地球物理测井课件第1章6节共31页文档
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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
GaoJ-1-4
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（1）单元环中感应电动势dV、涡流dI
地球物理测井方法 第一章 电法测井
4 r
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
GaoJ-1-1
26
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
GaoJ-1-1
K 4 AM BM
AB
28
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）
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ppt课件
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3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 当岩石中的固体颗粒被地层水润湿 时，就形成双电层。
9
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 泥浆滤液通过孔道进入地层时，带走正 电荷(阳离子)，在地层一侧形成正电荷 的富集，而井眼中的正电荷填补被带走 正电荷所形成的空缺,这样井眼中就有了 过剩的负电荷，从而产生了过滤电位 （动电学电位）。
泥浆滤液的粘度a过滤电位系数与地层水的矿化度化学成分所通过的介质的类型及泥浆滤液的性质有关1314在扩散过程中正负离子迁移率速度不同通常是负离子快这样在某一时刻通过同一截面的正离子数与负离子数不同结果是浓度低的一侧形成了负离子电荷的富集而浓度高的一侧形成了正离子电荷的富集从而产生了扩散电位
3 自然电位测井（SP）
Ed
Kd
log aw amf
式中 ——扩散电位系数，主要取决于溶液的离子成分、溶液的温度；
——地K d层水的电化学活度，与地层水的含盐浓度 、盐的类型和温度有
关，
， 为活度系数。
a——泥浆滤液的电化学活度， w Cw
aw fCw f
a mf
amf fCmf
17
1.1.2.1 扩散作用与扩散电位
面带有了强的负电荷之后，固体颗粒将阻止负 离子的通过（好象负离子被吸附住了一样）， 这种现象我们称之为扩散吸附作用。
20
1.1.2.2 扩散吸附作用与扩散吸附电位 由于扩散吸附作用，其结果是浓度高的一侧形成了负离子（电荷）的富 集，而浓度低的一侧形成了正离子（电荷）的富集，从而产生了扩散吸附 电位。
10
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 动电学电位（过滤电位）的大小：
Ek
A P Rmf
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3.1.1 动电学作用与动电学电位
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 当岩石中的固体颗粒被地层水润湿 时，就形成双电层。
9
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 泥浆滤液通过孔道进入地层时，带走正 电荷(阳离子)，在地层一侧形成正电荷 的富集，而井眼中的正电荷填补被带走 正电荷所形成的空缺,这样井眼中就有了 过剩的负电荷，从而产生了过滤电位 （动电学电位）。
泥浆滤液的粘度a过滤电位系数与地层水的矿化度化学成分所通过的介质的类型及泥浆滤液的性质有关1314在扩散过程中正负离子迁移率速度不同通常是负离子快这样在某一时刻通过同一截面的正离子数与负离子数不同结果是浓度低的一侧形成了负离子电荷的富集而浓度高的一侧形成了正离子电荷的富集从而产生了扩散电位
3 自然电位测井（SP）
Ed
Kd
log aw amf
式中 ——扩散电位系数，主要取决于溶液的离子成分、溶液的温度；
——地K d层水的电化学活度，与地层水的含盐浓度 、盐的类型和温度有
关，
， 为活度系数。
a——泥浆滤液的电化学活度， w Cw
aw fCw f
a mf
amf fCmf
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1.1.2.1 扩散作用与扩散电位
面带有了强的负电荷之后，固体颗粒将阻止负 离子的通过（好象负离子被吸附住了一样）， 这种现象我们称之为扩散吸附作用。
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1.1.2.2 扩散吸附作用与扩散吸附电位 由于扩散吸附作用，其结果是浓度高的一侧形成了负离子（电荷）的富 集，而浓度低的一侧形成了正离子（电荷）的富集，从而产生了扩散吸附 电位。
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3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 动电学电位（过滤电位）的大小：
Ek
A P Rmf
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3.1.1 动电学作用与动电学电位
地球物理测井方法课件：1-2 自然电位测井
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ELECTRICAL DOUBLE LAYER OF CLAYS
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2. 阳离子交换
双电层内的阳离子或其水合离子相互交换位置，或与双 电层之外的阳离子及水合离子交换位置而移动，产生导 电现象，这种现象称为粘土的阳离子交换作用。 交换的难易程度：决定于岩石表面对阳离子的静电引力。
4.35 6.46 5.16 4.50 5.16 4.50 5.16 5.16 3.15 4.35
负离子
Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ SO42－ SO42－ CO32－ HCO3－ HCO3－ OH －
迁移率l(m2.S/mol )
6.55 6.55 6.55 6.55 6.79 6.79 6.00 4.67 4.67 17.4
GaoJ-1-2
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（3）岩石颗粒与水溶液接触的表面带有固定不动的负电荷， 粘土矿物中最显著；
原因：主要由于粘土晶体的置换作用和破键作用！
