双侧向测井幅度差的影响因素与“双轨”现象.docx

双侧向测井幅度差的影响因素与“双轨”现象测井技术WELL LOGGING TECHNOLOGY1999 年第 23 卷第 2 期 vol.23 No.2 1999xxxxxxxx摘要从理论上考查了泥浆、井径、围岩、地层厚度、侵入深度、侵入带电 阻率和仪器常数等因素对双侧向测井幅度差的影响，由此分析了引起“双轨”现 象的三大因素，尤其是泥浆电阻率和仪器常数因素提出了处理“双轨”现象的 方法主题词：双侧向测井[幅度]影响电阻率仪器常数The Influence Factors of Dual Laterolog Separation and Its Dual-track Phenomenon．Ke Shizheng，Feng Qing and Sun Yanru et al．ABSTRACTThe influence of such factors as mud，borehole diameter， surrounding bed，formation thickness，depth of invasion，resistivity of invasion zone and tool factor etc．on the separation of dual laterolog are studied up theoretically．And the discussion is focused on three main factors resulting in dualtrack phenomenon，particularly the mud resistivity and tool factors．A method for dealing with the dual-track phenomenon is proposed．Subject Terms：dual laterolog[amplitude]influenceresistivitytoolfactor 引言一般认为在非渗透性（无侵入）的厚地层中，深浅侧向测得的视电阻率应相 等，而在渗透性（有侵入）地层中，二者分裂即产生幅度差。

然而，在实际现场测 井过程中，有时候也会出现非渗透性厚地层深浅侧向测井曲线不重合的现象， 表现为双线轨迹，即所谓的“双轨”现象这种现象引起了测井解释工作人员的 极大困惑，对传统概念提出了挑战那么，什么因素影响双侧向测井幅度 差?“双轨”现象是什么原因引起的?它的出现是否是正常现象?应如何去对待它呢? 下面将针对这些问题进行讨论双侧向测井幅度差的影响因素双侧向测井幅度差历来是快速直观判断油气、水层的重要指标之一，因此 研究其影响因素是很有必要的，尤其是对于解释一些诸如“双轨”之类的现象更 具有现实意义为了考查影响双侧向测井幅度差的因素，首先用有限元素法编 制了双侧向测井数值模拟软件［1］，然后用该软件对具有轴旋转对称性的典型 三层介质模型（图 1）在各种不同地层电阻率条件下进行模拟测井，给出相应的深 浅侧向测井响应值的比随各影响因素变化的关系图1 典型的三层介质地层模 型图 2 和图 3 均为无侵入模型图 2（ 左 ） 给出了深侧向视电阻率值与浅侧向视 电阻率值之比随相对泥浆电阻率的变化曲线，从曲线上看，RLLD/RLLS随着泥 浆电阻率的增长而增大，并且只有当泥浆电阻率不小于地层电阻率时，深侧向 测得的视电阻率才会大于浅侧向的值。

图2（右）给出了在不同泥浆电阻率下 RLLD / RLLS比值随地层厚度变化的曲线，从图上可以看出，RLLD / RLLS比值随 地层厚度变化曲线上有一个极小点当地层厚度小于某个值时，随着地层厚度 的增加比值下降，而当地层厚度大于该值时，则随着地层厚度的增加而增大 图 3（左）给出了深侧向视电阻率值与浅侧向视电阻率值之比随相对围岩电阻率 的变化曲线，从曲线上看，只有当围岩电阻率大于地层电阻率时，深侧向测得 的视电阻率才会大于浅侧向的值图3 （右）给出了在不同围岩电阻率下RLLD / RLLS比值随地层厚度变化的曲线，从图上可以看出RLLD / RLLS比值随地层厚 度变化曲线上有一个极值点，其极性取决于围岩电阻率与目的层的比值，当围 岩大于目的层时，为极大值且在极值点的右侧表现为正幅度差，否则为极小 值，而且随着地层厚度的增加RLLD / RLLS趋近于1，即RLLD = RLLS图4为目 的层有侵模型，它给出了在不同侵入带电阻率下RLLD / RLLS比值随侵入半径变 化的曲线，从图上可以看出，RLLD / RLLS比值随侵入深度的增大而增大，而且 曲线存在极值，其极性取决于侵入带电阻率与目的层电阻率的比值，当侵入带 电阻率大于目的层时，为极大值且出现正幅度差，否则为负幅度差。

