第二章普通電阻率測井課件

第二章普通電阻率測井巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系普通電阻率測井原理視電阻率曲線特點及影響因素視電阻率曲線的應用內(nèi)容小結思考題2023/7/231測井方法

地層電阻率與巖性、物性(孔隙性)及含油性密切相關。因此，通過研究地層電阻率的差異，即可進行巖性、儲層物性、孔隙流體性質(zhì)分析及剖面對比。電阻率：描述介質(zhì)導電能力強弱的物理量，單位為歐姆米。介質(zhì)的電阻率僅與介質(zhì)的物理狀態(tài)、結構及組分有關，與其幾何形態(tài)無關。

2023/7/232測井方法

一、巖石電阻率與巖性的關系地下巖石由不同組分（礦物、膠結物孔隙流體）組成。不同組分的導電能力不同，因此，它們組成的不同巖性的巖石的導電能力也不同。根據(jù)巖石導電方式的不同，把巖石分為：電子導電型的巖石（導電能力差）,如不含水的致密火成巖。離子導電型的巖石（導電能力強），電阻率低,沉積巖。

第一節(jié)巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系2023/7/233測井方法1、地層水電阻率

1）、地層水電阻率與其所含鹽類的關系

在溫度、濃度相同的條件下，溶液內(nèi)所含鹽類不同，其電阻率也不同。2）、地層水電阻率與其礦化度的關系

溶液導電能力隨溶液礦化度的增加而增強。

3）、地層水電阻率與溫度的關系

溶液導電能力隨溶液溫度增加而增強。二、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系2023/7/234測井方法2、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系地層水電阻率越低，巖石含水量越高，則地層電阻率越低。2023/7/235測井方法解:1、直接測量地層水電阻率。（在地層溫度下）5201102463943220522

例:已知地下1220米深度地層水的主要離子含量（mg/L)，求地層水電阻率。2、等效氯化鈉溶液法確定地層水電阻率。2023/7/236測井方法

1）、計算地層水的總礦化度。2）、求離子換算系數(shù)（鈉、氯離子的換算系數(shù)為1）圖2－2，由總礦化度點作平行于縱軸的直線，與各離子曲線交點的縱坐標為各離子的換算系數(shù)。2023/7/237測井方法3）、計算等效氯化鈉溶液濃度4)、計算地層溫度5）、確定地層水電阻率2023/7/238測井方法實驗發(fā)現(xiàn)，對于完全含水巖石，其電阻率與孔隙水電阻率的比值與巖性、孔隙度有關，將比值稱之為地層因素F。地層因素F與孔隙度的關系如圖2-2所示.三、巖石電阻率與孔隙度的關系圖2-2地層因素F與孔隙度關系曲線2023/7/239測井方法其中：Ro-完全含水巖石的電阻率；φ-巖石孔隙度（小數(shù)）。M-膠結指數(shù)；a-與巖性有關的比例系數(shù)。(2-1)2023/7/2310測井方法四、巖石電阻率與含油飽和度的關系

電阻率增大系數(shù)定義為巖石電阻率與其完全含水時的電阻率之比.反映巖石導電能力隨含水飽和度變化而變化的程度。(2-2)2023/7/2311測井方法

實驗發(fā)現(xiàn)，電阻率增大系數(shù)I與巖石含油飽和度有關，I隨巖石含油飽和度的增加而增大，二者關系為：(2-3)其中：Rt-含油地層電阻率；

So-巖石含油飽和度（小數(shù)）；b、n僅與巖性有關，n又稱為飽和指數(shù)。2023/7/2312測井方法圖2-3I與So關系曲線

電阻增大系數(shù)I與巖石含油飽和度的關系曲線如圖2-3所示。在測井應用中，地層因素和電阻率增大指數(shù)兩個關系式統(tǒng)稱為阿爾奇公式。2023/7/2313測井方法1、確定地層孔隙度已知純水層及地層水電阻率和巖性，由地層因素即可計算地層孔隙度。五、阿爾奇公式的應用(2-4)2023/7/2314測井方法已知水層電阻率、地層巖性及孔隙度，應用地層因素表達式即可計算地層水電阻率.當?shù)貙雍蜌鈺r應用地層因素表達式可以計算視地層水電阻率Rwa。(2-6)2、確定地層水電阻率和視地層水電阻率

