地层倾角测井原理及应用2-测量原理1

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1、（二 ）第一章第一章 地层倾角测井的基本原理地层倾角测井的基本原理第一节第一节 地层倾角仪测量原理地层倾角仪测量原理地层产状 地层倾角测井的基本原理 斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进 哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进 地层倾角测井测量内容：地层的倾角和倾斜方位角，即地层层面在空间的位置亦即地层产状。第一节第一节 地层倾角仪测量原理地层倾角仪测量原理一、地层产状一、地层产状地层产状三要素：倾角、倾向、走向描述地层产状的5个基本名词：地层面走向地层面倾向地层面倾角视倾向视倾角地层产状地层产状真倾角与视倾角地层面走向：地层面与水平面的交线的方向。用它与正北方向（按顺时针）的夹角表示。如 图所示，

2、CD的方向。地层产状地层产状真倾角与视倾角地层面倾向：地层面倾斜的方向。即地层面由高 到低变化最大的方向在水平面上的投影与正北方 向的夹角的方向亦称倾斜方位。如图所示， BE的方向。地层面倾角：在倾斜方向上的地层面与水平面的夹角，或倾斜线与倾向线的夹角；亦称真倾角， 是倾斜地层的最大倾角。如图所示，BEA为真倾角，用表示。真倾角与视倾角地层产状地层产状视倾向：任意方向的铅直面与地层面相交，其交 线在水平面的投影与正北方的夹角称为视倾向。 该交线称为视倾斜线（图中AD、AC）。它的水平 投影称为视倾向线（图中BD、BC） 真倾角与视倾角地层产状地层产状视倾角：视倾斜线与视倾向线之间的夹角。图中a

3、1、 a2。视倾角总是小于真倾角。 真倾角为与视倾角与真倾角a之间的关系：真倾向与视倾向之间的夹角。真倾角与视倾角地层产状地层产状二、地层倾角测井的基本原理二、地层倾角测井的基本原理1 1、地层倾角仪的类型、地层倾角仪的类型四臂倾角：斯仑贝谢HDT、SHDT阿特拉斯HDIP六臂倾角：哈里伯顿SED阿特拉斯HEXDIP2 2、仪器结构（四臂倾角）、仪器结构（四臂倾角）地层倾角测井测量的内容 ：地层的倾角和倾斜方位角， 即地层层面在空间的位置。要确定地层层面在空间的 位置，至少要有三个以上空间 点的座标（采用柱状坐标系r 、Z）。通过计算就可以 求的地层倾角和倾斜方位角。当井为斜井时，还有进行 井

4、斜角和井斜方位角的校正。四臂倾角测井仪测量原理图仪器结构仪器结构因此，地层的倾角，不是直接测出来的，而是间接测量、在进行处理计算出来的。在实际中，地层倾角测井仪至少需测量9条曲线。右图是阿特拉斯公司四臂倾角测井仪（1009）测量原理图。四臂倾角测井仪测量原理图仪器结构仪器结构仪器组成：无论那种地层倾角测井仪，总是由两个主要部分组成： 一是极板系统二是测斜系统四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角仪的测量信息：4条微电导率曲线2条井径曲线3条角度（方位）曲线地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息四条微电导率曲线：四 臂倾角测井仪有四个贴井 壁的

5、极板，每个极板上都 嵌有一个微电极，可测出 四条微电导率曲线DIP1、 DIP2、DIP3和DIP4。通过四条微电阻率曲线 对比，就可以确定地层层 面上四个点M1、M2、M3、 M4沿井轴方向的高度Z1、 Z2、Z3、Z4。 四臂倾角测井仪测量原理图地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息两条井径曲线：四臂 倾角测井仪的四个臂（ 极板）加压后贴井壁， 在测量四条微电导率曲 线的同时，可起到井径 的作用。即分别由1、3号极板 和2、4号极板组成两套井径测量装置，测得井 径曲线CAL1（d13）和 CAL2（d24）。 四臂倾角测井仪测量原理图号极板方位角曲线AZ（）：定义为号极板方向的水

