地球物理测＃（第一章）侧向测井.ppt

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1、地 球 物 理 测 井,第一章 电法测井,（侧向测井）,心胸有多大，事业就有多大 包容有多少，拥有就有多少,地球物理测井侧向测井,问题的提出：,利用电阻率测井资料计算地层的含油气饱和度仍然是目前最基本的使用方法。这种方法要求精确计算地层电阻率与冲洗带电阻率。然而，当井剖面为高阻薄层或井内充满高矿化度盐水泥浆时，普通电阻率测井因受井眼内泥浆和围岩的影响，很难划分地层界面，确定冲洗带和地层电阻率。,地球物理测井侧向测井,在高阻薄层剖面，由于电流往低阻围岩和井中流得多，高阻层对电流分布影响不大，因而对Ra读数的影响小，在Ra曲线上显示也就不明显； 在泥浆矿化度很高时，电流大部分沿井筒流动（流经地层的

2、电流小，不能反映地层电阻率），测得的Ra曲线平缓，不能用来分层划界和计算地层的真电阻率。,对于普通电阻率测井：,以上分析说明，普通电阻率不能很好反映地层电阻率的原因，是供电电流因受围岩和泥浆的影响没有大量流入测量地层所致。,产生,侧向测井或聚焦电流测井,地球物理测井侧向测井,基本原理,根据同性相斥的原理，在供电电极上方和下方装上屏蔽电极。供电电极叫主电极，流出主电流；屏蔽电极流出与主电流同极性的屏蔽电流。由于屏蔽电流对主电流的排斥作用，主电流被聚焦，只侧向（垂直井轴）流入地层。,侧向测井：根据同性电相斥的原理，在主电极的两端通以相同极性的屏蔽电流，使主电流垂直井轴而流入地层测量其电阻率。,地球

3、物理测井侧向测井,按电极系的长短、探测深度大小可分为：,1、电极系长的、探测深度大的：三、七、八侧向、双侧向、球形聚焦,2、电极系短的、探测深度小的：微侧向、邻近侧向、微球形聚焦,侧向测井分类,位于井中心测量，主要用来测量地层深部电阻率和侵入带电阻率.,贴井壁测量，主要用来测量井壁附近冲洗带电阻率，又称为微电阻率测井.,地球物理测井侧向测井,一、三侧向测井（LL3）,三侧向测井分为深、浅三侧向测井两种,1、深、浅三侧向的基本原理,电极的形状：棒状,A0主电极（0.15m）,A1、2屏蔽电极（各1.7m）,N参考电极,B回路电极,地球物理测井侧向测井,测井原理： 测井时：A0通以主电流I0（测井

4、过程中不变） A1、A2通以与I0极性相同的屏蔽电流Ia，采用自动控制Ia的方法，使I0不变，达到V A0 = V A1 = V A2，由此迫使主电流呈层状垂直流入地层。三侧向测井测量的是主电极与N电极的电位差V。在I0不变的情况下，V与主电流流经的圆盘介质电阻成正比。,三侧向测井具有较高的分层能力（可划分0.3m地层）和较深的探测深度,主电流环,地球物理测井侧向测井,主电极A0,屏蔽电极A1,井下电流 的形状图,三侧向测量电阻率的公式：,式中： V为主电极与参考电极N间的电位差 I0为主电流强度 K3电极系数，可用实验或者计算公式求得,接地电阻r0：指主电极表面到无限远主电流流经的电阻。相当

5、于主电流所流经的泥浆、泥饼、冲洗带、侵入带、原状地层电阻的串联。,地球物理测井侧向测井,接地电阻计算的公式：,r0=rm+ri+rt=,地球物理测井侧向测井,由此可得出以下结论：,高阻层 r0 RLL3,低阻层 r0 RLL3,Ra,深度H,RLL3是随井身变化的曲线，可以反映地层电阻率的高低。,地球物理测井侧向测井,三侧向测井分为：深三侧向和浅三侧向测井,两者相同处：原理,两者的区别： 探测深度：深三侧向大于浅三侧向,深三侧向主要反映：原状地层的电阻率即Rt,浅三侧向主要反映：侵入带（冲洗带）地层的电阻率,地球物理测井侧向测井,聚焦作用的强弱：深三侧向强，浅三侧向弱,地球物理测井侧向测井,深

