实测电阻率曲线及应用普通电阻率测井基本理论第一
《电法测井》普通电阻率测井
普通电阻率测井使用电极系进行测量，电极系包括供电电极 、测量电极和回路电极等。电极排列方式有多种，如梯度电 极系、聚焦电极系等，不同的电极排列方式适用于不同的测 量需求和地层条件。
测量方法与测量系统
总结词
普通电阻率测井的测量方法与测量系统密切相关，测量系统的性能直接影响测量结果的准确性和可靠 性。
评估油气储量
通过分析地层电阻率的变 化，可以估算出油气储量， 为资源评估和开发计划提 供数据支持。
指导钻探和开发
通过电阻率测井数据，可 以确定最佳的钻井位置和 开发方案，提高油气开采 效率和效益。
煤田勘探
识别煤层
通过测量煤层电阻率，可以确定煤层的厚度、深度和位置，为后 续的采煤和矿区规划提供依据。
案例二
某煤田利用普通电阻率测井技术发现煤层中 存在异常区域，经进一步勘探证实存在煤层 气富集区。
工程地质案例分析
案例一
某工程利用普通电阻率测井技术探测地下岩 土层的电阻率，为工程设计和施工提供了地 质依据。
案例二
某工程利用普通电阻率测井技术监测地下水 位变化，及时发现渗漏和塌陷等安全隐患。
环境地质案例分析
普通电阻率测井的历史与发展
历史
普通电阻率测井技术自20世纪初诞生以来，经历了漫长的发展历程，技术不断 改进和完善。
发展
随着科技的不断进步，普通电阻率测井技术也在不断创新和发展，测量精度和 稳定性不断提高，应用范围也不断扩大。未来，普通电阻率测井技术将继续向 着高精度、高效率、自动化和智能化方向发展。
油气田案例分析
案例一
某油田在开发过程中，通过普通电阻 率测井技术探测到油层电阻率变化， 成功发现潜在的油藏。
案例二
某油田利用普通电阻率测井技术对油 层进行监测，发现油层电阻率异常， 及时调整开发方案，提高了采收率。
电阻率测井解读与应用
电阻率测井解读与应用电阻率测井是一种常见的地球物理测井方法，广泛应用于油气勘探和生产过程中。
本文将对电阻率测井的原理、参数解读和应用进行详细介绍。
一、原理电阻率测井的原理基于电流在地层中的传导特性。
测井仪器通入电流，通过测量电场强度和电流强度来计算电阻率。
地层的电阻率是一个重要的地质参数，可以反映岩石的导电能力，进而推断出储层的性质。
二、参数解读1. 孔隙度与饱和度地层的孔隙度和含水饱和度是电阻率测井中重要的解释参数。
孔隙度指地层孔隙空间的比例，一般情况下孔隙度越大，电阻率越小；而含水饱和度是指孔隙中水的比例，水的导电能力较高，所以含水饱和度越高，电阻率越小。
2. 渗透率地层的渗透率是指地层岩石中流体（如石油和天然气）通过能力的指标。
渗透率与电阻率之间存在一定的关系，一般情况下，渗透率越高，电阻率越大。
3. 岩石类型不同的岩石类型具有不同的电阻率特性。
例如，沉积岩中的砂岩和泥岩的电阻率差异较大，可以通过电阻率测井数据来判别岩石类型。
三、应用电阻率测井具有广泛的应用价值，在油气勘探和生产过程中发挥着重要的作用。
1. 储层评价利用电阻率测井数据可以对储层进行评价。
通过分析电阻率测井曲线，可以推断储层的孔隙度、饱和度和渗透率等参数，从而评估储层的储集能力和开发潜力。
2. 油气饱和度计算电阻率测井可以帮助计算油气饱和度。
通过测量地层的电阻率变化情况，结合其他物性参数，可以对油气饱和度进行定量计算，为油气开采提供重要依据。
3. 水层识别在油气勘探中，准确识别水层对于油气开采至关重要。
由于水的导电性较高，利用电阻率测井可以快速准确地识别出地层中的水层，有助于合理规划井别和减少水的影响。
4. 地层划分电阻率测井数据可以用于地层划分。
根据地层中的电阻率变化情况，可以将地层划分为不同的层级，为地质分析和油气勘探提供重要的信息。
5. 钻井过程监测在钻井过程中，电阻率测井还可以用于监测井壁稳定性和识别地层问题。
通过实时监测电阻率变化，可以及时发现钻井问题，保障钻井作业的安全和顺利进行。
常见的几种电阻率测井方法
