第三章普通電阻率測(cè)井

1、第二章 普通電阻率測(cè)井 （resistivity logs ),測(cè)量井剖面地層（巖石）的電阻率 最早使用的測(cè)井方法 現(xiàn)在仍在使用的常規(guī)測(cè)井方法 每口井從井口到井底全井段測(cè)量項(xiàng)目 地質(zhì)研究:地層對(duì)比，沉積相等,第二章：普通電阻率測(cè)井,巖石電阻率 R( ),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),r = RL/s,常見巖石、礦物電阻率,巖石電阻率與巖性的關(guān)系,離子導(dǎo)電：,電子導(dǎo)電：,孔隙水中的鹽離子導(dǎo)電,

2、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。,火成巖，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,巖石電阻率與孔隙度的關(guān)系,100%含水純砂巖結(jié)構(gòu),（含水純）,R0 孔隙中充滿地層水時(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,對(duì)一塊巖樣,對(duì)同一巖性的n塊巖樣，測(cè)F和,a 巖性系數(shù)，不同巖性有不同的數(shù)值,m 孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)，表征孔吼的復(fù)雜程度,巖石孔隙度,（含油氣純）巖石電阻率（Rt)與含油氣飽和度的關(guān)系,RtR0,Rt 含油氣巖石電阻率,R

3、0 該巖石完全含水時(shí)的電阻率,先測(cè)量巖樣的R0 ，改變巖樣的含油飽和度（Sw)，測(cè)出巖樣的電阻率Rt,b 巖性系數(shù)，不同巖性有不同的數(shù)值,n 飽和度指數(shù),I電阻增大系數(shù),Sw含水飽和度,巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關(guān)系,含鹽類型、礦化度、溫度,地層水電阻率RW,P19,地層水電阻率與水中的鹽類型的關(guān)系,不同離子的換算系數(shù)圖版,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=20860ppm,2）求換算系數(shù)：Ca2+ :0.81, SO4

4、2 :0.45,3）求等效NaCl溶液礦化度：,4600.8l+14000.45+19000=20000ppm,一、巖樣電阻率測(cè)量原理,2.1 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UMN，電流I,K比例系數(shù)，S/L(形狀因子）,從實(shí)驗(yàn)室測(cè)量得到的啟示,1.提供人工電場(chǎng),要測(cè)量電阻率，必須供電,2.確定電場(chǎng)參數(shù)與電阻率的關(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，得到電阻率,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）,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)：,視電阻率Ra

5、 ：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（刻度）的電阻率，稱為視電阻率。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 反映 Rt 的變化 2）Ra 大小及曲線形態(tài)與井眼、地層、電極系結(jié)構(gòu)有關(guān),2.2 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),（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）

6、：?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)，球的半徑,探測(cè)半徑 r 1.4 L,（4）理想梯度電極系：,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到與它相鄰的成對(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=0.5。常稱為0.5米電位。,（3）理想電位電極系,電極系分類表,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(正演得到）,條件：理想梯度電極系，無(wú)井眼存在，地層看成縱向階躍

7、介質(zhì)，用鏡像法原理計(jì)算得到視電阻率曲線。,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，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),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,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,（2) Ra曲線分析（定性、提升分析）,第二章：普通電阻率測(cè)井作業(yè),1、簡(jiǎn)述電極系互換原理的內(nèi)容并證明,2、定性分析理想頂部梯度電極系的理論曲線,3、已知l、3為層厚和電阻率完全相同的地層，2為低阻夾層，且h=2m，分別采用 NO.5M2.2

8、5A A2.25M0.5N A0.95M0.1N 三種電極系進(jìn)行測(cè)量，畫出Ra曲線示意圖,并解釋原因。,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,確定地層界面,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*,極大值,(3)曲線特征,三、電位電極系視電阻率理論曲線,(1)、視電阻率公式簡(jiǎn)化,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有明顯的特征,(3)、代表值是Ramax,(4)、hL時(shí)，高

9、阻層中部出現(xiàn)Ramin，曲線失真,2.曲線特征,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,2.影響因素:,井徑：,泥漿：,d Ra,Rm Ra,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,高侵：,低侵：,RxoRt Ra,RxoRt Ra,1Rm0.1Rt；2Rm0.01Rt,（R1=R3=Rm；R2=10Rm；d井徑）,井、電極系、圍巖層厚、泥漿侵入等,（5）高阻鄰層的屏蔽影響,高阻鄰層屏蔽影響：,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

10、，后者稱為減阻屏蔽。,3 微電極測(cè)井原理,Rmc=(1 3)Rm， hmc=0.52.5cm,Rxo=(35)Rmc， hxo=1050cm,非滲透層沒有侵入:沒有泥餅和沖洗帶,區(qū)分滲透層和非滲透層,一、方法的提出：,劃分儲(chǔ)層中的小非滲透夾層,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 A 0.025 M1 0.025 M2,A0.025M10.025M2 (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),解決辦法：,二、測(cè)量原理,2、視電阻率：,K電極系系數(shù)，需用實(shí)驗(yàn)的方法得到,1、

11、電極系貼井壁,3、微電極測(cè)井曲線,曲線：以相同的基線、相同的橫向比例尺重疊繪制,（視電阻率曲線）,三、主要用途,1、劃分巖性和儲(chǔ)集層(曲線不重合),2、確定巖層界面：分歧點(diǎn),3、扣除夾層（非滲透層）,4 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井,主要用于粗略劃分巖性和油氣水層，進(jìn)行井間地層對(duì)比,是一種簡(jiǎn)單的組合測(cè)井,全區(qū)內(nèi)每口井從井口到井底都必須測(cè)量,采用相同的深度比例（1:500）,同一種方法用相同的橫向比例,一、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井項(xiàng)目,原則：簡(jiǎn)單適用（粗略劃分巖性和油氣水層）,1.標(biāo)準(zhǔn)電極系測(cè)井（電阻率）,M2.25A0.5B,B2.25A0.5M,反映界面清楚，但不對(duì)稱，受高阻鄰層屏蔽影響,界面不清，但曲線對(duì)稱，不受高阻鄰層的影響,2.自然電位測(cè)井,是淡水泥漿砂泥巖剖面中劃分儲(chǔ)層和非儲(chǔ)層的最好的測(cè)井方法,3.井徑測(cè)井,了解井眼狀況或幫助區(qū)分巖性,第二章：普通電阻率測(cè)井作業(yè),1、簡(jiǎn)述電極系互換原理的內(nèi)容并證明,2、定性分析理想頂部梯度電極系的理論曲線,3、已知l、3為層厚和電阻率完全相同的地層，2為低阻夾層，且h=2m，分別采用 NO.5M2.25A A2.25M0.5N A0.95M0.1N 三種電極系進(jìn)行測(cè)量，畫出Ra曲線示意圖,并解釋原因。