6、三侧向A1与A1相连，A2与A2相连,浅三侧向用深三侧向的A1作B1，用深三侧向的A2作B2,电极系系数：kd=0.24m，ks=0.35m,仪器全长：5.4m,仪器直径：0.089m,三侧向尺寸,（1）、曲线的特点：,当上下围岩的电阻率完全相同时，曲线对称于地层中部，高阻层对应的RLL3大，层界面对应于曲线急剧变化处， RLL3的极大值为高阻层的电阻率。,地球物理测井侧向测井,2、三侧向曲线的应用,当上下围岩的电阻率不相同时，曲线的形状不对称，极大值移向高阻围岩一方。 （请思考为什么？）,Ra,深度H,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,（2）、影响三侧向视电阻率的因素,电极系参数,

7、地层参数,电极系越长主电流聚焦越好进入地层越深,电极系尺寸大到一定程度后，再改变电极系长度，对探测深度几乎没有影响,主电极越短分层能力越强（主电极长度一般是井径的0.50.75倍）,电极系直径泥浆分流作用Ra,（3）、三侧向测井资料应用,地球物理测井侧向测井,a.分层,三侧向测井受井眼、层厚、邻层影响较小，纵向分辨率较强确定地层界面。,b.求Rt,查图版，程序计算,c.判断油水层,油气层：电阻率高，正差异 水层：电阻率低，负差异或无差异,地球物理测井侧向测井,实测三侧向曲线,如果RLL3深 RLL3浅，称为正差异，为油气层。,地球物理测井侧向测井,深浅三侧向曲线重叠判断油气水层,如果RLL3深

8、 RLL3浅，称为负差异，为水层。,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,二、七侧向测井（LL7）,1、 深浅七侧向测井的基本原理,以主电极为中心，3对电极对称排列,A1与A2等电位，M1与M2(M1与M2)等电位迫使主电流水平地流入地层,测井时：主电极A0发出主电流I0，屏蔽电极A1和A1 发出同极性的屏蔽电流Ia，仪器自动节Ia，使VM1=VM1=VM2=VM2，迫使I0呈层状垂直井轴而流入地层，测量的是M1（M1、M2、M2）与N电极的电位差。,地球物理测井侧向测井,主电流层厚度等于O1O2之间长度,视电阻率,K电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出),UM1M1点处电位。即

9、M1点与无穷远处N（参考电极）之间的电位差。因UN0，所以，M1点与N之间的电位差M1点处电位,地球物理测井侧向测井,在深七侧向电极系基础上增加了一对回流电极,确保主电流I0主要流经侵入带,测量侵入带地层电阻率,地球物理测井侧向测井,七侧向电极系尺寸,深七侧向,电极系长度L0=2.07m,浅七侧向,电极系长度L0=1.07m,仪器直径：0.102m,2、 七侧向测井曲线特点,地球物理测井侧向测井,当上下围岩电阻率相同时，单一地层曲线形状对地层中部对称，否则不对称； 高阻层有高的Ra值，低阻层有较低的Ra值； 当h4d时，曲线半幅点外推半个电极矩的距离为地层界面。,电极的个数（3个、7个）,聚焦

10、作用的强弱（LL3 LL7）,探测深度的大小（r三侧向r七侧向）,分层能力（Rt、Ri）（LL3 LL7）,深浅七侧向的用途与深浅三侧向完全相同,判断地层的流体性质,确定地层的电阻率,3、 七侧向测井与三侧向的异同点,地球物理测井,存在差异,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,本节要点,1、三侧向、七侧向测井原理,2、深浅三侧向、七侧向电极系特点,3、视电阻率曲线特点,地球物理测井侧向测井,三、双侧向测井（DLL）,优点： 利用三侧向的棒状电极，加强主电流聚焦； 采用七侧向的监督电极，控制主电流在井轴上的分流； 采用恒功率方式记录，满足电阻率变化范围的需要。,地球物理测井侧向测井,1、

