第三章側(cè)向測井

1、1第三章第三章 側(cè)向測井側(cè)向測井三側(cè)向測井三側(cè)向測井雙側(cè)向測井雙側(cè)向測井內(nèi)容小結(jié)內(nèi)容小結(jié)思考題思考題2本章重點及難點本章重點及難點一、側(cè)向測井特點及與普通電阻率測井的差別一、側(cè)向測井特點及與普通電阻率測井的差別二、側(cè)向測井曲線特點及應用二、側(cè)向測井曲線特點及應用3 普通電阻率測井儀在井內(nèi)產(chǎn)生的電場為普通電阻率測井儀在井內(nèi)產(chǎn)生的電場為發(fā)散的直流電場發(fā)散的直流電場，當井內(nèi)泥漿的礦化度高或，當井內(nèi)泥漿的礦化度高或井剖面為高阻地層時，井眼分流大，測量值井剖面為高阻地層時，井眼分流大，測量值與地層電阻率的誤差增大。為解決此問題，與地層電阻率的誤差增大。為解決此問題，提出了提出了聚焦測井聚焦測井，即，即側(cè)

2、向測井側(cè)向測井。 4 主電極主電極AoAo，0.15m0.15m屏蔽電極屏蔽電極A A1 1、A A2 2AoAo與與A A1 1間的距離間的距離0.025m0.025m對比電極對比電極N N回路電極回路電極B B。第一節(jié)第一節(jié) 三側(cè)向測井三側(cè)向測井一一 、 三側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)及特點三側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)及特點1 1、 深三側(cè)向電極系深三側(cè)向電極系深三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)深三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)和電場分布如圖和電場分布如圖3-13-1所示。所示。圖圖3-1 3-1 深三側(cè)向電極系及電場分布深三側(cè)向電極系及電場分布A0A1A23.65 2 2、淺三側(cè)向電極系、淺三側(cè)向電極系 淺三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)如圖淺三側(cè)向電極

3、系的結(jié)構(gòu)如圖3-3-2 2所示。所示。主電極主電極AoAo，0.15m0.15m屏蔽電極屏蔽電極A A1 1、A A2 2，Ao-AAo-A1 1:0.025m;:0.025m;回路電極回路電極B B1 1、B B2 2，A A1 1-B-B1 1:0.2m:0.2m；對比電極對比電極N N。圖圖3-2 3-2 淺三側(cè)向電極系及電場分布淺三側(cè)向電極系及電場分布A0A1A2B1B21.1m1.1m0.4m0.4m6 電極距電極距L L： 深深、淺三側(cè)向電極系的電極距等于兩個屏淺三側(cè)向電極系的電極距等于兩個屏蔽電極與主電極間縫隙中點之間的距離。蔽電極與主電極間縫隙中點之間的距離。 記錄點記錄點O

4、O： 主電極中點。主電極中點。7 為了滿足條件為了滿足條件3 3）, , 測量過程中，測量過程中，不斷調(diào)節(jié)不斷調(diào)節(jié)屏蔽電極的電流大小屏蔽電極的電流大小。二、三側(cè)向電極系的測量原理二、三側(cè)向電極系的測量原理 1)、恒流測量恒流測量。在測量過程中，主電極發(fā)出在測量過程中，主電極發(fā)出的電流的電流IoIo保持不變保持不變。2)、屏蔽電流與主電極電流的、屏蔽電流與主電極電流的極性相同極性相同。3)、主電極與兩個屏蔽電極的電位相等、主電極與兩個屏蔽電極的電位相等。1、測量條件、測量條件8 2 2、輸出、輸出 測量的視電阻率為：測量的視電阻率為：OaIUKR其中：其中：U U為主電極電位與對比電極為主電極電

5、位與對比電極N N的電位差；的電位差； 為主電流；為主電流； K K為電極系系數(shù)，與電極系的結(jié)構(gòu)及尺寸有關(guān)為電極系系數(shù)，與電極系的結(jié)構(gòu)及尺寸有關(guān)。0I(3-1)91 1、深、淺三側(cè)向曲線特點、深、淺三側(cè)向曲線特點 三、深、淺三側(cè)向曲線特點及應用三、深、淺三側(cè)向曲線特點及應用圖圖3-33-3、單一高阻深三側(cè)向視電阻率曲線、單一高阻深三側(cè)向視電阻率曲線 amRRhd 地層模型：地層模型：40tmRR1smRR4h d 如圖如圖3-33-3。10從圖從圖3-33-3看出看出, ,曲線具有以下特點曲線具有以下特點1) 1) 、當上、下圍巖的電阻率相同時，三側(cè)向測當上、下圍巖的電阻率相同時，三側(cè)向測井曲

