电法测井简介
电法测井技术解析与地下水资源调查
电法测井技术解析与地下水资源调查地下水资源是人类生活中重要的水源之一，对其进行准确的调查与评估，是保障水资源合理利用与管理的关键。
电法测井技术是一种常用的地下水资源调查方法，本文将对其进行详细解析。
一、电法测井技术概述电法测井技术是利用电磁场的传播和分布规律，通过测定地下电阻率的变化来推断地下水的存在与分布情况的方法。
该方法具有非侵入性、高效、经济等优点，被广泛应用于地下水资源的勘探与评价工作之中。
二、电法测井技术的原理与仪器设备1. 原理：电法测井技术的原理基于地下材料的电阻率差异，通过在地表施加电场，测量地下电场的分布情况，并计算电阻率。
地下水具有较低的电阻率，而围岩、岩石等地下材料则具有较高的电阻率，因此可以通过测量电阻率的变化推断地下水存在的可能性。
2. 仪器设备：电法测井仪器主要包括发射电极、接收电极、电源、数据采集仪等组成。
发射电极负责产生电场，接收电极用于测量电场的分布情况，电源提供电能，数据采集仪用于记录和分析所得数据。
三、电法测井技术在地下水资源调查中的应用1. 初步调查：利用电法测井技术可以快速、低成本地获取地下水资源的初步信息，通过测量电阻率的变化，可以推断地下水的分布范围、深度等重要参数，从而为后续的详细调查提供依据。
2. 详细调查：在确定地下水存在的基础上，电法测井技术可以进行更加详细的调查。
通过对不同地层的电阻率进行测量，可以推断地下水的流动性质、水层的厚度、水文地质条件等重要信息，为地下水资源的利用与管理提供科学依据。
3. 水源评估：电法测井技术还可以用于地下水资源的评估与预测。
通过将电阻率数据与其他地下水参数进行综合分析，可以估计地下水资源的总量、水质等信息，为地下水资源的合理开发和利用提供参考。
四、电法测井技术的局限性与发展趋势1. 局限性：电法测井技术在测量过程中受到地下杂音、介质非均质性等因素的干扰，会对测量数据产生一定的影响。
此外，电法测井技术对地下水中的微量离子等特殊成分的探测能力相对较弱。
电法测井技术解析与地质工程勘察
电法测井技术解析与地质工程勘察电法测井技术在地质工程勘察中扮演着重要角色，通过测量地下电阻率分布，可以对地层结构和含水性质进行解析。
本文将对电法测井技术原理、应用方法和数据解释进行详细探讨，以期为地质工程勘察提供参考。
1. 电法测井技术原理电法测井技术基于不同性质地质体的电导率差异，通过注入电流并测量电势差来推断地下介质的物理特性。
根据用途和测量目的的不同，电法测井技术可以分为直流电法、交流电法和自然电位法等。
直流电法是最常用的电法测井方法之一。
其原理是在地层中注入直流电流，并测量地面上的电势差。
通过得到的电流密度和电势差数据，可以计算出地下电阻率分布，进而推断地下介质的结构和含水性质。
2. 电法测井技术应用方法2.1 电法测井仪器与设备电法测井仪器包括电极、电源、测量仪器和数据传输系统等。
电极负责将电流注入地层和测量电势差，电源供应电流，测量仪器负责记录地面上的电势差数据，并通过数据传输系统传送到计算机进行数据解释和分析。
2.2 电极布置和测量过程电极的布置通常依据测量目的和地质特征而定。
常用的电极布置方式有双极距法、多极距法和深度电极法等。
在实际测量过程中，需要根据地层情况选取合适的电极布置方案，并进行测量参数的设定。
2.3 数据处理和解释得到电势差数据后，通过计算并加以解释，可以得出地层电阻率分布图。
数据处理和解释通常依赖于计算机模拟和反演方法。
实际数据解释过程中，需要结合地质资料和其他勘察手段的结果，进行综合分析和判断。
3. 电法测井技术在地质工程勘察中的应用3.1 地下水资源调查电法测井技术可以帮助勘测人员判断地下水资源的分布和含水层的厚度。
通过测量不同位置的电阻率，可以推断地下水层的位置和规模，为地下水资源的有效开发提供依据。
3.2 地层岩性判定电法测井技术可通过测量地面电势差和电流密度，推断地层的物理性质和岩性。
不同类型的地层对电流的传导和电势的分布产生不同的影响，通过分析得到的数据，可以准确判定地层的岩性。
《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。