11、双侧向测井原理,A、电极系,与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上两个屏蔽电极A1、A2。为了增加探测深度，屏蔽电极A1、A2不是环状，而是柱状（与三侧向屏蔽电极相同）,地球物理测井侧向测井,对于屏蔽电极A2A2： 在深侧向中，把它与A1A1连在一起作为双屏蔽电极，流出屏蔽电流； 在浅侧向中，把它作为屏蔽电极的回路电极。,两对监督电极的中点即M1M2的中点O、M1M2的中点O之间的距离OO称为电极矩。,地球物理测井侧向测井,测井时，主电极A0发出恒定电流I0，并通过两对屏蔽电极A1、A1和A2、A2发出与I0极性相同的屏蔽电流I1和I1。,测井通过自动调节使得满足：屏蔽电极A1与A1（或

12、A2与A2）的电位比值为一常数，即UA1/UA1=；监督电极M1与M1（M2与M2 ）之间的电位差为零。然后，测量任一监督电极（如M1）和无穷远电极N之间的电位差（即UM1）。,在主电流I0恒定不变的条件下，测得的电位差和地层的视电阻率成正比。,B、测井原理,双侧向测量的是监督电极与N之间的电位差，通过电位差的变化反映介质电阻率的变化。,地球物理测井侧向测井,视电阻率,其中：UM1监督电极M1表面电位 I0主电流强度 k电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出),地球物理测井侧向测井,深侧向由于屏蔽电极加长，测出的视电阻率主要反映原状地层的电阻率,浅侧向屏蔽电极A1、A2改成了电流的回路电

13、极，因此，探测深度小于深侧向，主要反映侵入带电阻率,双侧向所反映的径向电阻：,浅双侧向电极系由于是柱状电极，回路电极B1B2靠近电极系，使屏蔽电流对主电流的控制能力减弱，致使主电流流入地层不远处就开始发散，因此探测深度较浅，所测量的结果主要反映侵入带的电阻率Ri。,深、浅侧向电极系的尺寸完全一样。不同处：将深侧向的屏蔽电极A1、A2改成回路电极后，就构成了浅侧向电极系这样，深、浅侧向的纵向分辨率是相同的，且受围岩、层厚影响基本一样用深、浅侧向测出的电阻率判别油、气、水层具有良好效果。,地球物理测井侧向测井,双侧向尺寸,电极系k值：kd =0.733m， ks=1.505m 仪器全长：9.36m

14、 仪器直径：0.089m,屏蔽电极A1、A2很长确保深侧向探测深度大,地球物理测井侧向测井,C、电极系确定原则 分层能力强（0102间距离要小） 探测深度大（ A1、A2要长） 受井眼影响小,纵向分辨率一般0.6m左右,深侧向探测深度一般23m,浅侧向探测深度一般0.5m左右,2、曲线的特点及影响因素,（1）、特点,a、上下围岩相同时、曲线对 称于地层中部,b、高阻层曲线高值,低阻层曲线低值,地球物理测井侧向测井,c、地层界面曲线半幅点外 推半个电极矩,与七侧向视电阻率曲线相似,碎屑岩地层,碳酸盐岩地层,气层：深浅双侧向“正差异”,水层：深浅双侧向“负差异”,地球物理测井侧向测井,（2）、双侧

15、向视电阻率曲线的影响因素及其校正,井眼（d）、侵入带（di、Ri）、围岩影响（h）,RLLdGmdRm GidRi GtdRmt,RLLsGmsRm GisRi GtsRmt,Gmd、Gid、Gtd分别为泥浆、侵入带、原状地层的深侧向几何因子（ Gtd较大） Gms、Gis、Gts分别为泥浆、侵入带、原状地层的深侧向几何因子（ Gis较大）,Rt,Ri,自 学,地球物理测井侧向测井,井眼校正：（P58图1-54 双侧向井眼校正图版）,根据双侧向曲线读出某层的RLLd和RLLs，找到Rm和d，算出RLLd/ Rm和RLLs/ Rm，利用图版查找校正系数d、s。,围岩的影响和校正：（P58图1-5

