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第一章第一章 电阻率测井电阻率测井 Resistivity Logging第一节第一节 有关基本知识有关基本知识一、岩石的导电性一、岩石的导电性普通电阻率测井(4)课件 电子导体电子导体：导电性好，如黄铁矿、黄铜矿等；：导电性好，如黄铁矿、黄铜矿等； 成分成分 造岩矿物造岩矿物：导电性差，如长石、石英等；：导电性差，如长石、石英等； 矿物颗粒矿物颗粒 电阻率电阻率 >10 >106 6  .m.m；； ( (骨架骨架) ) 颗粒之间紧靠颗粒之间紧靠：导电性好；：导电性好； 结构结构 颗粒之间分离颗粒之间分离：导电性差；：导电性差；岩石及矿物岩石及矿物 油、气油、气：导电性差；：导电性差； 电阻率电阻率>10>1010 10  .m.m；；的导电性的导电性 成分成分 淡淡 水水：导电性好；：导电性好； 电阻率电阻率<10 <10  .m.m；； 孔隙孔隙 盐盐 水水：导电性极好；电阻率很小：导电性极好；电阻率很小 0.01 0.01～～4 4  .m.m；； ( (流体流体) ) 孔隙连通孔隙连通：导电性好；：导电性好； 结构结构 孔隙分离孔隙分离( (不连通不连通) )：导电性差；：导电性差； 胶结物：电阻率与胶结物的成分，结构以及胶结程度等有关。

胶结物：电阻率与胶结物的成分，结构以及胶结程度等有关普通电阻率测井(4)课件物物质电阻率（阻率（Ω•m））大理石大理石石英石英石油石油蒸蒸馏水水盐水（水（15℃））     2     kppm     10   kppm     20   kppm     100 kppm     200 kppm典型地典型地层粘土或泥岩粘土或泥岩含含盐水砂岩水砂岩含油砂岩含油砂岩“致密致密”石灰岩石灰岩5×107～～1091012～～3×10142×10145×1033.400.720.380.090.062～～1020.5～～105～～103103典型物质的电阻率表典型物质的电阻率表普通电阻率测井(4)课件类类别别名名 称称电阻率电阻率ρΩ·m名名  称称电阻率电阻率ρ Ω·m松松散散层层粘土粘土含水粘土含水粘土亚粘土亚粘土砾石加粘土砾石加粘土1×100～～2×1022×10-1～～1×101×100～～1×1022.2×102～～7×103亚粘土含砾石亚粘土含砾石卵石卵石含水卵石含水卵石8×10～～2.4×1023×102～～6×1031×102～～8×102沉沉积积岩岩泥质页岩泥质页岩砂岩砂岩泥岩泥岩砾岩砾岩石灰岩石灰岩1×60～～1×1031×101～～1×1031×101～～1×1021×101～～1×1046×102～～6×103泥灰岩泥灰岩白云岩白云岩破碎含水白云岩破碎含水白云岩硬石膏硬石膏岩盐岩盐1×100～～1×1025×101～～6×1031.7×102～～6×1021×104～～1×1061×104～～1×106变变质质岩岩片麻岩片麻岩大理岩大理岩石英岩石英岩6×102～～1×1041×102～～1×1052×102～～1×105片岩片岩板岩板岩2×102～～5×1041×101～～1×102岩岩浆浆岩岩花岗岩花岗岩正长岩正长岩闪长岩闪长岩6×102～～1×1051×102～～1×1051×102～～1×105辉绿岩辉绿岩辉长岩辉长岩玄武岩玄武岩1×102～～1×1051×102～～1×1051×102～～1×105其其它它地下水地下水河水河水冰冰＜＜1021×10-1～～1×1021×104～～1×108岩溶水岩溶水海水海水1.5×100～～3×1001×10-1～～1×100常见岩石电阻率数值表常见岩石电阻率数值表普通电阻率测井(4)课件引入概念：引入概念：1））地层因素地层因素F         当岩石含当岩石含100％饱和流体时，孔隙流体的电阻率为％饱和流体时，孔隙流体的电阻率为Rf ，该岩石的电阻率，该岩石的电阻率Rt，，虽然虽然Rf的变化引起的变化引起Rt的变化，但它们的比值的变化，但它们的比值Rt/Rf 却总不变却总不变(保持一常数保持一常数F)，该，该比值称为地层因素比值称为地层因素F。

       100％饱和流体时的该岩石电阻率％饱和流体时的该岩石电阻率      孔隙流体的电阻率孔隙流体的电阻率    该比值与孔隙流体的电阻率无关，与岩性、孔隙度以及孔隙结构、胶结物等该比值与孔隙流体的电阻率无关，与岩性、孔隙度以及孔隙结构、胶结物等因素有关；有如下关系式：因素有关；有如下关系式：               a（（Constant）为比例系数，与岩性有关；）为比例系数，与岩性有关；m（（Constant）为胶结系数，与岩石结构及胶结程度有关；）为胶结系数，与岩石结构及胶结程度有关； （（Porosity））为孔隙度为孔隙度    当岩石含当岩石含100％饱和地层水时，地层水的电阻率为％饱和地层水时，地层水的电阻率为Rw，该岩石的电阻率，该岩石的电阻率Ro，，公式变为：公式变为：100％饱和地层水时的该岩石电阻率％饱和地层水时的该岩石电阻率地层水的电阻率地层水的电阻率普通电阻率测井(4)课件阿尔奇公式阿尔奇公式(Archies  Formula) a、、b为比例系数，与岩性有关；为比例系数，与岩性有关； Rw 为地层水的电阻率；为地层水的电阻率；Sw为含水饱和度；为含水饱和度；n为饱和度指数；为饱和度指数； （（Porosity））为孔隙度。