第七章 普通电阻率测井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：SL R r 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：一 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。
测井原理及各种曲线的应用
一、SP（自然电位）曲线和GR（自然伽马）曲线测井基本原理用淡水泥浆钻井时，由于地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度而在砂岩段形成扩散电位——在井眼内砂岩段靠近井壁的地方负电荷富集，地层内砂岩段靠近井壁的地方正电荷富集，导致砂层段井眼泥浆的电势低于砂层电势，正象一个平行于地层且正极指向地层的“电池”（第一个）。
在泥岩段，因为泥浆滤液与地层水之间存在矿化度差及选择性吸附作用形成吸附电位——在井眼内泥岩段靠近井壁的地方正电荷富集，地层中泥岩段负电荷富集，导致泥岩段井眼泥浆的电势高于地层电势，正象一个平行于地层且正极指向井眼的“电池”（第二个）。
又因为泥浆和地层各具导电性，正象两条导线把以上两个“电池”串联了起来而形成回路，这样在地层中电流从砂岩段（第一个电池正极）流向泥岩段（第二个电池负极）；在井眼中电流从泥岩段（第二个电池正极）流向砂岩段（第一个电池负极）。
在此回路中，地层也充当电阻的作用，总电动势等于扩散电动势和吸附电动势之和。
用M电极在井眼中测的自然电流在泥浆中产生的电位降即得自然电位曲线。
其值在正常情况下与对应地层中泥质含量关系密切，砂岩中泥质含量增加，则电位降下降，异常幅度减小；砂岩中泥质含量下降，则电位降上升，异常幅度增大。
另外，当泥浆柱与地层流体间存在压力差时发生过滤作用形成过滤电动势——动电学电位。
沉积岩的放射形取决于岩石中放射性元素的含量，放射性元素的含量主要取决于粘土和泥质的含量，粘土和泥质含量越高放射性越强。
GR曲线主要测量地层的放射性。
1、曲线幅度反映沉积时水动力能量的强弱；2、曲线形态反映物源供给的变化和沉积时水动力条件的变化；3、顶、底部形态的变化反映沉积初、末期水动力能量和物源供给的变化速度；4、曲线的光滑程度水动力对沉积物改造所持续时间的长短；5、曲线的齿中线组合方式反映沉积物加积特点；6、曲线包络形态反映在大层段内垂向层序特征和多层砂在沉积过程中能量的变化。
影响自然电位曲线异常幅度的因素：（1）岩性、地层水与泥浆含盐度比值的影响。
各条测井曲线的原理及应用
各条测井曲线的原理及应用引言测井是地质勘探中不可或缺的技术手段之一。
随着勘探深度的增加和技术的进步，测井曲线的种类也逐渐增多。
本文将介绍几种常见的测井曲线，包括电阻率曲线、自然伽马曲线、声波曲线和中子曲线的原理及应用。
1. 电阻率曲线电阻率曲线是测井中最常见的曲线之一，用于反映地层的电阻率特性。
在测井时，通过测量地层对射入电流的电阻来得到电阻率曲线。
电阻率曲线的应用包括：- 地层分类：根据电阻率曲线的特征，可以将地层分为不同类型，如油层、水层和盐层等。
- 识别流体类型：通过电阻率曲线的变化，可以判断地层中的流体类型，如水、油或气体等。
- 沉积环境分析：电阻率曲线对地层的沉积环境也有一定的指示作用，如高电阻率的地层可能是砂岩，低电阻率的地层可能是页岩等。
2. 自然伽马曲线自然伽马曲线是记录地层自然伽马辐射强度的曲线，用来确定地层的物理性质和放射性岩石的含量。
自然伽马曲线的应用包括： - 确定放射性岩层：通过自然伽马曲线的变化，可以定量地确定地层中放射性岩石的含量。
- 钻井定位：自然伽马曲线常用于钻井中的测井工作，通过分析伽马辐射来确定钻头所处的位置和地层的特征。
- 地层对比：自然伽马曲线可以用于地层的对比，从而帮助地质学家更好地理解地层的时空分布。
3. 声波曲线声波曲线记录了地层中声波的传播速度和衰减特性，用于刻画地层的物理性质和孔隙度。
