第二章第六节微电极课件

第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二第二章章主要内容主要内容一、电法测井的基础知识一、电法测井的基础知识二、普通电阻率测井的基本概念二、普通电阻率测井的基本概念三、普通电阻率测井的基本理论三、普通电阻率测井的基本理论四、地层视电阻率曲线四、地层视电阻率曲线五、标准测井五、标准测井六、微电极系视电阻率测井六、微电极系视电阻率测井七、地层微电阻率扫描测井及全井眼地层微电阻率成象七、地层微电阻率扫描测井及全井眼地层微电阻率成象仪简介仪简介Sunday,July 14,20242第六节第六节 微电极系视电阻率测井微电极系视电阻率测井Resistivity logging with microsonde第二第二章章主要内容主要内容1.测井原理测井原理2.测井曲线测井曲线3.曲线应用曲线应用Sunday,July 14,20244第二第二章章用普通电极系测得的视电阻率曲线划分地层用普通电极系测得的视电阻率曲线划分地层剖面时，如果地层很薄，视电阻率受邻层及剖面时，如果地层很薄，视电阻率受邻层及围岩的影响较大，从曲线上往往不能准确地围岩的影响较大，从曲线上往往不能准确地划分其界面。划分其界面。此外，在渗透层处为了求得地层真电阻率，此外，在渗透层处为了求得地层真电阻率，需要对泥浆侵入的影响进行校正，作这一校需要对泥浆侵入的影响进行校正，作这一校正需要知道冲洗带电阻率。为了能解决以上正需要知道冲洗带电阻率。为了能解决以上问题，产生了微电极测井。问题，产生了微电极测井。Sunday,July 14,20245第二第二章章1.测井原理测井原理1）微电极系的结构：）微电极系的结构：三个相矩很近三个相矩很近(2.5厘米厘米)直线排直线排列的列的铜电极铜电极3嵌在硬橡胶制的嵌在硬橡胶制的绝绝缘板缘板2上，三个互成上，三个互成120。的的弹弹簧片簧片1使使仪器主体仪器主体5位于井中央，位于井中央，绝缘板安在其中一个弹簧片上，绝缘板安在其中一个弹簧片上，它依靠弹簧的力量紧贴井壁，它依靠弹簧的力量紧贴井壁，每个电极从极板的背面引出每个电极从极板的背面引出导导线线4和电缆相接。和电缆相接。Sunday,July 14,20246第二第二章章1.测井原理测井原理2）微电极系探测深度）微电极系探测深度为了确定渗透层靠井壁附近介质的电阻率为了确定渗透层靠井壁附近介质的电阻率(冲洗带冲洗带电阻率电阻率)，微电极测井采用两种电极系：微梯度电，微电极测井采用两种电极系：微梯度电极系极系(A 0.025M10.025M2，AO0.0375米米)和微电和微电位电极系位电极系(A0.05M2，AM=0.05米米)。实验得到，微梯度电极系的探测半径约实验得到，微梯度电极系的探测半径约4厘米，微厘米，微电位电极系的探测半径约电位电极系的探测半径约10厘米。厘米。Sunday,July 14,20247第二第二章章1.测井原理测井原理3）测量原理）测量原理微电极测井的测量原理与普通电阻微电极测井的测量原理与普通电阻率测井的测量原理一样。率测井的测量原理一样。不同之处在于微梯度与微电位是同不同之处在于微梯度与微电位是同时测量的。时测量的。微梯度电极系微梯度电极系(A 0.025M10.025M2，AO0.0375米米)微电位电极系微电位电极系(A0.05M2，AM=0.05米米)。Sunday,July 14,20248第二第二章章1.测井原理测井原理3）测量原理）测量原理微梯度与微电位的视电阻率表微梯度与微电位的视电阻率表示式分别为：示式分别为：式中电极系系数式中电极系系数K与电极间的尺寸以及与电极间的尺寸以及极板的形状、大小有关，可在己知电极板的形状、大小有关，可在己知电阻率的水中用实验方法求得。微梯度阻率的水中用实验方法求得。微梯度和微电位的和微电位的K值约分别为值约分别为0.3和和0.4。Sunday,July 14,20249第二第二章章1.测井原理测井原理3）测量原理）测量原理由于微电极系的由于微电极系的K值与极板形状有关，而测值与极板形状有关，而测井过程中极板经常与井壁摩擦，测几口井井过程中极板经常与井壁摩擦，测几口井后就应进行后就应进行K值的校验。值的校验。Sunday,July 14,202410第二第二章章2.