为孔隙度F为地层因素，为地层因素，I为电阻率增大系数为电阻率增大系数 2 2））含油气岩石的电阻率含油气岩石的电阻率由以上公式可以看出：由以上公式可以看出：1)  ↗ ↗，，Rt↘ ↘；；2)Sw↗ ↗，，Rt↘ ↘；；3)Rw↗ ↗，， Rt↗ ↗地层因素地层因素电阻率增大系数电阻率增大系数, 100, 100％饱和地层水时的该岩石电阻率为％饱和地层水时的该岩石电阻率为RoRo，，含油时该岩石电阻率为含油时该岩石电阻率为R Rt t普通电阻率测井(4)课件 电流密度电流密度 current density current density1.1.电流密度电流密度2.2.电流密度和电流强度的关系电流密度和电流强度的关系        导体中某点的电流密度，数值上等于导体中某点的电流密度，数值上等于(和该点正电荷和该点正电荷定向移动方向垂直的定向移动方向垂直的)单位面积上的电流强度单位面积上的电流强度方向：为该点正电荷定向移动的方向方向：为该点正电荷定向移动的方向普通电阻率测井(4)课件 欧姆定律的微分形式欧姆定律的微分形式 导体中任一点电流密度的方向导体中任一点电流密度的方向( (正电荷运正电荷运动的方向动的方向) )和该点场强方向相同和该点场强方向相同有关系式有关系式其中：其中：为电导率普通电阻率测井(4)课件二、均匀无限介质的点电流源的二、均匀无限介质的点电流源的j、、E、、U  这里所说的这里所说的““均匀无限均匀无限””是指整个地下空间内岩石的电阻率处处相等。

是指整个地下空间内岩石的电阻率处处相等各向同性各向同性””是指是指岩石的电阻率不具有方向性这显然是一种理想的、实际并不可能存在的情况然而，许多复岩石的电阻率不具有方向性这显然是一种理想的、实际并不可能存在的情况然而，许多复杂问题，也常常是从一些简单的问题入手研究并逐步加以深化的杂问题，也常常是从一些简单的问题入手研究并逐步加以深化的电流密度写成标量：电流密度写成标量：根据微分形式的欧姆定律，可以写出根据微分形式的欧姆定律，可以写出M点的电场强度点的电场强度E的表示式为：的表示式为：式中：式中：R为该均匀无限介质的电阻率电场强度的方向与电流密度的方向一致为该均匀无限介质的电阻率电场强度的方向与电流密度的方向一致写成标量：写成标量：                                                        U与与E的关系：的关系：由于由于                  时，电位时，电位U=0，故积分常数，故积分常数C=0，最后得，最后得因此，有如下形式因此，有如下形式 ：：  普通电阻率测井(4)课件三、均匀无限介质电阻率的测定及视电阻率三、均匀无限介质电阻率的测定及视电阻率 AMNBB加假设条件加假设条件AMN 式中式中K是装置系数。

当是装置系数当AM、、AN、、MN一定时一定时 R与与  VMN/I的比值成正比的比值成正比        引入引入视电阻率视电阻率：当地下为非均匀介质，并且钻孔条件不能忽略时，电极周围的介质是：当地下为非均匀介质，并且钻孔条件不能忽略时，电极周围的介质是极其复杂的不均匀体因此不能用以上公式计算钻孔剖面上的岩石的电阻率但是利用以极其复杂的不均匀体因此不能用以上公式计算钻孔剖面上的岩石的电阻率但是利用以上公式总还可以计算一个电阻率，为了将该电阻率与岩石的真电阻率加以区别，称该电阻上公式总还可以计算一个电阻率，为了将该电阻率与岩石的真电阻率加以区别，称该电阻率为视电阻率率为视电阻率 (The apparent resistivity)，记为，记为Ra普通电阻率测井(4)课件测井原理图（普通电阻率测井）测井原理图（普通电阻率测井）普通电阻率测井(4)课件第二节第二节 测井电极系测井电极系 Logging  electrodes (sondes)不成对电极不成对电极：在井下除成对电极之外的一个电极在井下除成对电极之外的一个电极如井下电极为如井下电极为A、、M、、N，则，则A为不成对电极。

为不成对电极梯度电极系：成对电极的距离远小于不成对电极到任梯度电极系：成对电极的距离远小于不成对电极到任一成对电极距离以一成对电极距离以AMN电极为例电极为例MN<

