地球物理測井尉中良

1、第七章 地球物理測井7.1 綜合篇部分7.1.1 測井的含義及方法分類地球物理測井(或稱地球物理測井勘探、地球物理測井勘查、應(yīng)用地球物理測井、礦場地球物理)，簡稱測井，是地球物理學(xué)的一個重要分支學(xué)科。它以物理學(xué)(電、聲、核、磁、熱、光、力等)、數(shù)學(xué)和地質(zhì)學(xué)為理論基礎(chǔ)，以井眼及其周圍介質(zhì)為研究對象，采用多種專門的儀器設(shè)備，沿鉆井剖面測量各種物理參數(shù)，通過數(shù)據(jù)處理和綜合研究，揭示測量對象的特征和規(guī)律，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)油氣、煤、金屬與非金屬、放射性、地?zé)帷⒌叵滤鹊V產(chǎn)資源，近年來已擴(kuò)展到工程地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境、考古研究等應(yīng)用領(lǐng)域。測井與地面、航空、海洋等地球物理分支學(xué)科具有相同之處，有些測井方法在原理

2、上與其它地球物理方法基本相同；而且它們也可以用來解決相同的地學(xué)問題。不同之處在于，測井必須將儀器放入井中，使其充分接近測量對象，因此測井一般具有更高的測量精度；由于其測量精度高和特有的鉆井條件，其它地球物理分支不能實(shí)現(xiàn)的測量方法，在測井中可以采用，因此，測井方法的種類更多。測井與井中物探同屬于將儀器放入井中測量的方法，但是二者的探測空間范圍不同，很多文獻(xiàn)中均不予嚴(yán)格區(qū)分。測井探測范圍為“井壁附近”，通常指在垂直于井軸方向(徑向)上自井軸向外數(shù)厘米或數(shù)米，在沿井軸方向上自井口至井底的空間范圍；井中物探的勘查范圍是井周、井間或井底下方的較大空間，其具體范圍決定于所用方法技術(shù)及探測目標(biāo)的狀況，目前一

3、般為井軸徑向或井底數(shù)十至數(shù)百米。鉆井目的不同，其深度也有差別。工程和水文鉆井，淺的僅數(shù)十米；油氣勘探開發(fā)井，一般深度為10006000m，塔里木油田克深7井完鉆深度達(dá)到8023m；世界上最深鉆井位于俄羅斯科拉半島，原計(jì)劃鉆探到15000m深度，相當(dāng)于地殼平均厚度30000m的一半，目前只鉆至12262m。理論上，鉆井有多深，測井也可以探測多深。但是實(shí)際上測井會受井中溫度、壓力等條件的影響和制約。測井種類很多，分類方法也很多。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，測井可分為油氣測井、煤田測井、金屬非金屬礦測井、水文及工程測井等。根據(jù)儀器下井方式的不同，測井可分為電纜測井和隨鉆測井。由電纜連接測井儀器，在重力作用下

4、將測井儀器下入井中測井稱為電纜測井，它適合直井和井斜角較小的井眼情況，是最常用的測井方式；隨鉆測井是在鉆井過程中，將測井儀器附于鉆頭處測井，可以減少井眼對測量結(jié)果的影響，且適合大斜度井和水平井的情況。根據(jù)井眼狀況的不同，測井可以分為裸眼井測井和套管井測井。井眼被鉆開后，處于裸眼狀態(tài)時進(jìn)行測井，稱為裸眼井測井；如果井中下入套管，在套管內(nèi)測井，稱為套管井測井。另外，還可以根據(jù)探測對象的物理性質(zhì)不同，進(jìn)行測井方法分類。1）以巖石導(dǎo)電性質(zhì)為基礎(chǔ)的測井方法：普通電阻率測井、側(cè)向測井、感應(yīng)側(cè)井、微電極測井、微側(cè)向測井、微球型聚焦測井和微電阻率掃描成像測井等。2）以巖石電化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的測井方法：自然電位測

5、井和人工電位測井等。3）以巖石彈性或聲學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的測井方法：聲波速度測井、聲波幅度測井、陣列聲波測井和超聲波成像測井等。4）以巖石核物理性質(zhì)為基礎(chǔ)的測井方法：自然伽馬測井、自然伽馬能譜測井、密度測井、中子測井、同位素測井、元素俘獲譜測井、X射線熒光測井和核磁共振測井等。5）其他測井方法：井徑測井、井斜測井、地層傾角測井、溫度測井和磁化率測井等。7.1.2 測井的發(fā)展歷史圖7.1.1世界上第一條測井曲線測井起源于法國。1927年9月5日，C.Schlumberger 和 M.Schlumberger在法國Merkwiller-Pechelbronn油田一口500m深的井中進(jìn)行普通電阻率測井，獲

6、得了世界上第一條測井曲線(圖7.1.1)，標(biāo)志著測井技術(shù)的誕生。測井開始在歐洲用于勘探煤和油氣，兩年后傳到美國和前蘇聯(lián)。1939年12月20日，翁文波在四川石油溝一號井主持了中國首次測井工作。1943至1945年翁文波和趙仁壽在玉門油礦作過10余口井的電測井工作；1947年夏至1949年春，劉永年和王曰才在玉門油礦組建和主持我國第一個電測站。他們對中國測井學(xué)科的創(chuàng)立和發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。長期以來，測井在石油工業(yè)中發(fā)揮了十分重要的作用，占有十分重要的地位，而石油勘探開發(fā)工作的不斷深入和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，又有力地推動了測井技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了以電、磁、聲、核、熱、力、光等物理學(xué)原理為基礎(chǔ)的一系列

7、測井方法。根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)，測井技術(shù)的發(fā)展歷程大致可分為模擬記錄、數(shù)字測井、數(shù)控測井和成像測井等幾個階段。7.1.2.1 模擬記錄階段(19271964)測井儀器采用模擬記錄方式，利用檢流計(jì)光點(diǎn)照相記錄儀在照相紙或膠片上記錄測井曲線。模擬記錄的特點(diǎn)是采集的數(shù)據(jù)量小，傳輸速率低。這一階段相繼誕生的測井方法包括普通電阻率測井(1927)，自然電位測井(1931)，自然伽馬測井(1946)，感應(yīng)測井(1948)，地層密度測井(1950)，七側(cè)向測井和三側(cè)向測井(1952)，聲波測井(1952)，閃爍自然伽馬測井(1956)，等等。7.1.2.2數(shù)字測井階段(19651972)20世紀(jì)60年

8、代，世界石油產(chǎn)量達(dá)到10×108t，測井工作量大增。同時，測井技術(shù)的發(fā)展使測量信息越來越豐富，模擬測井儀器已不能滿足需要，人們開始研制數(shù)字化測井地面儀器以及與之配套的下井儀器。1965年，斯倫貝謝公司首次用“車載數(shù)字轉(zhuǎn)換器”(包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字深度編碼和磁帶記錄裝置)記錄數(shù)字化測井?dāng)?shù)據(jù)，數(shù)字測井時代開始。利用數(shù)字磁帶機(jī)進(jìn)行數(shù)字記錄，提高了測量精度，增加了可靠性，且便于將測井資料輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。7.1.2.3數(shù)控測井階段(19731990)計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，推動測井儀器的更新?lián)Q代。1973年，首次在現(xiàn)場用計(jì)算機(jī)采集和處理數(shù)據(jù)，數(shù)控測井時代開始。數(shù)控測井儀器是以車載計(jì)算機(jī)為中心

