B1-1普通電阻率測(cè)井

B1-1普通電阻率測(cè)井第一頁(yè)，共66頁(yè)。測(cè)量井剖面地層（巖石）的電阻率最早使用、現(xiàn)在仍在部分使用的常規(guī)測(cè)井方法資料應(yīng)用：區(qū)分巖性、地層對(duì)比和劃分油氣水層等第1節(jié)普通電阻率測(cè)井影響巖石電阻率的因素普通電阻率測(cè)井原理梯度電極系和電位電極系測(cè)井微電極測(cè)井GaoJ-1-12第二頁(yè)，共66頁(yè)。巖石電阻率R(Ω.m)巖石電阻率：表示巖石導(dǎo)電能力的物理量，數(shù)值上相當(dāng)于截面積為1m2，長(zhǎng)度為1m的單位體積巖樣的電阻值，單位為歐姆.米(.m)

巖石電阻率與巖性、孔隙性、含油性、地層水性質(zhì)有關(guān)巖石電阻率的大小只與巖石本身的性質(zhì)有關(guān)，與它的幾何形狀及尺寸無(wú)關(guān)P=RL/SG.S.Ohm(1787~1854)GaoJ-1-13第三頁(yè)，共66頁(yè)。常見(jiàn)巖石、礦物電阻率巖石名稱電阻率(Ω.m)礦物名稱電阻率(Ω.m)粘土1~2102石英1012~1014泥巖5~60白云母41011頁(yè)巖10~100長(zhǎng)石41011疏松砂巖2~50石油109~1016泥質(zhì)頁(yè)巖5~103方解石5108

~51012致密砂巖20~103硬石膏104~106含油砂石2~103無(wú)水石膏109貝殼石灰?guī)r20~200石墨10-5

~310-4泥灰?guī)r5~500磁鐵礦10-4~610-3石灰?guī)r60~6000黃鐵礦10-4白云巖50~6000黃銅礦10-3玄武巖600~105花崗巖600~105GaoJ-1-14第四頁(yè)，共66頁(yè)。1.巖石電阻率與巖性的關(guān)系導(dǎo)電類型離子導(dǎo)電：電子導(dǎo)電：孔隙水中的鹽離子導(dǎo)電礦物本身的自由電子導(dǎo)電沉積巖(砂巖、礫巖、泥巖等），導(dǎo)電能力強(qiáng)，電阻率低，取決于孔隙度、地層水電阻率、含油飽和度等?；鸪蓭r，少量的自由電子，電阻率高金屬礦物自由電子多、導(dǎo)電能力強(qiáng)、電阻率低泥巖的導(dǎo)電能力強(qiáng)，粘土礦物表面有離子雙電層GaoJ-1-15第五頁(yè)，共66頁(yè)。2.(含水純)巖石電阻率(R0)與孔隙度的關(guān)系100%含水純砂巖結(jié)構(gòu)GaoJ-1-16第六頁(yè)，共66頁(yè)。R0—孔隙中充滿100%地層水時(shí)的巖石電阻率Rw—孔隙中所含地層水的電阻率F—地層因素（FormationResistivityFactor）對(duì)一塊巖樣GaoJ-1-17第七頁(yè)，共66頁(yè)。對(duì)同一巖性的n塊巖樣，測(cè)F和φGaoJ-1-18第八頁(yè)，共66頁(yè)。a—巖性系數(shù)，不同巖性有不同的數(shù)值（0.6~1.5）m—

膠結(jié)指數(shù)(cementationexponent)，與巖石膠結(jié)情況和孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)（1.5~3.0），~2

—

巖石孔隙度

GaoJ-1-19第九頁(yè)，共66頁(yè)。3.(含油氣純)巖石電阻率(Rt)與飽和度的關(guān)系Rt>R0GaoJ-1-110第十頁(yè)，共66頁(yè)。Rt—含油氣巖石電阻率R0—該巖石完全含水時(shí)的電阻率先測(cè)量巖樣的R0

，改變巖樣的含水飽和度（Sw)，再測(cè)出巖樣的電阻率Rt。I

—

電阻增大系數(shù)（電阻率指數(shù)）(FormationResistivityIndex)GaoJ-1-111第十一頁(yè)，共66頁(yè)。b—巖性系數(shù)，常取b=1.0n