16、5 双侧向围岩层厚校正图版）,用层厚h和该层的RLLd和RLLs，又用深侧向视电阻率曲线读出围岩Rm，算出RLLd/ Rm和RLLs/ Rm，利用图版查找校正系数d、s。,地球物理测井侧向测井,3、双侧向测井资料的应用,电阻率测井在油气勘探开发中应用非常广泛,主要应用,地层对比,裂缝识别,油、气、水层判别,计算地层含水饱和度,估算裂缝参数,地球物理测井侧向测井,（1）地层对比,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,磨溪地区储层多井测井对比图,地球物理测井侧向测井,（2）裂缝识别,四川测井研究所水槽模型实验结果：裂缝的产状与深、浅双侧向的“差异”有着直接关系。,地球物理测井侧向测井,低角度

17、缝双侧向呈“负差异”,高角度缝双侧向呈“正差异”,角度越高，张开度越大，“正差异”的差异幅度也越大,裂缝产状、发育程度不同，双侧向测井的响应也不同,双侧向,东山12井：长兴组（23682402m），中子孔隙度接近于0，声波曲线除个别井段有“跳波”现象，而双侧向曲线则在高阻地层背景下出现了一串低阻“尖子”，且为“负差异”，是典型的低角度裂缝发育段。 测试结果：获天然气11.3104m3/d,实测双侧向裂缝特征（低角度）,双侧向,实测双侧向裂缝特征（高角度）,渡1井：（4270m4305m），双侧向明显的“正差异”。 射孔测试：获日产天然气44.15 104m3/d,地球物理测井侧向测井,（3）油

18、、气、水层的判别,油、气层：电阻率较高； 水层：电阻率相对较低。,油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分被泥浆滤液取代，导致侵入带地层电阻率降低，在双侧向曲线上表现为“正差异”，即RLLDRLLS 水层：泥浆滤液电阻率一般大于地层水电阻率，深浅双侧向呈“负差异”，即RLLDRLLS,油、气基本不导电；地层水含有NaCl、KCl等盐份而导电，矿化度越高，其导电性越好。,地球物理测井侧向测井,双侧向,大天5井：石炭系 上段：深侧向电阻率值在500.m左右，深浅双侧向呈“正差异”；气层。 中段：深侧向电阻率值在200500.m左右，深浅双侧向也逐渐由“正差异”、无差异、最后过渡到“负差异”；气水过渡

19、带。 下段：深侧向电阻率值在20050.m之间，深浅双侧向呈“负差异” ；水层,碳酸盐岩地层,地球物理测井侧向测井,遂25井：须二 上段：气层 中段：油水层 下段：水层,碎屑岩地层,地球物理测井侧向测井,深侧向电阻率绝对值法油气水层,气层：大于8.m ， 水层：一般小于5.m、 气水过渡带：58.m之间。,普光6井测井曲线及数字处理成果图,地球物理测井侧向测井,普光6井测井曲线及数字处理成果图,地球物理测井侧向测井,计算地层含水饱和度,孔隙型储层可以近似看作均匀、各向同性介质，可直接用阿尔奇公式计算含水饱和度Sw,a、m、n分别为岩性系数、孔隙度指数、饱和度指数； Rw、Rt分别为地层水电阻率

20、、深侧向电阻率测井值； 地层孔隙度。,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,估算裂缝参数,裂缝的产状、张开度及发育程度不同，双侧向电阻率的响应也不同。基于这一原理，可以用双侧向测井信息估算裂缝的孔隙度、张开度等参数，并评价裂缝的发育程度。,裂缝孔隙度,裂缝张开度,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,（6）、求地层的真电阻率Rt（P60图1-58）,对视电阻率进行井眼、侵入、层厚校正（用图版）,自学 P60中例题,地球物理测井侧向测井,在使用各种侧向的情况下，权衡的结果认为双侧向 最优越，资料便于对比，使用效果好，目前广泛 使用，尤其是碳酸盐岩剖面。,(7)与微球组合判断可动油气,