这这种测量装置称为测井电极系种测量装置称为测井电极系 测井电极系可分为梯度电极系，电位电极系测井电极系可分为梯度电极系，电位电极系普通电阻率测井(4)课件2、计算公式、计算公式        以以NMA梯度电极系为例梯度电极系为例1））非理想梯度电极系非理想梯度电极系的计算公式的计算公式2））理想梯度电极系理想梯度电极系的计算公式的计算公式MN→0，，AM=AN=L，，E=lim(  Vmn/MN)所以有：所以有：    上式中上式中4 L2、、I一定后，视电阻率与一定后，视电阻率与O点的电场强度点的电场强度E(电位的梯度电位的梯度)成正比，成正比，因此该种电极系称为因此该种电极系称为梯度电极系梯度电极系                值得注意的是，在实际测量中值得注意的是，在实际测量中MN之间的距离不可能为之间的距离不可能为0，但如果，但如果MN<=0.44AO时，这样的梯度电极系与理想的梯度电极系之间的误差时，这样的梯度电极系与理想的梯度电极系之间的误差<5%，，仍可近似看作理想梯度电极系一般取仍可近似看作理想梯度电极系一般取MN/L=0.2－－0.4普通电阻率测井(4)课件3、分析公式、分析公式 (理想梯度电极系理想梯度电极系)因为因为 E＝＝JMNRMN，并令，并令 Jo=(I/4 L2)    式中式中Jo=(I/4 L2)是一个常数，表示在均匀无限的情况下是一个常数，表示在均匀无限的情况下O点的正常电流密度；点的正常电流密度；           JMN是是O点的实际电流密度，点的实际电流密度，           RMN是是O点的实际电阻率。

点的实际电阻率普通电阻率测井(4)课件电电位位电电极极系系：：成成对对电电极极的的距距离离远远大大于于不不成成对对电电极极到到井井下下下下中中间间电电极极距距离离以以AMN电电极极为为例例：：MN>>AM记录点记录点:   记录在不成对电极到中间电极的中点记录在不成对电极到中间电极的中点O处 如如AM的中点电极距电极距:  不成对电极到中间电极的距离不成对电极到中间电极的距离如：如：L＝＝AM理想电位电极系理想电位电极系: 成对电极之间的距离为成对电极之间的距离为∞的电位电极系的电位电极系二、电位电极系二、电位电极系1.1.有关术语有关术语电位电极系电位电极系普通电阻率测井(4)课件2、计算公式、计算公式以以NMA电位电极系为例电位电极系为例1）非理想电位电极系的计算公式）非理想电位电极系的计算公式2））理想电位电极系的计算公式理想电位电极系的计算公式因为因为 MN→∞，，AN→∞，，AN＝＝MN,且且VN=0,   VMN＝＝VM－－VN=VM     所以所以 AM、、I一定后，一定后，Ra与与M点的电位点的电位VM成正比，因此称该电极系成正比，因此称该电极系为为电位电极系电位电极系。

        值得注意的是：在实际测量中值得注意的是：在实际测量中MN之间的距离不可能为之间的距离不可能为∞，但如果，但如果MN/AM>=19时，这样的电极系与理想电位电极系之间的误差时，这样的电极系与理想电位电极系之间的误差<5%，，仍可近似看作理想电位电极系所以仍可近似看作理想电位电极系所以理想的电位电极系的条件理想的电位电极系的条件为为MN/AM>＝＝19电位电极系电位电极系普通电阻率测井(4)课件3）分析公式）分析公式         Jo为正常情况下的电流密度，为正常情况下的电流密度，JMN为为从从M极到无穷远极到无穷远N极的电流密度平均极的电流密度平均值，值，RMN为从为从M极到无穷远极到无穷远N极的电极的电阻率的平均值阻率的平均值电位电极系电位电极系普通电阻率测井(4)课件三、电极系的书写及探测深度三、电极系的书写及探测深度1、电极系的书写、电极系的书写    通通常常是是按按电电极极系系从从上上到到下下排排列列的的顺顺序序写写出出各各电电极极的的代代表表字字母母,并并在在字字母母间间写写出出电电极极间间的的距距离离(以以米米为为单单位位)来来表表示示电电极极系系例例如：如：    N0.1M0.95A    A0.95M0.1N    A0.1M0.95N    A1.0O    A0.1M 普通电阻率测井(4)课件2 、电极系的探测范围及探测半径、电极系的探测范围及探测半径梯度电极系梯度电极系电位电极系电位电极系探测范围探测范围 以以A为球心为球心,以以1.5－－2L为半径的球体为半径的球体 以以A为为球球心心,以以3－－5L为半径的球体为半径的球体探测半径探测半径 1.5－－2 L3－－5 L探测范围的意义探测范围的意义普通电阻率测井(4)课件1、高阻厚层理想梯度电极系理论曲线分析、高阻厚层理想梯度电极系理论曲线分析假设条件假设条件1)岩层水平；岩层水平；2)钻孔条件忽略；钻孔条件忽略；3)理想顶部梯度理想顶部梯度(NMA，，AO>>MN)；；4)岩层为厚层。

岩层为厚层分析公式分析公式        式中式中Jo=(I/4 L2)是一个常数，表示在是一个常数，表示在均匀介质情况下均匀介质情况下O点的正常电流密度；点的正常电流密度；JMN是是O点的实际电流密度；点的实际电流密度；RMN是是O点的实际电阻率点的实际电阻率 第三节第三节 视电阻率测井理论曲线分析视电阻率测井理论曲线分析 一、一、 梯度电极系理论曲线分析梯度电极系理论曲线分析普通电阻率测井(4)课件2 2、理想梯度电极系理论曲线分析特征、理想梯度电极系理论曲线分析特征 1)1)无论厚层、中厚层，还是薄层，无论厚层、中厚层，还是薄层，正对高阻岩层，曲线凸起正对高阻岩层，曲线凸起；正对；正对低阻岩低阻岩层，曲线凹下层，曲线凹下，因此可以用梯度电极系，因此可以用梯度电极系RaRa曲线来判断岩层电阻率的高低曲线来判断岩层电阻率的高低 2) 2)对高阻层来说，使用对高阻层来说，使用理想顶部梯度，理想顶部梯度，RaRa在岩层顶界面出现极大，底界面在岩层顶界面出现极大，底界面出现极小出现极小，使用，使用理想底部梯度，理想底部梯度，RaRa在岩层顶界面出现极小，底界面出现极大在岩层顶界面出现极小，底界面出现极大，， 对低阻层来说，对低阻层来说，使用理想顶部梯度使用理想顶部梯度，，RaRa在岩层顶界面出现极小，底界面出在岩层顶界面出现极小，底界面出现极大；现极大；使用理想底部梯度使用理想底部梯度，，RaRa在岩层顶界面出现极大，底界面出现极小。