(2-5)2023/7/2315測井方法已知地層巖性、地層水電阻率、地層電阻率、地層孔隙度，應用阿爾奇公式即可計算地層含油飽和度。3、確定孔隙流體性質(zhì)

(2-7)(2-8)2023/7/2316測井方法例題1孔隙度地層電阻率含水飽和度含油氣飽和度視地層水電阻率0.30229.850.3430.6572.720.26535.870.3560.6442.520.20335.950.4650.5351.48已知:a=b=1，m=2.0，n=2

，地層水電阻率為0.32歐姆米

求:地層含水飽和度、含油氣飽和度、視地層水電阻率。

2023/7/2317測井方法1、均勻的砂巖地層，根據(jù)測井資料發(fā)現(xiàn)有油水接觸面。接觸面以下，地層電阻率為0.5歐姆米；接觸面以上，地層電阻率為5歐姆米。已知地層水電阻率為0.02歐姆米（地溫下），（m=n=2,a=0.81,b=1）。求:1）、地層孔隙度。2）、上部地層的含水飽和度、含油氣飽和度、含水孔隙度、視地層水電阻率。例題22023/7/2318測井方法3）、地層的孔隙度、含水孔隙度及含水飽和度三者之間有何關系？4）、若上部地層的沖洗帶電阻率為16歐姆米，泥漿濾液電阻率為0.5歐姆米，求沖洗帶泥漿濾液飽和度、上部地層可動油氣飽和度。

2023/7/2319測井方法解：

1）、地層孔隙度。根據(jù)上部水層數(shù)據(jù)計算地層孔隙度2023/7/2320測井方法2）、上部地層的含水飽和度、含油氣飽和度、含水孔隙度、視地層水電阻率。2023/7/2321測井方法3）、地層的孔隙度、含水孔隙度及含水飽和度三者之間的關系4）、沖洗帶泥漿濾液飽和度、上部地層可動油氣飽和度。2023/7/2322測井方法在電阻率為R的均勻、各向同性無限大介質(zhì)中放入一個點電源，點電源發(fā)出的直流電流為I，其電場分布如圖2-4所示,其電場等位面為球面，球面的球心為點電源。

第二節(jié)普通電阻率測井原理一、均勻介質(zhì)電阻率的測量

圖2-4均勻介質(zhì)中點電源場的分布2023/7/2323測井方法靜電場中某點的電場強度E、電位U、電流密度J間的關系為式(2-9)：

E=－▽U

E=RJdivJ=0(2-9)由此,可以得出電場內(nèi)任意點的電位U：(2-10)2023/7/2324測井方法所以，介質(zhì)電阻率R：

(2-11)2023/7/2325測井方法

1、井剖面的特點實際井剖面地層如圖2-5所示。二、非均勻介質(zhì)中的電阻率測井圖2-5滲透層附近介質(zhì)電阻率的分布1---泥漿（Rm）；2—泥餅（Rmc）；3—沖洗帶（Rxo）；4---過渡帶；5—原狀地層（Rt）；2023/7/2326測井方法鉆開的滲透性地層剖面如圖2-5所示。從井軸向地層方向，根據(jù)各部分介質(zhì)導電性的差異，可分為：鉆井液，泥餅，沖洗帶，侵入帶，原狀地層；沿井軸方向看，可分為：滲透層，圍巖。當某一電阻率測井儀處于某一深度時，測井儀只有一輸出值，它不僅與周圍介質(zhì)的導電性有關，還與測井儀有關。通常把這個輸出值稱為視電阻率Ra。（2-12）其中：K-與電阻率測井儀有關的系數(shù)。

2023/7/2327測井方法成對電極：功能相同的電極，如A與B；M與N；不成對電極：功能不相同的電極，如A與M；A與N；B與M；B與N；2、電極系電極系：有供電電極（A，B）和測量電極（M，N），按一定規(guī)律組成的測量系統(tǒng)。2023/7/2328測井方法1）、梯度電極系：成對電極之間的距離小于不成對電極間的距離。

頂部梯度電極系：成對電極位于電極系上方；底部梯度電極系：成對電極位于電極系下方。電極距：不成對電極到成對電極中點的距離。記錄點：成對電極的中點。

例:A2.25M0.5N,底部梯度電極系,電極距2.5米,記錄點位于M、N中點。2023/7/2329測井方法2）、電位電極系：成對電極之間的距離大于不成對電極間的距離。電極距：不成對電極間的距離。記錄點：不成對電極的中點。例:M0.5A2.25B,電位電極系。電極距為0.5米,記錄點位于AM中點.2023/7/2330測井方法3）、電極系的探測深度

