测井4

1普通电阻率测井普通电阻率测井普通电阻率测井是测井方法中使用最早，也是最常用的方法，到目前为止，在划分钻井地质剖面和判断岩性等工作中仍起着一定的作用。普通电阻率测井包括梯度电极系，电位电极系和微电极测井。这些测井法是根据岩石中导电性的差别，在井内研究钻井剖面。它测量的参数是地层电阻率。因为在井的条件下，测量地层电阻率时，要受井径，泥浆电阻率，上下围岩以及电极距等因素的影响，测量的参数不等于地层的真电阻率，它叫地层的视电阻率，因此这种测井方法又叫视电阻率测井。岩石电阻率与岩性，储油物性和含油性有着密切的关系。普通电阻率测井的主要任务，是根据测量的岩层电阻率，来判断岩性，划分油气水层，研究储集层的含油性、渗透性和孔隙性。电祖率测井主要作用求解含油饱和度例：Archie公式（1942年）地层因素：电阻率增大系数：含水饱和度：mwoaRRFnwotSbRRISwaRwRtmn岩石电阻率与岩性、孔隙度和含油饱和度的关系岩石的组织结构岩石孔隙内地层水中盐类的化学成分、浓度、温度；岩石孔隙度（φ）;岩石的含油饱和度（So）。岩石电阻率与岩性的关系岩石电阻率与岩性的关系岩石电阻率与其矿物成分有关1、导电良好的矿物：如硫化矿（黄铁矿、黄铜矿、方铅石等）、某些氧化矿物（磁铁矿、镜铁矿等）、石墨和高级煤等，属于电子导电的导体。它们对岩石电阻率的影响取决于这些矿物的百分含量和分布情况。含量高（如百分之几十）分布好（能形成较好的通路），岩石电阻率可能降低很多（小于1欧姆/米），若含量很低（例如小于百分之五），则这些导电矿物被导电差的矿物所分隔，几乎对岩石的电阻率没有影响。2、粘土：与上述导电矿物不同，粘土的导电过程是一种离子交换过程，即在外电场作用下离子（通常为正离子）在粘土颗粒的表面依次交换它们的位置，粘土对岩石导电性的影响不仅取决于粘土含量、粘土成分和分布情况，还与地层水的性质和相对含量有关。3、不导电的矿物：如石英、长石、云母、方解石、白云石、岩盐、钾盐、石膏、无水石膏等。由于这些矿物晶体的电解性能不好，而游离的电子数目也不多，电阻率很高，一般可认为是不导电的。岩石电阻率与岩性的关系岩石中的泥质含量及胶结程度一般泥质砂岩比砂岩电阻率低，泥质含量越高电阻率越低，这是由于含有泥质的岩石的比面积（单位体积岩石内，岩石颗粒表面积的总和）增大、附加导电性（粘土颗粒表面形成偶电层），外层离子在外电场作用下移动形成电流，增加岩层的导电能力，称为附加导电性增大，岩石导电能力增强，电阻率变低。另外，在地层水矿化度比较低的情况下，由于泥质颗粒中，部分矿物水解使地层水中离子数目增多，也会使岩石电阻率变低。岩石电阻率与地层水性质的关系沉积岩是由造岩矿物的固体颗粒组成，这些固体颗粒称为岩石的骨架。一般来说，岩石骨架的自由电子很少，因此电阻率很高，所以沉积岩的导电能力，主要取决于岩石孔隙中地层水的导电能力。地层水的电阻率，取决于其溶解盐的化学成分、溶液含盐浓度和地层水的温度，因为它们影响地层水中离子的数目和速度。岩石电阻率与孔隙度的关系对于含水砂岩来说，岩石的孔隙度越大，所含地层水电阻率越低，胶结程度越差，岩石的电阻率就越低。反之岩石的孔隙度越小，所含地层水电阻率越高，胶结程度越好，岩石的电阻率就越高。岩石电阻率与含油饱和度的关系nonwotSbSbRRI)1(nonwotSbSbRRI)1(指数n和系数b与岩性有关，不同地区地层的n和b值不同，可用实验方法确定。当知道n和b之后，可利用建立的公式或I与So的关系曲线，求出地层的含油气饱和度。普通电阻率测井测量原理IUkRaMN将供电电极A和测量电极M、N组成的电极系放到井下，供电电极的回路电极B（或者N）放在井口，当电极系向上提升时，由A电极供应电流I，M、N电极测量电位差，它的变化反映了周围地层电阻率的变化，这样得到的电阻率是地层的视电阻率Ra。电极系分类电极系的记录点和电极距对于梯度电极系，记录点选择在成对电极的中点，测量的视电阻率曲线的极大值和极小值，正好对准地层的界面。