在岩层顶界面出现极大，底界面出现极小普通电阻率测井(4)课件分析公式分析公式式中式中Jo为正常情况下的电流密度；为正常情况下的电流密度；JMN为从为从M极到无穷远极到无穷远N极的电流密度平均值；极的电流密度平均值；RMN为从为从M极到无穷远极到无穷远N极的电阻率的平均值极的电阻率的平均值二、电位电极系理论曲线分析二、电位电极系理论曲线分析1、、高阻厚层理想电位电极系理论曲线分析高阻厚层理想电位电极系理论曲线分析假设条件假设条件 1) 1)岩层水平岩层水平 2) 2)钻孔条件忽略钻孔条件忽略 3) 3)理想电位电极理想电位电极(NMA,MN>>AM)(NMA,MN>>AM) 4) 4)岩层为厚层岩层为厚层 普通电阻率测井(4)课件2 2、理想电位电极系理论曲线分析特征、理想电位电极系理论曲线分析特征 1)1)在厚层、中厚层上，正对高阻岩层，曲线凸起，正对低阻岩层，在厚层、中厚层上，正对高阻岩层，曲线凸起，正对低阻岩层，曲线凹下，因此可以用电位电极系曲线凹下，因此可以用电位电极系RaRa曲线来判断岩层电阻率的高低。

曲线来判断岩层电阻率的高低 2) 2)在薄层上，正对高阻岩层，曲线凹下，正对低阻岩层，曲线凸起，在薄层上，正对高阻岩层，曲线凹下，正对低阻岩层，曲线凸起，因此利用电位电极因此利用电位电极RaRa曲线来判断岩层电阻率的高低是不利的，所以要求：曲线来判断岩层电阻率的高低是不利的，所以要求：AM<=H(AM<=H(最小目的层的厚度最小目的层的厚度) ) 3) 3)电位电极系电位电极系RaRa曲线以岩层中部对称曲线以岩层中部对称 4) 4)在厚层中部在厚层中部Ra=Ra=地层的电阻率，在中厚层，薄层中部地层的电阻率，在中厚层，薄层中部Ra≠Ra≠地层的电地层的电阻率普通电阻率测井(4)课件AOOA普通电阻率测井(4)课件第四节第四节 Ra曲线的影响因素曲线的影响因素一、渗透性地层径向电阻率的变化一、渗透性地层径向电阻率的变化 泥浆泥浆(mud)(mud)：：由化学添加剂和水混合而成，泥浆由泥浆滤液和固体颗粒组成由化学添加剂和水混合而成，泥浆由泥浆滤液和固体颗粒组成泥饼泥饼(mud cake)(mud cake)：：在钻井过程中为防止井喷，通常泥浆柱的静压力大于地层压在钻井过程中为防止井喷，通常泥浆柱的静压力大于地层压 力力, ,此压力差驱使泥浆滤液向渗透性地层渗透，在渗透过程中，泥浆中的此压力差驱使泥浆滤液向渗透性地层渗透，在渗透过程中，泥浆中的 固体颗粒，逐渐在井壁沉积下来形成泥饼。

固体颗粒，逐渐在井壁沉积下来形成泥饼冲洗带冲洗带(flushed zone)(flushed zone)：：在泥浆向渗透性地层渗透过程中，井壁受到泥浆的强在泥浆向渗透性地层渗透过程中，井壁受到泥浆的强 烈冲洗，原来孔隙中的自由流体几乎都被排挤走了，只剩下一部分束缚烈冲洗，原来孔隙中的自由流体几乎都被排挤走了，只剩下一部分束缚 水充满孔隙中的是泥浆滤液和残余地层水的混合物（水层水充满孔隙中的是泥浆滤液和残余地层水的混合物（水层) )，或者夹有，或者夹有 少量的残余油气少量的残余油气( (油层油层) )，井壁附近受到泥浆的强烈冲洗的地带井壁附近受到泥浆的强烈冲洗的地带过渡带过渡带(mixde zone)(mixde zone)：：冲洗带以后，泥浆滤液逐渐减小，而用来地层的流体逐冲洗带以后，泥浆滤液逐渐减小，而用来地层的流体逐 渐增大，直到没有泥浆侵入的原状地层，此带称为过渡带渐增大，直到没有泥浆侵入的原状地层，此带称为过渡带侵入带侵入带(invaded zone)(invaded zone)：：由冲洗带和过渡带组成。