声波曲线的应用包括： - 地层属性分析：通过分析声波曲线的特征，可以确定地层的孔隙度、渗透率和饱和度等物理属性。
- 油气识别：声波曲线可以帮助判断地层中的油气类型和含量，对于油气勘探具有重要意义。
- 工程设计：声波曲线在工程设计中也有一定的应用，如在隧道掘进中可以通过声波曲线判断地层的稳定性。
4. 中子曲线中子曲线是记录测井装置发射的中子数与到达探测器的中子数之比的曲线。
中子曲线的应用包括： - 流体识别：通过中子曲线可以识别地层中不同类型的流体，如水、油和气体等。
第一章(1)普通电阻率测井
三、电极系
5、电极表示方法 依据电极在井中顺序，自上而下写出电极的符号，
在符号之间以m为单位表示相邻两个电极之间距离。
如A2M0.5N 为底部梯度电极系 L=2.25m
6 、电极系互换原理
在一个电极系中，保持电极之间的相对位置 不变，只把电极的功能改变(即原供电电极改为测 量电极；原测量电极改为供电电极)，测量条件不 变时，用变化前、后的两个电极系对同一剖面进 行视电阻率测井，所测曲线完全相同，这叫电极 系互换原理。
四、普通视电阻率测井曲线特征
（1）梯度电极系视电阻率理论曲线
s
E MN j
j MN j
MN
0
0
利用该式，通过分析测量电极MN处电流密度和电阻率，即jMN和ρMN 变化的情况，可以对视电阻率曲线的变化特征作出比较确切的解释。
另外，在进行这种分析时，需要用到电流被吸引和排斥的概念。即 当供电电极处在高电阻率介质中时，由它发出的电流要受到邻近低电阻 率介质的吸引，而当供电电极处在低电阻率介质中时，发出的电流要受 邻近高电阻率介质的排斥。
L为电极距；h为层厚；
ρs为围岩的电阻率；ρt为目的层电阻率。
如果我们将电极系沿井身移动，连续记录ΔUMN的变化，即可得到一 条反映地层电阻率相对变化的视电阻率曲线。
四、普通视电阻率测井曲线特征
为了能对实测的视电阻率测井曲线进行正确的推断解释，必须 首先研究在已知岩层厚度、岩层电阻率、围岩电阻率以及电极系条 件下所获得的ρs测井理论曲线。
（1）梯度电极系视电阻率理论曲线
(根据上式分析曲线得变化过程)
a以下:jMN=jo ,ρMN=ρ1, ρs=ρ1 a-b段:高阻排斥jMN>jo,且jMN↗,
测井曲线基本原理及其应用测井曲线基本原理及其应用
测井曲线基本原理及其应用测井曲线基本原理及其应用一．国产测井系列1、标准测井曲线2．5m底部梯度视电阻率曲线。
地层对比，划分储集层，基本反映地层真电组率。
恢复地层剖面。
自然电位（SP）曲线。
地层对比，了解地层的物性，了解储集层的泥质含量。
2、组合测井曲线（横向测井）含油气层（目的层）井段的详细测井项目。
双侧向测井（三侧向测井）曲线。
深双侧向测井曲线，测量地层的真电组率（RT），试双侧向测井曲线，测量地层的侵入带电阻率（RS）。
0．5m电位曲线。
测量地层的侵入带电阻率。
0.45m底部梯率曲线，测量地层的侵入带电阻率，主要做为井壁取蕊的深度跟踪曲线。
补偿声波测井曲线。
测量声波在地层中的传输速度。
测时是声波时差曲线（AC）自然电位（SP）曲线。
井径曲线（CALP）。
测量实际井眼的井径值。
微电极测井曲线。
微梯度（RML），微电位（RMN），了解地层的渗透性。
感应测井曲线。
由深双侧向曲线计算平滑画出。
[L/RD]*1000=COND。
地层对比用。
3、套管井测井曲线自然伽玛测井曲线（GR）。
划分储集层，了解泥质含量，划分岩性。
中子伽玛测井曲线（NGR）划分储集层，了解岩性粗细，确定气层。
校正套管节箍的深度。
套管节箍曲线。
确定射孔的深度。
固井质量检查（声波幅度测井曲线）二、3700测井系列1、组合测井双侧向测井曲线。
深双侧向测井曲线，反映地层的真电阻率（RD）。
浅双侧向测井曲线，反映侵入带电阻率（RS）。
微侧向测井曲线。
反映冲洗带电阻率（RX0）。
补偿声波测井曲线（AC），测量地层的声波传播速度，单位长度地层价质声波传播所需的时间（MS/M）。
反映地层的致密程度。