测井曲线测井曲线通常采用通常采用重叠重叠法法将微电位和将微电位和微梯度两条视微梯度两条视电阻率测井曲电阻率测井曲线绘制在测井线绘制在测井成果图上，见成果图上，见图图239。Sunday,July 14,202411第二第二章章2.测井曲线测井曲线在曲线上可以见到两种在曲线上可以见到两种微电极系视电阻率测井微电极系视电阻率测井曲线之间的幅度差。曲线之间的幅度差。当当微电位电极系微电位电极系视电阻视电阻率测井曲线幅度大于率测井曲线幅度大于微微梯度电极系梯度电极系视电阻率测视电阻率测井曲线幅度时，称为井曲线幅度时，称为“正幅度差正幅度差”；Sunday,July 14,202412第二第二章章2.测井曲线测井曲线当微梯度视电阻率当微梯度视电阻率测井曲线幅度大于测井曲线幅度大于微电位电极系视电微电位电极系视电阻率测井曲线幅度阻率测井曲线幅度时，称为时，称为“负幅度负幅度差差”。Sunday,July 14,202413第二第二章章2.测井曲线测井曲线因为微梯度电极系的探测半径约因为微梯度电极系的探测半径约4厘米，微厘米，微电位电极系的探测半径约电位电极系的探测半径约10厘米，故微梯度厘米，故微梯度反映的主要是泥饼电阻率，微电位反映的主反映的主要是泥饼电阻率，微电位反映的主要是冲洗带电阻率。要是冲洗带电阻率。冲洗带电阻率冲洗带电阻率泥饼电阻率时，正异常泥饼电阻率时，正异常冲洗带电阻率冲洗带电阻率泥饼电阻率时，负异常泥饼电阻率时，负异常冲洗带电阻率与泥饼电阻率相当时，幅度值冲洗带电阻率与泥饼电阻率相当时，幅度值可大可小，但无异常，或有正负不定的较小可大可小，但无异常，或有正负不定的较小幅度差。幅度差。Sunday,July 14,202414第二第二章章2.测井曲线测井曲线正异常：正异常：渗透性地层渗透性地层，CmCw，冲洗带电阻率，冲洗带电阻率是泥饼电阻率的是泥饼电阻率的5倍以上；倍以上；负异常：负异常：含高矿化度地层水的大孔隙砂岩层含高矿化度地层水的大孔隙砂岩层，这是由于紧靠泥饼的岩石孔隙中充满泥质颗粒，这是由于紧靠泥饼的岩石孔隙中充满泥质颗粒，其电阻率大于未被泥质颗粒充填的冲洗带电阻其电阻率大于未被泥质颗粒充填的冲洗带电阻率；率；Sunday,July 14,202415第二第二章章2.测井曲线测井曲线非渗透性地层非渗透性地层处的微电极系视电阻率测井曲线无幅处的微电极系视电阻率测井曲线无幅度差或者有正、负不定的较小的幅度差。度差或者有正、负不定的较小的幅度差。在砂泥岩剖面上在砂泥岩剖面上泥岩泥岩是常见的非渗透性岩层，其电阻率是常见的非渗透性岩层，其电阻率值较低，泥质粉砂岩渗透性很差，但其电阻率值比泥岩值较低，泥质粉砂岩渗透性很差，但其电阻率值比泥岩要高，随着泥质含量的增多，微电极系视电阻率测井曲要高，随着泥质含量的增多，微电极系视电阻率测井曲线幅度降低，且幅度差减小。线幅度降低，且幅度差减小。非渗透性的石灰岩和白云岩薄夹层在微电极系视电阻率非渗透性的石灰岩和白云岩薄夹层在微电极系视电阻率测井曲线上视电阻率读数最高，且两条曲线重合或者可测井曲线上视电阻率读数最高，且两条曲线重合或者可见到正负不定的幅度差，这是由于井壁不光滑造成的。见到正负不定的幅度差，这是由于井壁不光滑造成的。Sunday,July 14,202416第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用主要应用：主要应用：1）详细划分地层剖面）详细划分地层剖面2）判断岩性和划分渗透层）判断岩性和划分渗透层3）确定含油砂岩的有效厚度）确定含油砂岩的有效厚度4）确定井径扩大井段）确定井径扩大井段5）确定冲洗带电阻率及泥饼厚度）确定冲洗带电阻率及泥饼厚度Sunday,July 14,202417第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用1）详细划分地层剖面）详细划分地层剖面由于微电极系的电极距很小，又几乎不受围岩、由于微电极系的电极距很小，又几乎不受围岩、高阻邻层和泥浆的影响，因此比普通电极系划分高阻邻层和泥浆的影响，因此比普通电极系划分地层剖面更详细、更准确。在深度比例为地层剖面更详细、更准确。在深度比例为1:200的的曲线上可划分出曲线上可划分出20厘米厘米厚的地层，在条件好的情厚的地层，在条件好的情况下可以划分况下可以划分10厘米厚的薄层，是目前划分地层厘米厚的薄层，是目前划分地层界面的主要测井方法之一。