通常侵入带的深度从几十厘由冲洗带和过渡带组成通常侵入带的深度从几十厘 米到几米米到几米原状地层原状地层(uninvaded zone)(uninvaded zone)：：无泥浆侵入的地层无泥浆侵入的地层高侵剖面高侵剖面(high invaded)(high invaded)：：当地层的流体电阻率较低时当地层的流体电阻率较低时( (水层水层) )，泥浆侵入后，，泥浆侵入后， 侵入带电阻率将升高侵入带电阻率将升高低侵剖面低侵剖面(low invaded)(low invaded)：：当地层的流体电阻率较高时当地层的流体电阻率较高时( (油层油层) )，泥浆侵入后，侵，泥浆侵入后，侵 入带电阻率将降低入带电阻率将降低普通电阻率测井(4)课件泥饼的电阻率一般比泥浆的电阻率高泥饼的电阻率一般比泥浆的电阻率高1.51.5～～2 2倍，但是比侵入带的电阻率低很多倍，但是比侵入带的电阻率低很多 普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件       注意：注意：        侵入带的存在对计算侵入带的存在对计算Rt来说是不利因素，但利用该特点有如下应用：来说是不利因素，但利用该特点有如下应用：1）判断油水层）判断油水层 Rt－－Ri>0            油气层油气层         Rt、、Ri分别用深浅探测深度的测井方法获得分别用深浅探测深度的测井方法获得Rt－－Ri<0 水层水层2）判断渗透层）判断渗透层Ri－－Rmc>0 渗透层渗透层          Rt、、Ri分别用微电位、微梯度测井方法获得分别用微电位、微梯度测井方法获得Ri－－Rmc=0 非渗透层非渗透层3）判断油的比重）判断油的比重油的比重大时油的比重大时   残余油饱和度大残余油饱和度大(油的比重大时，泥浆滤液不完全替代冲油的比重大时，泥浆滤液不完全替代冲     洗带部分的油洗带部分的油)；；油的比重小时油的比重小时     残余油饱和度小；残余油饱和度小；水层时水层时                 冲洗带中的水几乎被泥浆滤液替代。

冲洗带中的水几乎被泥浆滤液替代普通电阻率测井(4)课件二、井液的影响二、井液的影响  井液的影响有几个特点井液的影响有几个特点  1)有井液影响时，有井液影响时，Ra曲线变圆滑曲线变圆滑  2)有井液影响时，有井液影响时，Ra曲线的突变段和常数段不存在了曲线的突变段和常数段不存在了  3)极大值变小极大值变小,极小值变大极小值变大  4)最重要的特点是最重要的特点是Ra曲线基本特征基本保留下来曲线基本特征基本保留下来 普通电阻率测井(4)课件        减阻屏蔽：减阻屏蔽：当当AO>岩层厚度时，高阻层对岩层厚度时，高阻层对A电流的强烈排斥作用，电流不易电流的强烈排斥作用，电流不易流向下层介质，使流向下层介质，使O点的电流密度减小，使下层的点的电流密度减小，使下层的Ra减小注：实线为注：实线为AO电电极系的极系的Ra曲线曲线)      增阻屏蔽：增阻屏蔽：当当AO<岩层厚度时，高阻层对电流的强烈排斥作用，使电流不易岩层厚度时，高阻层对电流的强烈排斥作用，使电流不易流向上层介质，使流向上层介质，使O点的电流密度增大，使下层的点的电流密度增大，使下层的Ra增大注：实线为注：实线为AO电电极系的极系的Ra曲线曲线)三、相邻地层的影响三、相邻地层的影响普通电阻率测井(4)课件第五节第五节 微电极测井微电极测井 Microelectrode Logging (ML)一、一、 引入微电极测井的目的引入微电极测井的目的   1)区分致密层和渗透层区分致密层和渗透层     普普通通电电极极系系的的视视电电阻阻率率测测井井曲曲线线能能够够确确定定高高阻阻层层,但但不不能能区区分致密层和渗透层分致密层和渗透层   2)划分薄夹层划分薄夹层     划分薄夹层划分薄夹层,以便计算油层的有效厚度以便计算油层的有效厚度,使储量计算精确使储量计算精确    3)确定冲洗带的电阻率确定冲洗带的电阻率          为为了了解解决决以以上上问问题题，，设设计计一一种种电电极极距距小小，，贴贴井井壁壁进进行行测测量的特殊装置称为微电极量的特殊装置称为微电极普通电阻率测井(4)课件普普普普通通通通视视视视电电电电阻率测井阻率测井阻率测井阻率测井作用作用作用作用：划分高阻层：划分高阻层：划分高阻层：划分高阻层油气层油气层油气层油气层致密层致密层致密层致密层局限性局限性局限性局限性：不能区分油气层与致密层：不能区分油气层与致密层：不能区分油气层与致密层：不能区分油气层与致密层探测深度很浅探测深度很浅探测深度很浅探测深度很浅电极距极小的电极系电极距极小的电极系电极距极小的电极系电极距极小的电极系微电极微电极贴井壁测量贴井壁测量贴井壁测量贴井壁测量普通电阻率测井(4)课件二、微电极测井原理二、微电极测井原理A0.025M10.025M2电极系电极系内容内容微梯度微梯度微电位微电位电极系电极系A0.025  M1  0.025  M2A0.05   M2电极矩电极矩L=0.0375L=0.05记录点记录点M1M2的中点的中点AM2的中点的中点Ra计算公计算公式式探测深度探测深度5cm左右左右8cm左右左右Ra反映反映在渗透层处反映在渗透层处反映泥饼泥饼的电阻率的电阻率在非渗透层处反映岩在非渗透层处反映岩层的电阻率层的电阻率在渗透层处反映在渗透层处反映冲洗带冲洗带的电阻率的电阻率在非渗透层处反映岩层在非渗透层处反映岩层的电阻率的电阻率注意：注意： K1、、K2 分别称为微梯度和微电位装置系数，它们通过分别称为微梯度和微电位装置系数，它们通过试验确定。

