岩石电阻率与岩性孔隙度含油饱和度的关系;3普通电阻率测井原理共49页文档
岩石电阻率与岩性孔隙度
参见P73表2－5
二、岩石电阻率与地层水性质的关系
沉积岩岩石的电阻率主要取决于岩石孔隙中地层水 的电阻率——地层水电阻率↑→地层岩石电阻率↑
1.地层水电阻率与地层水化学成分的关系
溶液浓度 (g/l) 0.01 0.1 1 18°C时的溶液电阻率(.m) NaCl 536 44.6 5.75 KCl 572 58.2 6.11 MgCl2 431 45 4.99
地层因素F -孔隙度 Φ 关 系 图 (溶液矿化度：120000mg/l) N=35
100
－F关系
y = 1.2257x-1.8349 R2 = 0.9545
P——极化强度 E——外加电场强度
石油大学测试
★饱和水的岩样有明显频 散现象，
频率增高↑→介电常数↓
★频散特性分三段：
低于100kHz→频散剧烈 100kHz～100MHz→频散较明显 高于100MHz→频散很弱
★100Hz时含水岩石介电常数 可高达103 泥土颗粒表面双电层界面极化是低频段介电常数频散的 主要原因，其次是岩石骨架结构中含有某些纵、横比例 特别小的扁平体和薄片状杂质引起的特殊效应
★浓度↑→溶液在离子数↑→导电性↑→电阻率↓
★温度↑→离子迁移率↑→导电性↑→电阻率↓ ★温度↑→溶解度↑→导电性↑→电阻率↓ NaCl溶液电阻率－浓度、温度关系 t 21.7 Rt Rt 参见P76图2－36 t 21.7
不同温度电阻 率换算公式 要求会使用 地面Rt→地下Rt
地 层 水 分 析 结 果 为 Na++Cl- 20000ppm ， Ca++ 600ppm ， K+ 1000ppm 。求等效 NaCl 的 矿化度，再求地层水电阻率（70°C)。
3普通视电阻率测井
梯度电极系理论曲线特征
R2
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。
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。
I
Rt b b n Ro S w (1 S o ) n
岩石电阻率与含油饱和度的关系
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 ：
Ro a F m Rw
电阻率增大系数：
含水饱和度：
Rt b I n Ro S w
Sw
nபைடு நூலகம்
aRw m Rt
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）。
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5
4.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。
岩石的电学特性_图文(精)
24§1岩石的电学特性l岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油性、地层水性质有关l岩石电阻率的大小只与岩石本身的性质有关,与岩石的几何形状及尺寸无关l电阻率测井通过测量地层电阻率来反映岩性、孔隙度、含油饱和度等地质信息6§1岩石的电学特性7§1岩石的电学特性一、岩石电阻率与岩性的关系8§1岩石的电学特性地层水电阻率与地层水内所含盐类型的关系43145.04.9957358.26.1153654.65.750.010.101.00MgCl 2KClNaCl18℃时的溶液电阻率(Ω.m溶液浓度(g/L R 石油>> R地层水(1水样总的矿化度总矿化度=460ppm+1400ppm+19000ppm=20860ppm(2各离子换算系数横坐标找到20860ppm ,纵坐标分别得到各离子的换算系数(3等效NaCl 溶液矿化度等效NaCl 溶液矿化度=460×0.81+1400×0.45+19000×1=20000ppm (4求地层水电阻率利用“NaCl 溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版”,找到20000ppm 的斜线,对应纵轴找到已知温度t ,该点横坐标即为此溶液该温度下的电阻率13§1岩石的电学特性NaCl 溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版14§1岩石的电学特性R 0—孔隙中100%含水时的岩石电阻率R w —孔隙中所含地层水的电阻率F ——地层因素或相对电阻率对一块孔隙度为φ 的不含泥质的砂岩岩样对同一岩性的n块岩样,孔隙度为φ1~ φna —岩性系数,变化范围在0.6~1.5m —胶结指数,一般为2,变化范围1.5~3φ——岩石孔隙度R t >R 019§1岩石的电学特性四、含油气纯岩石电阻率与含油气饱和度的关系20 §1岩石的电学特性四、含油气纯岩石电阻率与含油气饱和度的关系21§1岩石的电学特性四、含油气纯岩石电阻率与含油气饱和度的关系22 §1岩石的电学特性四、含油气纯岩石电阻率与含油气饱和度的关系23§1岩石的电学特性四、含油气纯岩石电阻率与含油气饱和度的关系24 §1岩石的电学特性四、含油气纯岩石电阻率与含油气饱和度的关系nn S b S bR R I 1(o w 0t −===。
第二章普通电阻率测井
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测井方法
6
3）、计算等效氯化钠溶液浓度
C
' w
52011021.05
4631.6
9432
2050.32 22 0.93 15567 ppm
4)、计算地层温度
t t0 H dt 25 12203.2 /100 64.04 0C t 64.041.8 32 147.30F
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2）、电位电极系：成对电极之间的距离大于 不成对电极间的距离。 电极距：不成对电极间的距离。 记录点：不成对电极的中点。
例: M0.5A2.25B, 电位电极系。 电极距为0.5米,记录点位于AM中点.
