厚的薄层或厚的薄层或 0.1m 厚厚 的薄层。的薄层。 3.确定含油砂岩的有效厚度确定含油砂岩的有效厚度 微电极具有划分薄层和区分渗透性和非渗透性地
16、微电极具有划分薄层和区分渗透性和非渗透性地 层的两大特点，可利用它将油气层中的非渗透性薄夹层的两大特点，可利用它将油气层中的非渗透性薄夹 层划分出来，并把其厚度从含油气井段的总厚度中扣层划分出来，并把其厚度从含油气井段的总厚度中扣 除，得到油气层的有效厚度。除，得到油气层的有效厚度。（图 3） 4.确定井径扩大井段确定井径扩大井段在井内，如有井壁坍塌形成大洞穴或石灰岩的溶在井内，如有井壁坍塌形成大洞穴或石灰岩的溶 洞（当洞穴直径大于微电极系扶正器的直径）时，微洞（当洞穴直径大于微电极系扶正器的直径）时，微 电极系的极板悬空，所测视电阻率曲线幅度低，电极系的极板悬空，所测视电阻率曲线幅度低，Ra 接近于接近于 Rm。 5.确定冲洗带电阻率和泥饼厚度确定冲洗带电阻率和泥饼厚度由于渗透层井壁上形成泥饼，并且泥饼的电阻率由于渗透层井壁上形成泥饼，并且泥饼的电阻率 比冲洗带的电阻率低得多，在微电极测井时，泥饼对比冲洗带的电阻率低得多，在微电极测井时，泥饼对 电流具有分流作用，使微电极测井曲线不能真实地反