6、線關(guān)于地層中心對稱井曲線關(guān)于地層中心對稱。2) 2) 、地層中部的測量值最能反映地層實際值。、地層中部的測量值最能反映地層實際值。3) 3) 、測量值受井內(nèi)流體電阻率的影響小、測量值受井內(nèi)流體電阻率的影響小。11 數(shù)據(jù)讀取方法：數(shù)據(jù)讀取方法：取地層中部的視電阻率值或取地取地層中部的視電阻率值或取地層中部的幾何平均值層中部的幾何平均值。 深三側(cè)向視電阻率（深三側(cè)向視電阻率（ ）曲線主要反映原）曲線主要反映原狀地層的電阻率。狀地層的電阻率。 3dLLR 淺三側(cè)向視電阻率（淺三側(cè)向視電阻率（ ）曲線主要反映侵）曲線主要反映侵入帶的電阻率。入帶的電阻率。 3sLLR12 2 2、深、淺三側(cè)向測井曲線的

7、應用、深、淺三側(cè)向測井曲線的應用 1 1）、影響因素及其校正）、影響因素及其校正 影響因素主要有以下三方面：影響因素主要有以下三方面：井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）；井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）；圍巖圍巖層厚（圍巖電阻率與地層電阻率的關(guān)系層厚（圍巖電阻率與地層電阻率的關(guān)系、地層厚度）；、地層厚度）；泥漿侵入（侵入特征、侵入半徑）。泥漿侵入（侵入特征、侵入半徑）。 13A A、劃分巖性剖面劃分巖性剖面 由于電極距較小，三側(cè)向測井曲線的縱向由于電極距較小，三側(cè)向測井曲線的縱向分層能力強，適于劃分薄層。分層能力強，適于劃分薄層。2 2）、應用）、應用 將深、淺三側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出

8、現(xiàn)將深、淺三側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。幅度差。 B B、判斷油水層判斷油水層14 當當RmfRwRmfRwRmfRw時，在時，在油層層段油層層段（泥漿低侵泥漿低侵） ， ， 越高，差異越大。越高，差異越大。 在在水層層段（水層層段（泥漿高侵泥漿高侵）， ， 越高，差異越大。如圖越高，差異越大。如圖3-3-4 4所示。所示。 33dsLLLLRR33dsLLLLRRhSwS15 SP25mv感應感應ms/m七側(cè)向七側(cè)向- - 深深淺淺三側(cè)向三側(cè)向- - - - 深深淺淺微電極微電極mmm1080120029圖圖3-3-4 4 用深、淺三側(cè)向曲線判斷油水層用深、淺三側(cè)向曲線判斷油水層

9、1、根據(jù)微電極曲線確定滲透層（兩條曲線不重合）根據(jù)微電極曲線確定滲透層（兩條曲線不重合）及泥巖（電阻率低，兩條曲線重合）。及泥巖（電阻率低，兩條曲線重合）。2、根據(jù)根據(jù)SP曲線異常，確定泥漿性質(zhì)（淡水泥漿、曲線異常，確定泥漿性質(zhì)（淡水泥漿、鹽水泥漿）。鹽水泥漿）。3 3、根據(jù)滲透層的探測深度不同的電阻率曲線關(guān)根據(jù)滲透層的探測深度不同的電阻率曲線關(guān)系，確定泥漿侵入特征。系，確定泥漿侵入特征。4、綜合、綜合2、3，確定滲透層孔隙流體性質(zhì)。，確定滲透層孔隙流體性質(zhì)。162 2）、缺點）、缺點 深三側(cè)向探測深度不夠大；而淺三側(cè)向探測深三側(cè)向探測深度不夠大；而淺三側(cè)向探測深度不夠淺。深度不夠淺。在滲透層

