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1、第三章普通电阻率测井,主讲人：唐军,长江大学 地球物理与资源学院,第三章普通电阻率测井,普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一梯度电极系测井电阻率测井 普通电阻率测井 电位电极系测井微电阻率测井侧向测井(三/七/双)感应测井 岩石的电阻率和岩性含油性有密切的关系,因此研究岩石电阻率的差异区分岩性划分油水层是普通电阻率测井的主要任务.,主要讨论:,1、井壁介质的电阻率分布; 2、岩石电阻率与岩性孔隙度含油饱和度的 关系; 3、普通电阻率测井原理; 4、普通电阻率测井曲线； 5、普通电阻率测井曲线应用。 6、介绍标准测井,3.1井壁介质的电阻率分布,一、泥浆侵入现象在钻井过程中, 通常保持泥浆柱压
2、力稍微大于地层压力,在压力差作用下,泥浆滤液向渗透层侵入,泥浆滤液替换地层孔隙所含的液体而形成侵入带,同时泥浆中的颗粒附在井壁上形成泥饼,这种现象叫泥浆侵入.泥浆侵入分两类:高侵:侵入带电阻率Ri大于原状地层电阻率Rt;低侵:侵入带电阻率Ri小于原状地层电阻率Rt 水层经常发生高侵现象,油层经常发生低侵现象,高侵,低侵,二、井壁介质的电阻率分布,泥浆 Rm 泥饼 Rmc 侵入带 Ri 冲洗带 Rxo 过度带原状地层 Rt,3.2岩石电阻率与岩性孔隙度、含油饱和度的关系,一 岩石电阻率与岩性关系不同的岩石电阻率不同火成岩:高(致密 坚硬 不含地层水) 岩石电阻率岩石骨架:不导电沉积岩:低 胶结物
3、:依据胶结物类型油气:不导电孔隙地层水:导电,二、岩石电阻率与地层水的关系岩石的导电能力主要取决于地层水的电阻率1、与地层水所含盐类化学成分的关系;2、与地层水矿化度的关系,1、建立测井解释模型,泥质：细粉砂与湿黏土组成，有孔隙，但无效。 岩石骨架：岩石中除了泥质以外的固体部分。,三、岩石电阻率与孔隙度关系,2、建立响应方程,岩石电阻率与孔隙度大小有关. 一般孔隙度越大,含流体越多,岩石的导电能力越强,电阻率越小. 实验表明: 孔隙中完全充满水的岩石的电阻率Ro与所含水的电阻率Rw的比值只与孔隙度 岩性有关.即当孔隙度 岩性一定时,这个常数只与孔隙度 胶结情况和孔隙形状有关而与地层水的电阻率无
4、关.定义此常数为岩石的地层因素 (相对电阻率) 用F表示,其中: R0:孔隙中完全含水地层电阻率; Rw:地层水电阻率; a:与岩性有关的比例系数(0.61.5) m:胶结指数(1.53),四 岩石电阻率和含油饱和度关系,当岩石含水和油时,油水在孔隙中的分布特点(如图):水包围在岩石颗粒的表面,孔隙中央部分充填石油.因此含油岩石的电阻率比该岩石含水时的电阻率高. 一般含油饱和度越高,岩石的电阻率越高为此定义电阻增大系数I:,I只与岩石的含油饱和度有关,实验研究表明,系数b只与饱和度有关,n只与岩性有关,它们表示油水在孔隙中的分布状况对岩石电阻率的影响.一般b=1,n=2,阿 尔 奇 公 式,3
5、.3普通电阻率测井原理,一测量原理 1 实验室测量原理,2普通电阻率测量原理 1)均匀各向同性介质,在电阻率为R均匀各向同性介质中放一点电源A发出电流I形成点电源场,场中任何一点的电流密度为,由微观欧姆定律,因此只要知道任何一点的电位就可以得到电阻率,3非均匀各向同性介质 对于非均匀各向同性介质不是岩石的真正电阻率但它反映电阻率的变化因此称之为综合条件下的视电阻率Ra 写为:,一套能够在钻孔中实施供电和测量的装置-这种装置叫电极系. 一般电极系包含: 供电电极:A B 测量电极:M N 有两种类型: 电位电极系 梯度电极系:,二 测量装置-电极系,1电位电极系 定义:成对电极距离大于不成对电极