试验确定普通电阻率测井(4)课件正幅度差正幅度差正幅度差正幅度差微电极系测井曲线特点微电极系测井曲线特点通常：通常：通常：通常：Rmc=1Rmc=1Rmc=1Rmc=1～～～～3Rm3Rm3Rm3Rm，，，， R R R Rxoxoxoxo>5Rmc>5Rmc>5Rmc>5Rmc★★★★微梯度探测深度浅，主要反映泥饼电阻率微梯度探测深度浅，主要反映泥饼电阻率微梯度探测深度浅，主要反映泥饼电阻率微梯度探测深度浅，主要反映泥饼电阻率★★★★微电位探测深度略深，主要反映冲洗带电阻率微电位探测深度略深，主要反映冲洗带电阻率微电位探测深度略深，主要反映冲洗带电阻率微电位探测深度略深，主要反映冲洗带电阻率★★★★两种微电极曲线在渗透层通常有幅度差两种微电极曲线在渗透层通常有幅度差两种微电极曲线在渗透层通常有幅度差两种微电极曲线在渗透层通常有幅度差负幅度差负幅度差负幅度差负幅度差★★★★油气层一般正幅度差，高矿化度水层可能负幅度差油气层一般正幅度差，高矿化度水层可能负幅度差油气层一般正幅度差，高矿化度水层可能负幅度差油气层一般正幅度差，高矿化度水层可能负幅度差普通电阻率测井(4)课件1 1、确定岩层界面、确定岩层界面微电极测井曲线划分互层组微电极测井曲线划分互层组( (砂泥岩互层砂泥岩互层) )非常可靠，可根据曲线的半幅值分层，一般非常可靠，可根据曲线的半幅值分层，一般0.2m0.2m厚的薄层均可划分出来，条件好的可划分厚的薄层均可划分出来，条件好的可划分0.1m0.1m厚的薄层。

厚的薄层2 2、划分渗透层、划分渗透层1)1)幅度差：微梯度和微电位二条曲线一般重叠在一起，可看到二种幅度差幅度差：微梯度和微电位二条曲线一般重叠在一起，可看到二种幅度差 正幅度差正幅度差 Ra Ra微电位微电位－－ Ra Ra微梯度微梯度>0>0 无幅度差无幅度差 Ra Ra微电位微电位－－ Ra Ra微梯度微梯度=0 =0 或很小或很小 负幅度差负幅度差 Ra Ra微电位微电位－－ Ra Ra微梯度微梯度<0<0三、三、 微电极测井曲线的应用微电极测井曲线的应用2)2)划分渗透性地层划分渗透性地层 在渗透层处在渗透层处 反映冲洗带的电阻率反映冲洗带的电阻率 反映泥饼的电阻率反映泥饼的电阻率 正幅度差正幅度差 Ra Ra微电位微电位－－ Ra Ra微梯度微梯度>0>0 在非渗透层处在非渗透层处 反映岩层的电阻率反映岩层的电阻率 反映岩层的电阻率反映岩层的电阻率 无幅度差无幅度差 Ra Ra微电位微电位－－ Ra Ra微梯度微梯度=0 =0 或很小或很小正正无无负负普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件第六节第六节 侧向测井侧向测井引入：引入：         Rt=∞，，Rm=15 .m，，AO=1.0m，井径，井径d=30cm，，计算计算Ra=? 以上例子说明以上例子说明A A极供电的电流基本上都极供电的电流基本上都往井中间流，很少流入地层，这说明井眼往井中间流，很少流入地层，这说明井眼和泥浆对电流的流向有很大的影响，为此和泥浆对电流的流向有很大的影响，为此需要设法使电流流入地层，即在需要设法使电流流入地层，即在A A极两侧增极两侧增加二个电极，加二个电极，形成屏蔽电流使形成屏蔽电流使A A极电流流入极电流流入地层，这就是三侧向测井的基本特点。

地层，这就是三侧向测井的基本特点 普通电阻率测井(4)课件1、三侧向测井电极系、三侧向测井电极系        1)该电极系由三个直径相同的金属圆筒组成；该电极系由三个直径相同的金属圆筒组成；A0为主电极，为主电极，A1、、A2为屏蔽电为屏蔽电极，三个电极之间用绝缘层隔开，电极系的记录点在主电极中点；极，三个电极之间用绝缘层隔开，电极系的记录点在主电极中点；       2)在测量过程中在测量过程中             a.主电极与屏蔽电极的电流极性相同；主电极与屏蔽电极的电流极性相同；             b.主电极与屏蔽电极的电位相等；主电极与屏蔽电极的电位相等；             c.主电极的电流强度主电极的电流强度Io恒定       3)A1、、A2之间短路，并使之间短路，并使A0、、A1、、A2之间电位相等之间电位相等(由自动调节装置控制，由自动调节装置控制，该装置自动调节屏蔽电流该装置自动调节屏蔽电流Ie，保证，保证A0与与A1、、A2之间电位相等之间电位相等)一、三侧向测井的基本原理一、三侧向测井的基本原理普通电阻率测井(4)课件2、三侧向测井测量的特点：、三侧向测井测量的特点：由于主电极与屏蔽电极的电流极性相同，主电极与屏蔽电极的电位相等，由于主电极与屏蔽电极的电流极性相同，主电极与屏蔽电极的电位相等，使主电极的电流几乎垂直井轴进入地层，因此使主电极的电流几乎垂直井轴进入地层，因此a.a.大大的减小了井液及上下围岩的影响；大大的减小了井液及上下围岩的影响；b.b.由于主电极长度由于主电极长度Lo=0.15mLo=0.15m，具有很大的分层能力；，具有很大的分层能力；c.c.三侧向测井的探测深度大。

