第二章普通電阻率測(cè)井課件

第二章普通電阻率測(cè)井巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系普通電阻率測(cè)井原理視電阻率曲線特點(diǎn)及影響因素視電阻率曲線的應(yīng)用內(nèi)容小結(jié)思考題2023/7/231測(cè)井方法

地層電阻率與巖性、物性(孔隙性)及含油性密切相關(guān)。因此，通過(guò)研究地層電阻率的差異，即可進(jìn)行巖性、儲(chǔ)層物性、孔隙流體性質(zhì)分析及剖面對(duì)比。電阻率：描述介質(zhì)導(dǎo)電能力強(qiáng)弱的物理量，單位為歐姆米。介質(zhì)的電阻率僅與介質(zhì)的物理狀態(tài)、結(jié)構(gòu)及組分有關(guān)，與其幾何形態(tài)無(wú)關(guān)。

2023/7/232測(cè)井方法

一、巖石電阻率與巖性的關(guān)系地下巖石由不同組分（礦物、膠結(jié)物孔隙流體）組成。不同組分的導(dǎo)電能力不同，因此，它們組成的不同巖性的巖石的導(dǎo)電能力也不同。根據(jù)巖石導(dǎo)電方式的不同，把巖石分為：電子導(dǎo)電型的巖石（導(dǎo)電能力差）,如不含水的致密火成巖。離子導(dǎo)電型的巖石（導(dǎo)電能力強(qiáng)），電阻率低,沉積巖。

第一節(jié)巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關(guān)系2023/7/233測(cè)井方法1、地層水電阻率

1）、地層水電阻率與其所含鹽類的關(guān)系

在溫度、濃度相同的條件下，溶液內(nèi)所含鹽類不同，其電阻率也不同。2）、地層水電阻率與其礦化度的關(guān)系

溶液導(dǎo)電能力隨溶液礦化度的增加而增強(qiáng)。

3）、地層水電阻率與溫度的關(guān)系

溶液導(dǎo)電能力隨溶液溫度增加而增強(qiáng)。二、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關(guān)系2023/7/234測(cè)井方法2、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關(guān)系地層水電阻率越低，巖石含水量越高，則地層電阻率越低。2023/7/235測(cè)井方法解:1、直接測(cè)量地層水電阻率。（在地層溫度下）5201102463943220522

例:已知地下1220米深度地層水的主要離子含量（mg/L)，求地層水電阻率。2、等效氯化鈉溶液法確定地層水電阻率。2023/7/236測(cè)井方法

1）、計(jì)算地層水的總礦化度。2）、求離子換算系數(shù)（鈉、氯離子的換算系數(shù)為1）圖2－2，由總礦化度點(diǎn)作平行于縱軸的直線，與各離子曲線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為各離子的換算系數(shù)。2023/7/237測(cè)井方法3）、計(jì)算等效氯化鈉溶液濃度4)、計(jì)算地層溫度5）、確定地層水電阻率2023/7/238測(cè)井方法實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于完全含水巖石，其電阻率與孔隙水電阻率的比值與巖性、孔隙度有關(guān)，將比值稱之為地層因素F。地層因素F與孔隙度的關(guān)系如圖2-2所示.三、巖石電阻率與孔隙度的關(guān)系圖2-2地層因素F與孔隙度關(guān)系曲線2023/7/239測(cè)井方法其中：Ro-完全含水巖石的電阻率；φ-巖石孔隙度（小數(shù)）。M-膠結(jié)指數(shù)；a-與巖性有關(guān)的比例系數(shù)。(2-1)2023/7/2310測(cè)井方法四、巖石電阻率與含油飽和度的關(guān)系

電阻率增大系數(shù)定義為巖石電阻率與其完全含水時(shí)的電阻率之比.反映巖石導(dǎo)電能力隨含水飽和度變化而變化的程度。(2-2)2023/7/2311測(cè)井方法

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電阻率增大系數(shù)I與巖石含油飽和度有關(guān)，I隨巖石含油飽和度的增加而增大，二者關(guān)系為：(2-3)其中：Rt-含油地層電阻率；