补偿密度测井曲线（DEN），测量地层的体积密度（g/cm3），反映地层的总孔隙度。
补偿中子测井曲线（CN）。
测量地层的含氢量，反映地层的含氢指数（地层的孔隙度%）自然电位曲线（SP）自然伽玛测蟛曲线（GR），测量地层的天然放射性总量。
划分岩性，反映泥质含量多少。
普通电阻率测井
地球物理测井第一章 电法测井资源与环境学院桑 琴2007年7月地球物理测井——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地球物理测井——普通电阻率测井一、基本原理R pr 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——岩石的导电特性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：/4πr2 （1－6） j＝Ir电流密度j是一个向量，r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/4πr2 （1－7）对于恒定的电流场，电场强度等于电位梯度的负值，即E ＝－gradV（1－8）gradV＝（dV/dr）*r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——岩石的导电特性E＝－（dV/dr）*r（1－10）将（1－10））式代入（1－7），可得－dV/dr＝RI/4πr2V＝RI/4πr+C由于r ∞时，电位V=0，故积分常数c＝0，因此V＝RI/4πr （1－13）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——岩石的导电特性2、均匀无限介质电阻率的测量由（1－13）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——岩石的导电特性电源检流计oMN 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——岩石的导电特性由 V＝RI/4πr 可知，在点电源A所形成的电场中，M、N点的电位为：V M=RI/4π·AM V N=RI/4π·ANM、N两个测量电极之间的电位差为：ΔVMN ＝VM－VN＝ＲＩ／4π（１／ＡＭ－１／ＡＮ） ＝ＲＩ／4π（ＭＮ／ＡＭ·ＡＮ）Ｒ＝（4π·ＡＭ·ＡＮ／ＭＮ）· ΔVMN／Ｉ地球物理测井——岩石的导电特性令Ｋ＝4π·ＡＭ·ＡＮ／ＭＮK是与各电极之间距离有关的系数，称为电极系系数。
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相对于电源所处的介质而言，高阻介质的影响相当于一个 正电源，对电流有排斥作用；低阻介质的影响相当于一个 负电源，对电流有吸引作用。
镜像法的实质就是把这种界面的影响用一个假想的电源 （虚电源）代替，把电极系所处的介质看作是无限均匀介 质。根据唯一性定理，只要虚设的电源与实际电源一起所 产生的电场满足给定的边界条件，所得结果就是正确的。 在处理过程中，真假电源始终对称于介质界面（镜像位 置），故称其为“镜像法”。
“镜像法”的具体等效方法
①先把界面上的第 2 种介质 用虚电源代替 与 A （实际电源）在分界面同侧 任一点（如 M11 ，第一脚标表示 电源所处的介质，第二脚标为 测点所在介质）的电场，等于 电极 A(I) 和 A(I) 在电阻率为 R1 的均匀介质中造成的电场。 M11点的电位U11
U11 U AM11 U AM11
R1 I 1 R1 I 1 4 r 4 r
P28→(2-21)
②据镜像法，与A异侧的电场等于 A（I）在电阻率R2的均 匀介质中造成的电场，任一点M12点的电位U12
R2 I 1 U12 P28→(2-22) 4 r
I,I"的求法
将(2-21)、(2-22) 代入上式
1 I r I r 1 I r ( 2 2 ) 2 4 r n r n 4 r n
考虑在 界面处
