《地球物理测井》ch3.侧向测井
地球物理测井方法课件：1-4 感应测井
BR
M cos 2T3
nT ST IT cos 2T3
Z
BR
C) 通过部分球面的磁通量 P
' BRdS S
球面上面积元 ：
O T
0
dS r 2 sin d d T2 sin d d T
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T
17
'
2
BRdS 0
0 0
nT ST IT 2T3
cosT2
sin d d
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2. Doll几何因子理论概述
假设单元环的电磁场之间互不发生作用 假设电磁波瞬间便可通过地层(即时场)
(1)线圈系周围介质由无数个单元环组成
(2)发射线圈引起的涡流分别在单元环中流动
(3)每个单元环都单独存在，且在接收线圈中产生
感应电动势dVR（二次电动势）
(4)接收线圈中感应电动势VR是所有单元环产生 的dVR之和 ：
nT ST IT 0 sin cos d
T
0
nT S T IT T
1 2
sin
2
0
'
nT ST r 2 2T3
IT
sin 0
r
T
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D) 单元环的感应电动势dV：
'
nT ST r 2 2T3
IT
dV
'
d' dt
nT ST r2 2T3
dIT dt
IT I0eit
dV
'
inT ST r2 2T3
➢在通过z的子午面上，用 drdz面积元表示单元环
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（1）单元环中感应电动势dV、涡流dI
油气地球物理测井第四章资料
与三侧向比较，七侧向分层能力不如三侧向高， 主要是由于三侧向的电流层厚度约0.3m比七侧 向电流层度(约0.8m)小，受井眼影响大，二者 探测深度几乎相等。
五 双侧向(深、浅双侧向)
双侧向吸取了三侧向和七侧向优点，它的探测深度和分层能力均优于三 、侧向，可用来划分地层剖面，求取地层电阻率Rt，定性判断含油性。
根据电位叠加原理求UM、UN R a=KUMN/Io
七侧向小结
与三侧向一样，七侧向也是一种聚焦电阻率测井法，其 极系特点是七个电极，以主电极Ao为中心，两对监督 电极，一对屏蔽电极上下对称分布，测井时自动调节 屏蔽电流强度，使主电流聚焦，并水平地进入地层， 七侧向记录的是任一监督电极的电位，该电位大小与 地层电阻率有关，所以七侧向测井曲线反映地层电阻 率变化情况与三侧向一样，七侧向受围岩，泥浆的影 响也很小；分层能力强，但受侵入带影响，在高矿化 度泥浆井中使用效果最好，用其于求地层电阻率Rt。
第四章侧向测井 Laterolog 或Focused Log
•总 述
• 1. • 2. • 3. 电流聚焦测量深、中、浅三种不同径 向电阻率Rt、Ri、Rxo • 4.用于划分岩性、
一、为什么要提出测向测井
• 1. 盐水泥浆、高阻薄层，将产生泥浆分流、测不到地层电阻 • 2. 高阻屏蔽使普通电阻率法无法进行，所以提出聚焦测井法 使电流进入地层。其办法是把主电流聚焦，用电子线路把电 流挤入地层，与普通视电阻率差别在于供电方式不一样。
六、其他侧向测井 1.微侧向
六、其他侧向测井 2. 邻近侧向和微球形聚焦
• (ii)侵入带影响： Gi Ri的影响，侵 入深、电极聚焦 能力差，Gi值大， • Ri在总测量值中 占的分量大，所 以高阻侵入比低 •
《地球物理测井方法》第4章 侧向测井
Rt I 0
4L
ln
2L0 r0
Rt
4L
ln 2L0
U A0 I0
r0
K 4L
ln 2(L0 / r0 )
12
四、接地电阻 rg 及视电阻率Ra
rg U AON I0 主电流流经路径的等效电阻
Ra
K U A0 N I0
Ra Krg K (rm ri rt rs )
线电极可分成无限多个小的电流元dI(点电极)
8
设坐标原点在电极系中 点，Z轴与电极轴线重合