So-巖石含油飽和度（小數(shù)）；b、n僅與巖性有關(guān)，n又稱為飽和指數(shù)。2023/7/2312測(cè)井方法圖2-3I與So關(guān)系曲線

電阻增大系數(shù)I與巖石含油飽和度的關(guān)系曲線如圖2-3所示。在測(cè)井應(yīng)用中，地層因素和電阻率增大指數(shù)兩個(gè)關(guān)系式統(tǒng)稱為阿爾奇公式。2023/7/2313測(cè)井方法1、確定地層孔隙度已知純水層及地層水電阻率和巖性，由地層因素即可計(jì)算地層孔隙度。五、阿爾奇公式的應(yīng)用(2-4)2023/7/2314測(cè)井方法已知水層電阻率、地層巖性及孔隙度，應(yīng)用地層因素表達(dá)式即可計(jì)算地層水電阻率.當(dāng)?shù)貙雍蜌鈺r(shí)應(yīng)用地層因素表達(dá)式可以計(jì)算視地層水電阻率Rwa。(2-6)2、確定地層水電阻率和視地層水電阻率

(2-5)2023/7/2315測(cè)井方法已知地層巖性、地層水電阻率、地層電阻率、地層孔隙度，應(yīng)用阿爾奇公式即可計(jì)算地層含油飽和度。3、確定孔隙流體性質(zhì)

(2-7)(2-8)2023/7/2316測(cè)井方法例題1孔隙度地層電阻率含水飽和度含油氣飽和度視地層水電阻率0.30229.850.3430.6572.720.26535.870.3560.6442.520.20335.950.4650.5351.48已知:a=b=1，m=2.0，n=2

，地層水電阻率為0.32歐姆米

求:地層含水飽和度、含油氣飽和度、視地層水電阻率。

2023/7/2317測(cè)井方法1、均勻的砂巖地層，根據(jù)測(cè)井資料發(fā)現(xiàn)有油水接觸面。接觸面以下，地層電阻率為0.5歐姆米；接觸面以上，地層電阻率為5歐姆米。已知地層水電阻率為0.02歐姆米（地溫下），（m=n=2,a=0.81,b=1）。求:1）、地層孔隙度。2）、上部地層的含水飽和度、含油氣飽和度、含水孔隙度、視地層水電阻率。例題22023/7/2318測(cè)井方法3）、地層的孔隙度、含水孔隙度及含水飽和度三者之間有何關(guān)系？4）、若上部地層的沖洗帶電阻率為16歐姆米，泥漿濾液電阻率為0.5歐姆米，求沖洗帶泥漿濾液飽和度、上部地層可動(dòng)油氣飽和度。

2023/7/2319測(cè)井方法解：

1）、地層孔隙度。根據(jù)上部水層數(shù)據(jù)計(jì)算地層孔隙度2023/7/2320測(cè)井方法2）、上部地層的含水飽和度、含油氣飽和度、含水孔隙度、視地層水電阻率。2023/7/2321測(cè)井方法3）、地層的孔隙度、含水孔隙度及含水飽和度三者之間的關(guān)系4）、沖洗帶泥漿濾液飽和度、上部地層可動(dòng)油氣飽和度。2023/7/2322測(cè)井方法在電阻率為R的均勻、各向同性無(wú)限大介質(zhì)中放入一個(gè)點(diǎn)電源，點(diǎn)電源發(fā)出的直流電流為I，其電場(chǎng)分布如圖2-4所示,其電場(chǎng)等位面為球面，球面的球心為點(diǎn)電源。

第二節(jié)普通電阻率測(cè)井原理一、均勻介質(zhì)電阻率的測(cè)量

圖2-4均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源場(chǎng)的分布2023/7/2323測(cè)井方法靜電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E、電位U、電流密度J間的關(guān)系為式(2-9)：

E=－▽U

E=RJdivJ=0(2-9)由此,可以得出電場(chǎng)內(nèi)任意點(diǎn)的電位U：(2-10)2023/7/2324測(cè)井方法所以，介質(zhì)電阻率R：