以供電電極為中心，以某一半徑作一球面，如果球面內(nèi)包括的介質(zhì)對測量結果的貢獻為50%時，此半徑定義為該電極系的探測深度。電位電極系的探測深度為其電極距的2倍；梯度電極系的探測深度為其電極距的1.4倍。2023/7/2331測井方法3、地層電阻率的測量測井時，用電纜把儀器放入含有導電性流體的井筒內(nèi)的某一深度（測量深度）。用纜車上的設備按一定速度上提儀器，地面測量儀和井下儀器同時工作，進行測量。地面儀記錄到一條隨地層深度變化而變化的電阻率曲線，該曲線反映了測量層段井剖面導電性的變化情況。如圖2-6所示.2023/7/2332測井方法

圖2-6普通電阻率測井測量原理圖（a）電位電極系（b）梯度電極系2023/7/2333測井方法一、視電阻率曲線的特點1、梯度電極系理論曲線的特點梯度電極系理論曲線如圖2-7所示。具有下列特征：1）、梯度電極系曲線為非對稱曲線。A、頂部梯度電極系的視電阻率曲線在高阻層頂部出現(xiàn)極大值，在高阻層底部（距界面一個電極距）出現(xiàn)極小值。第三節(jié)視電阻率曲線的特點及影響因素2023/7/2334測井方法

B、底部梯度電極系的視電阻率在高阻層底部出現(xiàn)極大值，在高阻層頂部（距界面一個電極距）出現(xiàn)極小值。2）、厚地層（參考儀器電極距），地層中部的測量值接近地層電阻率；3）、隨地層厚度的減小，圍巖電阻率的影響增加，測量結果偏離實際值。地層越薄，圍巖影響越大。2023/7/2335測井方法

圖2-7梯度電極系理論曲線(a)頂部梯度曲線；（b）底部梯度曲線

2023/7/2336測井方法

2、電位電極系理論曲線的特點電位電極系理論曲線如圖2-8所示。具有下列特征：1）、電位梯度電極系曲線為對稱曲線。2）、視電阻率曲線在地層中部取得極值。當h>L(電極距)時，隨地層厚度增加，地層中部的Ra接近于地層的真電阻率。2023/7/2337測井方法

圖2-8電位電極系理論曲線

3）、在地層界面處，出現(xiàn)了一個小平臺，其中點對應地層界面。2023/7/2338測井方法二、影響因素視電阻率曲線的影響因素包括兩方面內(nèi)容：

測量儀器和測量環(huán)境。1、測量儀器從梯度電極系和電位電極系理論曲線的特點不難看出，即使是同一測量剖面，由于使用不同的電極系，其測量結果也會不同。這主要有儀器的結構、探測特性所定。如圖2-9所示。2023/7/2339測井方法

d—井徑；h=16d；Rs=Rm；Rt=10Rm；—L=2d；—?—L=8d；……L=16d

圖2-9不同電極距的視電阻率實測曲線

2023/7/2340測井方法1）、井的影響

井內(nèi)介質(zhì)與地層的導電性相差越大，其影響越大.如圖2-10所示。一般情況下，Rm>5Rw。2、測量環(huán)境圖2-10改變泥漿電阻率所測視電阻率曲線1—Rm=0.1Rt；2—Rm=0.01Rt2023/7/2341測井方法

2）、圍巖--層厚影響當圍巖電阻率與地層電阻率不同時，隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對視電阻率的貢獻增加.圖2-11層厚對視電阻率的影響當Rs<Rt時，則Ra<Rt；當Rs>Rt時，則Ra>Rt。2023/7/2342測井方法

3）、侵入影響在滲透層，常常出現(xiàn)泥漿的侵入。把泥漿濾液取代地層原始流體的現(xiàn)象稱為泥漿侵入。含有泥漿的區(qū)域稱為侵入帶。泥漿高侵剖面：侵入帶電阻率大于原始地層電阻率，常見淡水泥漿鉆井的水層。如圖2-12(a)所示。圖2-12(a)侵入帶徑向電阻率分布示意圖高侵剖面2023/7/2343測井方法