9、的遙控、遙測系統(tǒng)，各種下井儀器作為計(jì)算機(jī)的外設(shè)，通過電纜通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和計(jì)算機(jī)對下井儀器的控制。儀器校驗(yàn)、測量數(shù)據(jù)處理、顯示、曲線回放等都通過軟件實(shí)現(xiàn)。在這一階段，增加了測井方法包括：自然伽馬能譜測井，巖性密度測井，碳氧比能譜測井，長源距聲波測井，電磁波傳播測井，地層學(xué)地層傾角測井，地層微電阻率掃描測井。這些新的測井方法，能夠提取更多的有用信息，擴(kuò)大了測井的應(yīng)用領(lǐng)域。7.1.2.4成像測井階段(1990年以后)石油勘探中，越來越多地遇到裂縫性等各種復(fù)雜地層，迫使人們尋求應(yīng)對復(fù)雜地層的測井方法。1986年，微電阻率掃描成像測井儀問世，對裂縫識別和評價提供了全新的手段，引起了人們極大的興趣

10、和充分重視。之后，其他一些成像測井下井儀器相繼誕生。為了滿足各種成像測井儀器在大信息量傳輸、記錄、圖像處理等方面的要求，研制成像測井地面儀器并將各種成像測井儀器與之集成而形成完整的成像測井系統(tǒng)已成為必然趨勢。20世紀(jì)90年代初，斯倫貝謝公司率先推出了MAXIS-500成像測井系統(tǒng)。成像測井是一個集各種先進(jìn)技術(shù)之大成的系統(tǒng)，是高新技術(shù)的結(jié)晶；成像測井地面系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙控遙測技術(shù)、高速數(shù)據(jù)傳輸、應(yīng)用軟件密切結(jié)合的體現(xiàn)。7.1.3 測井的用途測井的應(yīng)用非常廣泛，而且在不同的應(yīng)用領(lǐng)域有不同的用途。在油氣勘探開發(fā)中，測井占有特殊重要地位。每個階段的各類鉆井，測井工作都必不可少。對一口油氣鉆井而言，

11、測井的應(yīng)用一直要持續(xù)到井的報廢。測井在儲集層評價、油藏靜態(tài)描述與綜合地質(zhì)研究、油井檢測與油藏動態(tài)描述、鉆井采油工程等方面，起著關(guān)鍵性的不可替代的作用。除了前面述及的大多數(shù)裸眼井和套管井測井方法外，還有許多生產(chǎn)測井方法，甚至包括射孔、井壁取心等?，F(xiàn)代測井在石油工業(yè)中是高新技術(shù)含量最多的產(chǎn)業(yè)部門之一，在我國已列為石油科學(xué)的十大學(xué)科之一。煤田也是測井技術(shù)重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。測井被廣泛用于鉆井地質(zhì)剖面的劃分和對比，查明煤層并確定其深度、厚度、結(jié)構(gòu)和品質(zhì)，提供巖層、煤層的機(jī)械力學(xué)參數(shù)，評價頂?shù)装宸€(wěn)定性，確定含水層位置及補(bǔ)給關(guān)系，了解地溫?cái)?shù)據(jù)及井身技術(shù)狀況等，是煤田勘查、儲量計(jì)算、開發(fā)工程設(shè)計(jì)不可缺少的手段

12、。我國有關(guān)法規(guī)規(guī)范要求在煤田地質(zhì)勘查中每口井都須按設(shè)計(jì)要求做測井工作。在水文及工程勘查中，測井也占有重要地位。它在各類水文鉆井中被用來查明和劃分含水層和隔水層，確定含水層性質(zhì)和水力聯(lián)系，估算地層涌水量或吸水量，劃分咸淡水界面，評價水的礦化度，檢查固井質(zhì)量及止水效果，以及劃分裂隙、巖溶發(fā)育帶、進(jìn)行區(qū)域地層對比等。在各類工程鉆井中測井被用來原位測定巖石土壤的各種力學(xué)參數(shù)，主要是密度、體積模量、切變模量、泊松比等彈性參數(shù)。除了專門的水文或工程勘查項(xiàng)目外，在各類礦產(chǎn)特別是油氣和煤炭勘查開發(fā)項(xiàng)目鉆井中，有時也包括水文測井、工程測井的任務(wù)和內(nèi)容。在金屬礦勘查中，測井主要用于劃出礦化、礦層或富礦段，確定其深

13、度和厚度；確定礦石成分、品位、規(guī)模和儲量；劃分和校驗(yàn)鉆井地質(zhì)剖面，校正鉆探巖心編錄；為地面或井中物探解釋提供所需的物性參數(shù)；地層對比，研究礦體產(chǎn)狀；解決礦區(qū)水文地質(zhì)問題，如確定出水位置。常常與井中物探方法相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)井周、井底、深部盲礦；確定礦體相對于井的位置、形狀、大小、產(chǎn)狀；圈定礦體或礦化帶范圍；研究井間礦體的連續(xù)性等。在科學(xué)鉆探方面，測井也起到了重要作用?？茖W(xué)鉆探是人類深入地球內(nèi)部原位認(rèn)識和研究地球的唯一途徑，包括海洋科學(xué)鉆探、大陸科學(xué)鉆探、湖泊鉆探和極地鉆探。測井在科學(xué)鉆探的巖石學(xué)、古環(huán)境、古氣候、構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、地?zé)岷偷厍蚧瘜W(xué)等方面研究中取得了豐碩成果。7.1.4 測井儀器設(shè)備在

14、絕大多數(shù)情況下，現(xiàn)場使用的電纜測井儀器設(shè)備，一般由地面儀器、下井儀器、絞車、電纜、電纜頭和井口滑輪等部件組成(圖7.1.2)。圖7.1.2 電纜測井示意圖國內(nèi)外的測井儀器生產(chǎn)商很多，生產(chǎn)的測井儀器大致可分為兩類：一類主要服務(wù)于油氣勘探開發(fā)，下井儀器種類多、精度高、探測深度大，如斯倫貝謝公司、阿特拉斯公司、哈里伯頓公司、西安石油勘探儀器廠、大慶油田、勝利油田等單位生產(chǎn)油田測井儀器；另一類為輕便測井儀器系統(tǒng)，主要服務(wù)于煤田、金屬礦、水文、工程測井領(lǐng)域，下井儀器直徑較小、種類有限、探測深度一般不超過2000m，英國RG公司、美國MT公司、重慶地質(zhì)儀器廠、上海地質(zhì)儀器廠等生產(chǎn)此類測井儀器。表7.1.1

