地球物理测#普通电阻率测井课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,地球物理测井,普通电阻率测井,普通电阻率测井，是把一根普通的电极系放入井内，测量井筒周围地层电阻率随井深变化的曲线，用以研究井所穿过的地质剖面和油气水层的测井方法。,梯度电极系,电位电极系,普通电极系,地球物理测井普通电阻率测井 普通电阻率测井，是把一根,1,地球物理测井,普通电阻率测井,一、基本原理,R,p,r,A(I),1,、均匀无限介质电场中电位与介质电阻率的关系,假设：,均匀无限介质电阻率为,R,点电极,A,并供以强度为,I,的电流,电流将以,A,点为中心呈辐射状向各方向均匀流出，电流线以,A,为中心指向四周,地球物理测井普通电阻率测井一、基本原理RprA(I)1、,2,地球物理测井,普通电阻率测井,由电流密度的定义可知，离点电源,A,为,r,距离的任意一点,P,的电流密度为：,j,Ir,0,/4r,2,（,2-9,）,电流密度,j,是一个向量，,r,0,是单位矢量，数值为,1,，其方向是射线,r,的方向,。,根据微分形式的欧姆定律，,p,点的电场强度,E,为：,E,Rj,RIr,0,/4r,2,（,2-10,）,对于恒定的电流场，电场强度等于电位梯度的负值，即,E,gradV,gradV,（,dV/dr,）*,r,0,称为电位梯度，表示电位在变化最大的方向上每单位长度的增量。,地球物理测井普通电阻率测井 由电流密度的定义可知，离,3,地球物理测井,普通电阻率测井,E,（,dV/dr,）*,r,0,将上式代入（,2-10,），可得,dV/dr,RI/4r,2,V,RI/4r+C,由于,r ,时，电位,V=0,，故积分常数,c,0,，因此,V,RI/4,r,（,2,12,）,上式表明,：,在均匀无限介质中，任意一点的电位,V,与介质的电阻率,R,及供电电流,I,成正比，与该点至电源点之间的距离,r,成反比。,地球物理测井普通电阻率测井E（dV/dr）*r0将,4,地球物理测井,普通电阻率测井,2,、均匀无限介质电阻率的测量,由（,2,12,）式可知，要测量均匀无限介质的电阻率，只须在介质中放入点电源，测出场中一点的电位,V,，在已知供电电流,I,和测点与电源点的距离,r,的情况下，就可以计算出介质的电阻率,R,。,假定被测定的地层很厚，没有泥浆侵入，井筒中的泥浆电阻率等于地层的电阻率，则井下介质就其导电性，可视为无限均匀介质。,地球物理测井普通电阻率测井2、均匀无限介质电阻率的测量,5,地球物理测井,普通电阻率测井,电源,检流计,o,M,N,A,电极矩,井下介质电阻率的测定,B,A,供电电极,B,供电回路电极,M,、,N,测量电极,供电回路,测量电路,地球物理测井普通电阻率测井电源检流计oMNA电极矩井下介,6,地球物理测井,普通电阻率测井,由,V,RI/4,r,可知，在点电源,A,所形成的电场中，,M,、,N,点的电位为：,V,M,=RI/4AM,V,N,=RI/4AN,M,、,N,两个测量电极之间的电位差为：,V,MN,V,M,V,N,4,（）,4,（,）,（,4,）,V,MN,地球物理测井普通电阻率测井 由 VRI/4r 可知，,7,地球物理测井,普通电阻率测井,令,4,K,是与各电极之间距离有关的系数，称为,电极系系数,。,A,、,M,、,N,组成电极系电极之间的距离是固定的，因此电极系系数,K,是一个,常数,。,地球物理测井普通电阻率测井令4K,8,Ra,H,RaH,9,地球物理测井,普通电阻率测井,3,、井下非均质介质情况,（,1,）泥浆侵入储层的情况,侵入：当,P,泥,P,地,时，井眼周围的储层受到不同程度的泥浆滤液和固体微粒的侵入。且侵入将改变原来储集层的渗透性、电、声、放射性等物理特性，尤其是渗透率,K,和电阻率特性,R,。,在钻井过程中为了防止井喷，往往使泥浆柱的压力大于地层孔隙流体压力。