地球物理測井：電阻率井壁成像方位電阻率測井

1、電阻率井壁成像 方位電阻率測井 所謂成像測井技術(shù)，就是在井下采用傳感器陣列掃描測量或旋轉(zhuǎn)掃描測量，沿井眼縱向、周向或徑向大量采集地層信息，傳輸?shù)降孛婧笸ㄟ^圖像處理技術(shù)得到井壁或井周的二維圖像或井眼周圍某一探測深度以內(nèi)的三維圖像。其特點(diǎn)是比常規(guī)測井方法更精確、直觀、方便。 成像測井從第一支儀器（1969年BHTV）誕生以來，經(jīng)過不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，發(fā)展到今天，已有包括聲、電核三大類，能夠?qū)崿F(xiàn)垂向、周向和徑向三個(gè)不同方向的成像測量，從而為解決非均質(zhì)問題提供了有力工具。目前，在國際國內(nèi)流行的成像測井系列主要有Schlumberger公司的MAXIS-500、Atlas公司的ECLIPS-2000(即57

2、00或CLS-2)和Halliburton公司的EXCELL-2000。這三套成像測井系統(tǒng)上的電成像測井儀很多，其種具有很高分辨率的儀器是Schlumberger的全井眼微電掃描成像儀（FMI,8X24）、Halliburton的EMI(6X25)和Atlas的STAR Imager(6X24)，它們的鈕扣電極尺寸及結(jié)構(gòu)相同，排列很相近，探測深度也差不多。成像測井概況全井眼地層微電阻率掃描成像儀（FMI） 測量原理SEWNSRESISTIVITY24 buttonsper pad6 pads測量結(jié)果顯示FMI測井方式微電阻率掃描測井(STAR)測量方式12241224PAD 1PAD 2PAD

3、FLIP = 1PADZ 0PADFLIP = 0PADZ = 0Referencelevel for PADZPADZfor PAD 2(negative)Coordinate axes forBUTX (horizontal)BUTZ (vertical)極板的幾何參數(shù)BUTDIA(buttondiameter)共144個(gè)鈕扣電極測量地層電阻率微細(xì)變化儀器全貌圖儀器圖0496STAR6成像儀器布置圖ResistivityImagerPoweredStandoffKnuckleJointsAcousticImager5.50 in. OD139.7 mmOrientationResistiv

4、ityElectronics6-PadResistivitySensorSectionAcousticElectronicsAcousticSensor SectionCentralizers成象原理地層中不同的巖石（泥巖、砂巖、石灰?guī)r）、流體，其電阻率是不一樣的，通過測量井壁各點(diǎn)的電阻率值，然后把電阻率值的相對高低用灰度（黑白圖）或色度（彩色圖）來表示，那么，井壁就可表示成一張黑白圖象或彩色圖象。高阻低阻成象原理示意圖泥巖(低電阻)硬石膏(高電阻)砂巖(中等電阻)石灰?guī)r(高電阻)溶洞(低電阻)深度校正示意圖標(biāo)準(zhǔn)化靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化（靜態(tài)圖）在全井段內(nèi)對電阻率分等級動態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化（動態(tài)圖）用戶指定的窗口內(nèi)

5、對電阻率分等級靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化（靜態(tài)圖）動態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化（動態(tài)圖）裂縫識別與評價(jià)分辯真假裂縫把真裂縫分為天然裂縫和誘導(dǎo)縫評價(jià)裂縫有效性，即什么樣的裂縫對儲層的儲量和產(chǎn)量貢獻(xiàn)大裂縫參數(shù)的定量計(jì)算特點(diǎn)：微小、淺，高電導(dǎo)，ARI上無顯示特點(diǎn)：淺，開度和縱向延伸大，ARI上有顯示，F(xiàn)MI圖上總以接近于180度對稱分布特點(diǎn)：一組接近于平行的縫，其傾角與地下三軸方向應(yīng)力的相對大小有關(guān)。 縫合線儲層分析砂礫巖不等礫小礫巖巨礫巖中礫巖孔洞發(fā)育帶4520.54520.9定量計(jì)算實(shí)例氣孔發(fā)育帶4408.44425方位電阻率測井（ARI）概 述 方位電阻率成像測井儀是新一代的側(cè)向測井儀，它圍繞井眼進(jìn)行定向深測量，與原來的側(cè)向儀