设电极全长2L0,主电极长 2L,电极半径r0,且r0<<L0
设整个电极流出电流I， 主电流I0，电流均匀分布 在线电极上，电流密度为：
j I0 2L
9
RI
d在意U线一电点极M（上x任，R取tyd，一I z电）流处元产d生ξ的，电U它位在为介：质4中任r
29
探测特性
深度记录点：A0 中点 分辨率：深0.632m，浅0.437m 探测深度：深1.1m，浅的0.35m
探测深度：深七比深三深
分辨率：三侧向比七侧向高
深浅三侧向分辨率相同,深浅七侧向分辨率不同
五、曲线特点(自学)
六、应用：同三侧向
30
三侧向测井
深三侧向
浅三侧向
七侧向测井
深七侧向电极系
B2(A' 2)A2M
' 2
M2
A0
M1
M
' 1
A1 A1' (B1)
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二、测量原理(恒功率测量)
用ΔUM1M2调节I0 使 ΔUM1M2=0
测I0和UM1
用VA2-VA1的差值调节IS， 使I0UM1=选定功率
地球物理测井方法 第一章 电法测井
UM
RI
4 AM
UN
RI
4 AN
电位差： UMN UM UN
RI RI RI MN
4 AM 4 AN 4 AM AN
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由此得均匀各向同性介质电阻率：
R 4 AM AN UMN K UMN
MN I
I
K 4 AM AN
MN
电极系系数
当保持I不变，ΔUMN随介质电阻率而变化
16
I
Rt R0
b
S
n w
b — 岩性系数，常取b=1.0
n — 饱和度指数 (saturation exponent) （1.0~4.3）（1.5~2.2居多，~2）
Sw — 含水饱和度
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Archie公式
F
R0 Rw
a
m
Rt
abRw
m
S
n w
I
Rt R0
b Swn
1/ n
Sw
N为电势0点，则
U MN
ABRI
4 AM BM
IA -I B
R 4 AM BM UMN K UMN
AB
I
I
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K 4 AM BM
AB
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3. 电极系互换原理
“互易原理”
如果一个电极系的结构和尺寸不变，由单极供电 A M N变成双极供电M A B，且I不变，则在同一 剖面上，测得的电位差相同，电极系系数和测量 的电阻率也相同。
Rw1 Rw2
Rwn
F R0 Rw
R0—孔隙中充满100%地层水时的岩石电阻率，.m Rw —孔隙中所含地层水的电阻率，.m F—地层因素 （Formation Resistivity Factor）
地球物理测井知识点复习
1.地球物理测井，根据地层岩石的物理性质不同可分为电法测井，声波测井，放射性测井三大类。
2.电法测井主要包括自然电位测井、普通电阻率测井、侧向测井、感应测井。
3.标准测井是一种组合测井方法，主要包括自然电位，普通电阻率，井径三条曲线。
4.微电极测井，主要包括微梯度，微电位两条曲线，在曲线图上一般重叠绘制，根据该曲线的异常幅度及差值，可辅助划分渗透层（岩性）。
5.自然电位测井测量的是井孔中岩石的自然电位随井深的变化的曲线。
6.淡水泥浆，砂泥岩剖面，井孔中渗透性砂岩表面因离子的扩散作用带负电，泥岩表面因离子的扩散吸附作用带正电，所以，在自然电位测井曲线上，以泥岩所对应的自然电位曲线为基线，曲线上出现的自然电位负异常，代表渗透（砂）层。
7.淡水泥浆，砂泥岩剖面，自然电位曲线主要用于划分（区分）渗透（砂）层。
8.自然电位曲线具有如下特点：1 ）当地层、泥浆均匀，渗透性砂岩的上下围岩（泥岩）的岩性相同时，自然电位曲线对砂岩地层中心对称；2 ）当渗透性砂岩地层较厚（大于四倍井径）时，可用曲线半幅点确定地层界面；3 ）渗透性砂岩的自然电位，对泥岩基线而言，可向左或向右偏转，它主要取决于地层水和泥浆（滤液）的相对矿化度。
