電法測井復習

1、第一章 自然電位測井擴散電動勢的產(chǎn)生：設(shè)有兩件不同礦化度即Cw和Cm的NaCl溶液且Cw/Cm，放入一個滲透性隔膜將它分隔成兩部分。其電化學活動過程是當兩種濃度不同的溶液接觸時，存在著一種企圖使兩種溶液濃度達到平衡的自然趨勢，即高濃度溶液中的離子受滲透壓的作用要穿過滲透性隔膜遷移到低濃度溶液中去，這種現(xiàn)象稱為擴散現(xiàn)象。在擴散過程中，NaCl溶液中的Cl-遷移速度大于Na+遷移速度，隨著擴散過程的延續(xù)在液體接觸而附近低濃度溶液中Cl-相對增多，形成負電荷集。而高濃度溶液中Na+相對增多，形成正電荷富集。產(chǎn)生了電位差異，當富集的電荷形成的電動勢增加到使正負激勵遷移速度相同時，電荷富集便產(chǎn)生了。這個

2、電動勢稱為擴散電動勢。擴散吸附電動勢的產(chǎn)生：正是由于離子雙電層的存在，在擴散過程中，離子擴散包括兩部分：一部分是遠水中的離子的擴散，應同砂巖一樣；另一部分則是雙電層中的Na+的擴散。兩者共同作用相當于參與擴散的陽離子數(shù)增多，從效應上看，表現(xiàn)為Na+的遷移速度超過了Cl-，因此擴散的結(jié)果與砂巖恰相反，即在濃度小的一方富集了Na+，出現(xiàn)相對過剩的正電荷，而在高濃度一方，富集了Cl-，出現(xiàn)了過剩的負電荷。正是由于泥巖吸附的Na+的參與（擴散層），這種擴散作用稱為擴散吸附作用，而形成的電動勢則稱為擴散吸附電動勢Eda，或稱為薄膜電位。自然電位測井曲線特點：a.當?shù)貙訋r性均勻，且上下圍巖性質(zhì)相同時，曲線

3、對稱于地層中點，且在地層中點處出現(xiàn)極大值；b.厚地層（h>4d），曲線半幅點對應于地層界面；c.隨地層厚度減小，對應于地層界面處的幅度升高（向峰值方向移動），地層的極大值減小，此時由半幅點確定的地層厚度要大于實際地層厚度。曲線讀數(shù)：作泥巖基線，選井段內(nèi)厚泥巖層的SP作為基線（沿井軸平行）；量出地層峰值與基線的距離；根據(jù)測井曲線圖頭的帶極性的橫向比例尺，將距離轉(zhuǎn)化成SP的幅度值（毫伏）自然電位測井的影響因素：一、Cw/Cmf的影響：Cw/Cmf>1，則SP曲線在砂巖層處出現(xiàn)負異常，且隨著比值的增大，曲線的幅度升高；Cw/Cmf<1，則 SP曲線在砂巖層處出現(xiàn)正異常；Cw/Cmf

4、1，則 SP曲線在砂巖層處異常消失。二、巖性的影響：K值受泥質(zhì)含量的影響，Vsh增大，曲線異常幅度降低。SP曲線是以泥巖基線作為參考，在井剖面上，若粘土礦物發(fā)生變化，基線發(fā)生偏移，需要分段解釋。三、溫度的影響：定量計算主要反映在K與溫度的變化上。四、溶液含鹽性質(zhì)的影響：含鹽類型不同，離子價和離子遷移率不同，則K不同，SP不同。五、地層電阻率的影響：地層其它性質(zhì)相同時，含油氣水不同時，SP不同。六、地層厚度的影響：h>4d的厚地層，曲線幅度不受地層厚度的影響；h<4d的薄層， ，主要原因在于電阻率的變化。七、擴徑和侵入的影響1、擴徑： 2、侵入：相當于擴徑（侵入越深，SP越?。?，同時

5、，泥漿濾液與地層水接觸面向地層深處移動，也使得SP減小。自然電位曲線的應用：1、劃分滲透層 （為SP曲線的最主要的應用之一）：以泥巖的SP為基線，若或，即淡水泥漿，SP曲線在滲透層處有負異常，據(jù)此特征找出滲透層位置。2、估算泥巖含量：測井解釋的泥巖指的是由細粉砂和濕粘土組成的混合物，具有不同的分布形式，測井解釋中分為層狀、分散及結(jié)構(gòu)泥質(zhì)。3、確定。4、估計滲透性巖層厚度；5、判斷水淹層第二章 普通電阻率測井巖石電阻率的影響因素：一、巖石固體部分（電子導電）；二、泥質(zhì)含量及膠結(jié)程度（離子導電）；三、孔隙流體（油、氣和水）（離子導電）：孔隙度；空隙形狀及分布；含油飽和度；地層水電阻率。阿爾奇公式：