三侧向测井的探测深度大 探测深度探测深度=1.5L=1.5L；；d.d.记录点在记录点在AOAO的中点一、三侧向测井的基本原理一、三侧向测井的基本原理普通电阻率测井(4)课件经理论计算得到视电阻率的计算公式：经理论计算得到视电阻率的计算公式：K——侧向测井电极系系数侧向测井电极系系数由欧姆定律得知：由欧姆定律得知： r=U/I r=U/I故将上式改写为：故将上式改写为：Ra=KroRa=Kro，即三侧向测井，即三侧向测井的电阻率与主电极接地电阻成正比的电阻率与主电极接地电阻成正比 一、三侧向测井的基本原理一、三侧向测井的基本原理普通电阻率测井(4)课件3、岩石的电阻率、岩石的电阻率1）对于厚层可以在岩层中部读取；）对于厚层可以在岩层中部读取；2）准确方法（如图所示））准确方法（如图所示）有关系：有关系：Ra＝＝RmJm+RxoJxo+RiJi+RtJt一、三侧向测井的基本原理一、三侧向测井的基本原理普通电阻率测井(4)课件二、浅三侧向二、浅三侧向(深浅三侧向测井的区别深浅三侧向测井的区别) (1) 相同之处相同之处:            a)测量原理一样测量原理一样            b)主电极长度主电极长度Lo一样一样            c)记录点都在记录点都在Ao中点中点            (2)不同之处不同之处:         深的深的B极在无限远极在无限远,浅的浅的B极在附近极在附近   (3)由于以上二点不同导致由于以上二点不同导致       深深:电流流入岩层集中电流流入岩层集中      浅浅:分散分散       深深:电流片厚度变大电流片厚度变大          浅浅:小小       深深:探测深度大探测深度大                  浅浅:小小普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井和三侧向测井的曲线比较普通电阻率测井和三侧向测井的曲线比较普通电阻率测井(4)课件判断油水层判断油水层深部深部：探测深度大，反映：探测深度大，反映原状地层的电阻率。

原状地层的电阻率浅部浅部：探测深度小，反映：探测深度小，反映冲洗带的电阻率冲洗带的电阻率正幅度差正幅度差 Ra Ra深－深－ Ra Ra浅浅>0>0，为油层，为油层负幅度差负幅度差 Ra Ra深－深－ Ra Ra浅浅<0<0，为水层，为水层普通电阻率测井(4)课件三、三、 七电极侧向测井七电极侧向测井         测量时，主电极供以恒定的电流测量时，主电极供以恒定的电流Io，，A1、、A2的电流极性与主电极电流极的电流极性与主电极电流极性相同同时，自动调节装置通过屏蔽电流性相同同时，自动调节装置通过屏蔽电流Ie的调节，使测量电极的调节，使测量电极M1和和M1’之间及之间及M2和和M2’之间的电位差等于零由于之间的电位差等于零由于M1和和M1’及及M2和和M2’的电位相的电位相等，则主电极电流等，则主电极电流Io不能经过不能经过M1、、M1’ 中点，也不能经过中点，也不能经过M2、、M2’中点，中点，屏蔽电极屏蔽电极A1和和A2的电流也不能经过，从而使主电极电流的电流也不能经过，从而使主电极电流Io呈层状并垂直井轴呈层状并垂直井轴流入岩层通过下式便可计算出视电阻率：流入岩层通过下式便可计算出视电阻率：                                                                           式中式中K是七侧向测井的电极系系数。

是七侧向测井的电极系系数 普通电阻率测井(4)课件三、三、 七电极侧向测井七电极侧向测井  上述七电极侧向测井电极系又称为深七侧向电极系，它的上述七电极侧向测井电极系又称为深七侧向电极系，它的B B极在无限远极在无限远如果将如果将B B电极分别安置在靠近电极分别安置在靠近A1A1和和A2A2的地方，的地方，A1A1和和A2A2的屏蔽电流会很快的返回的屏蔽电流会很快的返回B B电极因此主电极流出的电流进入地层后也会很快地发散，使电极系的探测深电极因此主电极流出的电流进入地层后也会很快地发散，使电极系的探测深度减小，这种电极系称为浅七侧向电极系度减小，这种电极系称为浅七侧向电极系 普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件四、其他聚焦测井四、其他聚焦测井(一一)双侧向测井双侧向测井普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件双侧向测井视电阻率曲线示意图双侧向测井视电阻率曲线示意图泥浆低侵泥浆高侵普通电阻率测井(4)课件（二）微侧向（二）微侧向 注：注： (1) 电极系尺寸为电极系尺寸为         Ao 0.016 M1 0.012  M2  0.012 A1          (2) 微侧向探测深度小，测量的是冲洗带电阻率微侧向探测深度小，测量的是冲洗带电阻率         (3) 记录点在记录点在Ao中点中点 微侧向测井电极系由一个点状的主电极微侧向测井电极系由一个点状的主电极Ao和以主电极为圆心的三个同心环状电极和以主电极为圆心的三个同心环状电极组成。