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3）、电极系的探测深度 以供电电极为中心，以某 一半径作一球面，如
E=RJ
di的电位U：
U RI 1 C
4 r
(2-10)
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所以，介质电阻率R ：
R 4r U
(2-11)
I
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测井方法
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二 、非均匀介质中的电阻率测井 1、井剖面的特点 实际井剖面地层如图2-5所示。
程度。
I Rt
(2-2)
R0
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测井方法
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实验发现，电阻率增大系数 I与岩石含油饱和 度有关，I随岩石含油饱和度的增加而增大，二者 关系为：
I
b (1 s0 )n
(2-3)
其中：Rt-含油地层电阻率； So-岩石含油饱和度（小数）； b、n仅与岩性有关，n又称为饱和指数。
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普通电阻率测井
Ra
K UM1 I0
• 3、存在的问题 • 七侧向在纵向分辨率、原状地层电阻率、冲洗带电阻率测量等方面有所改善； • 但是由于深浅七侧向的电极距不同，因此它们的纵向分辨率不同，受到的围岩的影响不同，
这给解释造成了一定的困难（重叠法确定地层的含油性）。
三、 双侧向测井 • 1、双侧向测井电极系及电场分布
（如
）的电极系称为电位电极系；
AMMN
• 梯度电极系：单电极A到相邻成对电极M、N之间的距离远大于成对电极之间的距离
（如
）的电极系称为梯度电极系。
AMMN
• 成对电极和单电极的概念： • 电极系参数 ：记录点 ；电极距 ；探测深度 • 指探测器的横向探测深度，对普通电阻率测井来说，以供电电极为中心，以某一深度为半径的球
F R0 RW
a m
• 4、确定油层的含油饱和度 • 利用SP测井，求出地层水电阻率RW，结合孔隙度测井资料，根据阿尔奇第一公式，确定地
层的R0；利用阿尔奇第二公式确定地层的含油饱和度。
I
Rt R0
b SW n
第三章 侧向测井（LL）
• 普通电阻率测井存在的问题： • 受井眼（泥浆分流严重）、围岩、侵入等多种因素的影响 ； • 纵向分辨率 低； • 视电阻率值与地层真实电阻率值差别较大 。
• 由于侵入带和原状地层对侧向测井电流来说是串联的，因此侧向测井值受较高的电阻率的带影响
较大，在
时选用侧向测井较好；反之选用感应测井。
RXORt
• 曲线特征： • 视电阻率曲线对地层中心对称。 • 读数：读取地层中点的视电阻率值或取地层中部的几何平均值。
• 4、实际应用 • （1）判断油水层 • 方法：将深、浅三侧向曲线重叠绘制，以出现“幅度差”划分渗透层。 • 依据：深三侧向电极测井视电阻率反映是深部原状地层的电阻率，而浅三侧向电极测井得到的
地球物理测井：第02章 电阻率测井
I
MN I
I
电位： MN ，则 AN / MN 1, UMN UM
Ra 4 AM AN UMN 4 AM UM
MN
I
I
电极互换原理：
保持电极系中各电极之间的相对位置不变，只改变其功能（供电或 测量），则当测量条件不变时所测曲线完全相同，称为电极互换原理。
补充：理论计算一般用AMN；实际生产中小尺寸电极系用双极供电， 大尺寸电极系用单极供电减小干扰。
深：
Rd LL3
反映原状地层Rt
浅：
Rs LL3
反映侵入带Ri
（3）探测特性
➢ 纵向分辨率：主电流厚度(绝缘环中点O1O2间距)，约0.2 m ➢ 探测半径：横向探测深度，深rd≈1.0 m，浅rs≈0.3 m
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中国石油大学（华东）
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A0：主电极（供主电流Io） A1、A2：屏蔽电极（供屏蔽电流Is，与Io同极性） M1、M1、M2、M2 ：监督电极 B1、B2：回路电极； N：对比(参考)电极，无穷远处
中国石油大学（华东）
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有关阿尔奇公式
➢ 意义：将孔隙度测井与电阻率测井联系起来，用于计算 流体饱和度，是测井定量解释油水层的基础。
➢ 适用条件：纯岩石（不含泥质）或含泥质很少的岩石。
➢ 用法：孔隙度测井 ＋ 电阻率测井 ＋ 阿尔奇公式，在水 层（电阻率测井得出R0）可求出Rw；在油层可求出其R0 并进而确定Sw。
电阻率或电导率都是描述物质导电性质的物理量，
电阻率：单位是欧姆米（Ωm)，测井上用符号R表示；(Resistivity) 电导率：单位是姆欧/米（ /m），标准单位是西门子/米(S/m),测
井上用符号σ表示。 (Conductivity)
岩石电阻率与岩性孔隙度含油饱和度的关系;3普通电阻率测井原理
主要讨论:
1、井壁介质的电阻率分布; 2、岩石电阻率与岩性孔隙度含油饱和度的
关系; 3、普通电阻率测井原理; 4、普通电阻率测井曲线； 5、普通电阻率测井曲线应用。 6、介绍标准测井
3.1井壁介质的电阻率分布
一、泥浆侵入现象
在钻井过程中, 通常保持泥浆柱压力稍微 大于地层压力,在压力差作用下,泥浆滤液向渗 透层侵入,泥浆滤液替换地层孔隙所含的液体而 形成侵入带,同时泥浆中的颗粒附在井壁上形成 泥饼,这种现象叫泥浆侵入.