6、相比，它具有更高的縱向分辨率。 與一個(gè)雙側(cè)向陣列組合，使用12個(gè)方位電極，在保持深淺側(cè)向讀數(shù)的前提下，提供12個(gè)深探測定向的電阻率測量值，個(gè)非常淺的輔助測量值用來校正由井眼對方位電阻率產(chǎn)生的影響。井眼四周的地層被顯示成一個(gè)方位電阻率成像圖，這個(gè)全覆蓋成像的分辨率比聲波成像和微電阻率掃描成像的要低，但是對它們是很好的補(bǔ)充，這是因?yàn)樗鼈儗谝酝獾奶卣鞣磻?yīng)很靈敏，而對井壁附近的特征反應(yīng)不靈敏 。 測量原理、方位電阻率成像儀將方位電極與常規(guī)的雙側(cè)向測井儀的電極陣列有機(jī)地結(jié)合在一起，它被安裝在雙側(cè)向測井儀A2電極的中間（圖3）。 方位電阻率測量 深探測的方位電阻率測量工作頻率為35。與深側(cè)向的一樣，其

7、電流從12個(gè)方位供電電極流向地面，這些電流在頂部由2電極上部發(fā)出的電流聚焦，在底部由A2電極下部發(fā)出的電流及0，1，1和2發(fā)出的電流聚焦。另外，每一個(gè)方位電極電流都被動的由其相鄰方位電極發(fā)出的電流聚焦。 在每個(gè)供電電極上都安裝有一個(gè)監(jiān)督電極，它通過一個(gè)反饋電路控制供電電極電流，而監(jiān)督電極的電位與方位陣列電極兩側(cè)的屏蔽電極A2中的環(huán)狀監(jiān)督電極的平均電位保持一致。 在方位供電電極前面的泥漿面是一個(gè)有效的等勢面。12個(gè)方位電流（I）以及3、M4電極與電纜外殼間的平均電位（）被測量出來，利用這些數(shù)據(jù)就可以用下式計(jì)算出12個(gè)方位電阻率。 對12個(gè)方位電流求和，就可以得到一個(gè)高分辨率電阻率測量，這種技術(shù)就

8、相當(dāng)于用相同高度的單柱狀電極代替方位陣列電極。 輔助方位測量方位電阻率測量對儀器偏心和井眼不規(guī)則的反應(yīng)很靈敏，為對這些影響加以校正，在方位電阻率測量的同時(shí)進(jìn)行一個(gè)輔助測量，此輔助測量的工作頻率為71，這一頻率足夠高，可以避免與35的監(jiān)督環(huán)路間的相互干擾。輔助測量的12條電阻率用于對方位電阻率進(jìn)行井眼和儀器偏心校正。井眼校正輔助測量結(jié)果可用于對方位電阻率進(jìn)行儀器偏心和井眼形狀及尺寸變化影響的校正，所施加的校正是輔助測量值、泥漿電阻率以及地層電阻率的函數(shù)。校正算法通過儀器模擬模型得出。 深侵入 曲線的探測深度與DLL(側(cè)向測井）相當(dāng)，其縱向分辨率則與（微球形聚焦測井）的縱向分辨率接近。簿層分析 深探測高分辨率的（分辨率小于1英尺）電阻率測量可以提高層狀地層的定量評價(jià)的精度。在這種地層中，電阻率成像有助于確保不會漏失潛在的油氣層，并且為選擇合適的測井曲線進(jìn)行解釋