(2-11)2023/7/2325測(cè)井方法

1、井剖面的特點(diǎn)實(shí)際井剖面地層如圖2-5所示。二、非均勻介質(zhì)中的電阻率測(cè)井圖2-5滲透層附近介質(zhì)電阻率的分布1---泥漿（Rm）；2—泥餅（Rmc）；3—沖洗帶（Rxo）；4---過(guò)渡帶；5—原狀地層（Rt）；2023/7/2326測(cè)井方法鉆開(kāi)的滲透性地層剖面如圖2-5所示。從井軸向地層方向，根據(jù)各部分介質(zhì)導(dǎo)電性的差異，可分為：鉆井液，泥餅，沖洗帶，侵入帶，原狀地層；沿井軸方向看，可分為：滲透層，圍巖。當(dāng)某一電阻率測(cè)井儀處于某一深度時(shí)，測(cè)井儀只有一輸出值，它不僅與周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性有關(guān)，還與測(cè)井儀有關(guān)。通常把這個(gè)輸出值稱為視電阻率Ra。（2-12）其中：K-與電阻率測(cè)井儀有關(guān)的系數(shù)。

2023/7/2327測(cè)井方法成對(duì)電極：功能相同的電極，如A與B；M與N；不成對(duì)電極：功能不相同的電極，如A與M；A與N；B與M；B與N；2、電極系電極系：有供電電極（A，B）和測(cè)量電極（M，N），按一定規(guī)律組成的測(cè)量系統(tǒng)。2023/7/2328測(cè)井方法1）、梯度電極系：成對(duì)電極之間的距離小于不成對(duì)電極間的距離。

頂部梯度電極系：成對(duì)電極位于電極系上方；底部梯度電極系：成對(duì)電極位于電極系下方。電極距：不成對(duì)電極到成對(duì)電極中點(diǎn)的距離。記錄點(diǎn)：成對(duì)電極的中點(diǎn)。

例:A2.25M0.5N,底部梯度電極系,電極距2.5米,記錄點(diǎn)位于M、N中點(diǎn)。2023/7/2329測(cè)井方法2）、電位電極系：成對(duì)電極之間的距離大于不成對(duì)電極間的距離。電極距：不成對(duì)電極間的距離。記錄點(diǎn)：不成對(duì)電極的中點(diǎn)。例:M0.5A2.25B,電位電極系。電極距為0.5米,記錄點(diǎn)位于AM中點(diǎn).2023/7/2330測(cè)井方法3）、電極系的探測(cè)深度

以供電電極為中心，以某一半徑作一球面，如果球面內(nèi)包括的介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)為50%時(shí)，此半徑定義為該電極系的探測(cè)深度。電位電極系的探測(cè)深度為其電極距的2倍；梯度電極系的探測(cè)深度為其電極距的1.4倍。2023/7/2331測(cè)井方法3、地層電阻率的測(cè)量測(cè)井時(shí)，用電纜把儀器放入含有導(dǎo)電性流體的井筒內(nèi)的某一深度（測(cè)量深度）。用纜車上的設(shè)備按一定速度上提儀器，地面測(cè)量?jī)x和井下儀器同時(shí)工作，進(jìn)行測(cè)量。地面儀記錄到一條隨地層深度變化而變化的電阻率曲線，該曲線反映了測(cè)量層段井剖面導(dǎo)電性的變化情況。如圖2-6所示.2023/7/2332測(cè)井方法

圖2-6普通電阻率測(cè)井測(cè)量原理圖（a）電位電極系（b）梯度電極系2023/7/2333測(cè)井方法一、視電阻率曲線的特點(diǎn)1、梯度電極系理論曲線的特點(diǎn)梯度電極系理論曲線如圖2-7所示。具有下列特征：1）、梯度電極系曲線為非對(duì)稱曲線。A、頂部梯度電極系的視電阻率曲線在高阻層頂部出現(xiàn)極大值，在高阻層底部（距界面一個(gè)電極距）出現(xiàn)極小值。第三節(jié)視電阻率曲線的特點(diǎn)及影響因素2023/7/2334測(cè)井方法