4 AN
Rt 4 AM AN Umn
MN
I
当MN距离较远时（理想N无穷远）
Rt 4 AM Um
I
Hale Waihona Puke 电位电极系测量记录的是M点电位
2梯度电极系 定义:成对电极距离小于不成对电极到成对电极 距离的电极系叫梯度电极系
Um Rt I
4 AM
Un Rt I
三、岩石电阻率与孔隙度关系 1、建立测井解释模型
泥质：细粉砂与湿黏土组成，有孔隙，但无效。 岩石骨架：岩石中除了泥质以外的固体部分。
2、建立响应方程
岩石电阻率与孔隙度大小有关. 一般孔隙度越大,含流体越多,岩石的导 电能力越强,电阻率越小. 实验表明: 孔隙中完全充满水的岩石的电阻率Ro 与所含水的电阻率Rw的比值只与孔隙 度 岩性有关.即当孔隙度 岩性一定时
第三章普通电阻率测井
主讲人：唐军 长江大学
地球物理与资源学院
第三章普通电阻率测井
• 普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一 梯度电极系测井
• 电阻率测井 普通电阻率测井 电位电极系测井 微电阻率测井
侧向测井(三/七/双) 感应测井 • 岩石的电阻率和岩性含油性有密切的关系,因此研究岩石电阻率 的差异区分岩性划分油水层是普通电阻率测井的主要任务.
测井判别岩性
测井判别岩性地球物理测井应用第七章普通电阻率测井第一节岩石电阻率关系普通电阻率测井是地球物理测井中最基本最常用的测井方法，它根据岩石导电性的差别，测量地层的电阻率，在井内研究钻井地质剖面。
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，划分油气水曾研究储集层的含油性渗透性，和孔隙度。
普通电阻率测井包括梯度电极系、电位电极系微电极测井。
本章先简要讨论岩石电阻率的影响因素，然后介绍电阻率测井的基本原理，曲线特点及应用。
第一节岩石电阻率与岩性储油物性和含油物性的关系各种岩石具有不同的导电能力，岩石的导电能力可用电阻率来表示。
由物理学可知，对均匀材料的导体其电阻率为：其中L ：导体长度，S：导体的横截面积，R：电阻率仅与材料性质有关由上式可以看出，导体的电阻不仅和导体的材料有关，而且和导体的长度、横截面积有关。
从研究倒替性质的角度来说，测量电阻这个物理量显然是不确切的，因此电阻率测井方法测量的是地层的电阻率，而不是电阻。
下面分别讨论一下影响岩石电阻率的各种因素：1、岩石电阻率与岩石的关系：按导电机理的不同，岩石可分成两大类，离子导电的岩石很电子导电的岩石，前者主要靠连同孔隙中所含的溶液的正负离子导电；后者靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电。
对于离子导电的岩石，其电阻率的大小主要取决于岩石孔隙中所含溶液的性质，溶液的浓度和含量等（如砂岩、页岩等），虽然其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，因此沉积岩主要靠离子导电，其电阻率比较底。
对于电子导电的岩石，其电阻率主要由所含导电矿物的性质和含量来决定。
大部分火成岩（如玄武岩、花岗岩等）非常致密坚硬不含地层水，主要靠造岩矿物中少量的自由电子导电，所以电阻率都很高。
如果火成岩含有较多的金属矿物，由于金属矿物自由电子很多，这种火成岩电阻率就比较底。
2、岩石电阻率与地层水性质的关系：沉积岩电阻率主要由孔隙溶液（即地层水）的电阻率决定，所以研究沉积岩的电阻率必须首先研究影响地层水电阻率的因素。