另外，在 侵入带电阻率大于目的层的条件下，对于某个固定的侵入带电阻率，随着侵入 深度的增大，RLLD/RLLS比值先是增加直到极大值点而后减小，最终趋于1, 而且曲线上的极值点位置主要反映了浅侧向在当前地层条件下的探测深度图2泥浆电阻率以及地层厚度对RLLD / RLLS比值的影响图3围岩电阻率以及地层厚度对RLLD / RLLS比值的影响图4侵入带电阻率以及侵入深度对RLLD / RLLS比值的影响从上述的分析结果可以得出，在双侧向测井中，正负幅度差是同时存在 的，是受泥浆电阻率、围岩电阻率、侵入带电阻率、地层厚度和侵入深度等多 因素共同影响的值得一提的是，上述结果是在应用无井眼（即无限均匀介质）K值下计算得出 的如果换成用有井眼的K值进行计算，那么上述各图中的曲线将会随确定K 值时的泥浆电阻率的变化而作纵向上的放大或缩小比如有井眼的K值确定条 件为井眼直径0.2m,泥浆电阻率3Q.m时，则上述各图中的各条曲线将在纵向 上放大1.25倍（电极系为文献［1］中的电极系，无井眼K值为：浅侧向Ks = 1.505，深侧向Kd = 0.733；有井眼K值为：Ks = 1.425，Kd = 0.869），即原来比值为0.8的点现在变为1.0（如图4中Rt / Ri = 1的曲线由原来的位置上移到与纵坐标为1的刻度线重合），因而使得产 生正幅度差的概率大大增加，这也就是现场有些仪器常数采用有井眼K值使得 大多数地层出现正幅度差的原因所在。

另外，在只存在井眼的均匀地层中，泥浆电阻率和井径的变化会使得在此 条件下刻度的仪器常数发生变化，其对应关系如图5所示从图5上可看出， 在Rm/Rt = 0.025附近有一个平坦段，在该段中，Kd / Ks受Rm / Rt变化的影 响较小，也就是说，泥浆电阻率在此范围内变化不会引起太大的幅度差变化， 但超出此范围则会引起较大的幅度差变化一般地，仪器的有井眼K值是在 8in井眼下，泥浆电阻率为某一个值时标定的，也就是在图5实线上的某一点 （该点对应于RLLD = RLLS，假设为A点）例如，根据斯伦贝谢公司的双侧向测井 仪（DLT）井眼校正图版得出，DLT的仪器常数是在8in （约20cm）井眼，泥浆 电阻率与目的层电阻率之比Rm / Rt = 0.025下标定的当泥浆电阻率变化或井 径变化时，深浅侧向的K值相应地发生变化，且变化的速度不一致，使得Kd/ Ks比值偏离A点，即使得RLLDhRLLS,产生幅度差图5仪器常数在不同井径下随泥浆电阻率变化关系引起“双轨”现象的原因分析关于产生“双轨”现象的原因，除了偶然的仪器故障引起［3］的外，不仅受 环境介质因素影响［2］而且和仪器常数K值的选用有关［3］。

