測井方法9-雙側(cè)向

西南石油學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院司馬立強(qiáng)測井方法原理電法測井（九）第三節(jié)雙側(cè)向測井第二節(jié)七電極側(cè)向測井第一節(jié)三電極側(cè)向測井

第四節(jié)微側(cè)向測井第五節(jié)鄰近側(cè)向測井第六節(jié)微球形聚焦測井第四章側(cè)向測井第八節(jié)側(cè)向測井視電阻率計(jì)算第七節(jié)電阻率測井方法綜合第三節(jié)雙側(cè)向測井是在三、七側(cè)向測井基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。雙側(cè)向測井測量精度較高，動(dòng)態(tài)范圍大，適用于高阻碳酸鹽巖地層，也適用于低阻砂泥巖地層是目前油氣田應(yīng)用最廣泛的電阻率測井方法之一1、三側(cè)向、七側(cè)向測井原理2、深淺三側(cè)向、七側(cè)向電極系特點(diǎn)4、視電阻率曲線特點(diǎn)前節(jié)知識(shí)回顧三側(cè)向、七側(cè)向存在那些不足？為什么要發(fā)展雙側(cè)向？

三側(cè)向——靠增加屏蔽電極長度聚焦→提高探測深度

七側(cè)向——控制監(jiān)督電極的電位差→控制屏流→分布比(L0/L)大→屏流大→探測深度大→主電流層收斂強(qiáng)烈→井眼與圍巖影響復(fù)雜→電阻率校正困難一、測井原理與七側(cè)向類似，不同的是在七電極系的外面再加上兩個(gè)屏蔽電極A1′、A2′。為了增加探測深度，屏蔽電極A1′、A2′不是環(huán)狀，而是柱狀（與三側(cè)向屏蔽電極相同）電極系結(jié)構(gòu)測井原理測井時(shí)，主電極A0發(fā)出恒定電流I0，并通過兩對屏蔽電極A1、A1和A2、A2發(fā)出與I0極性相同的屏蔽電流I1和I1。在主電流I0恒定不變的條件下，測得的電位差和地層的視電阻率成正比。

測井通過自動(dòng)調(diào)節(jié)使得滿足：屏蔽電極A1與A1（或A2與A2）的電位比值為一常數(shù)，即UA1/UA1=；監(jiān)督電極M1與M1（M2與M2

）之間的電位差為零。然后，測量任一監(jiān)督電極（如M1）和無窮遠(yuǎn)電極N之間的電位差（即UM1）。測得的視電阻率RaP101→(3-16)

其中：UM1——監(jiān)督電極M1表面電位

I0——主電流強(qiáng)度

k——電極系系數(shù)(可通過理論計(jì)算、也可通過實(shí)驗(yàn)求出)淺側(cè)向——屏蔽電極A1、A2改成了電流的回路電極，因此，探測深度小于深側(cè)向，主要反映侵入帶電阻率雙側(cè)向測井根據(jù)探測深度又分深、淺側(cè)向測井深側(cè)向——由于屏蔽電極加長，測出的視電阻率主要反映原狀地層的電阻率深、淺側(cè)向電極系k值：kd=0.733m，ks=1.505m儀器全長：9.36m儀器直徑：0.089m雙側(cè)向尺寸屏蔽電極A1、A2很長→確保深側(cè)向探測深度大深、淺側(cè)向電極系的尺寸完全一樣。不同處：將深側(cè)向的屏蔽電極A1、A2改成回路電極后，就構(gòu)成了淺側(cè)向電極系→這樣，深、淺側(cè)向的縱向分辨率是相同的，且受圍巖、層厚影響基本一樣→用深、淺側(cè)向測出的電阻率判別油、氣、水層具有良好效果。

電極系確定原則：分層能力強(qiáng)（0102間距離要?。⑻綔y深度大（A1、A2要長）、井眼影響小縱向分辨率一般0.6m左右

深側(cè)向探測深度一般2～3m淺側(cè)向探測深度一般0.5m左右二、雙側(cè)向視電阻率曲線及校正P104→圖3-22電模型實(shí)驗(yàn)與七側(cè)向視電阻率曲線相似

對稱于地層中部界面有屏流效應(yīng)，隨著層厚增加，屏流效應(yīng)減小影響Ra因素：電極系特性、介質(zhì)電阻率自學(xué)P105－106（校正圖版）井眼、圍巖、侵入碎屑巖地層碳酸鹽巖地層實(shí)測雙側(cè)向曲線

雙側(cè)向雙側(cè)向三、雙側(cè)向、三側(cè)向、七側(cè)向比較1.探測深度三側(cè)向—探測深度小，侵入影響大，深淺三側(cè)向探測深度差異不大，判別油、氣水層效果差。原因：主電極與屏蔽電極同電位，電極系長度有限，主電流發(fā)散快