15、列出了部分常用的測井儀器設(shè)備。表7.1.1 部分常用的測井儀器設(shè)備儀器生產(chǎn)商設(shè)備名稱適用領(lǐng)域斯倫貝謝公司CSU型數(shù)控測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)MAXIS-500型成像測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)阿特拉斯公司CLS-3700型數(shù)控測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)ECLIPS-5700型成像測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)哈里伯頓公司DLL型數(shù)控測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)EXCELL-2000型成像測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)中國石油測井有限公司EILOG型成像測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)西安石油勘探儀器廠SKC-2000型數(shù)控測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)ERA-2000型成像測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)勝利油田測井公司SL-3000型數(shù)控測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)SL-600

16、0型成像測井系統(tǒng)油氣勘探開發(fā)MOUNT SOPRIS儀器公司MATRIX 型輕便測井儀固體礦產(chǎn)、水文工程Robertson Geologging公司Micrologger-2型輕便測井系統(tǒng)固體礦產(chǎn)、水文工程重慶地質(zhì)儀器廠JGS-3型數(shù)字測井系統(tǒng)固體礦產(chǎn)、水文工程上海地學(xué)儀器研究所JHQ-2D型數(shù)字測井系統(tǒng)固體礦產(chǎn)、水文工程渭南煤礦專用設(shè)備廠TYSC-3Q型數(shù)字測井儀固體礦產(chǎn)、水文工程北京中地英捷物探儀器研究所PSJ-2型數(shù)字測井系統(tǒng)固體礦產(chǎn)、水文工程7.2 電法測井部分以巖石電學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的測井方法，統(tǒng)稱為電測井或電法測井，是國內(nèi)外出現(xiàn)最早、種類較多、在應(yīng)用中始終處于重要地位的一類測井方法。本

17、章主要介紹生產(chǎn)實(shí)踐中最常用的一些方法，首先介紹最簡單的測井方法自然電位測井；然后由淺入深，依次介紹普通電阻率測井、側(cè)向測井、沖洗帶電阻率測井和感應(yīng)測井。7.2.1 自然電位測井自然電位測井是沿井身測量巖層或礦體在天然條件下產(chǎn)生的電場電位變化的一種測井方法。自然電位測井誕生于1931年，是世界上最早使用的測井方法之一，測量簡便且實(shí)用意義很大，所以至今依然廣泛應(yīng)用。在生產(chǎn)實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)，將一個測量電極放入裸眼井中并在井內(nèi)移動，在沒有人工供電的情況下，仍能測量到電場電位變化。這個電位是自然產(chǎn)生的，所以稱為自然電位。7.2.1.1 井中自然電位的產(chǎn)生研究表明，井中自然電位包括擴(kuò)散電位、擴(kuò)散吸附電位、過

18、濾電位和氧化還原電位等幾種。鉆井泥漿濾液和地層水的礦化度(或濃度)一般是不相同的，兩種不同礦化度的溶液在井壁附近接觸產(chǎn)生電化學(xué)過程，結(jié)果產(chǎn)生擴(kuò)散電位和擴(kuò)散吸附電位；當(dāng)泥漿柱與地層之間存在壓力差時，地層孔隙中產(chǎn)生過濾作用，從而產(chǎn)生過濾電位；金屬礦含量高的地層具有氧化還原電位。在石油井中，自然電位主要由擴(kuò)散電位和擴(kuò)散吸附電位組成。（1）擴(kuò)散電位圖7.2.1 擴(kuò)散電位產(chǎn)生示意圖首先做一個電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖7.2.1所示。用一個滲透性隔膜將一個玻璃缸分隔成左右兩部分，分別往玻璃缸兩邊注入濃度不同的NaCl溶液(濃度分別為和，且)，然后在兩種溶液中各插入一個電極，用導(dǎo)線將這兩個電極和一個電壓表串聯(lián)

19、起來，我們可以觀察到電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。玻璃缸左右兩邊溶液的濃度不同，那么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(kuò)散現(xiàn)象。對于NaCl溶液來說，由于的遷移率大于的遷移率，因此低濃度溶液中的相對增多，形成負(fù)電荷的富集，高濃度溶液中的相對增多，形成正電荷的富集。于是，在兩種不同濃度的溶液間能夠測量到電位差。雖然離子繼續(xù)擴(kuò)散，但是受到高濃度溶液中的正電荷吸引和低濃度溶液中的負(fù)電荷排斥作用，其遷移率減慢；則遷移率加快，因而使兩側(cè)的電荷富集速度減慢。當(dāng)正、負(fù)離子的遷移率相同時，電動勢不再增加，但離子的擴(kuò)散作用還在進(jìn)行，這種狀態(tài)稱為動態(tài)平衡。此時接觸面處的電動勢

20、稱為擴(kuò)散電動勢或擴(kuò)散電位。通常情況下，地層水的含鹽濃度大于泥漿濾液的含鹽濃度，即，因此擴(kuò)散結(jié)果是地層水中富集正電荷，泥漿中富集負(fù)電荷。（2）擴(kuò)散吸附電位如果用泥巖隔膜替換上述實(shí)驗(yàn)中的滲透性隔膜，而不改變其它條件，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？通過觀察，發(fā)現(xiàn)電壓表指針朝相反方向偏轉(zhuǎn)，表明濃度大的一側(cè)富集了負(fù)電荷，而濃度小的一側(cè)富集了正電荷(圖7.2.2)。用泥巖隔膜將兩種不同濃度的NaCl溶液分開，兩種溶液在此接觸面處產(chǎn)生離子擴(kuò)散，擴(kuò)散總是從濃度大的一方向濃度小的一方進(jìn)行。由于粘土礦物表面具有選擇吸附負(fù)離子的能力，因此當(dāng)濃度不同的NaCl溶液擴(kuò)散時，粘土礦物顆粒表面吸附，使其擴(kuò)散受到牽制，只有

21、可以在地層水中自由移動，從而導(dǎo)致電位差的產(chǎn)生。這樣就在泥巖隔膜處形成了擴(kuò)散吸附電位。圖7.2.2 擴(kuò)散吸附電位產(chǎn)生示意圖圖7.2.3過濾電位形成示意圖（3）過濾電位溶液通過毛細(xì)管時，毛細(xì)管壁吸附負(fù)離子，使溶液中正離子相對增多。正離子在壓力差的作用下，隨同溶液向壓力低的一端移動，因此在毛細(xì)管兩端富集不同符號的離子，壓力低的一方帶正電、壓力高的一方帶負(fù)電，于是產(chǎn)生電位差，如圖7.2.3所示。巖石顆粒與顆粒之間有很多孔隙，它們彼此連通，形成很細(xì)的孔道，相當(dāng)于上述的毛細(xì)管。在鉆井過程中，為了防止井噴，通常使泥漿柱壓力略大于地層壓力。在壓力差的作用下，泥漿濾液向地層中滲入。由于巖石顆粒的選擇吸附性，孔道

