第1章4節(jié)側(cè)向測(cè)井

第1章

自然電位測(cè)井

和電阻率測(cè)井§1.4側(cè)向測(cè)井Laterolog

§1.4側(cè)向測(cè)井概述側(cè)向測(cè)井又稱(chēng)聚焦電阻率測(cè)井，它是具有一個(gè)測(cè)量電極和多個(gè)屏蔽電極的測(cè)井方法。屏蔽電極的作用：使電流呈水平圓盤(pán)狀流進(jìn)井眼周?chē)牡貙印?duì)于石油勘探開(kāi)發(fā),評(píng)價(jià)油層含油性、計(jì)算含油飽和度需要精確的地層電阻率。在鹽水泥漿情況下，普通電阻率測(cè)井過(guò)程中泥漿會(huì)產(chǎn)生分流，因而不能得到精確的地層電阻率；高阻屏蔽使普通電阻率測(cè)井無(wú)法進(jìn)行。所以，發(fā)展了側(cè)向測(cè)井方法。

1、發(fā)展側(cè)向測(cè)井的原因相同點(diǎn)：從數(shù)學(xué)和物理學(xué)角度看，側(cè)向測(cè)井和普通視電阻率一樣，都屬于穩(wěn)定電流場(chǎng)問(wèn)題，滿足相同的關(guān)系式。

不同點(diǎn)：供電方式不一樣。2、側(cè)向測(cè)井和普通視電阻率的異同按電極系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電極系數(shù)目的不同，側(cè)向測(cè)井可以分為:三側(cè)向（LL3）七側(cè)向（LL7）八側(cè)向（LL8）雙側(cè)向（DLL），等等。3、側(cè)向測(cè)井的分類(lèi)一、三側(cè)向測(cè)井基本原理1、原理主供電電極兩側(cè)分別加一個(gè)屏蔽電極，并供以相同極性和大小的電流，使屏蔽電極電位與主電極的相等，迫使主電極電流不能在井眼中上下流動(dòng)，只能近似水平地流進(jìn)地層。2、電極系

三側(cè)向電極系是一個(gè)被絕緣物質(zhì)分成三段的金屬圓柱體,中間為主電極A0,兩側(cè)分別為屏蔽電極A1、A2。電極A1、A2用導(dǎo)線連接在一起，保持等電位。主電極的電流I0被屏蔽電極的電流I1、I2所屏蔽，近似成水平狀進(jìn)入地層。A0主電極，A1、A2屏蔽電極位于兩側(cè)，它們短路相接?；芈冯姌OB置遠(yuǎn)處測(cè)井過(guò)程中，主電極A0和A1、A2供以同一極性電流，并使它們之間保持恒定電位

3、視電阻率根據(jù)測(cè)量的電位和主電極電流計(jì)算出

。4、接地電阻

是主電極的接地電阻，表示主電極電流由主電流到回路電極所經(jīng)過(guò)的介質(zhì)的電阻，即

由于反映主電極的接地電阻，所以三側(cè)向測(cè)井也被稱(chēng)作屏蔽電極測(cè)井或屏蔽接地電阻法測(cè)井。

5、幾何因子

幾何因子指與介質(zhì)空間位置、體積和形狀等幾何因素有關(guān)的各種影響因素的總和。主電流經(jīng)過(guò)的整個(gè)空間的幾何因子看作是1，這樣空間各部分對(duì)電阻率的貢獻(xiàn)，可以看作是各部分幾何因子與其電阻率兩部分影響的總和：、、分別為泥漿、侵入帶和原狀地層的幾何因子。對(duì)于側(cè)向測(cè)井，一般稱(chēng)為近似幾何因子或假幾何因子。主電流流過(guò)的介質(zhì)以及其等效電路2、探測(cè)深度改變屏蔽電極長(zhǎng)度、B電極位置，可組成不同探測(cè)深度的三側(cè)向電極系。B放置于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，為深三側(cè)向電極系；B電極分成兩個(gè)，分別置于靠近A1、A2的地方，則為淺三側(cè)向電極系。(a)深三側(cè)向電極系(b)淺三側(cè)向電極系3.000.0250.0250.150.0890.0890.150.0250.0250.40.40.20.21.11.1三、三側(cè)向測(cè)井的影響因素1、電極系參數(shù)的影響(1)電極系長(zhǎng)度LL越大，聚焦能力好。(2)主電極長(zhǎng)度L0主電極長(zhǎng)度決定于電流片的厚度，L0越小，分層能力強(qiáng)。(3)電極系直徑直徑小，電極系到井壁之間泥漿層厚度大，受泥漿影響大。2、井眼以及地層參數(shù)的影響