6、到成对电极距离的电极系叫电位电极系,电位电极系测量记录的是M点电位,2梯度电极系 定义:成对电极距离小于不成对电极到成对电极距离的电极系叫梯度电极系,梯度电极系测量记录的是MN电位梯度; 梯度电极系按成对电极和单电极的相对位置分为正装和倒装梯度电极系,3电极系的相关定义,1)电极距 电极系长度:电位电极系电极距L=AM;梯度电极系电极距L=AO; 2)探测深度以供电电极为中心以一半径作一球面,如果球面内的介质对测量结果的贡献为50%则此半径为电极系的探测深度(或探测半径) 一般 电位电极系探测深度2L;梯度电极系探测深度 L,3)记录点 电位电极系记录点AM中点;梯度电极系记录点MN中点 4)
7、电极系表示方法图示法:符号法： N0.5M2.25A;B2.25A0.5M.,一梯度电极系曲线及特点 1梯度电极系曲线: 一般对于梯度电极系为方便讨论 假设围岩和泥浆的电阻率相同,3.4普通电阻率测井曲线,实际测井都是提升电极系进行测量 1)电极系在下部围岩且远离高阻层:,2)A电极靠进高阻层底界面Ra逐渐变大(ab段) :,3)A电极进高阻层记录点O在界面下:A电极流出电流在界面上法向分量连续, Ra不变(bc段),4)记录点O进高阻层,6)记录点O离下界面很远时,下部低阻层对电流”吸引”作用消失Ra不变(ef段),5)记录点O进入高阻层逐渐离开下界面,下部低阻层对电流”吸引”作用减弱视电阻
8、率Ra逐渐减小(de段),7)电极A靠近上界面时,上部低阻层对电流”吸引”作用, Ra逐渐减小(fg段),8)A电极进低阻层记录点O在界面下:A电极流出电流在界面上法向分量连续, Ra不变(gh段),9)记录点O进入低阻层,10)记录点O进入低阻层逐渐离开上界面,下部高阻层对电流”排斥”作用减弱视电阻率Ra逐渐增大,11)电极系在上部围岩且远离高阻层:,1)视电阻率Ra曲线极大极小值正对高阻层的上下界面; 2)厚层:中间平行段视电阻率Ra曲线值为地层电阻率.,2梯度电极系曲线特点,1)曲线对称于地层中间; 2)视电阻率Ra曲线对地层中间取极值,当地层较厚时取极大,当地层较小时取极小;,采用同样
9、方式可以分析电位电极系曲线及其特点:,二视电阻率Ra曲线影响因素 1电极系影响:,AO=2d，电极距小，井内分流影响使视电阻率偏低； AO=2d-8d，极大值增加而平均值减小的过程，表示井内分流影响而上部围岩影响增大； AO=2d-8d，极大值减小而平均值迅速减小的过程，表示随着电极距增大，上部围岩影响越来越大,2井眼影响,井径越大、泥浆电阻率越低，井眼对电流的分流作用越大，流向地层的电流越少，导致视电阻率减小。,3围岩层厚影响,4侵入影响,5高阻邻层屏蔽影响,6地层倾角影响,3.5普通电阻率曲线的应用,一 划分岩性; 砂泥岩剖面:泥岩电阻率低,砂岩电阻率高 碳酸岩剖面:致密层电阻率低,裂缝性
10、层电阻率高二估算地层真电阻率; 视电阻率Ra经过围岩 井眼和侵入等校正后可以得到地层真电阻率 三计算含水饱和度,判断油水层 利用岩石电阻率和含水饱和度的关系计算含水饱和度,进一步判断油水层,是一种最简单的综合测井,是各油田或油区为了粗略划分岩性和油气、水层，并进行井间地层对比，对每口井从井口到井底都必须测量的一套综合测井方法。因它常用于地层对比，故又称对比测井。为便于对比，都采用相同的深度比例（1：500）和横向比例。),3.6 标准测井,一、标准测井项目,1、标准电极系测井为了能够达到粗略划分油气、水层的目的，电极系必须有足够的横向探测深度。一般，油田选用M2.25A0.5B为标准电极系，还补充0.5m电位电极系。 2、自然电位测井划分储集层与渗透层的主要标志。,3、井径测井（caliper log）在裸眼井内测量井眼直径随深度变化，了解井眼状况或帮助区分岩性的一种测井方法，也可以在套管内检查套管变形或破裂。,二、标准测井的应用1、粗略划分岩性和油气、水层2、地层对比,