9.在砂泥岩剖面中，渗透性砂岩，如果其泥质含量增加，或渗透性变差，自然电位曲线异常幅度减小。
10.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。
11.普通电阻率测井是根据岩石导电性的差别，测量地层的视电阻率。
用以研究井孔剖面的岩性、孔隙性、渗透性及含油性。
12.按导电机理的不同，可把岩石分为两大类：离子导电的岩石和电子导电的岩石。
13.沉积岩主要靠离子导电，其电阻率比较低。
虽然在沉积岩中造岩矿物的自由电子也可以传导电流，但相对于离子导电来说是次要的。
14.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。
15.当砂岩的孔隙中，不仅含水，而且含有油时，在连通的条件下，水处于颗粒表面，油处于孔隙的中央部位。
《地球物理测井方法》内容及复习提纲-2016
《地球物理测井方法》内容提纲中国石油大学（北京）高杰2016一、地球物理测井概论(Introduction to Well logging)1. 测井方法、测井技术的分类2. 储层的概念、储层评价参数3. 井眼环境、环境影响因素4. 钻井液侵入、径向电阻率剖面二、电法测井(Electrical Logging)1．普通电阻率测井（1）Archie 公式（2）影响岩石电阻率的因素、影响视电阻率的因素（3）梯度电极系及电位电极系的概念、命名（4）基本测量原理公式、曲线特征（5）微电极测井及基本应用2．自然电位测井（1）自然电场产生原因：扩散、扩散-吸附、过滤（2）自然电位的基本原理公式、曲线特征（正、负异常）（3）自然电位曲线的基本应用：渗透层的划分、泥质含量、Rw、水淹层（4）标准测井的概念3．侧向测井（1）三侧向测井、七侧向测井、双侧向测井对比（2）比较说明侧向测井的“恒流法”、“恒流法”和“恒流法”测量的差别和联系（2）基本测量原理公式、影响因素及校正（3）曲线基本特征、基本应用（正负差异、Sw的计算）（4）微球聚焦测井及地层微电阻率扫描成像测井4．感应测井及其它（1）感应测井几何因子理论（表达式）、感应测井测量公式（2）感应测井的探测特性：分辨率和探测深度（3）复合线圈系应用的原因、基本应用(深、中、浅) （4）感应测井影响因素、传播效应及校正（5）软件聚焦与阵列感应测井（6）随钻电磁波测井的测量量三、声波测井(Acoustic Logging)0．声波测井基础（1）声波的分类、全波列声波（2）滑行波的概念、临界角（3）弹性参数、声学参数（4）硬地层、软地层、单极子、偶极子（5）声波测井的主要应用1．声波速度测井（1）声速和声速测井的影响因素（2）临界源距、补偿声波测井（3）声速测井的基本应用（Wyllie公式）、周波跳跃（4）声波全波列测井的特点及应用（5）偶极子声波测井2．声波幅度测井（1）套管井中的声波模式（2）一、二界面（3）水泥胶结测井、变密度测井原理及应用（4）超声成像测井四、核测井(Nuclear Logging)1．自然伽马测井（1）岩石的自然伽马放射性及主要放射性元素（2）自然伽马测井原理及主要应用（3）自然伽马能谱测井的应用（4）自然伽马测井的API单位、去铀伽马（CGR）2．密度测井（1）伽马射线与地层的相互作用（2）密度测井核物理基础：体积密度与电子密度的关系（3）脊肋图、密度测井的石灰岩石刻度（4）地层密度和岩性密度测井的应用3．中子测井（1）中子与地层的相互作用（2）含氢指数概念、中子孔隙度测井（3）挖掘效应、中子测井的石灰岩刻度（4）热中子寿命测井、C/O测井和地层元素测井五、测井地层评价(Formation Evaluation from Well logs)1．岩性识别和储层划分（1）测井仪器系列选择；探测特性（分辨率、探测深度）（2）侧向与感应仪器的选择（深、中、浅）（3）9条曲线的主要特征（4）储层的划分、岩性识别的主要方法（5）泥质含量的求解方法2．流体识别与储层参数计算（1）岩石体积物理模型及三孔隙度测井的响应方程（2）储层有效孔隙度的计算、储层渗透率的影响因素与估算（3）Archie公式的中各参数的求解（4）储层流体性质快速识别方法、依据（5）泥质岩石的饱和度模型。