10、層段，幅度差不明顯。侵在滲透層層段，幅度差不明顯。侵入較深時，深三側(cè)向讀數(shù)受侵入帶影響大。入較深時，深三側(cè)向讀數(shù)受侵入帶影響大。侵入侵入較淺時，較淺時，淺三側(cè)向讀數(shù)受原狀地層影響大。淺三側(cè)向讀數(shù)受原狀地層影響大。 1 1）、優(yōu)點）、優(yōu)點 由于屏流作用，使得視電阻率曲線受井眼影響由于屏流作用，使得視電阻率曲線受井眼影響??；主電極尺寸小，圍巖影響小，縱向分辨率高，小；主電極尺寸小，圍巖影響小，縱向分辨率高，有利于薄層劃分有利于薄層劃分。 3 3、深、淺三側(cè)向測井的優(yōu)缺點、深、淺三側(cè)向測井的優(yōu)缺點17一、雙側(cè)向測井電極系及電場分布一、雙側(cè)向測井電極系及電場分布 1 1、 雙側(cè)向測井電極系的結(jié)構(gòu)雙側(cè)向

11、測井電極系的結(jié)構(gòu) 雙側(cè)向測井電極系有雙側(cè)向測井電極系有9 9個電極組成，結(jié)構(gòu)如圖個電極組成，結(jié)構(gòu)如圖3-3-5 5所示。其中所示。其中7 7個為環(huán)形電極，個為環(huán)形電極，2 2個柱狀電極。個柱狀電極。最外最外側(cè)的兩個柱狀電極在深側(cè)向電極系中為屏蔽電極側(cè)的兩個柱狀電極在深側(cè)向電極系中為屏蔽電極，在淺側(cè)向電極系中為回路電極在淺側(cè)向電極系中為回路電極B B1 1、B B2 2。對比電極對比電極N N和和深側(cè)向的回路電極深側(cè)向的回路電極B B在遠處。在遠處。 第二節(jié)第二節(jié) 雙側(cè)向測井雙側(cè)向測井18圖圖3-3-5 5 雙側(cè)向電極系及其電場分布雙側(cè)向電極系及其電場分布 深雙側(cè)向深雙側(cè)向Ao主電極；主電極；A

12、1、A2屏蔽電極；屏蔽電極；M1、M2監(jiān)督電極；監(jiān)督電極；淺雙側(cè)向淺雙側(cè)向Ao主電極；主電極；A1屏蔽電極；屏蔽電極；A2回路電極?；芈冯姌O。M1、M2監(jiān)督電極；監(jiān)督電極；屏蔽電極電流極性與主屏蔽電極電流極性與主電極電流極性相同。電極電流極性相同。深雙側(cè)向深雙側(cè)向淺雙側(cè)向淺雙側(cè)向192 2、電場分布特點、電場分布特點1 1）、深雙側(cè)向電場分布特點）、深雙側(cè)向電場分布特點 由于深側(cè)向電極系有兩個柱狀屏蔽電極，對由于深側(cè)向電極系有兩個柱狀屏蔽電極，對主電流的控制作用加強，主電極發(fā)出的電流徑向主電流的控制作用加強，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層很遠才發(fā)散與流入地層很遠才發(fā)散與B B電極形成回路，主電流

13、分電極形成回路，主電流分布特點見圖布特點見圖3-3-5 5。主電流層的厚度為兩對監(jiān)督電極主電流層的厚度為兩對監(jiān)督電極中點的距離，即電極系的電極距。中點的距離，即電極系的電極距。由于兩個柱狀由于兩個柱狀屏蔽電極比較長屏蔽電極比較長(3(3米米),),對主電極電流的屏蔽作用對主電極電流的屏蔽作用強強, , 所以所以, ,其測量值主要反映原狀地層的電阻率。其測量值主要反映原狀地層的電阻率。202 2）、淺雙側(cè)向電場分布特點）、淺雙側(cè)向電場分布特點 由于兩個柱狀回路電極距主電極較近由于兩個柱狀回路電極距主電極較近; ;而環(huán)形屏而環(huán)形屏蔽電極的尺寸小蔽電極的尺寸小, , 對主電流的控制能力較弱，主電對主