r r r
r r r － n n n
I I I
三、纵向阶跃介质中点电场及其电阻率
1．一个平面界面的问题
与第一种情况相比，此 时为导电性不同的两种 介质，由于界面（设其 为平面）的存在，使得 电源所产生的电场有异 于均匀同性介质中的电 场。 原因 —— 界面产 生 了影响
均匀介质1→R1 均匀介质2→R2
R2=5R1 介质1中→电极A(I)
A 形成电场，空间各点（除 A 点 外）满足Laplace方程和电场边 界条件
P29 (2-24)
解(23)、(24)
R1 ( I I ) R2 I
I I I
R2 R1 I I K12 I R2 R1
R2 R1 2R1 I 1 I I (1 K12 ) I R2 R1 R2 R1
当测量点在两种介质的交界面处时→ r=r=r" 据边界条件：界面上的电位连续，即U11=U12
将(2-21)、(2-22) 代入
R1 I 1 R1 I 1 R2 I 1 U11 = U 12 4 r 4 r 4 r
R1 I 1 R1 I 1 R2 I 1 4 r 4 r 4 r
电法测井
（六）
司马立强
西南石油大学资源与环境学院
第一节 普通电阻率测井基本概念 第二节 普通电阻率测井基本理论 第三节 实测电阻率曲线及应用 第四节 标准测井 第五节 横向测井 第六节 微电极测井
1、普通电阻率测井概念 2、电极系的概念及其分类 3、井眼周围泥浆侵入特征 4、视电阻率的概念
电阻率测井的基本理论问题 —— 研究在一定的介 4种情况中，第一种情况已介绍，本章重点介绍与 质分布条件下的电场分布问题 实际情况接近的第三种介质条件下的电场分布。
均匀各向同性的介质 均匀各向异性的介质 纵向阶跃介质：R随z变化而变化 径向阶跃介质：R随r变化而变化 解Laplace方程法
介质分类
介质电位场求解方法
有限元素法
积分方程法
逐次逼近法
一、均匀各向同性介质中点电场及其电阻率
假定介质均匀、各向同性，介质电 阻率 R 。以点源（电极） A 为中心， 以 r 为半径作一球，球面上任一点 P 处的电流密度j： I
P29 (2-25)
将上式代入(2-21)、(2-22)，最后得
U 11
IR1 1 1 ( K12 ) 4 r r
U 12
IR2 1 K 12 4 r
K12 R2 R1 R2 R1
P29 (2-26)
电流反射系数
电流透射系数
两者相加等于1
2 R1 1 K12 R1 R2
R1 ( I I ) R2 I
P29 (2-23)
又，在界面处，电流密 度的法向分量连续，得
u E n
在介质1中的电流密度
1 j E R
1 u11 － R1 n
1 u12 R2 n
在介质2中的电流密度两者在 面相等1 u11 1 u12 － R1 n R2 n
K12 K21
平面分界面附近电场分布图
当R1=R <R2时
当R1>R2时
反射系数K12>0，透射系数<1，界面对电流有排斥 反射系数 K12=0，无反射。 作用，使得界面一方电流线变稀，等位面拉长。
反射系数K12<0，透射系数>1，界面对电流有吸引 作用，使得界面一方电流线变密，等位面压扁。
如果电极 A 及测量点均在介质 R2中，此时电位场分布如何？ 参见P29－P30
可用镜像法求解电场分布
“镜像法”是解决恒稳电场的一种间接方法，它巧妙 地应用唯一性定理使某些看起来棘手的问题很容易 地得到解决。 应用“镜像法”时，把实际上分区均匀的介质看成 是均匀的，对于研究的区域，用较简单的电场分布， 代替实际边界上复杂的电场分布进行计算。
在均匀介质中，从电源流出的电流是均匀的向四周发射的。 在非均匀介质中，电流则受到界面的影响。电流线在界面 处发生畸变。
j
4r 2
依欧姆定律得 电场强度：
RI E R j 4r 2
RI dU dr 2 4r
U 电场与电位的关系： E r
积分得
RI U C 4r
由边界条件时U＝0 ，得C＝0
4r R U RI U 或 I 4r
二、均匀各向异性性介质中点电场及其电阻率