22、壁上吸附泥漿濾液中的負(fù)離子，僅正離子隨著泥漿濾液向地層中移動，這樣在井壁附近聚集大量負(fù)離子，在地層內(nèi)部富集大量正離子，從而產(chǎn)生電位差，這就是過濾電位。（4）氧化還原電位由于巖體的不均勻性，當(dāng)它與泥漿接觸而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，某一部分會因失去電子而呈正極性，另一部分則會因得到電子而顯負(fù)極性，因此，二者之間便產(chǎn)生電位差，稱為氧化還原電位。氧化還原電位僅產(chǎn)生于電子導(dǎo)電的固相礦體中，例如煤層和金屬礦。沉積巖中基本沒有氧化還原電位。7.2.1.2自然電位測井的應(yīng)用自然電位測井是一種最常用的測井方法，有著廣泛的用途。（1）劃分滲透性巖層一般將大段泥巖層的自然電位測井曲線作為泥巖基線，偏離泥巖基線的井段都可以認(rèn)

23、為是滲透性巖層。滲透性很差的地層，常稱為致密層，其自然電位測井曲線接近泥巖基線或者曲線的幅度異常很小。識別出滲透層后，可用自然電位測井曲線的半幅點(diǎn)來確定滲透層界面，進(jìn)而計(jì)算出滲透層厚度。半幅點(diǎn)是指泥巖基線算起1/2幅度所在位置。對于巖性均勻、界面清楚、厚度滿足的滲透層，利用半幅點(diǎn)劃分巖層界面是可信的；如果儲集層厚度較小，自然電位測井曲線異常較小，利用半幅點(diǎn)求出的厚度將大于實(shí)際厚度，一般要與其它縱向分辨率較高的測井曲線一起來劃分地層。（2）地層對比和研究沉積相自然電位測井曲線常常作為單層劃相、井間對比、繪制沉積體等值圖的手段之一，這是因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn)，見圖7.2.4。1）單層曲線形態(tài)能反映粒度

24、分布和沉積能量變化的速率。如柱形表示粒度穩(wěn)定，砂巖與泥巖突變接觸；鐘形表示粒度由粗到細(xì)，是水進(jìn)的結(jié)果，頂部漸變接觸，底部突變接觸，漏斗形表示粒度由細(xì)到粗，是水退的結(jié)果，底部漸變接觸，頂部突變接觸；曲線光滑或齒化程度是沉積能量穩(wěn)定或變化頻繁程度的表示。這些都同一定沉積環(huán)境形成的沉積物相聯(lián)系，可作為單層劃相的標(biāo)志之一。2）多層曲線形態(tài)反映一個沉積單位的縱向沉積序列，可作為劃分沉積亞相的標(biāo)志之一。3）自然電位測井曲線形態(tài)較簡單，又很有地質(zhì)特征，因而便于井間對比，研究砂體空間形態(tài)，后者是研究沉積相的重要依據(jù)之一。4）自然電位測井曲線分層簡單，便于計(jì)算砂泥巖厚度、一個沉積體的總厚度、沉積體內(nèi)砂巖總厚度、

25、沉積體的砂泥比等參數(shù)，按一個沉積體繪出等值圖，也是研究沉積環(huán)境和沉積相的重要資料。如沉積體最厚的地方指出盆地中心，泥巖最厚的地方指出沉積中心，砂巖最厚和砂泥比最高的地方指出物源方向，沉積體的平面分布則指出沉積環(huán)境。圖7.2.4 自然電位測井曲線形態(tài)特征7.2.2 巖石的電學(xué)性質(zhì)巖石是一種多孔混合介質(zhì)，表征其電學(xué)性質(zhì)的參數(shù)包括電阻率、電導(dǎo)率、介電常數(shù)和磁導(dǎo)率等等。這些參數(shù)中，測井研究最多的是電阻率(或電導(dǎo)率)。但是在地層條件下、井眼條件下，巖石電阻率有其特殊性。7.2.2.1 巖石的導(dǎo)電性巖石的導(dǎo)電性用電阻率或電導(dǎo)率來度量。由普通物理學(xué)得知，用均勻材料制成的規(guī)則形狀的導(dǎo)體，其電阻與導(dǎo)體截面積成反

26、比，與導(dǎo)體的長度成正比，表達(dá)式為： 式中，為比例系數(shù)，它只與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)而與導(dǎo)體的幾何形狀無關(guān)，稱為電阻率，其表達(dá)式為： 巖石電阻率的單位為·m，在數(shù)值上相當(dāng)于截面積為1m、長度為1m的單位體積巖石的電阻值。巖石電阻率越高，說明巖石的導(dǎo)電能力越差，反之，巖石的導(dǎo)電能力越好。電阻率的倒數(shù)是電導(dǎo)率，單位是S/m。表1.2.1列出了常見巖石和礦物的電阻率。從表中看出，不同的巖石、礦物的電阻率各不相同。金屬礦物的電阻率極低，而造巖礦物(石英、云母、方解石等)及石油的電阻率都很高，它們幾乎是不導(dǎo)電的。表1.2.1 常見巖石和礦物的電阻率名稱電阻率(·m)名稱電阻率(·

27、m)黏 土12×102硬石膏104106泥 巖560石 英10121014頁 巖10100白云母4×1011疏松砂巖250長 石4×1011致密砂巖201000石 油1091016含油氣砂巖21000方解石5×1055×1012貝殼石灰?guī)r202000石 墨10-63×10-4石灰?guī)r505000磁鐵礦10-46×10-3白云巖505000黃鐵礦10-4玄武巖500105黃銅礦10-3花崗巖500105火成巖電阻率很高，沉積巖電阻率較低，這主要決定于兩大類巖石的巖性?；鸪蓭r致密堅(jiān)硬，不含地層水。這類巖石主要靠組成巖石的造巖礦物中

28、極少量的自由電子導(dǎo)電，所以電阻率很高。含金屬礦物的火成巖例外，這種火成巖的電阻率決定于金屬礦物的百分含量及其分布特點(diǎn)。這類依靠自由電子導(dǎo)電的巖石叫做電子導(dǎo)電類型巖石。沉積巖的巖性與火成巖不同，沉積巖的巖石顆粒之間有孔隙，其中充滿了地層水，水中所含鹽類呈離子狀態(tài)，在外加電場作用下，這類巖石主要靠離子導(dǎo)電，導(dǎo)電能力強(qiáng)，電阻率低。這類主要靠離子導(dǎo)電的巖石叫離子導(dǎo)電類型巖石。目前所發(fā)現(xiàn)的油氣田大部分埋藏在沉積巖石內(nèi)，故石油勘探中著重研究沉積巖石。沉積巖石電阻率的大小主要決定于組成巖石的顆粒大小、組織結(jié)構(gòu)和巖石孔隙中所含流體的性質(zhì)。7.2.2.2地層條件下巖石電阻率的影響因素在地層條件下，巖石電阻率不僅