6、第一公式：= 第二公式： 梯度電極系：單電極到成對電極相鄰電極距離大于成對電極間的距離。電位電極系：成對電極間的距離大于單電極到成對電極相鄰電極距離。記錄點：測井參數(shù)的深度參考點。梯度電極系：成對電極M、N（A、B）的中點O。電位電極系：單電極到相鄰成對電極中點（AM的中點O）。電極距：梯度電極系：單電極到記錄點之間的距離（AO）。電位電極系：單電極到相鄰成對電極的距離（AM）。探測深度：指探測器的橫向探測深度，對普通電阻率測井來說，以供電電極為中心，以某一深度為半徑的球面內(nèi)包含的介質(zhì)對測量結(jié)果貢獻為50%時，此半徑為探測深度。梯度電極系：探測半徑為1.4AO。電位電極系：探測半徑為2AM。梯

7、度電極系極大值可確定地層界面：記錄點進入高阻層以后開始一段時間內(nèi)，由于下面圍巖的電阻率較低，對電流有一定的吸引作用，因此記錄點處的實際電流密度JO要大于JOj，且此時記錄點處的介質(zhì)電阻率為高阻值，因此在界面處形成了視電阻率極大值，故極大值可確定地層界面。影響因素：1.電極系的影響：不同的電極系測得的視電阻率曲線不同，即使對相同電極系來說，盡管地層模型相同，測量條件相同，如果電極距不同，得到的曲線也會有較大差別（不同電極距的視電阻率曲線）。2.井的影響：井的影響主要體現(xiàn)在井對供電電流分流作用，致使視電阻率曲線幅度降低、界面處曲線平緩（井內(nèi)泥漿的電阻率比高阻圍巖的電阻率低）；井徑的影響：井徑越大，

8、探測范圍內(nèi)低阻泥漿越多，對測量結(jié)果影響越大，視電阻率越低；井內(nèi)泥漿電阻率的影響：泥漿電阻率低時，由于分流作用增強，也使得視電阻率曲線幅度降低。3.圍巖-層厚的影響：電極系選定后，電極距一定。滲透層（地層）厚度不同，視電阻率曲線也會出現(xiàn)差異。地層薄，低阻圍巖的影響就會加大，視電阻率曲線值幅度偏低。4.泥漿侵入的影響：泥漿侵入造成滲透層徑向電阻率分布的變化，出現(xiàn)了沖洗帶、過渡帶和原狀地層，井壁還有泥餅的存在。5.高阻鄰層的影響：在探測系范圍內(nèi)存在幾個高阻層的情況，相鄰之間產(chǎn)生屏蔽影響，使視電阻率曲線產(chǎn)生畸變。6.地層傾角的影響：理論曲線是在水平巖層得出的，地層傾斜也使得實測曲線和理論曲線形狀和幅度

9、均有差異。（巖層傾角不同時所測的頂部梯度視電阻率曲線，隨地層傾角的增大，曲線的極大值向地層中心移動使曲線趨近對稱，極大值的幅度降低，曲線變得平緩）。視電阻率曲線的應用：（1）劃分巖性：在砂泥巖剖面上，利用視電阻率曲線可以確定滲透層。對于油氣層，視電阻率表現(xiàn)為高值；而泥巖層的視電阻率值一般較低；SP測井在滲透層有自然電位異常，對于淡水泥漿砂泥巖剖面，SP為負異常，鹽水泥漿為正異常。視電阻率曲線和SP曲線相結(jié)合就可以粗略確定高阻油氣層。地層界面的確定方法：頂部（底部）梯度電極系曲線在高阻層上（下）界面處為極大值，因此采用頂、底梯度電極系曲線分別確定高阻層的上下界面。（2）求巖層的真電阻率：巖層的電

10、阻率受井眼、侵入、層厚、上下圍巖等多種因素的影響，因此普通電阻率曲線無法直接得到地層的真實電阻率，這對求準地層的含油性帶來了較大的困難。在橫向測井和感應測井出來之前，人們多采用“橫向測井圖版”求得地層的真實電阻率。主要是利用電阻網(wǎng)絡模型，模擬已知參數(shù)，繪制理論曲線，并和實測曲線對比，如果吻合較好，則說明地層的真實電阻率與模型所設(shè)置的電阻率值接近，而看成地層的真實電阻率；（3）求巖層的孔隙度：對于巨厚水層，將視電阻率值作為R0，利用水樣分析或SP求出地層水電阻率，利用阿爾奇公式確定地層的孔隙度（可根據(jù)巖性選取巖性系數(shù)）。（4）確定油層的含油飽和度：利用SP測井，求出地層水電阻率，結(jié)合孔隙度測井資