正如上面所分 析的那样，双侧向测井的正负幅度差是同时存在的，是环境介质因素的函数， 在无侵入的厚地层（相对于双侧向测井仪的探测深度而言，20m以上厚度的地层 可近似看作无限厚地层）中也可能发生（如图4中Rt/ Ri = 1即无侵入的情形）一 般测井仪器所用的K值大部分用井场刻度器刻定，由于刻度器的模拟电阻包含 泥浆电阻率部分，因而由此刻得的K值属于有井眼K值，它的应用使得原来有 幅度差的地层幅度差变小或变为无幅度差，而无幅度差的地层变为有幅度差 就拿图5来说，假设仪器K值是在井眼直径20cm,泥浆电阻率与地层电阻率的 比值Rm / Rt = 0.025下刻定的，因而用该K值在该井眼条件下测井，所测得的 值在无侵入且地层无限厚时，无幅度差；而如果用该K值在井眼直径为20cm, 泥浆电阻率与地层电阻率的比值Rm / Rt = 0.001的井去测井，则测得无侵入地 层的幅度比将为0.853，为负幅度差如果用该K值在井眼直径为20cm，泥浆 电阻率与地层电阻率的比值Rm / Rt = 0.5的井去测井，则测得无侵入地层的幅 度比将为1.174，为正幅度差如果无井眼的K值在上述3种井眼条件下测井， 则将得到全部是负幅度差的结果。

这说明，采用不同的K值，即便是同一支仪 器在同一介质条件下也会得出不同的幅度差结果这正是各公司仪器对同一地 层测量结果不同的重要原因所在综上所述， “双轨”是一种相对的现象，使用不同意义下的仪器常数会影响 双侧向测井的幅度差，并改变发生“双轨”现象的概率在现场测井过程中，人 们往往认为在非渗透性厚地层（泥岩）中出现幅度差是不正常的，并想方设法通过 应用非均匀介质的K值去加以抑制，但这种压制只是部分有条件的，不是完全 的，因此测井过程中仍然会出现“双轨”现象，是正常的现象双轨”现象的处理方法探讨处理“双轨”现象，首先必须分清楚是由于哪种因素引起的如上所述，引 起“双轨〃现象的因素一般可分为仪器故障、仪器常数K值变化和环境介质3个 大因素一般由于仪器故障引起的“双轨〃现象是无法校正的，而由仪器常数K 值使用不当和环境介质引起的“双轨”现象则是可以通过一定的办法进行校正 的对于由仪器常数K值变化引起的“双轨〃现象可用均匀介质的仪器常数对测 井曲线进行重新处理处理后如若还有幅度差，说明是地层本身固有的，是由 环境介质引起的接下来的工作就是进行传统的资料处理（井眼校正、围岩校 正、侵入校正等）或现代的反演处理确定原状地层的电阻率。

测井曲线的反演技 术［5］是一种同时对井眼、围岩和侵入进行校正的并行校正技术，它更符合实 际情况，校正效果比传统的校正效果好，因此能够更准确地确定原状地层电阻 率（无论存在与否由环境介质引起“双轨”现象均可）结论根据上面的分析可以总结出以下几点结论：1．双侧向测井的幅度差是受多种因素影响的，它不管在渗透层还是非渗透 层均可能存在2.双侧向测井“双轨〃现象产生的原因大致分为仪器故障、仪器常数K值变 化和环境介质 3 个大因素，其中后两类因素引起的“双轨”现象是一种正常现 象，是可以校正的3．测井曲线的反演技术很可能是处理双侧向测井“双轨”现象最有效的手 段非法定计量单位，1in =2. 54cm，下同作者简介：柯式镇讲师， 1967年 1992年硕士毕业于应用地球物理专业后，留校从事 岩石物理性质和测井仪器与方法研究工作 1994年获一项国家发明专利， 1996 年和 1997 年获两项校科研成果一等奖，发表文章十多篇目前承担一个总公司 “九五”三级课题并兼职攻读博士学位 （地址：北京昌平水库路石油大学地科系邮编102200 ：-3084）作者单位：xxxx：石油大学・xxxxxx：华北石油学校参考文献1xx.电法测井.xx：石油工业出版社，19842 袁宁，聂在平．双侧向测井数值模拟用于测井质量控制的研究．测井技 术，1995，19（1）3 谢树棋，包德州．电阻率测井中电极系系数与“双轨”现象的探讨．地球 物理测井，1991，15（4）4Chemali R et al．The Shoulder Bed Effect on the Dual Laterolog and Its Variation 。