29、受巖性的影響，還要受到地層水性質(zhì)、孔隙度和含油飽和度的影響。（1）地層水性質(zhì)的影響組成沉積巖的固體顆粒部分稱為巖石骨架，這部分主要靠很少的自由電子導(dǎo)電，其導(dǎo)電能力很差，因此沉積巖的導(dǎo)電能力主要取決于地層水的電阻率。地層水所含鹽類化學(xué)成分、濃度和溫度又影響著地層水電阻率的大小。地層水中常含有NaCl、KCl、CaCO3、Na2SO4、MgSO4等鹽份，且含量成分不同。即使在濃度和溫度相同的條件下，地層水所含鹽類不同，其電阻率也不同。濃度的升高導(dǎo)致地層水電阻率減小。這是因?yàn)槿芤褐须x子數(shù)目增加而使其導(dǎo)電能力加強(qiáng)的緣故。溫度的升高也使地層水電阻率減小。因?yàn)榈貙铀械碾x子遷移速度隨溫度升高而加大，在外加

30、電場的作用下導(dǎo)電能力加強(qiáng)，其電阻率變低。地層水的溫度決定于地層的埋藏深度，地層越深溫度就越高。（2）孔隙度的影響如果巖石具有一定的孔隙空間且在孔隙空間中完全飽和地層水時，那么，它的電阻率要低于沒有孔隙空間的巖石的電阻率，這是因?yàn)榭紫犊臻g中的地層水比巖石骨架具有更好的導(dǎo)電性。對于飽含水的巖石來說，巖石的孔隙度越高，所含地層水電阻率越低，巖石的電阻率也就越低。（3）含油飽和度的影響在親水巖石孔隙中含有水和油時，油水在孔隙中的分布特點(diǎn)是：水包圍在巖石顆粒的表面，孔隙中央部分充填著石油，如圖7.2.5所示。由于石油的電阻率很高，幾乎是不導(dǎo)電的，所以含油巖石電阻率比該巖石完全含水時的電阻率高。含油巖石的

31、電阻率的大小決定于含油飽和度、地層水電阻率和孔隙度。當(dāng)?shù)貙铀娮杪屎涂紫抖榷家欢〞r，巖石電阻率隨著含油飽和度的增高而增高，這種關(guān)系為利用電阻率測井資料定量計(jì)算儲集層含油飽和度奠定了基礎(chǔ)。圖7.2.5 含油巖石油水分布示意圖7.2.2.3井眼條件下地層電阻率的徑向特性在鉆井過程中，由于泥漿柱壓力略大于地層壓力，此壓力差驅(qū)使泥漿濾液向地層滲透。在不斷滲透的過程中，泥漿中的固體顆粒逐漸在井壁上沉淀下來形成泥餅，其厚度約0.52.5cm，由于泥餅的滲透性很差，當(dāng)泥餅形成以后，可認(rèn)為這種滲濾作用就基本上停止了。在這之前，主要是泥漿濾液徑向滲透的過程；此后，泥漿濾液在縱向的滲濾作用將顯著表現(xiàn)出來，對于油氣

32、儲集層來說，油、氣、水和濾液重新重力分異，這個過程稱為泥漿侵入。由于泥漿濾液電阻率與地層水電阻率不同，泥漿侵入將改變地層電阻率的徑向特性。這種泥漿侵入引起地層電阻率在徑向上的變化，稱為地層的侵入特性。圖112所示為地層侵入特性示意圖。假設(shè)地層電阻率原來在徑向上是均勻的，用表示，泥漿侵入以后，井壁附近受到泥漿濾液強(qiáng)烈沖刷的部分稱為沖洗帶，其徑向厚度約1050cm，它大致是與井軸同心的環(huán)帶，沖洗帶中，孔隙流體主要是泥漿濾液，還有殘余水(水層)和殘余油氣(油氣層)。沖洗帶電阻率比較均勻，用沖洗帶電阻率表示；其含水飽和度稱為沖洗帶含水飽和度，用表示。沖洗帶后面是一個過渡帶，是地層受泥漿侵入由強(qiáng)到弱的過

33、渡部分，原來地層的流體逐漸增多，直到?jīng)]有泥漿濾液的原狀地層，其電阻率由漸變?yōu)?。過渡帶的等效電阻率用表示，過渡帶的徑向厚度不定，與鉆井條件和地層性質(zhì)有關(guān)。未侵入帶即原狀地層，是地層未受泥漿侵入影響部分，其電阻率為地層真電阻率，其含水飽和度為。通常所說的侵入帶包括沖洗帶和過渡帶，其外徑用侵入帶直徑表示。侵入帶直徑大小取決于地層的孔隙度和滲透率、泥漿性能、泥漿柱壓力與地層壓力之差，以及地層被鉆開后所經(jīng)歷的時間。一般來說，在其它條件相同的情況下，地層孔隙度和滲透率愈低，泥漿侵入愈深，愈大。有人定性估計(jì)地層孔隙度與侵入帶直徑的大致關(guān)系為：，；，；，。這里為井徑。這種定性估計(jì)出自假設(shè)：井壁上的泥餅一旦形成

34、，泥漿侵入就基本停止，而單位厚度地層上形成一定厚度的泥餅所需要的泥漿濾液量是一定的，所以地層孔隙度越大侵入帶直徑就越小。根據(jù)和的相對大小，通常把儲集層的侵入特性分為高侵、低侵和無侵(侵入不明顯)三種情況。圖7.2.6 滲透性地層侵入特性示意圖7.2.3 普通電阻率測井普通電阻率測井是采用電極系沿井眼測量巖層或礦體電阻率的一種測井方法，其測量結(jié)果是視電阻率，故又稱為視電阻率測井。普通電阻率測井誕生于1927年，是最早出現(xiàn)的測井方法，也是最簡單的電阻率測井方法，目前仍然廣泛使用。普通電阻率測井與實(shí)驗(yàn)室?guī)r樣電阻率測量具有相同之處，因此先簡單介紹巖樣電阻率測量原理。7.2.3.1 巖樣電阻率測量原理圖

35、7.2.7 巖樣電阻率測量原理示意圖實(shí)驗(yàn)室中常用“四極法”測量巖石電阻率。取塊鉆井取心巖樣，磨成規(guī)則的圓柱體，在巖樣的兩端接上金屬板狀電極A和B，在巖樣的中間部分接上兩個環(huán)狀電極M和N，將巖樣按圖7.2.7接入電路。合上電源開關(guān)K，通過A、B電極給巖樣供電，電流強(qiáng)度為，由毫伏表G測出電極M、N之間的電位差。根據(jù)歐姆定律，巖樣的電阻率為： 式中，為巖樣的電阻率，·m；為巖樣的截面積，m2；為測量電極M、N之間的距離，m。一般和均取固定值，令，則有 式中：K為測量裝置系數(shù)，決定于巖心的幾何形狀及測量裝置。實(shí)驗(yàn)室中測量巖石電阻率具有以下特點(diǎn)：必須用供電電極給巖樣供電，形成人工電場；用測量電