11、料根據(jù)阿爾奇第一公式，確定地層的R0;利用阿爾奇第二公式確定地層的含油飽和度。（5）視電阻率測井是標準測井圖和柱狀剖面圖的重要組成部分，也是目前常用的測井方法。標準測井: 標準測井是使用幾種測井方法在全區(qū)的各口井中，用相同的橫向比例和深度比例，對全井段進行測井，這種組合測井叫標準測井。標準測井內(nèi)容包括標準電極系測井、自然電位測井及井徑測井和自然伽馬測井。標準電極系的選取原則：一方面要求電極系測出的視電阻率曲線，能夠清楚的劃分本地區(qū)地質(zhì)剖面上的各種巖性;又一方面要求電極系所測出的視電阻率盡可能接近地層的真實電阻率，以便于判斷油氣水層。標準測井的主要應用：1、地層對比。2、繪制地區(qū)綜合錄井圖3、粗

12、略的劃分巖性和油氣水層4、研究沉積相和劃分時間單元。微電極系測井（目的）：為了提高視電阻率的縱向分辨能力，不漏掉薄層和求準目的層的厚度，又能形象直觀的判斷滲透層，準確的測出沖洗帶電阻率。微電極測井應用的依據(jù)：滲透層井段在微電極曲線上最明顯的特征就是有幅度差。滲透層由于泥漿侵入，侵入結(jié)果在井壁上有泥餅并形成沖洗帶，一般沖洗帶的電阻率要比泥餅的電阻率高很多，微梯度電極系的探測深度較淺，主要受泥餅的影響，而微電位的探測深度較深，主要受到?jīng)_洗帶的影響，因此在滲透層處，微梯度的曲線幅度要小于微電位的曲線幅度。微電極系測井資料的應用：1劃分巖性剖面；2確定地層界面：微電極的縱向分辨率很高，劃分薄互層和薄夾

13、層可靠，常用分歧點的位置確定地層界面。3確定含油砂巖的有效厚度：扣除非滲透性的致密夾層就得到油氣層的有效厚度。4確定井徑擴大井段：井徑擴大常使極板懸空，因此微電極系測得到電阻率很低，接近與泥漿電阻率。 5確定沖洗帶電阻率和泥餅厚度：多用圖版法確定。第三章 側(cè)向測井三電極側(cè)向測井測量原理：A0通以主電流I0，A1、A2通以與I0極性相同的屏蔽電流Is，保持I0不變 ，采用自動控制Is的方法，使UA1 =U A2=0，由此迫使主電流呈層狀垂直流入地層，測量的是主電極與N電極的電位差DU。在I0不變的情況下，DU與主電流流經(jīng)的介質(zhì)電阻成正比。 為三側(cè)向電極系系數(shù)，上式為近似值。三電極側(cè)向測井曲線特點

14、：對單一的高阻厚層，若上下圍巖相同時：1）曲線對稱于地層中部，且在中部出現(xiàn)最大值，最接近地層真視電阻率；2）深三側(cè)向視電阻率主要反映原狀地層的電阻率Rt；淺三側(cè)向視電阻率主要反映 侵入帶（沖洗帶）地層的電阻率即Ri或者RXO；3）層界面處Ra急劇增大；4）高阻臨層的影響較小。三電極側(cè)向測井應用：1、劃分巖性，識別滲透層：深三側(cè)向視電阻率大??；深淺曲線重疊的幅度值。2、判斷油氣水層：a深三側(cè)向視電阻率大?。ù螅河蜌鈱樱恍。核畬樱深淺三側(cè)向幅度差：一般正幅度差指示油層，負幅度差指示水層。3、確定Rt和Ri。三電極側(cè)向測井的優(yōu)缺點：優(yōu)點：1.縱向分辨率提高2.受井眼、 圍巖影響減小3.主要在高阻

15、剖面和鹽水泥漿中測量。缺點：地層侵入深時，Rd受侵入帶影響大；地層侵入淺時，Rs受原狀地層影響大七側(cè)向測井的基本原理：主電極A0發(fā)出主電流I0，屏蔽電極A1和A2發(fā)出同極性的屏蔽電流Is，保持I0不變，儀器自動節(jié)Is，使UM1 M1=UM2M2=0，迫使I0呈層狀垂直井軸而流入地層。 雙側(cè)向測井測量原理：測量過程中主電流Io保持不變，自動調(diào)整屏蔽電極A1、A1、A2、A2電流使得不變（a給定），且滿足兩對監(jiān)督電極電位差為零。在測井的過程中，記錄監(jiān)督電極M1與對比電極N之間的電位差（由于對比電極N離電極系的位置較遠，實際測量的只是監(jiān)督電極M1的電位），根據(jù)視電阻率表達式，從而記錄井剖面地層的電阻