泥漿低侵剖面：侵入帶電阻率小于原始地層電阻率，常見淡水泥漿鉆井的油氣或鹽水泥漿鉆井的水層及油氣層。如圖2-12(b)所示。圖2-12(b)侵入帶徑向電阻率分布示意圖低侵剖面2023/7/2344測井方法

4）、高阻鄰層的屏蔽影響高阻鄰層的屏蔽影響產(chǎn)生的原因：A、供電電極產(chǎn)生的直流電場為發(fā)散場；B、井剖面地層為薄互層；C、層間地層的導電性相差很大。高阻鄰層屏蔽在電阻率曲線上的特點：

（1）、地層的視電阻率低于地層電阻率，稱之為減阻屏蔽；如圖2-13所示.

（2）、地層的視電阻率高于地層電阻率，稱為增阻屏蔽。2023/7/2345測井方法

圖2-13高阻鄰層屏蔽影響示意圖（a）相鄰高阻層之間夾層厚度不同時視電阻率曲線(L=8d)（b）用不同電極距的底部梯度電極系在油層組中的實測曲線

2023/7/2346測井方法

5）、地層傾角的影響

當?shù)貙酉鄬τ诰S傾斜時，實測曲線與理論曲線的形狀和幅度均有差異。測量結果與傾角的關系如圖2-14所示。從圖上可以看出：

A、隨地層傾角增加，曲線的極大值向地層中心移動，使曲線趨近對稱形；B、曲線的極大值隨地層傾角的增加而減小，曲線變平緩；C、當傾角大于60度時，梯度曲線的基本特點已不存在。

2023/7/2347測井方法圖2-14巖層傾角不同時所測的頂部梯度視電阻率曲線地層真厚度與地層視厚度的關系（直井）2023/7/2348測井方法1、厚層：當?shù)貙雍穸却笥?倍井徑時,用地層中部視電阻率曲線的幾何平均值代表巖層的電阻率。2、中等厚度的地層：取值時，應避開地層的下界面和上界面一個電極距。取所剩部分的算術平均值。3、由于薄視層電阻率受圍巖電阻率影響很大，只取其極值來代表地層的電阻率。

第四節(jié)視電阻率曲線的應用一、巖層的視電阻率讀數(shù)2023/7/2349測井方法1、劃分巖性由不同巖性的地層，其電阻率不同，因此，可以根據(jù)視電阻率曲線劃分不同巖性的地層。

2、確定地層的真電阻率Rt3、求地層孔隙度、地層水電阻率及含油飽和度.

4、比較電極距不同的電極系測量曲線，可確定地層的侵入特征.在條件許可的情況下，可確定孔隙流體性質(zhì)。圖12-15(a)、(b)所示。二、視電阻率曲線的應用2023/7/2350測井方法圖2-15(a)泥漿低侵剖面（油層）R045、R4分別為0.45米和4米的底部梯度電極系2023/7/2351測井方法圖2-15(b)泥漿高侵剖面（水層）

R045、R4分別為0.45米和4米的底部梯度電極系2023/7/2352測井方法4、地層對比在一個油田或一個區(qū)域內(nèi)，為了研究巖性變化、進行構造形態(tài)和大段油層組的劃分等工作，在全地區(qū)的各口井中用相同的深度及橫向比例，對全井段進行幾種測井方法的測井，這種組合測井叫標準測井。

普通電阻率測井曲線（2.5米底部梯度和0.5米電位電極系）與其他測井曲線一起，組成標準測井系列。

2023/7/2353測井方法

1）、用標準測井圖中的標準層劃分大段油層組（圖2-16）。2）、井間地層對比，研究油氣層的巖性、物性、厚度和含油、氣、水情況在油田范圍內(nèi)的變化規(guī)律。其依據(jù)為在一定范圍內(nèi)，同一時代的相似沉積環(huán)境下形成的地層具有相同的地質(zhì)特性和地球物理特征，因此同一地層的測井曲線具有相似形態(tài)。（圖2-16）。3）、解決地層超覆和確定斷層類型。圖2-17、2-18、2-19。2023/7/2354測井方法圖2-16地層對比圖2023/7/2355測井方法圖2-17標準測井曲線對比確定超覆現(xiàn)象2023/7/2356測井方法圖2-18標準測井曲線對比確定正斷層2023/7/2357測井方法圖2-19