,地球物理测井普通电阻率测井3、井下非均质介质情况（1）泥,10,地球物理测井,普通电阻率测井,地球物理测井普通电阻率测井,11,地球物理测井,普通电阻率测井,Rm-,泥浆电阻率,(mud),Rmf-,泥浆滤液电阻率,(mud fluid),Rmc-,泥饼电阻率,(mud cakes),Rw-,地层水电阻率,(water),Rxo-,冲洗带电阻率,Ri-,侵入带电阻率,(invasion),Rt-,原状地层电阻率,(true),hmc-,泥饼厚度,d-,井的直径,di-,侵入带直径,相应参数：,地球物理测井普通电阻率测井Rm-泥浆电阻率,12,地球物理测井,普通电阻率测井,（,2,）井眼周围孔隙地层电阻率的径向变化,冲洗带：,岩层中有绝大部分的流体被泥浆滤液所代替的环带。,冲洗带电阻率用,R,XO,。,过渡带：,冲洗带后边，离井眼越远，孔隙中被泥浆滤液取代的地层流体越来越少，形成一个过渡带。,侵入带,=,冲洗带,+,过渡带,原状地层：侵入带以外的地层,地球物理测井普通电阻率测井（2）井眼周围孔隙地层电阻率的,13,地球物理测井,普通电阻率测井,高侵（增阻侵入）,：侵入带电阻率大于原状地层电阻率的侵入状态,低侵（减阻侵入）,：侵入带电阻率小于原状地层电阻率的侵入状态,侵入剖面电阻率的高、低侵特征与储层所含,流体性质,有关，还与,泥浆滤液电阻率,R,mf,有关。,地球物理测井普通电阻率测井高侵（增阻侵入）：侵入带电阻率,14,地球物理测井,普通电阻率测井,d,泥岩,泥岩,泥岩,泥岩,水层,油层,d,di,di,冲洗带,侵入带,泥饼,di,Rt,Ri,Rxo,Rm,Rmc,Rt,Ri,Rxo,Rmc,Rm,增阻泥浆侵入,减阻泥浆侵入,地球物理测井普通电阻率测井d泥岩泥岩泥岩泥岩水层油层dd,15,地球物理测井,普通电阻率测井,F,Ro/Rmf,I=R,xo,/Ro=R,xo,/FR,mf,=1/Sw,2,冲洗带：,F,R,0,/R,w,I=Rt/Ro=Rt/FR,W,=1/Sw,2,原状地层：,Rt,F,R,W,/,Sw,2,R,XO,F,R,mf,/,Sxo,2,两式相除，根据经验公式,Sxo,Sw,1/5,R,XO,/R,t,R,mf,（,1,S,0,）,8/5,/R,w,地球物理测井普通电阻率测井FRo/RmfI=Rxo/R,16,地球物理测井,普通电阻率测井,显然，当,Rxo,Rt,时，储层为,高侵,Rxo,Rt,时，储层为,低侵,储层的高低侵状态，除与含油气饱和度,So,有关外，还与泥浆滤液电阻率与地层水电阻率的比有关（,Rmf/Rw,）。只有在,Rmf/Rw,2-3,时，用高低侵特征划分油水层才有效,（,水层为高侵，油层为低侵,）。,地球物理测井普通电阻率测井显然，当RxoRt时，储层为,17,地球物理测井,普通电阻率测井,4,、井下非均质介质电阻率的测量和视电阻率,实际测井时，电极系放入充满泥浆的井中，井周围是各种不同厚度、不同电阻率的地层，对于渗透性地层还有泥浆侵入。总之，电极系周围的介质是各种不同电阻率的非均匀介质。,怎么办？,目前，在非均匀介质中，仍采用均匀介质中的测量装置和电阻率计算公式,a,（,4,）,V,MN,Ra,视电阻率，,在综合条件影响下测得的岩层的电阻率,地球物理测井普通电阻率测井4、井下非均质介质电阻率的测量,18,地球物理测井,普通电阻率测井,在所有的影响因素中，地层真电阻率,Rt,对,Ra,的影响是最大的，因此，实际测井时，只要电极系选择恰当，利用视电阻率随井深变化的曲线可以直接划分地层剖面。,地球物理测井普通电阻率测井 在所有的影响因素中，地,19,地球物理测井,普通电阻率测井,电源,检流计,o,M,N,A,电极矩,井下介质电阻率的测定,B,A,供电电极,B,供电回路电极,M,、,N,测量电极,二、电极系,所谓电极系，就是测量时放入井中的一组电极。通常由三个电极组成。,A,、,B,、,M,；,M,、,N,、,A,（用途相同的两个叫,成对电极,，其余的一个叫,不成对电极,。）