电法测井
Io
S
I1 N 电磁波传播示意图 无线电收音机。
5
1 感应测井 Induction－Log 1.1 双线圈系结构 发射线圈T，发出交变信号。 接受线圈R，接受地层中产生 的涡流信号。
6
1.2 测量原理
发射线圈发出交变电信号Io，这个交变电 信号Io产生交变磁场Φ。交变磁场Φ在地 层单元环中产生涡流Iso，涡流Iso的方向阻 止交变磁场Φ的变化。 同时，涡流Iso也是交变的。交变涡流进一 步引起二次交变磁场Φ’ 。 二次交变磁场 Φ’在接受线圈激发出感生电动势ER。 这个ER就是感应测井的测量信号。 感生信号的产生，抵抗接收线圈中磁力线 的变化。
26
2.2 测量数据
发射线圈使用三个频率工作 （26.35,52.65,105,3kHz）,测量原始信号的 实分量和虚分量。 纵向分辨率分别为1ft，2ft和4ft ，5纵向探测 1ft 2ft 4ft 5 范围，即10in,20in,30in,60in和90in。 测井数据以图像和曲线两种方式显示。
18
1.7 Induction Logging The induction logging tool was originally developed to measure formation resistivity in boreholes containing oil-base muds and in air-drilled boreholes. Electrode devices did not work in these nonconductive muds, and attempts ro use wallscratcher electrodes were unsatisfactory. Experience soon demonstrated that were induction log had many advantages over the conventional ES (Electrode sonde) log when used for logging wells drilled with water-base muds. Designed for deep investigation, induction logs can be focused in order to minimize the influences of the borehole, the surrounding formation, and the invaded zone.
电法测井
电法测井电阻率、电导率只与材料性质有关，不随材料的几何形状而变化。
沉积岩中，一般情况下，电阻率变化：灰岩＞砂岩＞泥质砂岩＞泥岩。
.沉积岩中不含导电矿物，因此主要靠地层水中的盐类离子导电。
一、普通电阻率测井1、划分层界面：极大值与绩效值之间为高阻岩层。
2、求地层的视电阻率R a和真电阻率：梯度电极系：H＞3L，读岩层的平直段；L＜H＜3L，用面积平均法读值；H＜L，读岩层的极大值。
3、划分岩性剖面：砂泥岩剖面，砂岩高阻，泥岩低阻，由此可以确定岩性。
4、求含油层的100%含水层的地层电阻率（阿尔齐公式），进而求的含油饱和度。
二、微电极测井测量结果主要反应紧靠井壁的地层电阻率，泥浆对测量一般无影响（微电位和微梯度两条曲线）。
对于非渗透地层，微电位和微梯度都测量到同一介质，因此，两种曲线的视电阻率值相等，在曲线重叠图上无幅度差。
对于渗透性地层，井壁往往有泥饼，微梯度探测深度浅，主要反映泥饼的电阻率，微电位探测深度较深，主要反映冲洗带电阻率。
一般泥饼电阻率较冲洗带电阻率小，因此，微电位视电阻率大于微梯度视电阻率，造成两条重叠曲线的幅度差，这种差异叫正差异。
在下面情况下，可观察到微电位视电阻率小于微梯度视电阻率的负差异情况。
1、泥饼电阻率大于冲洗带电阻率，Rmc＞Rxo2、侵入非常浅的渗透层，Rxo＞Rt3、泥浆中泥质颗粒进入高孔隙含水层，造成井壁2~3cm的固体污染带，其电阻率大于冲洗带电阻率。
应用1、确定岩层界面，划分薄交互层。
以曲线半幅点或转折点定地层界面，一般可划分0.2m的薄互层。
2、划分渗透层。