界面的主要测井方法之一。地层界面定在曲线的地层界面定在曲线的半幅点半幅点处。处。Sunday,July 14,202418第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用2）判断岩性和划分渗透层）判断岩性和划分渗透层(1)砂岩砂岩渗透性砂岩处一般情况下泥饼厚度为渗透性砂岩处一般情况下泥饼厚度为0.33厘米，冲洗带深度超过厘米，冲洗带深度超过10厘米。厘米。泥饼电阻率约为泥浆电阻率的泥饼电阻率约为泥浆电阻率的13倍，倍，冲洗带电阻率约为泥饼电阻率的冲洗带电阻率约为泥饼电阻率的5倍以上。倍以上。微梯度电极系探测范围比微电位电极系微梯度电极系探测范围比微电位电极系小，前者受泥饼电阻率影响大，后者受小，前者受泥饼电阻率影响大，后者受冲洗带电阻率影响大，所以在渗透性砂冲洗带电阻率影响大，所以在渗透性砂岩处微电位比微梯度视电阻率要高。岩处微电位比微梯度视电阻率要高。Sunday,July 14,202419第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用2）判断岩性和划分渗透层）判断岩性和划分渗透层(1)砂岩砂岩若将微梯度电极系和微电位若将微梯度电极系和微电位电极系的两条视电阻率曲线电极系的两条视电阻率曲线基线重叠在一起，在渗透层基线重叠在一起，在渗透层处就会出现正的幅度差处就会出现正的幅度差(微电微电位读数大于微梯度读数位读数大于微梯度读数)，或，或称正差异。称正差异。由于泥饼对读数的影响，读由于泥饼对读数的影响，读数为中等值，一般为泥浆电数为中等值，一般为泥浆电阻率的阻率的210倍。倍。Sunday,July 14,202420第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用2）判断岩性和划分渗透层）判断岩性和划分渗透层(1)砂岩砂岩有时渗透层也会出现负差异的情况，例如高有时渗透层也会出现负差异的情况，例如高渗透大孔隙岩石，由于泥浆中的泥质颗粒充渗透大孔隙岩石，由于泥浆中的泥质颗粒充填于井壁附近的岩石孔隙中，其电阻率大于填于井壁附近的岩石孔隙中，其电阻率大于孔隙中被泥浆滤液充填的冲洗带电阻率，泥孔隙中被泥浆滤液充填的冲洗带电阻率，泥质颗粒充填部分对微梯度的影响大于微电位质颗粒充填部分对微梯度的影响大于微电位的影响，于是出现负差异。的影响，于是出现负差异。Sunday,July 14,202421第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用2）判断岩性和划分渗透层）判断岩性和划分渗透层(2)泥岩和粘土泥岩和粘土泥岩和粘土是非渗透性地层，泥岩和粘土是非渗透性地层，没有泥浆侵入，井壁上没有泥没有泥浆侵入，井壁上没有泥饼。当微电极系和地层很好接饼。当微电极系和地层很好接触时，微梯度和微电位的读数触时，微梯度和微电位的读数都较低，且无幅度差，视电阻都较低，且无幅度差，视电阻率值接近于泥岩和粘土的电阻率值接近于泥岩和粘土的电阻率。率。Sunday,July 14,202422第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用2）判断岩性和划分渗透层）判断岩性和划分渗透层(2)泥岩和粘土泥岩和粘土当井径扩大到当井径扩大到40厘米以上的，极板不能紧贴井壁，厘米以上的，极板不能紧贴井壁，微梯度和微电位读数则主要受泥浆的影响，其值微梯度和微电位读数则主要受泥浆的影响，其值基本上等于泥浆电阻率。基本上等于泥浆电阻率。Sunday,July 14,202423第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用2）判断岩性和划分渗透层）判断岩性和划分渗透层(3)致密地层致密地层致密地层（如胶结很好的砂岩，非渗透性碳酸盐岩等）渗致密地层（如胶结很好的砂岩，非渗透性碳酸盐岩等）渗透性很差，没有泥浆侵入和泥饼，在微电极曲线上透性很差，没有泥浆侵入和泥饼，在微电极曲线上读数很读数很高。高。