—飽和度指數(shù)(saturationexponent)（1.0~4.3）（1.5~2.2居多，~2）Sw

—

含水飽和度GaoJ-1-112第十二頁(yè)，共66頁(yè)。Archie公式G.E.Archie(1907~1978)GaoJ-1-113第十三頁(yè)，共66頁(yè)。Archie公式建立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)含水飽和度與電阻率指數(shù)關(guān)系（據(jù)Archie，1942）地層因素與孔隙度關(guān)系（據(jù)Archie，1942）14第十四頁(yè)，共66頁(yè)。4.巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關(guān)系(含鹽類型、濃度（礦化度）、溫度)地層水電阻率Rwppm=mg/L地層水性質(zhì)GaoJ-1-115第十五頁(yè)，共66頁(yè)。16第十六頁(yè)，共66頁(yè)。地層水電阻率與水中的鹽類型的關(guān)系溶液濃度（g/L）18℃時(shí)的溶液電阻率（Ω.m）NaClKClMgCl20.010.101.0053654.65.7557358.26.1143145.04.99GaoJ-1-117第十七頁(yè)，共66頁(yè)。不同離子的換算系數(shù)圖版GaoJ-1-118第十八頁(yè)，共66頁(yè)。[例題]某地層水水樣分析結(jié)果為：Ca2+:460ppm；SO42－

:1400ppm；Na++Cl－

:19000ppm求該水樣等效NaCl的礦化度1）求水樣的總礦化度：總礦化度=460+1400+19000=20860ppm2）求換算系數(shù)：Ca2+:0.81,SO42－

:0.453）求等效NaCl溶液礦化度：460×0.81+1400×0.45+19000=20000ppmGaoJ-1-119第十九頁(yè)，共66頁(yè)。一、巖樣電阻率測(cè)量原理§1普通電阻率測(cè)井原理A、B——供電電極

M、N——測(cè)量電極

測(cè)電壓ΔUMN，電流IK——比例系數(shù)，S/L(形狀因子）

GaoJ-1-120第二十頁(yè)，共66頁(yè)。從實(shí)驗(yàn)室測(cè)量得到的啟示(1)要測(cè)量電阻率，必須供電，即提供人工電場(chǎng)(2)確定電場(chǎng)參數(shù)與電阻率之間的關(guān)系（研究電場(chǎng)分布規(guī)律）(3)測(cè)量電場(chǎng)參數(shù)，根據(jù)電場(chǎng)參數(shù)與電阻率的關(guān)系，得到介質(zhì)的電阻率GaoJ-1-121第二十一頁(yè)，共66頁(yè)。二、普通電阻率測(cè)井原理供電電極：A、B

測(cè)量電極：M、N

有一個(gè)固定在地面，其余三個(gè)在井下（電極系）“成對(duì)電極”“單電極”GaoJ-1-122第二十二頁(yè)，共66頁(yè)。歐姆定律的微分形式歐姆定律的微分形式推導(dǎo)GaoJ-1-123第二十三頁(yè)，共66頁(yè)。1.均勻各向同性無(wú)窮介質(zhì)中R與U、I的關(guān)系

設(shè)采用AMN電極系（B在地面），因?yàn)殡姌O的尺寸比電極之間的距離小得多，將其近似為點(diǎn)電極。電流密度：

電場(chǎng)強(qiáng)度：

電位：

由于

GaoJ-1-124第二十四頁(yè)，共66頁(yè)。當(dāng)r→∞，U→0

時(shí)，c=0，所以：對(duì)上式積分得：

直流電阻率測(cè)井的基本原理公式！常數(shù)GaoJ-1-125第二十五頁(yè)，共66頁(yè)。測(cè)量電極M、N的電位：

電位差：

GaoJ-1-126第二十六頁(yè)，共66頁(yè)。由此得均勻各向同性介質(zhì)電阻率：當(dāng)保持I不變，ΔUMN隨介質(zhì)電阻率而變化或保持ΔUMN不變，I隨介質(zhì)電阻率而變化電極系系數(shù)GaoJ-1-127第二十七頁(yè)，共66頁(yè)。2.電位疊加原理介質(zhì)內(nèi)存在若干個(gè)點(diǎn)電源時(shí)，某一點(diǎn)的電位是所有電源單獨(dú)存在時(shí)的代數(shù)和。對(duì)ABM電極系：N為電勢(shì)0點(diǎn)，則MABI-IGaoJ-1-128第二十八頁(yè)，共66頁(yè)。3.電極系互換原理如果一個(gè)電極系的結(jié)構(gòu)和尺寸不變，由單極供電AMN變成雙極供電MAB，且I不變，則在同一剖面上，測(cè)得的電位差相同，電極系系數(shù)相同。MAIABIMN-IGaoJ-1-129第二十九頁(yè)，共66頁(yè)。4.非均勻介質(zhì)中電阻率的測(cè)量（視電阻率）全非均勻介質(zhì)：