36、極測量兩點(diǎn)之間的電位差；研究電場電位分布規(guī)律，確定巖樣電阻率與測量電位差和電流強(qiáng)度等參數(shù)的關(guān)系。普通電阻率測井測量對象是井眼周圍地層的電阻率，與巖樣電阻率測量方法不一樣，但測量思路是相同的。7.2.3.2 普通電阻率測井原理和巖樣電阻率測量一樣，普通電阻率測井也必須有人工電場，因此利用一對供電電極A和B來建立井下電場，然后利用一對測量電極M和N進(jìn)行電位差測量。通常將這四個電極中的三個構(gòu)成一個相對不變的體系，稱為電極系。測井時將電極系放入井中，而另外一個電極放置在地面，在提升電極系的過程中地面儀器記錄一條沿井深的電位差變化曲線。為了得到電阻率，還需要確定電阻率與電位差之間的關(guān)系。為此，我們假設(shè)介

37、質(zhì)是均勻各向同性的，其電阻率為，在介質(zhì)中放入一個點(diǎn)電源A，發(fā)出電流，得到電阻率表達(dá)式為：式中的值在采取不同類型電極系時計(jì)算公式不同。當(dāng)電極系確定后，為常數(shù)。在實(shí)際測井時，電極系周圍的介質(zhì)是相當(dāng)復(fù)雜的，在井中有泥漿，滲透層附近又會產(chǎn)生泥漿侵入，還有上、下圍巖存在。各部分介質(zhì)的電阻率都不相同。在這種非均勻介質(zhì)中進(jìn)行電阻率測量時，電極系周圍各部分介質(zhì)的電阻率對測量結(jié)果都有貢獻(xiàn)，顯然測出的不是巖層的真電阻率。我們將這種在綜合條件影響下測量的巖層電阻率叫視電阻率，記作。因此，通常把普通電阻率測井叫視電阻率測井。只要電極系及測量條件選擇合適，所測的視電阻率曲線可以直接劃分巖性剖面。在計(jì)算油氣儲集層參數(shù)時，

38、則需要將巖層的視電阻率經(jīng)過井眼、圍巖、侵入影響校正求出真電阻率后再進(jìn)行計(jì)算。7.2.3.3 視電阻率曲線的應(yīng)用1 視電阻率曲線讀數(shù)在高阻地層的界面內(nèi)，各深度上的視電阻率值差別甚大，在計(jì)算地質(zhì)參數(shù)需要巖層電阻率讀數(shù)時，應(yīng)選擇最接近于巖層真電阻率的視電阻率值，或選其最突出便于對比的視電阻率值。對不同厚度的巖層采用不同的取值方法。（1）高阻厚層從理論曲線分析得知，在相當(dāng)厚的高阻層中部對應(yīng)的視電阻率曲線上，出現(xiàn)一個直線段，其幅度為，所以在實(shí)測曲線上取讀數(shù)時，應(yīng)取地層中部視電阻率曲線的幾何平均值來代表該巖層的電阻率。（2）中等厚度的高阻層在底部(或頂部)梯度電極系視電阻率曲線上，在高阻層內(nèi)距頂(或底)界

39、面一個電極小范圍內(nèi)，視電阻率值很低，這個范圍常叫屏蔽區(qū)或盲區(qū)。取讀數(shù)時把這部分去掉，即距頂(或底)界面一個電極距處作一條與井軸垂直的直線，在該直線與底(或頂)界面之間取視電阻率曲線的面積平均值，即找一條與井軸平行的直線，使它所分割的曲線上A部分面積與B部分面積相等，這條平行線在橫軸上的讀數(shù)最接近于巖層的真電阻率值。這叫去掉屏蔽區(qū)取面積平均值法。（3）高阻薄層在視電阻率曲線上只有一個較窄的尖峰，只有取極大值作為高阻薄層的視電阻率代表，認(rèn)為只有它最接近巖層的真電阻率。2 視電阻率曲線的應(yīng)用（1）劃分巖層不同巖性的地層，其電阻率一般不同，在視電阻率曲線上也出現(xiàn)幅度差異。用視電阻率曲線特征點(diǎn)劃分層界面

40、時，由于實(shí)測曲線上極小值不明顯而失去劃分巖層界面的價值，因此，可以采用頂部和底部梯度電極系所測兩條曲線的極大值所在深度分別確定高阻層的頂、底界面。圖7.2.8 順義區(qū)某水文井視電阻率曲線圖7.2.8是北京市順義區(qū)某水文井測得的底部梯度電極系視電阻率曲線，根據(jù)曲線幅度變化劃分出了含水砂礫層。（2）求巖層的真電阻率把的復(fù)雜函數(shù)關(guān)系，通過電阻網(wǎng)絡(luò)模型模擬出各種已知參數(shù)的地層模型，進(jìn)行視電阻率測量，然后繪制出已知參數(shù)和視電阻率之間的關(guān)系曲線族，通常稱為橫向測井圖版。如果用橫向測井資料繪制一條電探曲線(的關(guān)系曲線)，經(jīng)圖版對比，和圖版上某一條理論曲線重合則說明各參數(shù)的實(shí)際數(shù)值和作圖版時所設(shè)置數(shù)值相同，進(jìn)

41、而求出。由于這種方法需測量電極系類型相同電極距不同的一套視電阻率曲線和井徑、泥漿電阻率等資料，工作量大，對比工作繁瑣，求取的電阻率不夠準(zhǔn)確，因此目前已很少使用。（3）地層對比通過對比多口井的視電阻率曲線，了解地層或礦體分布規(guī)律。7.2.4 側(cè)向測井普通電阻率測井受圍巖和鉆井液的影響顯著，特別是在鹽水鉆井液條件下，供電電極流出的電流大部分被鉆井液分流，測出的視電阻率曲線難以反映地層的真電阻率。20世紀(jì)50年代推出了側(cè)向測井，又稱聚焦電阻率測井，其特點(diǎn)是在供電電極的兩側(cè)增加有同極性的屏蔽電極，使主電極的電流被控制在一個狹窄的范圍內(nèi)徑向流入地層，大大減少鉆井液分流和圍巖的影響。最初的側(cè)向測井為三側(cè)向

42、測井，后來又研制了七側(cè)向、八側(cè)向和雙側(cè)向測井，等。固體礦產(chǎn)勘查、水文工程等領(lǐng)域通常使用三側(cè)向測井；油氣勘探開發(fā)中過去也用三側(cè)向測井，現(xiàn)在主要用雙側(cè)向測井。7.2.4.1 三側(cè)向測井的基本原理三側(cè)向測井包括兩種電極系：深三側(cè)向電極系和淺三側(cè)向電極系。兩種電極系的探測深度不同，但基本原理是相同的。（1）深三側(cè)向測井圖7.2.9 三側(cè)向電極系結(jié)構(gòu)（單位：m）上圖：淺三側(cè)向電極系；下圖：深三側(cè)向電極系深三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)如圖7.2.9所示，由三個圓柱狀電極組成：中間是主電極，上下對稱分布的電極和是屏蔽電極。在電極系的上方較遠(yuǎn)處設(shè)有對比電極N和回路電極B。測井時，電極供以恒定電流，、電極供以屏蔽電流，通