14、電流的控制能力較弱，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層不遠就開始發(fā)散，返回極發(fā)出的電流徑向流入地層不遠就開始發(fā)散，返回回路電極回路電極, ,主電流分布特點見圖主電流分布特點見圖3-3-5 5。主電流層的厚主電流層的厚度為兩對監(jiān)督電極中點的距離，即電極系的電極距度為兩對監(jiān)督電極中點的距離，即電極系的電極距。此電極系的。此電極系的測量值主要反映侵入帶的電阻率測量值主要反映侵入帶的電阻率。21二、測量原理二、測量原理1) 1) 、恒流測量（主電流恒流測量（主電流IoIo不變）不變）。1 1、測量條件、測量條件3) 3) 、柱狀屏蔽電極電位和環(huán)狀屏蔽電極電位柱狀屏蔽電極電位和環(huán)狀屏蔽電極電位的比值為常數(shù)（的

15、比值為常數(shù)（a a）。4) 4) 、兩對監(jiān)督電極的電位差為零。、兩對監(jiān)督電極的電位差為零。2 2）、屏蔽電流與主電流同極性。大小隨測量介）、屏蔽電流與主電流同極性。大小隨測量介質(zhì)電阻率而變化。質(zhì)電阻率而變化。22 深、淺側(cè)向測量的視電阻率表示為深、淺側(cè)向測量的視電阻率表示為R RLLDLLD 和和R RLLSLLS 。對數(shù)刻度，對數(shù)刻度，8 8點點/ /米。米。 2、雙側(cè)向測井輸出、雙側(cè)向測井輸出01IUKRMa(3-2)其中：其中：K-K-電極系系數(shù)。電極系系數(shù)。深、淺雙側(cè)向的電極系系數(shù)分別為深、淺雙側(cè)向的電極系系數(shù)分別為KdKd、KsKs。23三、深、淺雙側(cè)向曲線特點及應用三、深、淺雙側(cè)向

16、曲線特點及應用1 1、深、淺雙側(cè)向曲線特點、深、淺雙側(cè)向曲線特點 1 1）、地層模型）、地層模型 上、下圍巖的導電上、下圍巖的導電性相同，地層為導電性相同，地層為導電性均勻的電介質(zhì)。僅性均勻的電介質(zhì)。僅改變地層厚度。改變地層厚度。RsRsRth圖圖3-6 3-6 地層模型地層模型24 2 2）、深、淺雙側(cè)向曲線特點）、深、淺雙側(cè)向曲線特點 當上、下圍巖電阻率相同時，雙側(cè)向測井當上、下圍巖電阻率相同時，雙側(cè)向測井曲線關(guān)于地層中心對稱。曲線關(guān)于地層中心對稱。 隨地層厚度減小，圍巖電阻率對視電阻隨地層厚度減小，圍巖電阻率對視電阻率的影響增加。率的影響增加。 厚層中部測井值最接近地層實際值。曲線厚層中

17、部測井值最接近地層實際值。曲線半幅點對應地層界面。半幅點對應地層界面。25讀值方法：讀值方法：取地層中部的視電阻率值或取地層取地層中部的視電阻率值或取地層中部的幾何平均值。中部的幾何平均值。 深雙側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地深雙側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地層的電阻率；層的電阻率； 淺雙側(cè)向視電阻率曲線主要反映侵入帶淺雙側(cè)向視電阻率曲線主要反映侵入帶的電阻率。的電阻率。深、淺雙側(cè)向測井測量值也是地層視電阻率，與地層深、淺雙側(cè)向測井測量值也是地層視電阻率，與地層電阻率有一定差異。電阻率有一定差異。 26雙側(cè)向測井曲線圖雙側(cè)向測井曲線圖 C25C25井井27雙側(cè)向測井曲線雙側(cè)向測井曲線 C25C

18、25井井28雙側(cè)向測井曲線雙側(cè)向測井曲線29雙側(cè)向測井曲線雙側(cè)向測井曲線30 井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）；井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）； 圍巖圍巖層厚（圍巖電阻率、地層厚度）；層厚（圍巖電阻率、地層厚度）； 泥漿侵入（侵入特征、侵入半徑）。泥漿侵入（侵入特征、侵入半徑）。 2 2、深、淺雙側(cè)向測井曲線的應用、深、淺雙側(cè)向測井曲線的應用 1 1）、影響因素）、影響因素 應用圖版或相應的計算公式，對雙側(cè)向視電應用圖版或相應的計算公式，對雙側(cè)向視電阻率按上述順序依次進行校正，得到地層電阻率。阻率按上述順序依次進行校正，得到地層電阻率。如圖如圖3-3-7 7、3-3-8 8 、3-3-9