置换作用—Si-O四面体中Si4+被 Al3+离子置换，Al-O八 面体中Al3+被Mg2+、 Fe2+等离子置换；
破键作用—粘土结构单位层的四 周边缘发生化学键破 裂，产生多余负电荷。
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当溶液浓度较低时（R>0.1.m)，电阻率与 浓度成线性反比：
Cw Rmf
Cmf
Rw
Rmf —泥浆滤液电阻率 Rw—地层水电阻率
Ed
Kd
lg Cw Cmf
Kd
lg
Rmf Rw
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2. 扩散-吸附电动势（泥质岩石）
地球物理测井
（1）数据表 （2）成果表：1）矢量图。2）杆状图。3）方位频 率图。4）改进的施密特图。 地层倾角测井的地质应用 三、倾角模式及地质含义。 地层倾角测井研究构造和沉积时，在矢量图上可以 把地层倾角的矢量与深度关系大致分为四类： 1） 红模式。倾向大体一致，倾角随深度增加而增 大的一组矢量，它可以指示断层、砂坝及河道 等。 2） 蓝模式。倾向大体一致，倾角随深度增加逐渐 变小的一组矢量。它一般反映地层水流层理、 不整合等。 3） 绿模式。倾向大体一致，倾角随深度不变的一 组矢量。一般反映构造倾斜和水平层层理。 4） 白模式 （杂乱模式） 。 倾角变化大或矢量点很少， 这种倾角模式的可信度差，标示着有新层面、 风化面或岩性粗的块状地层等存在。
1） 影响自然电位曲线形态的主要因素是自然电动势 的大小，自然电位或自然电流分布特性。自然电势 和自然电流分布受温度、岩性、电性、泥浆和地层 水电解质成分、地层厚度等因素影响。 2）影响自然电位分布的因素： （1）地层岩石厚度与电阻率。
4/5
取各分波的到时、时差、幅度、频谱等信息。 （1） 采用校正周波跳跃后的常规声波时差曲线， 拟合出四条 P 波到时曲线， 拟合精度可在半 个周期之内。 （2） 采用速度扫描双窗移动相关技术， 定出较为 准确的 S 波到时。 （3） 然后再用改进后的时域相关方法定出较准 确的 S 波时差。 （4） Stonely 波振幅提取。 5、 利用全波列测井资料可计算岩石力学参数和孔隙 度。 1） 利用弹性力学公式计算体变模量、泊松比、切 变模量等岩石力学参数。 2） 采用弹性模量推导公式计算孔隙度。
rm 、 rs 、 rt 分别为泥浆、围岩、岩层的等效电阻，
I 为自然电流， U SP 为自然电位幅度。
第二章 声波测井 周期跳跃： 由于某种原因造成声波的首波严重衰减， 两个接收器不是被同一个峰所触发的曲线跳动，在 时间上造成的误差刚好是一个周期。 1、岩石的弹性力学性质： (1)杨氏模量。 (2)切变模量。 (3)泊松比。 (4)体积模量。 2、岩石的声学参数： (1)岩石的声波速度。 (2)纵波时差和横波时差。 3、声波速度测井应用： （1）确定岩层孔隙度。 （2）识别岩性。 （3）判断气层。 声波测井声脉冲频率一般选择 20Hz， 声波频率选择 20kHz。 4、声波全波测井资料处理技术及应用： 声波全波测 井仪沿井眼随深度逐点记录一组全波波形曲线。全 波由纵波（P 波） 、横波（S 波） 、斯通利波（Stonely 波）等主要分波构成。利用下列处理技术可从中提
地球物理测井
地球物理测井第一节：概述地球物理测井的分类：分为电法测井和非电法测井两种。
1、电法测井：a：视电阻率、b：微电极、c：自然电位、d：微球型聚焦、e：感应测井。
2、非电法测井：a：声速测井、b：自然伽玛测井、c：中子测井、d：密度测井，e：井径、f：井斜、g：井温、h：地层倾角(HDT)、I：地层压力(RFT)、j：垂直地震测井（VSP）第二节：电法测井一、视电阻率曲线：测井时将电极系放入井下，在上提过程中测量记录一条△Vmn(电位差)随井深变化的曲线，称为视电阻率曲线。
梯度电极系：成对电极间的距离小于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。
电位电极系：成对电极间的距离大于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。
底部梯度电极系在高阻层测井曲线的形状特点如下：（1）对着高阻层视电阻率升高，但曲线不对称于地层中点，高阻层顶界面、底界面分别在极小值、极大值的1/2mn处。
（2）对于厚层、地层中部附近曲线出现平直或变化平缓，随地层减薄平直段缩短直至消失，该处视电阻率值接近地层真电阻率。
（3）对于薄层，在高阻层底界面以下一个电极处，在视电阻率曲线上出现一个“假极大”，极小也比原层上移。
视电阻率曲线的应用：1、划分岩层界面：利用底部梯度电极系视电阻率曲线划分岩层界面的原理是高阻层顶界面(底界面)位于视电阻率曲线极小值(极大值以下1/2MN处。
2、判断岩性：在砂泥岩剖面中，当地层水含盐浓度不是很大时，砂岩电阻率大于泥岩的电阻率，粉砂岩泥质砂岩、砂质泥岩介于它们之间。
但视电阻率曲线无法区分灰岩和拉拉扯扯云岩，它们的电阻都非常大。
3、地层对比和定性判断油水层：对于同一储层，如果0.45m底部梯度幅度高于4m底部梯度梯度测井曲线幅度该层可能为水层，反之则为水层。
二：微电极测井微电极测井：利用特制的短电极系帖附井壁，测量井壁附近的岩层电阻率的一种测井方法叫微电极测井。
微电极测井曲线的应用：1、详细划分地层：地层界面一般在曲线的转折点或半幅点2、划分渗透层，判断岩性：微电极曲线在渗层上显示正幅度差，数值中等，地层渗透率越好，二者的幅度差越大，因此可以根据微电极曲线的幅度差判断地层的渗透性好坏。
地球物理测#普通电阻率测井ppt课件
A(I)
一、基本原理
1、均匀无限介质电场中
p
电位与介质电阻率的关系
r
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 R
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
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＝Ir0/4πr2
RXO/Rt＝Rmf〔1－S0〕 8/5/Rw
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
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
电源 B
检流计
A
电极矩
M
o
N
井下介质电阻率的测定
地球物理测井——普通电阻率测井
由 V＝RI/4πr 可知，在点电源A所形成的电场中，M、 N点的电位为：
VM=RI/4π·AM VN=RI/4π·AN
（2-9）
电流密度j是一个向量，r0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＝RIr0/4πr2
（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）*r0 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。