由于井壁凹凸不平，微电极极板与井壁接触不好，当电极由于井壁凹凸不平，微电极极板与井壁接触不好，当电极位于井壁凹处时，极板与井壁间有泥浆，视电阻率值较低；位于井壁凹处时，极板与井壁间有泥浆，视电阻率值较低；当电极位于井壁凸处时，视电阻率值又很高（一般大于当电极位于井壁凸处时，视电阻率值又很高（一般大于20倍泥浆电阻率），曲线常出现锯齿状的剧烈变化，没有幅倍泥浆电阻率），曲线常出现锯齿状的剧烈变化，没有幅度差或正、负不定的幅度差。度差或正、负不定的幅度差。Sunday,July 14,202424第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用3）确定含油砂岩的有效厚度）确定含油砂岩的有效厚度在评价油气层时，需要求出油气层有效厚度。由于微在评价油气层时，需要求出油气层有效厚度。由于微电极系视电阻度测井曲线具有划分薄层和区分渗透性电极系视电阻度测井曲线具有划分薄层和区分渗透性和非渗透性地层的两大特点，所以利用它将油气层中和非渗透性地层的两大特点，所以利用它将油气层中的非渗透性薄夹层划分出来，并把其厚度从含油气井的非渗透性薄夹层划分出来，并把其厚度从含油气井段的总厚度中扣除就得到油气层有效厚度。段的总厚度中扣除就得到油气层有效厚度。其结果是比较可靠的。其结果是比较可靠的。Sunday,July 14,202425第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用4）确定井径扩大井段）确定井径扩大井段在井内如有井壁坍塌形成的大洞穴或石灰岩的大溶在井内如有井壁坍塌形成的大洞穴或石灰岩的大溶洞时，在这些井段中微电极系的极板悬空，所得到洞时，在这些井段中微电极系的极板悬空，所得到的视电阻率曲线幅度降低。其视电阻率和泥浆电阻的视电阻率曲线幅度降低。其视电阻率和泥浆电阻率基本相同。率基本相同。在没有井径测井在没有井径测井CAL时可采用此曲线确定。时可采用此曲线确定。Sunday,July 14,202426第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用5）确定冲洗带电阻率）确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度及泥饼厚度hmc在渗透层处微电极系测得的视电阻率值决定于以下在渗透层处微电极系测得的视电阻率值决定于以下因素：因素：泥饼电阻率泥饼电阻率Rmc、泥饼厚度泥饼厚度hmc、冲洗带电阻率冲洗带电阻率Rxo井径井径dh。为了求得为了求得Rxo和和hmc，可在模型井中进行测定，然，可在模型井中进行测定，然后制成如图所示的图版。后制成如图所示的图版。Sunday,July 14,202427Sunday,July 14,202428第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用5）确定冲洗带电阻率）确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度及泥饼厚度hmc1)在微电极系视电阻宰测井曲线上读出目的层处的在微电极系视电阻宰测井曲线上读出目的层处的R微梯度微梯度，及，及R微电位微电位值值(读平均值读平均值)；2)确定泥饼电阻率确定泥饼电阻率Rmc；3）计算出）计算出R微梯度微梯度Rmc，R微电位微电位 Rmc；4)用用名义井径名义井径选取图版。在图版上以选取图版。在图版上以R微电位微电位 Rmc为横坐标，以为横坐标，以R微梯度微梯度Rmc为纵坐标投点，然后读出通过该点的实线曲线号码为纵坐标投点，然后读出通过该点的实线曲线号码 (或内插求出或内插求出 值值)，则冲洗带电阻率，则冲洗带电阻率Rxo可用下式计算可用下式计算:Rxo=*Rmc5)同时由通过该点的虚线的曲线号码直接读出泥饼厚度同时由通过该点的虚线的曲线号码直接读出泥饼厚度hmc。Sunday,July 14,202429第二第二章章3.测井曲线的应用测井曲线的应用5）确定冲洗带电阻率）确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度及泥饼厚度hmc如果井径与图版上的井径不同，则需要用相应的系如果井径与图版上的井径不同，则需要用相应的系数进行井径校正，所以有名义井径之说。数进行井径校正，所以有名义井径之说。也有用其它井径制作的图版。也有用其它井径制作的图版。Sunday,July 14,202430Sunday,July 14,202431