地球物理测井各条测井曲线的原理及应用
浅双侧向电阻率测井
RMLL
micro lateral resistivity log
微侧向电阻率测井
CON
induction log
感应测井
AC
acoustic
声波时差
DEN
density
密度
CN
neutron
中子
GR
natural gamma ray
自然伽马
SP
spontaneous potential
-|25mv|+
泥
自然电位 原状地层
侵 入 带 （ 稀 溶
浆 （ 稀 溶 液 ）
液
）
泥岩 砂岩
泥岩
1、自然电位测井
•曲线特点
砂泥岩剖面： 泥岩处 SP曲线平直（基线） 砂岩处 负异常（Rmf > Rw )
负异常幅度 与粘土含量成反 比，Rmf / Rw 成正比
曲线应用
① 划分岩层界面 ② 确定渗透性岩层 ③ 确定水淹层
1：500测井项目 （全井 ）
1 双侧向
1
2 声波时差
2
3 自然电位
3
4 自然伽马
4
5 井径
5
6 井斜
6
7
1：200测井项目 （目的层段） 双侧向—微球形聚焦
选测项目 地层倾角
岩性密度 补偿中子 声波时差 自然伽马 自然电位
井径
自然伽马能谱
微电阻率成像
声波成像
核磁共振
双感应—八侧 向（上古目的 层）
测井符号
英文名称
中文名称
Rt
true formation resistivity.
地层真电阻率
Rxo
第2章-侧向测井 石油地球物理测井原理 教学课件_551
表示了主电流经过的空间各部分介质对测量结果的相对贡献，是指与介质空间 位置、体积大小和形状等几何因素有关的各种影响因素的总和，把主电流经过 的整个空间的几何因子看作1。这样，空间各部分对接地电阻的贡献，可以看作 是各部分几何因子与它的电阻率两部分的总和，写成视电阻率的表示式为：
R aG m R mG iR iG tR t GG mG iG t1
RLL dKdU IM 01；RLL sKsU IM 01
式中：RLLd—深侧向测井的电阻率； RLLs—浅侧向侧井的电阻率； Kd、Ks—深、浅双侧向的电极系系数，它们由实验确定。
双侧向测井吸取了三侧向和七侧向的优点，它的探测深度和分层能力比三侧向 和七侧向都好。可用来划分地层剖面和求地层真电阻率。
Rd LL 3 d
Rd LL 3 , d Rs
Rs LL 3 , s
Rs LL 3 d
Rs LL 3 , d Rs
地层厚度h（m）
地层厚度h
三侧向围岩校正图版
11
4、侵入带影响
泥浆侵入带的影响，一方面和电极系的聚焦能力有关；另一方面和
侵入带深度和侵入带电阻率有关。侵入带愈深，或电极系聚焦能力
愈差，Gi值对Ra的影响将相对地增加。同样，当Ri值增大时，GiRi 在总的测量值中占的分量就大。一般情况下，泥浆高侵比泥浆低侵
变化，电位相等的局面将被打破，通过不断调节屏 蔽电流Is的大小，以保证此条件的成立。测量的视 电阻率为：
RLL3
K
VA0 I0
主电极的接 地电阻rg
△VA0 －主电极的电位差；K－电极系系数，与电极
系的结构及尺寸有关：
K4L/(ln2L0)
r0
式中：2L—主电极长度；2L0—电极系全长；r0—电
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§3.2 七电极侧向测井
一 测量原理
1、电极系的结构☆ 深七侧向 主电极:A0 监督电极：M 1 , M 2
屏蔽电极:A1 A2 浅七侧向 主电极:A0 监督电极：M 1 , M 2 屏蔽电极:A1 A2 回路电极:B1 B2
第3章 侧向测井
M 1' , M 2'
M 1' , M 2'
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第3章 侧向测井 © 2014 Yangtze University Production Loggin.g Lab.