泥餅(Rmc)泥漿(Rm)侵入帶(Rxo)原狀地層（Rt）圍巖(Rs)圍巖(Rs)GaoJ-1-130第三十頁(yè)，共66頁(yè)。

非均勻介質(zhì)分布井眼流體泥餅沖洗帶過(guò)渡帶圍巖原狀地層侵入帶GaoJ-1-131第三十一頁(yè)，共66頁(yè)。視電阻率Ra

：將電極系在實(shí)際井眼和地層條件下測(cè)量的電位差UMN、電流I，按計(jì)算的電阻率，稱為視電阻率Ra

。普通電阻率測(cè)井按上式刻度測(cè)量得到的曲線稱為視電阻率曲線。說(shuō)明：1)只要電極系選擇合適，Ra可以反映Rt的變化2)只有在均勻介質(zhì)中，Ra=Rt3)Ra曲線特征(大小和形態(tài))與井眼、地層、電極系結(jié)構(gòu)有關(guān)Ra:apparentResistivityGaoJ-1-132第三十二頁(yè)，共66頁(yè)?！?梯度電極系和電位電極系測(cè)井一、電極系分類和基本參數(shù)按成對(duì)電極與單電極之間的距離和相對(duì)位置不同分類和命名。注意：從上到下書寫電極符號(hào)和電極之間的距離！電位電極系梯度電極系GaoJ-1-133第三十三頁(yè)，共66頁(yè)。（1）定義：?jiǎn)坞姌O到靠近它的成對(duì)電極間的距離遠(yuǎn)大于成對(duì)電極間的距離時(shí)，稱為梯度電極系。1.梯度電極系（2）根據(jù)成對(duì)電極與單電極的相對(duì)位置分：底部梯度：成對(duì)電極在下方頂部梯度：成對(duì)電極在上方（3）描述電極系參數(shù)

深度記錄點(diǎn)（O）：成對(duì)電極的中點(diǎn)

電極距（L）：?jiǎn)坞姌O到深度記錄點(diǎn)的距離

探測(cè)半徑：以單電極為球心，球體內(nèi)包括的介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果貢獻(xiàn)達(dá)到50%時(shí)，對(duì)應(yīng)的球半徑。探測(cè)半徑r≈1.4L（4）理想梯度電極系：GaoJ-1-134第三十四頁(yè)，共66頁(yè)。2.電位電極系（1）定義：?jiǎn)坞姌O到靠近它的成對(duì)電極之間的距離小于成對(duì)電極之間的距離。（2）參數(shù)

深度記錄點(diǎn)（O）：?jiǎn)坞姌O到相鄰的成對(duì)電極的中點(diǎn)。

電極距（L）：?jiǎn)坞姌O到與它相鄰的成對(duì)電極間的距離

探測(cè)半徑：我國(guó)常用A0.5M2.25N，L=0.5m。常稱為0.5m電位。（3）理想電位電極系電位電極系GaoJ-1-135第三十五頁(yè)，共66頁(yè)。電極系分類表GaoJ-1-136第三十六頁(yè)，共66頁(yè)。二、梯度電極系視電阻率曲線1.理想梯度電極系視電阻率理論曲線h=10Rt=5Ω·mRs=1Ω·m，d=0條件：理想梯度電極系，無(wú)井眼存在，地層看成縱向階躍介質(zhì)，用鏡像法原理計(jì)算得到視電阻率曲線。GaoJ-1-137第三十七頁(yè)，共66頁(yè)。鏡像法原理：電阻率為R1和R2的均勻各向同性介質(zhì)，由水平面分開(kāi)，在R1中放入電極A(I)電場(chǎng)邊界條件：界面上電位連續(xù)，界面上電流密度法向分量連續(xù)GaoJ-1-138第三十八頁(yè)，共66頁(yè)。GaoJ-1-139第三十九頁(yè)，共66頁(yè)。GaoJ-1-140第四十頁(yè)，共66頁(yè)。2.理想梯度電極系視電阻率理論曲線定性分析（1）視電阻率公式簡(jiǎn)化MANoL底部梯度電極系“梯度電極系名稱的由來(lái)！”GaoJ-1-141第四十一頁(yè)，共66頁(yè)。令：

Joj——均勻介質(zhì)中記錄點(diǎn)處的電流密度

Jo——記錄點(diǎn)處的真實(shí)電流密度Ro——記錄點(diǎn)處的介質(zhì)真電阻率GaoJ-1-142第四十二頁(yè)，共66頁(yè)。（2）Ra曲線分析（定性、提升分析）GaoJ-1-143第四十三頁(yè)，共66頁(yè)。a曲線不對(duì)稱（3）曲線特征高阻層底界面出現(xiàn)極大值高阻層頂界面出現(xiàn)極小值高阻層頂界面出現(xiàn)極大值高阻層底界面出現(xiàn)極小值底部梯度頂部梯度確定地層界面GaoJ-1-144第四十四頁(yè)，共66頁(yè)。b高阻層內(nèi)有厚度為L(zhǎng)的低阻區(qū)頂部在底界面上底部在頂界面下c高阻層Ra的代表值平均值*h/L≥5:h/L≤5:極大值（3）曲線特征GaoJ-1-145第四十五頁(yè)，共66頁(yè)。三、電位電極系視電阻率理論曲線1