渗透层一般在曲线上显示正差异，非渗透层无差异或少许正负差异。
砂泥岩剖面，砂岩比泥岩视电阻率高，渗透性砂岩有较高的视电阻率，且有正差异。
碳酸盐岩剖面，渗透层往往是裂缝和孔隙灰岩或白云岩，常夹在致密灰岩中间，视电阻率比围岩低，有泥饼时，现实正差异，否则无差异。
3、判断岩性。
泥岩：为非渗透性地层，曲线幅度低，无幅度差。
电法测井-资料
测 井
井，包括：电磁波传播测井
研究地层电化学性质的电测井,包括：
自然电位测井和人工自然电位测井
引言
第七章 电法测井
★电阻率测井是电法测井中使用最早，也是最常用的方法
电
阻
率
岩石电阻率
测
井
地质剖面 判断岩性 划分油气水层 储集层的含油性 渗透性和孔隙性
引言
第七章 电法测井
★不同岩石电阻率各不相同，岩石电阻率决定于下列因素
从图版2横坐标20860处查得，Ca2+的等效系数为0.81， SO42-的等效系数为0.45。等效NaCl的矿化度为： 460×0.81＋1400×0.45＋19000＝20000 PPM。 地层温度：T＝15＋0.035×1800＝78℃。 在图版1的纵坐标78℃处，对应20000PPM线交点，
第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度和含油饱和度的关系
1.地层水电阻率与地层所含盐类化学成分的关系
不同离子的换算系数图版
第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度和含油饱和度的关系
2.地层水电阻率Rw与溶液浓度和温度的关系
☞ 溶液浓度 ，溶液中离子数 ，溶液
地
的导电性 ，溶液电阻率 。
层
水
☞ 溶液温度 ，离子迁移率 ，溶液的导电
2. 由图版2查出非NaCl成分转化成等效NaCl的系数， 然后，将每种离子等效系数与其含量乘积累加起 来，可得到地层水等效NaCl的含盐量；
3. 根据地温梯度和深度确定地层温度； 4. 利用图版1确定地层温度下的地层水电阻率。
一般，按下式计算地层温度：
TT0G(D/10)0
第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度和含油饱和度的关系
五、岩石电阻率与含油饱和度关系
1章-电法测井
第一章 电法测井§1-1 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，岩石的电阻率和岩性、储油物性、含油性有密切的关系，利用岩石电阻率来区分油性、划分油水层进行剖面对比就是普通电阻率测井的主要任务。
一、岩石电阻率的测量原理 1、 测量原理 （1）电阻率：由物理学知，用均匀材料制成的规则形状的导体，其电阻r 与导体截面积S 成反比，与导体的长度L 成正比，表达式为： SLRr = 其中比例常数R ，是与导体的材料性质有关而与导体形状无关的量，称为电阻率，表达式为： LS r R ⋅= （2）岩石的电阻率，在数值上相当于截面积为12m ，长度为1m 的单位体积的岩石的电阻值。
岩石的电阻率越高说明岩石的导电能力越差。
（3）测量原理——四极法图1-1 岩样电阻率测量原理图按欧姆定律： SL R r I U r t MN⋅=∆=→IU K L S I U R MN MN t∆=⋅∆=式中：r --- MN 之间的电阻， t R --- 岩样电阻率，m ⋅Ω； S ---- 岩样截面积，m 2； L --- 测量电极间的距离，m ； K --- 比例系数，m ；-----仪器常数MN U ∆ ---- 测量电极MN 之间的电位差；二、普通电阻率测量原理1、均匀介质中的电阻率测井 （1）稳恒电流场描述电流场的物理量是E 和j ，它们之间满足的微分方程是：j R E=，由于稳恒电流场是有源无旋场，即,0=∙∇j0=⨯∇E ，所以其电场强度E 和电流密度j 成正比，且方向一致。
在均匀介质中放入点电流源，则均匀介质点电源在空间上电流场的分布： 24rI j π=j 为均匀介质中点电源场中任意点的电流密度，即在电流方向上单位面积上的电流强度的大小，其中r 为电源A 到测量点的距离，I 为点电源的电流强度。