(1)井眼直徑和泥漿井眼小、且含鹽水泥漿，其幾何因子和都小，影響可以忽略。井眼擴(kuò)大，泥漿范圍擴(kuò)大，電流散開(kāi)，接地電阻降低，則降低；井眼擴(kuò)大是不利因素。(2)層厚和圍巖當(dāng)>時(shí)，圍巖分流作用，使電流線散開(kāi)，使Ra降低；當(dāng)＜時(shí)，屏蔽作用，使電流線擴(kuò)散面積減小，電阻值增大，因而增大。(3)侵入帶影響侵入越深，電極系聚焦能力越差。四、三側(cè)向測(cè)井曲線形態(tài)單一高阻層的電阻率曲線(1)上下圍巖一致時(shí)，曲線中心對(duì)稱(chēng)，對(duì)高阻層上升，層愈厚，電阻越高；(2)上下圍巖不一致時(shí)，曲線不對(duì)稱(chēng)，極大值向高阻圍巖一方；(3)h＞4d時(shí)，極值不變，曲線對(duì)稱(chēng)；h變薄，地層中心出現(xiàn)峰值；(4)曲線分層能力強(qiáng)，特別對(duì)薄層，分層能力取決于L0長(zhǎng)度,A0長(zhǎng)度取決于電流層的厚度。五、三側(cè)向測(cè)井的應(yīng)用1、劃分巖性剖面

LL3受井眼、層厚、鄰層影響小，分層能力較強(qiáng)，是劃分不同電阻率地層最好方法之一。地層界面劃在曲線開(kāi)始急劇變化的位置。2、判斷油、水層

由于LL3系泥漿侵入油層，而油、水層的泥漿侵入性質(zhì)不同，油層多為減阻侵入，水層多為增阻侵入LLd、LLs重迭比較法判斷油水層。深側(cè)向值＞淺側(cè)向值為油層；反之為水層。3、求地層真電阻率Rt五、三側(cè)向測(cè)井小結(jié)1、三側(cè)向是一種聚焦電阻率測(cè)井法，適合于解決高礦化度泥漿和高阻薄層的測(cè)井問(wèn)題。2、電極系三個(gè)柱狀金屬電極組成，測(cè)井時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)主電流強(qiáng)度使其值恒定，屏蔽電流使主電流聚焦，水平流入地層，測(cè)任一電極的電位。LL3測(cè)得的Ra正比于主電極的接地電阻ro。由于主電流水平流入地層，圍巖影響小分層能力強(qiáng)，主電流經(jīng)過(guò)泥漿、侵入帶和地層，所以Ra受泥漿、侵入帶和地層電阻的影響。在高礦化度泥漿井中，泥漿侵入帶的電阻率很小，主要是反映地層的電阻率，在淡水泥漿增阻侵入時(shí)Ra受Ri影響很大。3、用三側(cè)向測(cè)井可以計(jì)算得到Rt?！?.4.2七側(cè)向測(cè)井（LL7）與LL3一致，電極系結(jié)構(gòu)上略有不同：由七個(gè)金屬電極組成。1、電極結(jié)構(gòu)主電極A0和三對(duì)分布在A0兩側(cè)的A1A2、M1M2、M1’M2’。兩對(duì)監(jiān)督電極分別短路相接。2、測(cè)量原理測(cè)量時(shí)A0供以I0恒定，A1、A2通以同極性但強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)的電流I1。調(diào)節(jié)I1、保持M1M1’、M2M2’等電位。M1、M1’電極間電位不等時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)A1、A2。測(cè)量M或N與無(wú)限遠(yuǎn)處電極之間電位差V,根據(jù)公式計(jì)算出Ra。3、探測(cè)深度和三測(cè)向一樣，將B電極放在不同的位置可以得到深、淺兩種探測(cè)深度的測(cè)量結(jié)果。一、基本原理淺七側(cè)向電極系深七側(cè)向電極系二、七側(cè)向測(cè)井視電阻率曲線的特點(diǎn)1、對(duì)著高阻層，視電阻率為高值；2、用曲線的拐點(diǎn)確定地層界面時(shí)，得到的地層厚度將比實(shí)際厚度小一個(gè)電極距。三、七側(cè)向測(cè)井小結(jié)1、與三側(cè)向一樣，七側(cè)向也是一種聚焦電阻率測(cè)井法，其極系特點(diǎn)是七個(gè)電極，以主電極為中心，兩對(duì)監(jiān)督電極，一對(duì)屏蔽電極上下對(duì)稱(chēng)分布，測(cè)井時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)屏蔽電流強(qiáng)度，使主電流聚焦，并水平地進(jìn)入地層；2、七側(cè)向記錄的是任一監(jiān)督電極的電位，該電位大小與地層電阻率有關(guān)，所以七側(cè)向測(cè)井曲線反映地層電阻率變化情況與三側(cè)向一樣；3、七側(cè)向受?chē)鷰r、泥漿的影響也很小，分層能力強(qiáng)，但受侵入帶影響大，在高礦化度泥漿井中使用效果最好，用于求地層真電阻率；4、與三側(cè)向比較，七側(cè)向分層能力不如三側(cè)向高，主要是由于三側(cè)向的電流層厚度約0.3m比七側(cè)向電流層度(約0.8m)小，受井眼影響大。七測(cè)向的探測(cè)深度略大于三側(cè)向。1、雙側(cè)向測(cè)井原理1.1電極系結(jié)構(gòu)(1)雙側(cè)向測(cè)井是在三側(cè)向和七側(cè)向的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的；(2)電極系排列與七側(cè)向非常相似，在七側(cè)向的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)屏蔽電極A1’和A2’；(3)另外,A1’和A2’的形狀與三側(cè)向的屏蔽電極相似，不是環(huán)狀而是柱狀。雙側(cè)向吸取了三側(cè)向和七側(cè)向優(yōu)點(diǎn)，它的探測(cè)深度和分層能力均優(yōu)于三、七側(cè)向，可用來(lái)劃分地層剖面，求取地層電阻率Rt，定性判斷含油性?！?.4.3雙側(cè)向測(cè)井（DLL）1.2測(cè)量原理