保证从主电极流出的 电流不沿井轴方向流动
§3.1 三电极侧向测井
一 测量原理
2、测量原理和电流分布 视地层电阻率 U Ra K I0
U－主电极表面上的电位； I 0－主电流强度； K－三侧向电极系系数，米； K 可由实验测定或理论计算得到。 测量中保持I 0不变，测量U 反映地层电阻率的变化。 U ＝rg rm rxo ri rt Gm Rm Gxo Rxo Gi Ri Gt Rt I0
侧向测井的影响因素☆
① 井眼：rm 和 rm c 反映井眼影响，井内泥浆电阻率愈低，则 rm c 和 r 愈小 ， Ra 受井眼愈小；适用盐水泥浆。 ② 侵入带：侵入带电阻率 Ri 和侵入带直径 d i ，它们愈大， ri 愈高，对侧向测井影响愈大。
§3.3 双侧向测井
实 ze University Production Loggin.g Lab.
§3.3 双侧向测井
实 例 曲 线
第3章 侧向测井
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第3章 侧向测井 © 2014 Yangtze University Production Loggin.g Lab.
第3章 侧向测井
第3章 侧向测井
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第3章 侧向测井
§3.1
§3.2
三电极侧向测井
§3.3 双侧向测井
一 测量原理
1、电极系的结构☆ 主电极:A0 监督电极： M , M
1
2
M 1' , M 2'
' 屏蔽电极: A , A 1 1
' A , A 深双侧向: 2 2 屏蔽电极 ' 浅双侧向: A2 , A2 回路电极
第3章 侧向测井
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§3.3 双侧向测井
二 曲线特点及其影响因素
类似于七侧向测井，只是效果有差异。 三 应用 与三侧向相同。
理 论 曲 线
第3章 侧向测井
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一 测量原理
1、电极系的结构 深三侧向电极系 原状地层电阻率 浅三侧向电极系 侵入带电阻率 探测深度不同，原理相同。
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§3.1 三电极侧向测井
一 测量原理
1、电极系的结构☆ 深三侧向电极系 主电极:A0 屏蔽电极:A1 A2 ,极性与A0相同 浅三侧向电极系 主电极:A0 屏蔽电极:A1 A2 ,极性与A0相同 回路电极:B1 B2 ,极性与A0相反
§3.2 七电极侧向测井
四 八电极侧向测井☆
测量原理与七侧向相似。不同在于：
电极距较小； 回路电极离主电极A0较近；
主电流厚度小（0.36m），屏蔽电极间的距离略小于 1.02m,纵向分辨率强，探测范围比浅七侧向还小 （30～40cm）； 主要反映Rxo，比七侧向和三侧向受井眼和侵入影响 大；
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§3.1 三电极侧向测井
三 应用☆
3、确定Rt和Ri
深三侧向视电阻率确定 Rt；浅三侧向视电阻率 确定Ri。 对应于地层中部取值 （极大值）； 对Ra作相应的影响因素 校正：采用单因素校正图 版依次作：井眼校正、围 岩层厚校正和侵入校正。
§3.2 七电极侧向测井
3、聚焦能力和探测范围☆ 深七侧向主电流进入地层深部，探测范围较深三侧 向大，更反映Rt；
浅七侧向主电流不久开始发散，探测范围较浅三侧 向小，更反映Ri；
深、浅七侧向的主电流厚度不一致，不利于对比。
第3章 侧向测井
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地球物理测井
主讲人：刘军锋
长江大学 地球物理与石油资源学院
第3章 侧向测井
普通电阻率测井的弱点： 在高矿化度泥浆或地层为高阻薄层，且有侵入的 情况下，其电流主要分布在井眼及围岩之中，使得测 得的视电阻率不能正确反映目的层的电阻率。