B、底部梯度電極系的視電阻率在高阻層底部出現(xiàn)極大值，在高阻層頂部（距界面一個(gè)電極距）出現(xiàn)極小值。2）、厚地層（參考儀器電極距），地層中部的測(cè)量值接近地層電阻率；3）、隨地層厚度的減小，圍巖電阻率的影響增加，測(cè)量結(jié)果偏離實(shí)際值。地層越薄，圍巖影響越大。2023/7/2335測(cè)井方法

圖2-7梯度電極系理論曲線(a)頂部梯度曲線；（b）底部梯度曲線

2023/7/2336測(cè)井方法

2、電位電極系理論曲線的特點(diǎn)電位電極系理論曲線如圖2-8所示。具有下列特征：1）、電位梯度電極系曲線為對(duì)稱曲線。2）、視電阻率曲線在地層中部取得極值。當(dāng)h>L(電極距)時(shí)，隨地層厚度增加，地層中部的Ra接近于地層的真電阻率。2023/7/2337測(cè)井方法

圖2-8電位電極系理論曲線

3）、在地層界面處，出現(xiàn)了一個(gè)小平臺(tái)，其中點(diǎn)對(duì)應(yīng)地層界面。2023/7/2338測(cè)井方法二、影響因素視電阻率曲線的影響因素包括兩方面內(nèi)容：

測(cè)量?jī)x器和測(cè)量環(huán)境。1、測(cè)量?jī)x器從梯度電極系和電位電極系理論曲線的特點(diǎn)不難看出，即使是同一測(cè)量剖面，由于使用不同的電極系，其測(cè)量結(jié)果也會(huì)不同。這主要有儀器的結(jié)構(gòu)、探測(cè)特性所定。如圖2-9所示。2023/7/2339測(cè)井方法

d—井徑；h=16d；Rs=Rm；Rt=10Rm；—L=2d；—?—L=8d；……L=16d

圖2-9不同電極距的視電阻率實(shí)測(cè)曲線

2023/7/2340測(cè)井方法1）、井的影響

井內(nèi)介質(zhì)與地層的導(dǎo)電性相差越大，其影響越大.如圖2-10所示。一般情況下，Rm>5Rw。2、測(cè)量環(huán)境圖2-10改變泥漿電阻率所測(cè)視電阻率曲線1—Rm=0.1Rt；2—Rm=0.01Rt2023/7/2341測(cè)井方法

2）、圍巖--層厚影響當(dāng)圍巖電阻率與地層電阻率不同時(shí)，隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對(duì)視電阻率的貢獻(xiàn)增加.圖2-11層厚對(duì)視電阻率的影響當(dāng)Rs<Rt時(shí)，則Ra<Rt；當(dāng)Rs>Rt時(shí)，則Ra>Rt。2023/7/2342測(cè)井方法

3）、侵入影響在滲透層，常常出現(xiàn)泥漿的侵入。把泥漿濾液取代地層原始流體的現(xiàn)象稱為泥漿侵入。含有泥漿的區(qū)域稱為侵入帶。泥漿高侵剖面：侵入帶電阻率大于原始地層電阻率，常見(jiàn)淡水泥漿鉆井的水層。如圖2-12(a)所示。圖2-12(a)侵入帶徑向電阻率分布示意圖高侵剖面2023/7/2343測(cè)井方法

泥漿低侵剖面：侵入帶電阻率小于原始地層電阻率，常見(jiàn)淡水泥漿鉆井的油氣或鹽水泥漿鉆井的水層及油氣層。如圖2-12(b)所示。圖2-12(b)侵入帶徑向電阻率分布示意圖低侵剖面2023/7/2344測(cè)井方法

4）、高阻鄰層的屏蔽影響高阻鄰層的屏蔽影響產(chǎn)生的原因：A、供電電極產(chǎn)生的直流電場(chǎng)為發(fā)散場(chǎng)；B、井剖面地層為薄互層；C、層間地層的導(dǎo)電性相差很大。高阻鄰層屏蔽在電阻率曲線上的特點(diǎn)：

（1）、地層的視電阻率低于地層電阻率，稱之為減阻屏蔽；如圖2-13所示.