21、RMSFLRLLSRLLD 有可动油气,RMSFL=RLLS= RLLD 无可动油气,注意,地球物理测井侧向测井,四、双侧向、三侧向、七侧向比较,1.探测深度,探测深度小，侵入影响大，深浅三侧向探测深度差异不大，判别油、气水层效果差。原因：主电极与屏蔽电极同电位，电极系长度有限，主电流发散快。,探测深度高于三侧向，但高侵时，探测深度变浅。原因：采用监督电极M1、M1同电位来控制电流场。分布比s屏流屏蔽电极电位探测深度,探测深度最大。原因：将屏蔽电极分成多段（两对）加长控制各段电压探测深度,三侧向,七侧向,双侧向,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,2.纵向分辨率,三侧向纵向分辨率高，能

22、分辩0.40.5m地层。,七侧向、双侧向纵向分辨率基本相同（0.6m左右），略低于三侧向。取决于O1、O2间距离。,3.影响因素,三侧向井眼、围岩影响较小，侵入影响大,七侧向深、浅七侧向受围岩影响程度不同（监督电极、屏蔽电极位置不同主电流厚度不同）,双侧向围岩、层厚对深、浅双侧向的影响相同。受井眼影响最小,地球物理测井侧向测井,本节要点,1、双侧向测井原理,3、双侧向、三侧向、七侧向特点,2、双侧向电极系结构,4、双侧向测井资料应用,地球物理测井侧向测井,五、微侧向测井（MLL）和邻近侧向测井（PL）,问题提出：,欲求准RXO,微电极：受泥饼厚度的影响大,在盐水泥浆井中几乎不反映井壁附近的RX

23、O,提出微侧向测井,？,地球物理测井侧向测井,（1）微侧向的测量原理,a、电极系,环状电极,A0 主电极（纽扣电极） A1屏蔽电极 M1 M2监督电极,1、微侧向测井,地球物理测井侧向测井,b、测井原理 （与七侧向相同）,测井时，A0电流恒定，屏蔽电极A1流出电流极性与A0相同，大小自动调节M1M2间电位差为零。测量M1与无穷远参考电极N之间电位差，即UM1。其视电阻率为：,计算公式：,UN=0,由于存在屏蔽电极，使电流在泥饼上的分流减小，探测深度增加（达8cm)，主要反映RXO，在hmc10cm 效果差,分辨率主电流束直径M1与M2平均直径44mm,地球物理测井侧向测井,与微电极相比更能反映

24、RXO,与普通电极相比，微侧向受泥饼影响较小,地球物理测井侧向测井,（2）微侧向的应用,b、求RXO（图版法）,可划分出大于5厘米的薄层,hmc小于等于6mm,RXO=RMLL,hmc大于等于6mm,必须进行泥饼校正，得到RXO,P54,a、可以划分薄层,思考：如果泥饼厚度大于微侧向的探测范围，该如何求取RXO？,地球物理测井侧向测井,贴井壁测井，探测半径大于微侧向，在泥饼厚度大的情况下，反映RXO。,（1）、电极系,A0主电极 A1屏蔽电极 M 监督电极,电极的形状：矩形框,2、邻近侧向测井,地球物理测井侧向测井,调节主电流I0，使UM=UA0，测量主电流I0的变化。,（2）测量原理,计算公