43、過自動調(diào)節(jié)，使得、電極的電位與電極相等，從而迫使電流呈圓盤狀徑向流入地層，經(jīng)B電極形成回路。電流分布的縱向范圍，在電極系處為上、下絕緣片中點(diǎn)和之間的距離，電流深入到較遠(yuǎn)處才開始發(fā)散。對的控制作用主要決定于屏蔽電極的長度等因素。深三側(cè)向測井的深度記錄點(diǎn)在主電極的中點(diǎn)。測量主電極與對比電極N之間的電位差，根據(jù)下式計(jì)算視電阻率： 式中，為主電流；為深三側(cè)向電極系系數(shù)，一般由實(shí)驗(yàn)測量得到，也可以根據(jù)近似公式計(jì)算得到。從電場分布看，深三側(cè)向測井曲線主要反映原狀地層的電阻率。（2）淺三側(cè)向測井為探測侵入帶電阻率，要使主要分布在井壁附近介質(zhì)中，為此縮短、電極的長度，以便減弱對的控制作用，同時將回路電路B分成

44、和，對稱地放置在和電極的外側(cè)，并且距離較近。這樣主電極發(fā)出的電流徑向流入地層不遠(yuǎn)處即發(fā)散通過、電極形成回路，其電場分布特點(diǎn)見圖7.2.9。用淺三側(cè)向視電阻率曲線主要反映井壁附近巖層電阻率的變化，在滲透層井段就反映侵入帶的電阻率值。7.2.4.2 三側(cè)向測井的應(yīng)用（1）求取巖層的真電阻率三側(cè)向測井的影響因素可歸結(jié)為井眼、圍巖-層厚、侵入三個方面，采用專門的圖版對視電阻率校正，即可得到巖層的真電阻率。（2）劃分巖性和判斷滲透層三側(cè)向測井曲線比普通電阻率測井曲線受井眼、圍巖-層厚、侵入影響小，縱向分辨能力強(qiáng)，適于劃分薄層。三側(cè)向曲線上視電阻率急劇變化處定為高阻層的界面位置。根據(jù)曲線重疊法，如果深、淺

45、三側(cè)向曲線出現(xiàn)“幅度差”，則為可判斷為滲透層。（3）判斷油、水層當(dāng)時，在油層井段通常是深三側(cè)向視電阻率大于淺三側(cè)向視電阻率，即出現(xiàn)“正幅度差”；在水層井段通常為深三側(cè)向視電阻率小于淺三側(cè)向視電阻率，即出現(xiàn)“負(fù)幅度差”，如圖7.2.10所示。圖7.2.10 用深、淺三側(cè)向曲線判斷油水層7.2.5 沖洗帶電阻率測井為了提高縱向分辨能力，不漏掉薄層和求準(zhǔn)目的層厚度，直觀地判斷滲透層，準(zhǔn)確地測出沖洗帶電阻率等目的，發(fā)展了微電阻率測井方法。7.2.5.1 微電極系測井（1）微電極系測井原理微電極系結(jié)構(gòu)如圖7.2.11(a)所示，在下井儀器主體上裝有三個彈簧片扶正器，彈簧片之間的夾角為120，其中一個彈簧

46、片上裝有硬橡膠絕緣極板，極板上嵌有間距很小的三個電極A、M1、M2，其中A為供電電極，M1和M2為測量電極。彈簧片扶正器使電極系緊貼井壁進(jìn)行測量，目的是消除鉆井液對測量結(jié)果的影響。(a) 微電極系結(jié)構(gòu) (b) 測量原理線路圖7.2.11 微電極系測井原理圖按等距離直線排列在極板上的三個電極組成兩種微電極系，即：微梯度電極系和微電位電極系?，F(xiàn)場常用的一組微電極系：A0.025M10.025M2微梯度電極系，電極距是0.0375m；A0.05M2微電位電極系，電極距為0.05m。兩種微電極系的電極距不同，它們的探測深度也不同，實(shí)驗(yàn)證明，微微梯度電極系的探測深度為0.04m，微電位為0.1m。因此，

47、前者所測視電阻率主要反映滲透層井段的沖洗帶電阻率；而后者主要反映泥餅電阻率。微電極系測井仍然是視電阻率測井范疇內(nèi)的一種方法，它所測量的視電阻率曲線，除受泥餅、侵入帶、原狀地層的影響外，還與極板形狀和大小有關(guān)，其視電阻率表達(dá)式為式中，為電位差，微梯度測井時，微電位測井時，(N為對比電極，一般用主體作N極)；為微電極系系數(shù)，與電極距、極板的形狀和大小有關(guān)，一般在微電極系校驗(yàn)池中測量得到。為了保證微電位和微梯度電極系在相同的接觸條件下測量，必須采用微電位和微梯度同時測量的方式進(jìn)行測井，其原理線路見圖7.2.11(b)。這種測量方式不僅避免了接觸條件影響，且提高了效率。為保證縱向分辨能力強(qiáng)的特點(diǎn)，測井

48、時電極系提升速度不宜過快。通常采用重疊法將微電位和微梯度兩條測井曲線繪制在一張圖中，見圖7.2.12兩條曲線在有的井段是重合的，有的井段是分離的，曲線分離叫有幅度差。當(dāng)微電位曲線幅度大于微梯度曲線幅度時，稱“正幅度差”；當(dāng)微電位曲線幅度小于微梯度曲線幅度時，稱“負(fù)幅度差”。滲透層井段在微電極系曲線上的基本特征就是有幅度差，因?yàn)闈B透層大部分都有泥漿侵入，侵入結(jié)果使井壁上有泥餅和形成沖洗帶，一般沖洗帶電阻率比泥餅電阻率大5倍以上。所以探測深度不同的兩種微電極系所測的視電阻率必然出現(xiàn)幅度差，且一般為正幅度差。幅度差的大小決定于值以及泥餅的厚度。非滲透性地層處的微電極系曲線無幅度差或有正、負(fù)不定的較小

49、的幅度差。在砂泥巖剖面中泥巖是常見的非滲透性巖層，其電阻率較低，見圖7.2.12中15251531m井段。泥質(zhì)粉砂巖，隨泥質(zhì)含量的增多微電極曲線幅度下降，而且幅度差變小。非滲透性的石灰?guī)r和白云巖薄層在微電極系曲線上幅度極高且無幅度差或者具有很小的正、負(fù)不定的幅度差，見圖7.2.12中15681568.7m井段曲線特點(diǎn)，該層是夾在砂巖和泥質(zhì)粉砂巖中的石灰?guī)r薄層。圖7.2.12 微電極系測井曲線7.2.5.2 微電極系測井資料應(yīng)用（1）劃分巖性剖面首先利用微電極系曲線是否有幅度差這一特點(diǎn)，將滲透層和非滲透層區(qū)分開。再根據(jù)曲線的幅度大小和幅度差的大小詳細(xì)地劃分巖性。各種巖層在微電極曲線上的特征如下。