记录点一般用符号“O”表示，由不成对电极到记录点O的距离叫电极距(如图所示OA)。2.5米梯度电极系是电极距为2.5米的梯度电极系对于电位电极系，当记录点选择在两个相近电极A、M的中点时，记录的视电阻率曲线，正好与相应地层的中心对称，单电极到最近一个成对电极之间的距离叫电位电极系的电极距（如图AM）。0.4米电位电极系是电极距为0.4米的电位电极系.AM。AMNOAMNO电极系互换原理把电极系中的电极与地面电极功能互换（原供电电极改为测量电极；原测量电极改为供电电极），而各极的相对位置不变，则所得到的视电阻率和原来的完全相同，这叫电极系的互换原理。电极系的探测深度电极系的探测深度是指在均匀介质中，以供电电极为中心，以某一半径划一球面，如果球面内包括的介质对电极系测量结果的贡献占总结果的50%时，则此半径就是该电极系的探测深度。电位电极系的探测半径为2AM；梯度电极系的探测半径为AO。一般来说，随着电极距的加大，电极系的探测深度将加大。2电极系的表示方法梯度电极系和电位电极系都可用符号表示出来，通常按照电极在井中的次序，由上到下写出代表电极的字母，字母间写出相应电极间的距离（以米单位），表示出电极系的类型。例如：A0.4M0.1N，表示单电极供电，电极距为0.45m的底部梯度电极系。电极A、M之间的距离为0.4m，MN之间的距离为0.1m。梯度电极系理论曲线特征高电阻率厚层（h≥L）梯度电极系视电阻率曲线：底部梯度电极系的视电阻率曲线，在高阻层的底界面出现极大值，顶界面出现极小值。顶部梯度电极系的视电阻率曲线，在高阻层的顶界面出现极大值，底界面出现极小值。视电阻率曲线的中部直线段最接近地层的真电阻率，应取这部分曲线的平均值作为视电阻率的基本值。高阻中厚层：由顶界面往下一个电极距的地方（如图4-4），作一条与深度轴垂直的直线，然后再作一条与深度轴平行的直线，使图上阴影部分A的面积与阴影部分B的面积大致相等，此平行深度轴直线的横坐标，即为视电阻率的基本值，这种方法的基本值叫面积平均值。高阻薄层：视电阻率曲线只有一个尖峰，取它的极大值作为视电阻率的基本值。梯度电极系理论曲线特征R2电位电极系理想曲线特征当上下围岩电阻率相等时，电位电极系的视电阻率Ra曲线对地层中心对称。当地层厚度大于电极距时，对应高电阻率地层中心，视电阻率曲线显示极大值，地层厚度越大，极大值越接近地层真电阻率。当地层厚度小于电极距时，对应高电阻率地层中心，视电阻率曲线显示极小值对厚层取视电阻率曲线的极大值作为电位电极系的视电阻率数值。对厚层取视电阻率曲线的极大值作为电位电极系的视电阻率数值。1、井的影响：底界面极大值特征点仍然明显，而顶界面的极小值不易分辨，整个曲线变得平缓。2、电极系的影响：由于探测深度不同，泥浆电阻率和围岩电阻率对测量结果贡献不同，不同类型的电极系所测视电阻率曲线形状不同，即使同一类型的电极系在同样的测量条件下，电极系的尺寸不同，所测的视电阻率曲线的形状及幅度也不一样。3、地层倾斜的影响：改变地层倾角β时，随着β的增加极大值向地层中心移动使曲线变的较对称；曲线的极大值随β的增加而减低，曲线变的平缓，极小值模糊不清。4、高阻邻层的屏蔽影响：视电阻率曲线的影响因素视电阻率曲线的影响因素高阻邻层的屏蔽影响：（a）底部梯度电极系进行测量，电极距小于夹层厚度，当测量电极M、N正对高电阻Ⅰ时，A电极位于高阻层Ⅲ的下方，由于高阻层Ⅲ对电流的排斥作用，使M、N电极间的电流密度增大，于是高阻层Ⅰ的Ra曲线升高，形成增阻屏蔽。（b）当用顶部梯度电极系时，上部高阻层Ⅲ没有屏蔽作用，高阻层Ⅰ的视电阻率曲线不发生畸变，但因高阻层Ⅰ的屏蔽作用，使高阻层Ⅲ的视电阻率曲线升高。(c)电极距大于高阻层Ⅰ、Ⅲ和低阻层Ⅱ的总厚度，因此当测量电极M、N正对高阻层Ⅰ时，A电极在高阻层Ⅲ上方，流向下方的电流，受到高阻层Ⅲ的屏蔽作用，使得记录点O处的电流密度减小。于是高阻层Ⅰ的Ra曲线降低，形成减阻屏蔽。