25、式：,邻近侧向电流分布示意图,AO、A1的截面积比微侧向大，聚焦效果比微侧向好,特点,探测深度,1525cm，比微侧向大，适用泥饼较厚（10cm)的井,地球物理测井侧向测井,（3）邻近侧向测井曲线的应用,与微侧向相同,rplrmll,di 1m，不受原状地层影响，RPLRXO,为了解决微侧向及邻近侧向受泥饼及原状地层影响大的缺点,微球形聚焦测井MSFL,局限：di 1m，受原状地层影响，RPLRXO,优点：,地球物理测井侧向测井,五、微球型聚焦测井（MSFL）,1、球型聚焦测井（SFL）,输出曲线：RSFL,探测深度较大，当侵入较深时， RSFL=RXO 当侵入较浅时， RSFL=Ri,2、微

26、球型聚焦测井（MSFL）,Micro Spherically Focused Log,地球物理测井侧向测井,测量冲洗带电阻率Rxo,探测深度比微侧向深，比邻近侧向浅，不受泥饼影响，也不受原状地层影响,应用最广的微聚焦测井,在微侧向、邻近侧向和球形聚焦测井基础上发展起来,地球物理测井侧向测井,尺寸较小，嵌在绝缘极板上,主电极A0是长方形,测量电极M0、辅助电极A1是矩形框状电极,监督电极M1、M2是“一字”型电极，对称排列，短路连接,极板的金属护套作回流电极B,(1)电极系,地球物理测井侧向测井,(2)测井原理,主电极发出的电流,一部分流入回流电极B主电流I0,一部分流入辅助电极A1辅助电流Ia

27、,自动调节I0、Ia监督电极M1、M2间电位差UM1M2=0监督电极附近相当于有一个“绝缘塞”阻止Ia沿井轴流动,I0、Ia极性相同Ia主要沿泥饼流动I0被排斥进入地层（冲洗带）反映Rxo,测量M0与M1、M2之间电位差确定视电阻率,(3)RMSFL曲线的应用,地球物理测井侧向测井,主要应用,求Rxo,划分薄层,分析裂缝,最大优点,受泥饼影响小,受原状地层影响小,双侧向-微球形聚焦组合测井划分油气水层,地球物理测井侧向测井,高角度裂缝的常规测井曲线特征,油17.4吨/日 气1.7万方/日 水14.9方/日,电阻率测井方法的组合,用不同探测深度的电阻率(或导电率)测井方法，进行径向电阻率测量，可

28、综合解释确定：,冲洗带电阻率Rxo,侵入带电阻率,原状地层电阻率Rt,侵入直径di,现场常用电阻率组合,双侧向微球聚焦,双感应八侧向,电阻率测井方法的组合,双侧向微球聚焦,适合性：适合泥浆矿化度较高的井、高阻（薄）地层,深侧向视电阻率RLLD原状地层电阻率Rt,浅侧向视电阻率RLLS侵入带电阻率Ri,微球视电阻率RMSFL冲洗带电阻率Rxo,判别流体性质,确定di、Rt、Rt/Rxo,应用：,RmfRw，油气出现低侵，RXORiRt 水层出现高侵，RXORiRt,1、微侧向、邻近侧向、微球聚焦测井原理,2、微侧向、邻近侧向、微球聚焦测井电极系特点,3、双侧向微球聚焦综合测井特点与应用,本节要点

29、,地球物理测井侧向测井,成像测井,在不同方位放置电极系进行测量,最后得到多条测井曲线,经过处理得到成像测井图。,地球物理测井侧向测井,成像测井对裂缝发育的空间产状的显示更灵敏和较直观，对水平井眼周围非对称侵入和非对称地层边界显示更敏感。,地球物理测井侧向测井,罗家5井飞仙关组钻井诱导缝特征,倾向北北西-南南东,走向北东东-南西西,倾角500-900,飞仙关气水同层段薄层状构造特征图,薄层状构造,薄层状构造,飞仙关气层段天然裂缝及应力释放缝特征图,天然裂缝,应力释放缝,飞仙关储层段针孔、溶孔特征图,针孔 溶孔 发育段,针孔 溶孔 发育段,地球物理测井侧向测井,本章重点,1、双侧向、微球形聚焦测井原理、曲线特点及用途 2、侧向测井影响因素及其校正 3、掌握各类校正图版的使用,