.理想電位電極系視電阻率公式簡(jiǎn)化“電位電極系名稱的由來(lái)！”MANoL正裝電位電極系GaoJ-1-146第四十六頁(yè)，共66頁(yè)。h1=8L

h2=2L

h3=0.2L

(1)對(duì)稱于地層中點(diǎn)，Ra的極值在地層中部(2)地層界面在曲線上沒(méi)有明顯的特征(3)代表值是Ramax(4)h<L時(shí)，高阻層中部出現(xiàn)Ramin，曲線失真2.曲線特征GaoJ-1-147第四十七頁(yè)，共66頁(yè)。四、實(shí)測(cè)視電阻率曲線及其影響因素1.實(shí)測(cè)曲線與理論曲線的基本形狀相同曲線變緩、數(shù)值變低GaoJ-1-148第四十八頁(yè)，共66頁(yè)。2.影響因素:（1）井的影響井徑：泥漿：d↗→Ra↘Rm↘→Ra↘（2）電極系不同類型：相同類型：曲線形狀不同（同一剖面）L不同，曲線不同（3）圍巖-層厚影響：h↘、Rs↘→Ra↘（4）侵入影響：高侵：低侵：Rxo>Rt→Ra↗Rxo<Rt→Ra↘1－Rm＝0.1Rt；2－Rm＝0.01Rt

（R1=R3=Rm；R2=10Rm；d－井徑）井、電極系、圍巖層厚、泥漿侵入等GaoJ-1-149第四十九頁(yè)，共66頁(yè)。高阻鄰層可使目的層的視電阻率上升或者下降，稱高阻鄰層的屏蔽影響；前者稱為增阻屏蔽，后者稱為減阻屏蔽。a.單電極在高阻鄰層之下，O點(diǎn)電流增大，使視電阻率增高，增阻屏蔽；b.單電極在高阻鄰層之上，O點(diǎn)電流減少，使視電阻率減小，減阻屏蔽。（5）高阻鄰層的屏蔽影響GaoJ-1-150第五十頁(yè)，共66頁(yè)。視電阻率模擬曲線GaoJ-1-151第五十一頁(yè)，共66頁(yè)。實(shí)測(cè)視電阻率曲線由于實(shí)際電阻率測(cè)井時(shí)遇到的地層為非均勻介質(zhì)，井的影響不能忽略，使用的電極系不滿足理想條件，與計(jì)算理論曲線的假設(shè)條件不同，因此，實(shí)測(cè)的視電阻率曲線與理論曲線只是基本特點(diǎn)相同，實(shí)測(cè)曲線比較平滑。實(shí)測(cè)視電阻率曲線的一般特征GaoJ-1-152第五十二頁(yè)，共66頁(yè)。1.劃分巖性剖面用視電阻率曲線特征點(diǎn)劃分目的層的界面時(shí)，可以采用頂部和底部梯度電極系所測(cè)兩條曲線的極大值所在深度分別確定高阻層的頂、底界面。即:式中，—高阻層頂界面深度；

—頂部梯度電極系曲線上視電阻率極大值深度；

—高阻層底界面深度；

—底部梯度電極系曲線上視電阻率極大值深度。高阻層的地層厚度：五、視電阻率曲線的應(yīng)用GaoJ-1-153第五十三頁(yè)，共66頁(yè)。3.求地層含油飽和度橫向測(cè)井曲線實(shí)例2.求取巖層的真電阻率Ra=f(Rt,Rm,Ri,Rs,d,h,L)Rt/RmGaoJ-1-154第五十四頁(yè)，共66頁(yè)?！?

微電極測(cè)井Rmc=(1~3)Rm，hmc=0.5~2.5cm

Rxo=(3~5)Rmc，hxo=10~50cm

滲透層有侵入非滲透層沒(méi)有侵入:沒(méi)有泥餅和沖洗帶

區(qū)別區(qū)分滲透層和非滲透層1.方法的提出劃分儲(chǔ)層中的非滲透薄夾層要解決的問(wèn)題GaoJ-1-155第五十五頁(yè)，共66頁(yè)。用兩個(gè)L不同、且L很小的電極系一個(gè)反映Rmc，一個(gè)反映Rxo

選A0.025M10.025M2A0.025M10.025M2(微梯度電極系,探測(cè)半徑=1.4L=5.25cm,反映Rmc)A0.05M2(微電位電極系,探測(cè)半徑=2L=10cm,反映Rxo)構(gòu)成：解決辦法：GaoJ-1-156第五十六頁(yè)，共66頁(yè)。2.測(cè)量原理（2）視電阻率：

ΔU=ΔU