16、率，其中K電極系系數(shù)，一般通過實驗室刻度。深淺側(cè)向記錄的電阻率通常用RLLD、RLLS表示。優(yōu)點：1、利用三側(cè)向的棒狀電極，加強主電流聚焦；2、采用七側(cè)向的監(jiān)督電極，控制主電流在井軸上的分流。3、采用恒功率方式記錄，滿足電阻率變化范圍的需要。雙側(cè)向測井的資料應用：1、確定地層的真電阻率和侵入帶直徑：確定地層的真電阻率一般要經(jīng)過井眼、圍巖、侵入三種校正。2、劃分巖性，識別滲透層 。3、快速、直觀判斷油、水層：將深淺雙側(cè)向曲線重疊繪制，以出現(xiàn)“幅度差”劃分滲透層。油層：出現(xiàn)正幅度差，RLLd>RLLs，水層：一般出現(xiàn)負幅度差，RLLdRLLs;微側(cè)向電極系的探測深度較淺，受到泥餅影響較為突出

17、，而鄰近側(cè)向的探測深度較大，測量結(jié)果受到原狀地層的影響，因此用于測量沖洗帶電阻率都不夠理想，因此即使探測深度較淺，又受泥餅影響較小球形聚焦測井，用于測量地層沖洗帶的電阻率。微球聚焦測井：測井時，主電極發(fā)出總電流Io，其中一部分電流和輔助電極A1形成輔助電流Is，分布在泥餅中；另一部分與B形成主電流，主要分布在沖洗帶中，主電流的流線呈輻射狀，等位面成球形(球形聚焦得名依據(jù))；自動調(diào)整Io和Is的大小，使得監(jiān)督電位之間的電位差為0，記錄主電流隨井深的變化曲線，最終求得介質(zhì)的視電阻率。資料應用：1.劃分薄層：由于微球形聚焦測井受泥餅的影響較小，對地層的電阻率變化非常靈敏，在巖性不同的界面處都有明顯的

18、變化，因此縱向分辨率較強，可以較好用來劃分薄層和薄夾層。2.確定Rxo：確定沖洗帶地層電阻率是微球形聚焦測井另一個重要的應用。組合：雙側(cè)向加微球；雙感應加八側(cè)向。第四章 感應測井在油基泥漿井和無水泥漿的干井中不能使用直流測井。感應測井的原理：發(fā)射線圈(T)產(chǎn)生交變電磁場，從而在單元環(huán)中產(chǎn)生一次感應電動勢，因為單元環(huán)為導電介質(zhì)，會產(chǎn)生交變渦流（大小與地層電導率有關(guān)）， 單元環(huán)上的渦流在接收線圈(R)產(chǎn)生二次感應電動勢（有用信號），通過測量R上的二次感應電動勢可以反映線圈系所處的介質(zhì)的電導率變化。任一單元環(huán)在R上產(chǎn)生二次感應電動勢（有用信號）儀器常數(shù) 幾何因子 則 假設(shè)線圈系周圍的介質(zhì)是由無數(shù)個這

19、樣的單元環(huán)組成，并且它們在空間獨立存在，彼此互不影響，則接收線圈總的有用信號VR是所有這些單元環(huán)貢獻的總和，即：可以證明，全空間說有單元環(huán)幾何因子的總和為1，即： 則對于電導率為的均勻無限介質(zhì)， 即均勻介質(zhì)的有用信號與其電導率成正比。實際測量介質(zhì)為非均勻介質(zhì)，但我們?nèi)园瓷鲜接嬎汶妼?，稱為視電導率，記為 或 儀器周圍介質(zhì)分成井眼泥漿、侵入帶、原狀地層、圍巖幾部分，各部分的幾何因子分別是Gm、Gi、Gt、Gs，相應介質(zhì)的電導率為，則視電導率則寫成雙線圈系的探測特性不夠理想，主要表現(xiàn)在：受井眼的影響較大，探測深度較淺，分層能力低，圍巖影響大，而且無用信號比有用信號大很多，這對儀器制造也帶來了較大困難。為滿足實際測井的要求，實際上采用復合線圈系。感應測井資料應用：1、劃分滲透層;2、參與組合測井，定性判斷油氣水層3、感應與孔隙度測井組合，定量