视电阻率曲线的影响因素高阻邻层的屏蔽影响：（1）位于单电极方向的高阻层，可能成为屏蔽层。用底部梯度电极系测量视电阻率曲线时，测量层上方的高阻层可能对测量层的视电阻率曲线产生屏蔽作用。（2）当测量电极M、N位于测量层时，高阻层的底界面与单电极之间的距离大于一个电极距时，屏蔽作用不大，可不必考虑。（3）高阻层的底界面与单电极之间的距离小于一个电极距时，出现增阻屏蔽，距离越小，屏蔽作用越大，视电阻率曲线升高越明显。当电极位于高阻层顶面之上时，出现减阻屏蔽，视电阻率曲线显著降低。（4）单电极位于高阻层之中时，在高阻层的底面附近为增阻屏蔽，在高阻层的顶面附近为减阻屏蔽，在地层中部偏下，没有屏蔽作用。电极、电位电极系测井原始曲线质量要求1、电极系曲线进套管的测量值应接近零值，长电极系干扰值应小于0.2Ω.m。2、在大段泥岩处，长、短电极系测量值应基本相同。3、重复曲线与主曲线形状应相同，重复测量值相对误差应小于10％微电极测井在普通视电阻率曲线上划分出的高阻层可能是孔隙性、渗透性很好的油气储集层，也可能是非渗透性的致密层；为了计算储量，需要把油层中的泥质或钙质薄夹层划分出来以便计算油层的有效厚度。从提高纵向分辨能力出发应当采用更小的电极距组成的电极系，但电极距小泥浆的影响增大，无法求准Rxo，为此设计出一种贴井壁的特殊装置——微电极。微电极系的外观结构如图所示，在微电极主体上装有三个弹簧片扶正器，弹簧片之间夹角为120度，在其中一个弹簧片上对称装有硬橡胶绝缘板。把供电电极A和测量电极M1M2按直线排列嵌在绝缘极板上，弹簧片扶正器使电极紧贴在井壁上，克服泥浆对测量结果的影响。按等距离直线排列嵌在极板上的三个电极组成的两个不同类型的电极系。其中A0.025M10.025M2为微梯度电极系，其电极距为0.375m；及A0.05M2组成微电位电极系。电极距为0.05m，微梯度探测深度为40mm，微电位探测深度为100mm，因此前者测量结果在渗透层处受泥饼影响较大，后者主要反映井壁附近的冲洗带电阻率。微电极测井微电极测井资料的应用1、确定岩层界面、划分薄层和薄的交互层薄层2.判断岩性和确定渗透性地层泥岩：微电极曲线幅度为低值，无幅度差或只有很小的正幅度差（微电位大于微梯度）或负幅度差，曲线平直.渗透性砂岩：幅度中等，明显正幅度差，幅度和幅度差有随粒度变粗而增加的趋势。微电极测井资料的应用泥岩渗透砂岩渗透性生物灰岩或其它渗透性碳酸盐岩：微电极曲线幅度和幅度差均明显大于相邻的渗透性砂岩。致密砂岩或致密碳酸岩盐岩石：微电极曲线有明显的高幅度，在砂泥岩剖面一般幅度最高，薄层呈尖峰状.3.扣除非渗透层夹层确定含油砂岩的有效厚度致密夹层1致密夹层2致密夹层3致密夹层4致密夹层54.确定井径扩大的井段:若测井遇到石灰岩大溶洞或井壁坍塌形成的大洞穴，使弹簧片远离井壁，则微电极两条曲线幅度很低，等于或接近井下泥浆电阻率，则可判断该井段井眼扩大很严重。5、确定冲洗带电阻率Rxo和泥饼厚度hmc确定冲洗带电阻率Rxo和泥饼厚度hmc1）从微电极测井曲线上读出及R梯度及R电位的值；2）根据泥浆电阻率Rm查图版确定泥饼电阻率Rmc；3）计算比值R梯度/Rmc，R电位/Rmc；4）根据解释层的井径，选择相应的图版；5）在图版上找出R梯度R梯度/Rmc及R电位/Rmc的坐标点，读出通过该点实线的参数μ，则冲洗带电阻率Rxo为：Rxo=μRmc由虚线模数可直接读出泥饼厚度。图版是在一定条件下制作的，使用时，应尽量符合其条件，才不至于产生很大的误差。mcxoRRmcxoRRmcxoRRmcxoRRX64-1井综合图6、定性判断螺纹井眼1、在井壁规则处，纯泥岩层段微电位与微梯度曲线应基本重合微电极测井原始曲线质量要求2、在淡水钻井液条件下，渗透层段微电位与微梯度曲线应有明显：正幅度差(微电位幅度值大于微梯度幅度值)，厚度大于o．3m的夹层应显示清楚。砂泥岩不分微电极砂泥岩不分3、微电极曲线与