第3章 侧向测井
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第3章 侧向测井
井眼校正
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§3.1 三电极侧向测井
围 岩 层 厚 校 正
第3章 侧向测井
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§3.1 三电极侧向测井
七电极侧向测井
§3.3
§3.4
双侧向测井
微电阻率测井
§3.5
电阻率测井方法组合
第3章 侧向测井
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§3.1 三电极侧向测井
采用与主电极同极性的屏蔽 电极，聚焦主电流使其侧向地 流入地层☆。 三电极侧向测井－－三侧向
§3.3 双侧向测井
2、测量原理和电流分布 常用双侧向电极系
电极系特性☆ •深双侧向:因增加柱状屏蔽电极，加大了探测深度， 受井眼等影响较小，更反映Rt； •浅双侧向:柱状电极作为回路电极，Is对I０的控制较 弱，探测浅，主要反映Ri； •优点：深、浅侧向电极系的尺寸相同，电极距相同， 两者受围岩影响几乎相同，可作径向对比。
§3.2 七电极侧向测井
2、测量原理和电流分布☆
(1)三对对称电极每对分别短接， 电极A0，A1，A2极性相同； (2)主电极A0发出主电流I 0 (恒定）， 屏蔽电极发出屏蔽电流I s， 自动调节I s 使两对监督电极
' ' M1 M 2 , M 1 M 2电位相等，即使U M1 U M '，
§3.3 双侧向测井
三侧向探测深度浅，七侧向探测深度有所改进，但深 浅七侧向电极距不同,所测两条视电阻率曲线受围岩影 响不同，解释有一定的困难。☆ 克服两者缺点，结合优点。
一 测量原理
类似三侧向和七侧向。 1、电极系的结构 深双侧向电极系 再对称地增加一对柱状电极 浅双侧向电极系 把上面增加的两对称柱状电 极用作回路电极 © 2014 Yangtze University Production Loggin.g Lab. 第3章 侧向测井
第3章 侧向测井
改进思路：采用屏蔽电流控制主电流的流路 （路径）使影响减至最小－－发展侧向测井。
侧向测井（LL）：根据同性电相斥的原理， 在主电极的两端供以相同极性的屏蔽电流，使 主电流垂直井轴而流入地层来测量地层电阻率 的方法。 侧向测井特点：主电流被聚焦，侧向流入地 层，使受井眼、围岩等的影响较小。
第3章 侧向测井
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§3.1 三电极侧向测井
一 测量原理
2、测量原理和电流分布☆
主电极A0发出主电流I 0，屏蔽电极 发出屏蔽电流I s，使U A0 U A1 U A2 , 测量主电极中点与对比电极N的 电位差U，记录 U Ra K I0 Ra反映主电极中点附近地层电阻率 的变化，故记录点为主电极的中点
§3.3 双侧向测井
2、测量原理和电流分布☆
主电极A0发出主电流I 0， 屏蔽电极A1 , A1'发出屏蔽电流I1，
' 屏蔽电极A2 , A2 发出屏蔽电流I1'，
使U A1 / U A2 a(常数）,U M‘ U M ’ ，
1 2
记录
Ra K
U M1 I0
第3章 侧向测井
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§3.2 七电极侧向测井
二 曲线特点及其影响因素
基本与三侧向类似。
第3章 侧向测井
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§3.2 七电极侧向测井
三 应用
基本与三侧向类似。
第3章 侧向测井
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第3章 侧向测井
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§3.1 三电极侧向测井
2、测量原理和电流分布 深三侧向电极系