,成对电极：,A,、,B,或,M,、,N,地球物理测井普通电阻率测井电源检流计oMNA电极矩井下介,20,地球物理测井,普通电阻率测井,梯度电极系,指成对电极的距离,小于,不成对电极到与它相邻那个成对电极之间距离的电极系,电位电极系,指成对电极的距离,大于,不成对电极到与它相邻那个成对电极之间距离的电极系,1,、电极系的分类,见书,P29,表,2-3,地球物理测井普通电阻率测井梯度电极系指成对电极的距离小,21,地球物理测井,普通电阻率测井,梯度电极系,顶部梯度电极系,成对电极在不成对电极的下方（井口方向）,底部梯度电极系,成对电极在不成对电极的下方（井底方向）,M,N,A,底部梯度电极系,顶部梯度电极系,A,N,M,不成对电极,地球物理测井普通电阻率测井梯度电极系顶部梯度电极系成对,22,地球物理测井,普通电阻率测井,2,、,电极系的记录点、电极矩和探测深度,记录点,为确定电极系在井中某深度上测得的视电阻率的深度，在电极系上选择了一点，作为视电阻率的深度，该点称为记录点。用符号“,O”,表示。,梯度电极系,“O”,为成对电极的中点,电位电极系,“O”,为,A,、,M,电极的中点,A,N,M,o,A,N,M,o,地球物理测井普通电阻率测井2、电极系的记录点、电极矩和探,23,地球物理测井,普通电阻率测井,电极距,：表示电极系的长度。用“,L”,表示,电位电极系的电极矩：,为非成对电极到相邻那个成对电极间的距离,(AM),梯度电极系的电极距：,为非成对电极到记录点之间的距离（,AO,）,o,A,N,M,L,N,M,o,A,L,地球物理测井普通电阻率测井电极距：表示电极系的长度。用“,24,地球物理测井,普通电阻率测井,探测半径,：是指在均匀介质中，以供电电极为中心，某一半径划一球面，如果该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%,，则此半径为该电极的探测半径或探测深度。,电位电极系的探测半径为,2AM,梯度电,极系的探测半径为,AO,随着电极距的加大，电极系的探测深度也会增大,现场一般根据地层特征、实际需要选择电极距,地球物理测井普通电阻率测井探测半径：是指在均匀介质中，以,25,电极系分类,类型,电位电极系,梯度电极系,单极供电,双极供电,单极供电,双极供电,正装,倒装,正装,倒装,正装,倒装,正装,倒装,图示,电极距,电极系全名,单极供电正装电位电极系,单极供电倒装电位电极系,双极供电正装电位电极系,双极供电倒装电位电极系,单极供电正装（底部）梯度电极系,单极供电倒装（顶部）梯度电极系,双极供电正装（底部）梯度电极系,双极供电倒装（顶部）梯度电极系,电极系分类类型电位电极系梯度电极系单极供电双极供电单极供电双,26,Rm-Rmf-Rmc-,Rw-Rxo,Ri-,Rt-hmc-d-,di-,视电阻率 探测半径,高（低）侵 冲洗带,小测验,Rm-Rmf-,27,地球物理测井,普通电阻率测井,三、视电阻率曲线特征,1,、梯度电极系视电阻率,Ra,曲线特征,高阻厚层（,h,L,）,高阻层对应高的视电阻率值，低值层对应低的视电阻率值；,曲线对地层中部不对称，底部梯度电极系,Ra,曲线在高阻层的底界面有极大值，在顶界面有极小值；顶部梯度电极系,Ra,曲线与此相反,这是利用梯度曲线分层划界的依据,地层厚度,h,3L,时，在地层中部有视电阻率平直段，,Ra,值接近,Rt,值。随着层厚变薄，平直段消失。,地球物理测井普通电阻率测井三、视电阻率曲线特征1、梯度电,28,地球物理测井,普通电阻率测井,高阻薄层（,h,L,）,对于底部梯度电极系，在高阻层下方离底界面一个电极矩处，有一个,Ra,的假极大值；对于顶部梯度电极系，在高阻层上方离顶界面一个电极矩处，有一个,Ra,的假极大值；它们不指示该深度上有高阻层。,地球物理测井普通电阻率测井高阻薄层（hL）,29,新,1,井,0.45m,梯度,0.25m,梯度,自然电位,井径,底界,新0.45m梯度0.25m梯度自然电位井径底界,30,地球物理测井,普通电阻率测井,