七側(cè)向—探測深度高于三側(cè)向，但高侵時(shí)，探測深度變淺。原因：采用監(jiān)督電極M1′、M1′同電位來控制電流場。分布比s↑→屏流↑→屏蔽電極電位↑→探測深度↑雙側(cè)向—探測深度最大。原因：將屏蔽電極分成多段（兩對）加長→控制各段電壓→探測深度↑2.縱向分辨率三側(cè)向—縱向分辨率高，能分辯0.4～0.5m地層七側(cè)向、雙側(cè)向—縱向分辨率基本相同（0.6m左右），略低于三側(cè)向。取決于O1、O2間距離雙側(cè)向—圍巖、層厚對深、淺雙側(cè)向的影響相同。受井眼影響最小3.影響因素三側(cè)向—井眼、圍巖影響較小，侵入影響大七側(cè)向—深、淺七側(cè)向受圍巖影響程度不同（監(jiān)督電極、屏蔽電極位置不同→主電流厚度不同）電阻率測井在油氣勘探開發(fā)中應(yīng)用非常廣泛四、雙側(cè)向測井資料應(yīng)用主要應(yīng)用⑸估算裂縫參數(shù)⑴地層對比⑵裂縫識(shí)別⑶油、氣、水層判別⑷計(jì)算地層含水飽和度⑴地層對比決定地層電阻率大小的主要因素四是巖石孔隙中地層水的性質(zhì)一是巖石的組織結(jié)構(gòu)二是巖石的孔隙度（）大小三是巖石的含水飽和度的高低進(jìn)行地層對比時(shí)，通常采用自然伽馬（GR）曲線與電阻率（RLLD、RLLS）曲線。特別是在碳酸鹽巖剖面，軟地層（如泥巖、頁巖）導(dǎo)電性好，電阻率測井值都較低，而碳酸鹽巖（灰?guī)r、白云巖、硬石膏等）導(dǎo)電性較差，電阻率測井值都較高。因此，電阻率（RLLD、RLLS）曲線在碳酸鹽巖剖面軟、硬地層的特征差異明顯，可以較好地區(qū)分典型地層界面。

主要巖石、礦物的電阻率巖石名稱電阻率礦物名稱電阻率粘土1－200石英1012－1014

頁巖10－100白云母41011

疏松砂巖2－50

長石41011致密砂巖20－1000

石油109－1016

含油氣砂巖2－1000

方解石5108－51012

泥灰?guī)r5－500

無水石膏109

石灰?guī)r600－6000

石墨10-6－310-4

白云巖50－6000

磁鐵礦10-4－310-3

硬石膏104－106

黃鐵礦10-4

無煙煤0.01－1

黃銅礦10-3

煙煤10－10000

石油109－1016

玄武巖、花崗巖600－105

磨溪地區(qū)儲(chǔ)層多井測井對比圖⑵裂縫識(shí)別四川測井研究所水槽模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果：裂縫的產(chǎn)狀與深、淺雙側(cè)向的“差異”有著直接關(guān)系裂縫產(chǎn)狀、發(fā)育程度不同，雙側(cè)向測井的響應(yīng)也不同高角度（75以上）縫，“正差異”低角度（60以下）縫，“負(fù)差異”6075裂縫，差異較小和無差異45裂縫時(shí)，“負(fù)差異”，且差異幅度最大斯侖貝謝公式1984年用有限元素法得出了類似的結(jié)論結(jié)論裂縫性地層，雙側(cè)向差異主要受裂縫的產(chǎn)狀、發(fā)育程度控制角度越高，張開度越大，“正差異”的差異幅度也越大

低角度縫雙側(cè)向呈“負(fù)差異”高角度縫雙側(cè)向呈“正差異”雙側(cè)向?qū)崪y雙側(cè)向裂縫特征（高角度）渡1井：（4270m4305m），雙側(cè)向明顯的“正差異”。射孔測試：獲日產(chǎn)天然氣44.15104m3/d實(shí)測雙側(cè)向裂縫特征（低角度）東山12井：長興組（23682402m），中子孔隙度接近于0，聲波曲線除個(gè)別井段有“跳波”現(xiàn)象，而雙側(cè)向曲線則在高阻地層背景下出現(xiàn)了一串低阻“尖子”，且為“負(fù)差異”，是典型的低角度裂縫發(fā)育段。測試結(jié)果：獲天然氣11.3104m3/d雙側(cè)向⑶油、氣、水層判別油、氣層：電阻率較高；水層：電阻率相對較低。油、氣層：侵入帶孔隙空間中的油、氣部分被泥漿濾液取代，導(dǎo)致侵入帶地層電阻率降低，在雙側(cè)向曲線上表現(xiàn)為“正差異”，即RLLD＞RLLS水層：泥漿濾液電阻率一般大于地層水電阻率，深淺雙側(cè)向呈“負(fù)差異”，即RLLD≤RLLS判別原理油、氣基本不導(dǎo)電；地層水含有NaCl、KCl等鹽份而導(dǎo)電，礦化度越高，其導(dǎo)電性越好。鉆井時(shí)，泥漿濾液侵入滲透層，井壁附近由近及遠(yuǎn)形成沖洗帶、侵入帶和原狀地層。大天5井：石炭系上段：深側(cè)向電阻率值在500.m左右，深淺雙側(cè)向呈“正差異”；氣層。中段：深側(cè)向電阻率值在200500.m左右，深淺雙側(cè)向也逐漸由“正差異”、無差異、最后過渡到“負(fù)差異”；氣水過渡帶。下段：深側(cè)向電阻率值在20050.m之間，深淺雙側(cè)向呈“負(fù)差異”；水層碳酸鹽巖地層雙側(cè)向雙側(cè)向碎屑巖地層遂25井：須二上段：氣層。中段：油水層。下段：水層氣層：大于8Ω.m，水層：一般小于5Ω.m、氣水過渡帶：5～8Ω.m之間。深側(cè)向電阻率絕對值法油氣水層須二儲(chǔ)層須四氣層氣層：大于10Ω.m，水層：小于8Ω.m，氣水層：8～10Ω.m之間。須四儲(chǔ)層孔隙型儲(chǔ)層可以近似看作均勻、各向同性介質(zhì)，可直接用阿爾奇公式計(jì)算含水飽和度Sw

⑷計(jì)算地層含水飽和度a、m、n－分別為巖性系數(shù)、孔隙度指數(shù)、飽和度指數(shù)；Rw、Rt－分別