50、1）含油砂巖和含水砂巖 都有明顯的幅度差。如果巖性相同，含水砂巖的幅度和幅度差都略低于含油砂巖，砂巖的含油性越好，這種差異越明顯。這是由于砂巖的沖洗帶中有殘余油存在的緣故。如果砂巖含泥質(zhì)較多，含油性變差，則微電極曲線幅度和幅度差均要降低。2）泥巖 微電極曲線幅度低，沒有幅度差或有很小的正、負(fù)不定的幅度差，曲線呈直線狀，具有砂泥巖剖面中典型的非滲透性巖層的曲線特征。3）致密灰?guī)r 微電極曲線幅度特別高，常呈鋸齒狀，有幅度不大的正或負(fù)的幅度差。4）灰質(zhì)砂巖 微電極曲線幅度比普通砂巖高，但幅度差比普通砂巖小。5）生物灰?guī)r 微電極曲線幅度很高，正幅度差特別大。6）孔隙性、裂縫性石灰?guī)r 微電極曲線幅度比致

51、密石灰?guī)r低得多，一般有明顯的正幅度差。雖然根據(jù)上述特征可以估計(jì)剖面巖性，但為了更準(zhǔn)確地劃分巖性剖面還需要參考其它測井曲線綜合研究較為妥當(dāng)。（2）確定巖層界面微電極曲線的縱向分辨能力較強(qiáng)，劃分薄互層組和薄夾層比較可靠。滲透層的界面可用兩條微電極曲線的分歧點(diǎn)的深度位置來確定。一般砂泥巖剖面中劃分滲透層多以微電極曲線作為主要依據(jù)。（3）確定含油砂巖的有效厚度在評價有致密薄夾層的含油砂巖時，需求出含油層的有效厚度。由于微電極曲線具有劃分薄層和區(qū)分滲透和非滲透性巖層兩大特點(diǎn)，所以利用它將油氣層中的非滲透性的致密薄夾層劃分出來，并把其厚度從含油氣層總厚度中扣除就得到油氣層的有效厚度。（4）確定井徑擴(kuò)大井段

52、在井內(nèi)如有井壁坍塌形成的大洞穴或石灰?guī)r的溶洞(當(dāng)洞穴直徑大于微電極系扶正器的直徑)時，在這些井段中微電極系的極板懸空，所測視電阻率曲線幅度降低，接近于泥漿電阻率幅度（5）確定沖洗帶電阻率及泥餅厚度一般采用圖版法確定沖洗帶電阻率及泥餅厚度。7.2.5.3 微側(cè)向測井及應(yīng)用由于滲透層井壁上有泥餅，且泥餅電阻率比沖洗帶電阻率小得多，這樣在微電極測井時，泥餅的分流作用很大，使微電極系曲線不能真實(shí)地反映沖洗帶電阻率。為此利用聚焦測井原理，結(jié)合微電極系的測量方式，形成了微側(cè)向測井。（1）劃分薄層微側(cè)向曲線的縱向分辨能力很強(qiáng)。由于它的主電流縱向分布范圍為0.044m，這對于劃分薄油層及求油層的有效厚度無疑是

53、一個有利的手段。（2）確定沖洗帶電阻率微側(cè)向視電阻率雖受泥餅影響小，但在泥餅較厚時，泥餅的影響就較突出，直接用代替會產(chǎn)生較大的誤差，必須用專門的圖版進(jìn)行校正才能得到可靠的值。當(dāng)泥餅厚度mm時，認(rèn)為泥餅對測量結(jié)果的影響可以忽略；當(dāng)mm時，則應(yīng)當(dāng)將經(jīng)過圖版校正后得到值。7.2.5.4 微球形聚焦測井及應(yīng)用微球形聚焦測井是沖洗帶電阻率測井系列中較好的方法。它的探測深度近于微側(cè)向測井，但受泥餅的影響小于微側(cè)向測井。圖7.2.13右側(cè)是微球形聚焦電極系，在電極極板的中間矩形片狀電極是主電極A0；依次向外矩形框電極為測量電極M0、輔助電極A1、監(jiān)督電極M1、M2，各電極均嵌在極板上。圖7.2.13 微球形

54、聚焦測井電極系及其電場分布微球形聚焦測量的視電阻率表達(dá)式為 式中，為主電流；為微球形聚焦電極系系數(shù)；為M0與M1和M2之中點(diǎn)O之間的電位差，等于測井時給定的參考電壓。電場分布特點(diǎn)表明所測的直接反映值，受泥餅的影響小。由于探測深度不深，因此也不受原狀地層的影響。（1）劃分薄層由于是以很細(xì)的電流束穿過泥餅進(jìn)入地層，受泥餅影響小，對地層的電阻率變化十分敏感，在巖性不同的界面處有明顯的變化，縱向分辨能力強(qiáng)。利用曲線劃分薄層及滲透層中的夾層都比微側(cè)向測井資料略勝一籌。（2）確定泥餅厚度在3.8119.1mm的范圍內(nèi)，且時，測量結(jié)果的影響可以忽略，；只有當(dāng)mm，且時，則應(yīng)采用專門的圖版對進(jìn)行泥餅校正，從而

55、得到值。7.2.6 感應(yīng)測井前面介紹的各種電阻率測井方法，都是通過直流供電，在井眼周圍地層中形成電場，測量地層中電場分布，得到地層電阻率。這就要求井內(nèi)有導(dǎo)電的鉆井液，提供電流通道。但是，鉆井過程中有時采用油基鉆井液，甚至采用空氣鉆井。在這種情況下，井內(nèi)沒有導(dǎo)電介質(zhì)，就不能使用直流電測井。為了解決這個問題，提出了感應(yīng)測井方法。感應(yīng)測井是根據(jù)電磁感應(yīng)原理研究地層導(dǎo)電性的一種測井方法，它直接得到的是導(dǎo)電率，由于導(dǎo)電率與電阻率互為倒數(shù)關(guān)系，因此，感應(yīng)測井也被認(rèn)為是電阻率測井方法之一。最早出現(xiàn)于1956年，目前常用的感應(yīng)測井包括雙感應(yīng)測井和陣列感應(yīng)測井。7.2.6.1 感應(yīng)測井的基本原理圖161 雙線圈

56、系感應(yīng)測井原理圖感應(yīng)測井下井儀器的核心部件是線圈系，由發(fā)射線圈和接收線圈組成。根據(jù)交流電的互感原理，使發(fā)射線圈中的交流電流在接收線圈中感應(yīng)出電動勢。由于發(fā)射線圈和接收線圈都在井內(nèi)，發(fā)射線圈的交流電流必然在井周圍地層中感應(yīng)出渦流，而渦流又對接收線圈的感應(yīng)電動勢發(fā)生影響。因此，接收線圈的電動勢與渦流的強(qiáng)度有關(guān)，即與地層的電導(dǎo)率有關(guān)。為了便于理解，下面介紹最簡單的雙線圈系感應(yīng)測井原理。如圖7.2.14所示，發(fā)射線圈T和接收線圈R組成雙線圈系，T和R之間的距離叫線圈距，記作(通常m)；輔助電路中的振蕩器接在發(fā)射線圈T上作為感應(yīng)測井的交流信號源，放大器接到接收線圈R上，把R接收到的感應(yīng)電動勢放大后經(jīng)電纜送到地面進(jìn)行記錄。7.2.6.2