(1)M1

、M2(M1’

、M2’)為測(cè)量電極，A1、A2(A1’

、A2’)為屏蔽電極，發(fā)出與I0極性相同的屏蔽電流Is。屏蔽電極的不同組合可以完成深、淺側(cè)向測(cè)井。(2)進(jìn)行深側(cè)向測(cè)井時(shí)，A1、A2合并為上屏蔽電極，A1’

、A2’合并為下屏蔽電極，得到深側(cè)向視電阻率曲線Rlld；(3)進(jìn)行淺側(cè)向測(cè)井時(shí)，A1、A1’合并為屏蔽電極，極性與A0相同，A2

、A2’為回路電極，極性與A0相反,得到深側(cè)向視電阻率曲線Rlls；(4)雙側(cè)向測(cè)井適用于電阻率高和侵入深的地層，但仍然受鉆井液濾液和圍巖的影響，其縱向分辨率為24英寸。(5)雙側(cè)向測(cè)井常常和自然伽馬測(cè)井或自然電位測(cè)井組合進(jìn)行測(cè)量。1.3深側(cè)向電流分布圖(圖右半部分)，測(cè)量值反映原狀地層電阻率Rt。1.4淺側(cè)向電流分布圖(圖左半部分)，測(cè)量值反映侵入帶電阻率Ri。2、雙側(cè)向測(cè)井曲線以及影響因素2.1理想雙側(cè)向測(cè)井曲線在上下圍巖相同時(shí)，視電阻率曲線對(duì)稱(chēng)于地層中部，在地層的上下界面附近也出現(xiàn)兩個(gè)小尖，隨著層厚增加這兩個(gè)小尖也就逐漸消失；對(duì)于高阻厚層的中部視電阻率值最高，且曲線較平直、變化不大。2.2雙側(cè)向測(cè)井實(shí)例2.2雙側(cè)向測(cè)井的影響因素以及校正(1)井眼影響(2)圍巖影響(3)侵入影響3、雙側(cè)向測(cè)井資料的應(yīng)用3.1確定地層真電阻率3.2劃分巖性剖面3.3快速直觀區(qū)分油、氣、水層3.4識(shí)別裂縫八側(cè)向在設(shè)計(jì)上與七側(cè)向類(lèi)似，源距較小、回路電極很近。其探測(cè)深度較淺，縱向分辨率為14英寸，測(cè)量沖洗帶電阻率Rxo。八側(cè)向常常與雙感應(yīng)測(cè)井組合測(cè)量。§1.4.4八側(cè)向測(cè)井（LL8）雙側(cè)向和三側(cè)向、七側(cè)向測(cè)井方法的比較1、探測(cè)深度雙側(cè)向中深側(cè)向的探測(cè)深度比三、七側(cè)向的要深；三、七側(cè)向的深測(cè)深度很近似，七側(cè)向的略高于三側(cè)向的。

2．縱向分層能力三側(cè)向測(cè)井的縱向分層能力是較好的，能清楚反映厚度在0.4～0.5m以上的地層電阻率變化。七側(cè)向測(cè)井分層能力略低于三側(cè)向測(cè)井;雙側(cè)向測(cè)井的分層能力與七側(cè)向的相同。3、影響因素3.1三側(cè)