19、 9所示。所示。31使用方法：使用方法：已知：泥漿電阻率，已知：泥漿電阻率，井徑，（橫坐標，曲井徑，（橫坐標，曲線號）線號）求：縱坐標及井眼校求：縱坐標及井眼校正后的深淺雙側(cè)向電正后的深淺雙側(cè)向電阻率。阻率。圖圖3 3-7 -7 深淺雙側(cè)向井眼校正圖版深淺雙側(cè)向井眼校正圖版LLsmRRLLdmRR,LLd cLLdRR,LLs cLLsRR(b)(a)（1 1）井眼校正）井眼校正32使用方法：使用方法：已知：地層厚度，圍已知：地層厚度，圍巖電阻率，（橫坐標，巖電阻率，（橫坐標，曲線號）曲線號）求：縱坐標及圍巖求：縱坐標及圍巖層厚校正后的深淺雙層厚校正后的深淺雙側(cè)向電阻率。側(cè)向電阻率。圖圖3 3

20、-8 -8 深淺雙側(cè)向圍巖校正圖版深淺雙側(cè)向圍巖校正圖版地層厚度地層厚度 ftftLLsLLd,LLs cSRR,LLd ccLLd cRR,LLs ccLLs cRR地層厚度地層厚度 ftft,LLd cSRR（2 2）圍巖）圍巖- -層厚校正層厚校正33使用方法：使用方法：已知：橫坐標，縱坐標已知：橫坐標，縱坐標求：地層電阻率及泥漿求：地層電阻率及泥漿侵入深度。侵入深度。虛線族侵入帶直徑（英寸）；虛線族侵入帶直徑（英寸）；點劃線族點劃線族實線族實線族ccLLDtRR,xotRR(3) (3) 侵入校正侵入校正圖圖3 3-9-9深、淺雙側(cè)向侵入校正圖版深、淺雙側(cè)向侵入校正圖版,LLd ccL

21、Ls ccRR,LLd ccxoRR,tLLd ccR R34 2 2）、應用）、應用 深、淺雙側(cè)向的縱向分層能力相同，因此，曲深、淺雙側(cè)向的縱向分層能力相同，因此，曲線便于對比。主要用于以下幾方面。線便于對比。主要用于以下幾方面。A A、劃分巖性剖面：由于電極距較小，雙側(cè)向測井劃分巖性剖面：由于電極距較小，雙側(cè)向測井曲線的縱向分層能力強，適于劃分薄層。曲線的縱向分層能力強，適于劃分薄層。B B、確定地層真電阻率及孔隙流體性質(zhì)確定地層真電阻率及孔隙流體性質(zhì). .35C C、判斷油水層判斷油水層： 將深、淺雙側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅將深、淺雙側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。度差。

22、當當RmfRwRmfRw時，時，油層（油層（泥漿低侵泥漿低侵），），深雙側(cè)向讀數(shù)深雙側(cè)向讀數(shù)大于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越高，差異越大；大于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越高，差異越大； 水層（水層（泥漿高侵泥漿高侵），深雙側(cè)向讀數(shù)小于淺雙側(cè)向），深雙側(cè)向讀數(shù)小于淺雙側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大。如圖讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大。如圖3-103-10所示所示。36淡水泥漿淡水泥漿特點：特點：1、地層縱、地層縱向?qū)щ娦缘淖兓驅(qū)щ娦缘淖兓瘜λ鼈兊挠绊懴鄬λ鼈兊挠绊懴嗤Ｍ?、二者差異取決、二者差異取決于地層橫向?qū)щ娪诘貙訖M向?qū)щ娦缘淖兓?；性的變化；圖圖3-10 3-10 淡水泥漿井雙側(cè)向測井曲線特征淡水泥漿井雙側(cè)向測井曲線特征氣層氣層油層油層LLdLLsRR水層水層LLdLLsRR37引自引自SPE134011SPE13401138引自引自SPE134