最外面的一个圆环电极称为屏蔽电极组成最外面的一个圆环电极称为屏蔽电极A1，位于，位于Ao和和A1之间的是测量电极之间的是测量电极M1、、M2微侧向测井的电极系镶在一块绝缘极板上微侧向测井的电极系镶在一块绝缘极板上  测量时，主电极供以恒定的电流测量时，主电极供以恒定的电流Io，，A1、、A0的电流极性相同，通过屏蔽电流的电流极性相同，通过屏蔽电流Ie的调节，使测量电极的调节，使测量电极M1，微侧向电极系和，微侧向电极系和M2之间的电位差等于零使主电极电流之间的电位差等于零使主电极电流Io呈层状并垂直井轴流入岩层测量呈层状并垂直井轴流入岩层测量M1(M2)与地面与地面N电极之间的电位差，计算视电电极之间的电位差，计算视电阻率公式为：阻率公式为：普通电阻率测井(4)课件注：注：1 1））在此种电极系中在此种电极系中,由于由于Io的回路电极的回路电极B相距较远相距较远,主电流主电流Io在穿过泥饼后才向四周均在穿过泥饼后才向四周均匀散开匀散开,使与主电流线相垂直的等位面近似呈球形使与主电流线相垂直的等位面近似呈球形,所以称此种电极系为微球形聚焦测井所以称此种电极系为微球形聚焦测井。

2 2））在选择合适电极尺寸，使测量结果受泥饼影响较小的情况下，微球形聚焦测井能够在选择合适电极尺寸，使测量结果受泥饼影响较小的情况下，微球形聚焦测井能够较好地测出冲洗带电阻率较好地测出冲洗带电阻率RxoRxo       Ao电极同时发出主电流电极同时发出主电流Io和屏蔽电流和屏蔽电流Ia，，Ia返回到极板上的返回到极板上的A1极，而极，而Io返回到较远的返回到较远的B极通过调节电流调节电流Io和和Ia的大小，使测量电极的大小，使测量电极M1M2的电位相等，测量的电位相等，测量Mo与与M1M2中点中点O之间的电位差之间的电位差Umo，视电阻率的计算公式为：，视电阻率的计算公式为：                                                                                                      式中式中K为电极系系数，通过实验确定为电极系系数，通过实验确定 微球形聚焦测井是冲洗带测井系列中较好的方法它的探测深度近于微侧向测井，微球形聚焦测井是冲洗带测井系列中较好的方法。

它的探测深度近于微侧向测井，但受泥饼的影响小于微侧向测井但受泥饼的影响小于微侧向测井 图所示为微球形聚焦测井电极系图所示为微球形聚焦测井电极系AoAo呈矩形，其它呈矩形，其它电极是矩形环状，这些电极全部都镶在一块绝缘极板上电极是矩形环状，这些电极全部都镶在一块绝缘极板上三）微球形聚焦测井（三）微球形聚焦测井 普通电阻率测井(4)课件第七节第七节 电阻率测井的应用电阻率测井的应用一、确定岩层界面一、确定岩层界面 1、对梯度电极系来说、对梯度电极系来说,    顶顶部部梯梯度度:曲曲线线的的极极值值的的位位置置向向上上移移动动MN/2便便是是地地层层界面位置界面位置         底底部部梯梯度度:曲曲线线的的极极值值的的位位置置向向下下移移动动MN/2便便是是地地层层界面位置界面位置 普通电阻率测井(4)课件2、对电位电极系来说、对电位电极系来说,利用利用异常根部划分岩层异常根部划分岩层 3、侧向测井分层点在异常根部、侧向测井分层点在异常根部普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件二、确定岩层电阻率二、确定岩层电阻率         利用岩层中部的曲线值确定岩层电阻率利用岩层中部的曲线值确定岩层电阻率         注注：：为为了了较较准准确确地地确确定定岩岩层层电电阻阻率率需需作作：： 井井眼眼校校正正、、围岩校正、围岩校正、 侵入校正侵入校正 三、划分岩性三、划分岩性1、划分岩性和煤层、划分岩性和煤层                烟煤或褐煤烟煤或褐煤  砾岩砾岩  粗砂岩粗砂岩  中砂岩中砂岩  细砂岩细砂岩  泥岩泥岩  无烟煤无烟煤    电阻率电阻率            大大                                   小小2、划分岩性和油水层、划分岩性和油水层                   含油气砂岩含油气砂岩  砾岩砾岩  粗砂岩粗砂岩  中砂岩中砂岩  细砂岩细砂岩  泥岩泥岩    电阻率电阻率               大大                                    小小普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件四、估计侵入情况四、估计侵入情况         利用深、浅探测电阻率差异来分析侵入情况：利用深、浅探测电阻率差异来分析侵入情况：当当RLLD≈R≈RLLSLLS≈R≈Rxoxo为为无无钻钻井井液液侵侵入入；；当当RLLD≈R≈RLLSLLS>R>Rxoxo为为侵侵入入较较浅浅；；当当RLLD>R>RLLSLLS>R>Rxoxo为为中中等等侵侵入入；；当当RLLD>R>RLLSLLS≈≈R Rxoxo为为侵入较深；侵入较深；五、判断油（气）、水层五、判断油（气）、水层六、判断裂缝性地层六、判断裂缝性地层普通电阻率测井(4)课件普通电阻率测井(4)课件。