故在均匀电流场分布中，应有关系式：24r I R E π= （2）电阻率测井的理论依据任意点电位与电场强度之间有： dr dU E -=，则24rIR dr dU π=-， 积分得：C rRI U +⋅=14π，C 为积分常数，取无穷远处电位为0时，则C 为0。
石油工程测井2_第1章电法测井-1.1自然电位测井
SP SSP SP V 1 sh SSP SSP
应用4：计算地层水的电阻率Rw； 在评价储油层时，常要计算岩层孔隙度、含 油饱和度等重要参数，在确定这些参数时都 需要Rw，用SP曲线幅度值求Rw是最常用的方 法之一。
R C mfe w SSP K lg K lg C R mf we
R C mf w E k d . l g k d . l g d C R mf w
参见P5
当 CW>CM 时，在砂岩段，井内泥浆中积 聚负电荷。
当 CW<CM 时，在砂岩段，井内泥浆中积 聚正电荷。
指针与前 面实验方 向相反
现象
将渗透性隔板换成泥岩
浓度大的一方富集负电荷， 浓度小的一方富集正电荷 泥岩的特殊性质造成
自然电位理论曲线
1
2
砂泥岩剖面中
Rw<Rmf 时，以泥岩为 基线，渗透层会出现 负异常；
渗透层 ( 砂岩 )越纯， 负异常越大；
泥质含量增加，负异 常幅度变低。
应用3：估算泥质含量；
碎屑岩泥质含量增加，将使其自然电动 势减小，从而使SP幅度减小。因此，以完全 含水、厚度足够大的水层的静自然电位 SSP为标准，某地层SP与SSP的差别将与地 层泥质含量有关。通常把泥质含量表示为：
应用4：计算地层水的电阻率Rw；(步骤)
确定含水纯岩石静自然电位（SSP）
在地层水含盐量或Rw基本相同的解释井段内， 选择岩性纯（不含泥质或Vsh很小），厚度较大， 深探测电阻率低，SP异常幅度最大，各种资料证明 不含油气的地层为完全含水的纯水层，通常称为标 准水层。其SP异常幅度就是该层的静自然电位SSP 。
实 验
Cw
Cm
2.纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）——起因于井 中钻井液和地层水的浓度差引起的离子扩散作用 以及泥（页）岩选择性半透膜对正负离子的选择 性透过作用。
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• 双侧向测井仪通常和微球形聚焦测井仪（或者微 侧向测井仪、临近侧向测井仪）组合测量。
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双侧向测井简介
由于双侧向测井探测深度比三侧向深，同时，深 、浅双侧向的纵向分层能力相同，因此，曲线便于 对比。 划分岩性剖面：可用双侧向曲线对地层进行大致 划分。 确定地层真电阻率及孔隙流体性质。 判断油水层
4
测井技术面临的挑战
随着非常规油气田的大规模勘探开发，大斜度井、水平井钻井技术的广 泛应用，测井面临的地质对象、井下条件越来越复杂，给测井技术的发展与 应用带来了严峻的挑战。今后一段时间内测井技术将面临以下挑战：
缝洞性碳酸盐岩储层测井与评价技术
裂缝型火成岩储层测井与解释技术
低孔、低渗、低阻砂岩储层测井与解释技术
低频 中低频
中频
高频 光频
1~1kHz 1k~200kHz 400k~ 1~2GHz 1015Hz
侧向测 井
感应测井、 200MHz
水基泥浆电 成像
电磁波测 井、油基
泥浆电成
像
介电测 井
光纤测 井
测量对象等效图
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感应与侧向测井适应范围选择图
一般在淡水泥浆中多选择感应测井，在盐水泥浆中多选择侧 向测井。在Rt>20Ω.m或Rt/Rm>250时也考虑选择侧向。
Saturation (“Residual”) measured from core plugs
Hydrocarbon saturation is determined from: • Resistivity logs. • Capillary pressure measured from core plugs. • Oil saturation measured from core plugs.