（2）、地層的視電阻率高于地層電阻率，稱為增阻屏蔽。2023/7/2345測(cè)井方法

圖2-13高阻鄰層屏蔽影響示意圖（a）相鄰高阻層之間夾層厚度不同時(shí)視電阻率曲線(L=8d)（b）用不同電極距的底部梯度電極系在油層組中的實(shí)測(cè)曲線

2023/7/2346測(cè)井方法

5）、地層傾角的影響

當(dāng)?shù)貙酉鄬?duì)于井軸傾斜時(shí)，實(shí)測(cè)曲線與理論曲線的形狀和幅度均有差異。測(cè)量結(jié)果與傾角的關(guān)系如圖2-14所示。從圖上可以看出：

A、隨地層傾角增加，曲線的極大值向地層中心移動(dòng)，使曲線趨近對(duì)稱形；B、曲線的極大值隨地層傾角的增加而減小，曲線變平緩；C、當(dāng)傾角大于60度時(shí)，梯度曲線的基本特點(diǎn)已不存在。

2023/7/2347測(cè)井方法圖2-14巖層傾角不同時(shí)所測(cè)的頂部梯度視電阻率曲線地層真厚度與地層視厚度的關(guān)系（直井）2023/7/2348測(cè)井方法1、厚層：當(dāng)?shù)貙雍穸却笥?倍井徑時(shí),用地層中部視電阻率曲線的幾何平均值代表巖層的電阻率。2、中等厚度的地層：取值時(shí)，應(yīng)避開(kāi)地層的下界面和上界面一個(gè)電極距。取所剩部分的算術(shù)平均值。3、由于薄視層電阻率受圍巖電阻率影響很大，只取其極值來(lái)代表地層的電阻率。

第四節(jié)視電阻率曲線的應(yīng)用一、巖層的視電阻率讀數(shù)2023/7/2349測(cè)井方法1、劃分巖性由不同巖性的地層，其電阻率不同，因此，可以根據(jù)視電阻率曲線劃分不同巖性的地層。

2、確定地層的真電阻率Rt3、求地層孔隙度、地層水電阻率及含油飽和度.

4、比較電極距不同的電極系測(cè)量曲線，可確定地層的侵入特征.在條件許可的情況下，可確定孔隙流體性質(zhì)。圖12-15(a)、(b)所示。二、視電阻率曲線的應(yīng)用2023/7/2350測(cè)井方法圖2-15(a)泥漿低侵剖面（油層）R045、R4分別為0.45米和4米的底部梯度電極系2023/7/2351測(cè)井方法圖2-15(b)泥漿高侵剖面（水層）

R045、R4分別為0.45米和4米的底部梯度電極系2023/7/2352測(cè)井方法4、地層對(duì)比在一個(gè)油田或一個(gè)區(qū)域內(nèi)，為了研究巖性變化、進(jìn)行構(gòu)造形態(tài)和大段油層組的劃分等工作，在全地區(qū)的各口井中用相同的深度及橫向比例，對(duì)全井段進(jìn)行幾種測(cè)井方法的測(cè)井，這種組合測(cè)井叫標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井。

普通電阻率測(cè)井曲線（2.5米底部梯度和0.5米電位電極系）與其他測(cè)井曲線一起，組成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井系列。

2023/7/2353測(cè)井方法

1）、用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井圖中的標(biāo)準(zhǔn)層劃分大段油層組（圖2-16）。2）、井間地層對(duì)比，研究油氣層的巖性、物性、厚度和含油、氣、水情況在油田范圍內(nèi)的變化規(guī)律。其依據(jù)為在一定范圍內(nèi)，同一時(shí)代的相似沉積環(huán)境下形成的地層具有相同的地質(zhì)特性和地球物理特征，因此同一地層的測(cè)井曲線具有相似形態(tài)。（圖2-16）。3）、解決地層超覆和確定斷層類型。圖2-17、2-18、2-19。2023/7/2354測(cè)井方法圖2-16地層對(duì)比圖2023/7/2355測(cè)井方法圖2-17標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井曲線對(duì)比確定超覆現(xiàn)象2023/7/2356測(cè)井方法圖2-18標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井曲線對(duì)比確定正斷層2023/7/2357測(cè)井方法圖2-19