6、平投影与正北方向的夹角（顺时针）。 地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息四臂倾角测井仪测量原理图AZ（）号极板方位测量原理阿特拉斯公司的地层倾角仪用磁针罗盘测量号极板相对磁北极得方 位角AZ（）。测量原理如右图所示。号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZ（ ）测量原理测量原理图中A点与井轴O点的连线与号极板同方位，称 A点为号极板方位基准点。因此，电阻RAB随号极板方位角的变化而变化。这样，根据RAB的大小就可以确定号极板方位角。号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZ（ ）测量原理测量原理号极板方位测量原理当井斜角20时， 这种测量方法能满足需要 ；当井斜角较大时，必 须进行适

7、当的校正。号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZ（ ）测量原理测量原理注意注意号极板方位测量原理方位角是从正北方向开始顺时针计量 的，四个极板顺时针方向排列，间隔90。分别与四个极板相接触的地层层面上的 4个点M1、M2、M3、M4在柱状坐标系方向 的角度分别为：、 /2、 、 。在柱状坐标系中，根据地层层面在仪 器平面上的四个点M1（ d13 /2，Z1） 、M2（ d24 /2, /2,Z2）、M3（ d13 /2, ,Z3）、M4（ d24 /2, ,Z4）就可以确定层面方程Z=AX+BY+C，并进 一步计算出地层面在仪器平面上的倾角和 倾斜方位角。号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZ

8、AZ（ ）测量原理测量原理号极板方位测量原理地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息井斜角：即井轴与 铅垂线之间的夹角 DEV（）四臂倾角测井仪测量原理图DEV （）井斜角（）测量原理测量原理井斜角测量原理阿特拉斯公司的地层倾角测井仪用弧形电位器及铅锤来确定井斜角。如右图所示。当井铅直时，电阻， ROC=0,井斜角越大，ROC就越大。通过测量ROC上的电位差就可以间接得到井斜角。地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息井斜方位角 ：井眼倾斜的方向。地层倾角仪不直接测量井斜方位角，而是测量相对方位角。四臂倾角测井仪测量原理图相对方位角：号极板开始逆时针方向到井斜方向的角度RB（）

9、，简称相对方位角。 RB （ ）井斜方位角（井斜方位角（ ）相相对对对对方位角方位角RBRB（ ）测量原理测量原理相对方位角RB（）是用定位摆及环形电位器测量的。如右图所示。定位摆由于重力作用而下垂，它的连线 OD为井轴截面上的倾斜线（井斜方向），OA与号极板方位相同，OA与OD的夹角就是号极板相对方位角。1号极板相对方位角测量原理井斜方位角（井斜方位角（ ）相相对对对对方位角方位角RBRB（ ）测量原理测量原理相对方位角越大，电阻RAD 也越大，根据电阻RAD上的电位差大小就可测出号极板相 对方位角。相对方位角是从号极板开始逆时针方向计算的。当井 斜不大时（20），根据 号极板方位角和相对方

10、位角 就可以近视计算出井斜方位角 。注意注意1号极板相对方位角测量原理井斜方位角：定义为井斜方向在水平面的投影与正北方向的夹角（顺时针），变 化范围0360，计算公式：-在水平面上的投影 。号极板方位角 、相对方 位角 、井斜方位角关系 如右图所示。井斜方位角（井斜方位角（ ）计算）计算号极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关 系因为：当20时，cos0.94 ，所以号极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关 系例1：已知120，60，求井斜方位角-1206060例2：已知50，140，求井斜方位角 -5014090（或902270 ）例1 例1井斜方位角（井斜方位角（ ）计算）计算举例举例

11、四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图 相对方位角井斜角号极板方位角双井径微电阻率曲线阿特拉斯公司的四臂地层倾角测井仪一次下井可测量9条曲线：4条微电导（阻）率曲线，2条井径曲线，3条角度（方位）曲线。测量信息测量信息小结与要求小结与要求1 1、掌握地层产状的三要素与描述地层产状的、掌握地层产状的三要素与描述地层产状的5 5个基个基 本名词的含义。本名词的含义。2 2、掌握、掌握条微电导（阻）率曲线，条微电导（阻）率曲线，2 2条井径曲线，条井径曲线，3 3 条角度（方位）曲线的测量原理。条角度（方位）曲线的测量原理。3、掌握井斜方位的计算方法。1 1、如何描述地层产状？、如何描述地层产状？2 2、四臂地层能测量那些信息？测量原理如何、四臂地层能测量那些信息？测量原理如何 ？ 3 3、已知号极板方位角80，相对方位角 170，求井斜方位角 ，并用图表示。