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钻井液侵入对电法测井的影响
钻井液侵入地层后，井壁附近地层水矿化度、含油饱和度发生径向变 化，导致地层电阻率变化。钻井液侵入地层影响涉及冲洗带、过渡带，原 状地层不受钻井液影响。根据冲洗带电阻率Rxo与原状地层电阻率Rt的相 对大小，将储层特征分为高侵（Rxo＞Rt）、低侵（Rxo＜Rt）和无侵三种 情况。淡水泥浆钻井，一般情况，水层高侵，油层低侵。
测井的作用
3
储层分类和储层参数
储层分类：（分类依据：岩性+储集空间结构） 1）碎屑岩——主要是孔隙型储层 2）碳酸盐岩——主要是裂缝型储层 3）特殊储层（岩浆岩、变质岩、泥岩）——储层结构比较复杂
储层参数: 储层厚度、孔隙度、渗透率、饱和度 1）储层厚度——根据测井曲线特征划分 2）孔隙度——总孔隙度、有效孔隙度 3）渗透率——绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率 4）饱和度——含水保和度、含油（气）饱和度
砾岩储层测井与解释技术
薄储层测井与解释技术
页岩气层测井与评价技术
煤层测井与解释技术
大斜度井、水平井测井与解释技术
5
测井面临的地质难题
低阻油气藏：含油饱和度低，储层薄且束缚水含量高、泥质含量 高，地层水矿化度变化大。
低孔低渗油气藏：储层薄且非均质严重，孔隙结构复杂，储层的 敏感性强，及易造成伤害。
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聚焦型电阻率测井仪器
微球形聚焦测井仪 双侧向测井仪 方位侧向测井仪 阵列侧向测井仪
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微球形聚焦测井简介
图中A0是主电极，A1是屏蔽电极， M0是测量（测井）电极，M1、M2 是监督电极，它们都固定在用硬橡 胶制成的极板上，只有回流电极B 在电极系的底部。
主电极A0流出总电流It，It=I0+I1。 其中I1为屏蔽电流，I0称为主电流 。
• 仪器一般采用恒压工作方式， 即保持电极M0与M1之间电压恒 定： VMOM1 VREF
• 式中，VREF为一恒定参考电压
，当冲洗带电阻率变化时，只
有I0随之变化，由下公式求出冲
洗带电阻率：
RXOKVM I00M1
KVREF I0
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双侧向测井简介
• 双侧向测井方法由于具有较好的聚焦特性，并可 以同时进行深、浅两种探测深度的电阻率测量， 是目前广泛使用的一种聚焦式电阻率测井方法。
由于屏流的聚焦作用使主电流I0不 沿着泥饼流动；通过调整主电流I0 ，保持两个监督电极M1、M2电位 近似相等，那么主电流I0在冲洗带 中将呈辐射状均匀散开，形成球形 等位面。
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微球形聚焦测井简介
• 仪器设置了测量电极M0，测量
M0与M1（或M2）之间的电位
差，根据公式：
Rxo
K VM0M1 I0
汇报提纲
电法测井仪器简介
一 2008年海外运营状况 二 2009年海外工作重点
1
汇报内容纲要
总体介绍 聚焦型电阻率测井仪器 电阻率成像测井仪器 技术发展方向展望
2
测井是地质家的“眼睛”！
测井技术是准确发现油 气储层和精细描述油气藏必 不可少的手段，是油气储量 参数计算、产能评估及开发 方案制定与调整的重要科学 依据。
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Resistivity Logs
Capillary Pressure
电法测井的目的
Archie Transform
Sw
n
a Rw
m Rt
Uncertainty in Rt from Resistivity Logs
J-function
JacPocs
Sw
Hydrocarbon Saturation
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双侧向测井简介
20
双侧向测井原理示意图
21
标准模式测井原理
项目研究的目的、意义、 技术发展现状 项目研究目标、内容、关键技术、技术路线 项目技术、经济效益分析 项目实施计划、经费预算、考核指标 项目分工、管理及必要的支撑配套条件 项目组成员及分工
裂缝性油气藏（碳酸盐岩、砂岩）：储集空间复杂多变，非均质 性强，地层压力变化大。（非常适合电成像测井）
复杂岩性油气藏：储层目标隐蔽、非均质性强，岩性复杂特殊（ 如砂砾岩体、火成岩等）。
6
ELIS发展历程
1985
1995-2000
2001-2005
项目前期研究
863 重点项目研究
成套装备 ELIS
2002-2005 2005-2007 2006-2010
实验测试
应用推广 发展提高
10年
技术跟随
3年
自主创新
5年
选择性自主创新
ELIS-1000
先进技术跟随
ELIS-II
ELIS-I
HCS-87
7
电法测井的典型仪器
8
各类测井仪器对比
9
电法测井仪器工作频率对比
低频
高频
极低频
小于1Hz
过套管 电阻率 测井