七侧向测井原理3
《测井仪器原理》(一)-第1章-
b－A0与A1或A2之间绝缘环厚度；
L－三侧向电极系长度；
L0－电极视长度； －电极系直径。
• 由变电化阻和率测公量式，电a流 聚K 焦UI0 中测电井压仪U的或工主作电方流式I可0，分的为恒恒定流、式、
恒压式、自由式和恒功率式（参见1.1.3）。
• 对于三侧向，为使A0、A1、A2三电极电位相等，需要
• 恒功率式或可控功率式
测量过程中使最高和最低电阻率的两个极点保持功率（IU乘积）不 变，让测量电压和电流保持在仪器可测量的范围之内（不被限幅）。
比自由式仪器有更宽的测量动态范围。
1.1.4 小结
• 电流聚焦测井是电阻率测井方法中非常重要的一个系列，近似的 视电阻率公式和普通电阻率测井相同。
• 电流聚焦测井的主要特点，是主电流被聚焦后平行流入地层。为 保证屏流和主电流极性完全相同，一般采用以下方法。一是用同 一电流源供给屏流和主电流，屏流大于主电流。在测井过程中屏 流是浮动的。所以，屏流要由平衡放大电路输出的信号加以调制 后通过功率放大后加到屏蔽电极上。二是用跟踪主电流来产生屏 流，或用跟踪屏流来产生主电流，这种方式用在双侧向仪器中。
1.2.4 小结
• 1229双侧向仪为实现深、浅同时并测，深、浅侧向使用用不同频率
的电流供电，称为频分式双侧向。fS = 4fD，能使深、浅侧向两个
系统相对独立地控制和测量。
• 侧向测井需要供给主电极和屏蔽电极同极性的电流。1229双侧向仪
采用屏流主动方式，这种方式比主电流主动式容易调节系统平衡。
t I 0 U 2 (U D U 2 ) U 4 I 0
或 t I 0 U 2 (U D U 2 ) U 4 I 0
三侧向测井仪结构框图
第1章-3 侧向测井-print
1. 深三侧向电极系结构及电场分布、7砂泥岩剖面R s <R t ：围岩吸引主电流，使主电流发散，视电阻率下降，地层厚度越小，影响越大。
（4）地层：R t 使R t 对R a 贡献占主导地位，所以适用于高阻地层，另外纵向分辨力强，适用于薄层。
综合：侧向测井适用于盐水钻井液井眼，储层为高阻薄层，低侵，碳酸盐岩。
碳酸岩剖面R s >R t ：围岩排斥主电流，适用于高阻碳酸岩剖面。
相邻高阻层对读数影响较小当下高阻层电阻率由10R m 变到100R m 时，上层的视电阻率只变化10%左右。
条件：厚度无限大、无钻井液侵入的地层GaoJ-1-3条件：无井眼、无侵入的纵向非均匀地层条件：地层无限厚、17侵入带径向电阻率分布示意图正差异负差异用深、浅三侧向测井曲线判断油水层GaoJ-1-3体积较小的环状电极深七侧向电极系浅七侧向电极系正差异负差异用深、浅七侧向测井曲线判断油水层GaoJ-1-334屏蔽电极，深测向回路电极，浅测向探测深度：深60 in.，浅24in.分辨率：30 in.碳酸岩剖面（裂缝储层评价）R LLD=140Ω.mR LLS=52Ω.mR LLD/R LLS=2.8Φ=7.5%GaoJ-1-3394042R xo>R tR xo<R t GaoJ-1-3举例C0.97,0.96 u v==72.838.4LLDcRR==m,50。
测井常识
测井测井是记录钻入地壳的一口井中岩石或流体混合物不同的物理、化学、电子或其他性质的过程。
感应测井是利用电磁感应原理来研究地层电层电阻率的一种测井方法。
电阻率测井法都需要井内有导电的液体，使供电电极电流通过它进入地层，在井内形成直流电场。
然后测量井轴上的电位分布，求出地层电阻率。
这些方法只能用于导电性能好的泥浆中。
为了获得地层的原始含油饱和度，需要在个别的井中使用油基泥浆，在这样的条件下，井内无导电性介质，就不能使用普通电阻率测井方法。
感应测井就是为了解决测量油基泥浆电阻率的需要而产生的，它也能用于淡水泥浆的井中，在一定条件下，它比普通电阻率测井法优越，受高阻临层影响小、对低电阻率地层反应灵敏。
感应测井和普通电阻率测井一样记录的是一条随深度变化的视电导率曲线，也可同时记录出视电阻率变化曲线。
侧向测井是利用聚焦电流测量地层电阻率的一种测井方法。
在地层厚度较大，地层电阻率与泥浆电阻率相差不太悬殊的情况下，可以用普通电极系的横向测井，能比较准确地求出地层电阻率。
但是在地层较薄且电阻率很高，或者在盐水泥桨的条件下由于泥浆电阻率很低，使供电电极流出的电流，大部分都由井内和围岩中流过，流入测量层内的电流很少，因此测量的视电阻率曲线变化平缓，不能用来划分地层，判断岩性。
为了解决这些问题，创造了带有聚焦电极的侧向测井。
他是在主电极两侧加有同极性的屏蔽电极，把主电极发出的电流聚焦成一定厚度的平板状电流束，沿垂直于井轴方向进入地层，使井的分流作用和围岩的影响大大减小。
实践证明，侧向测井在高电阻率薄层和高矿化度泥浆的井中，比普通电阻率测井曲线变化明显。
测井系列的选择1．三侧向、七侧向、双侧向、感应测井等电阻率测井法的特点是采用了聚焦原理来加大探测深度，减小井、围岩、侵入带的影响，以便求准地层电阻率。
根据需要选用一种或两种方法。
常用深浅组合的方法，将测量的曲线进行重叠比较，可以研究储集层径向电阻率的变化，判断油气水层。
2．孔隙度测井如中子测井、密度测井、声波测井，可以定量的确定地层岩性和孔隙度。
测井原理及方法
离子扩散；-扩散电动势 • 岩石颗粒表面对离子有吸附作用；-吸附电动势 • 泥浆滤液向地层中渗透作用。-过滤电动势
自然电位测井
自然电位的测量
自然电位SP的理论计算
自然电流： 测量的自然电位异常幅度值Usp：自然电流流过井内泥浆 柱电阻上的电位降：
1、 常规测井资料原理及应用
1. )电阻率测井电阻率测井 2. )自然电位测井 3. )声波测井 4. )伽马和密度测井 5. )补偿中子测井
电阻率测井
电法测井是地球物理测井中三大测井方法之一，它根据岩层电学性 质的差别，测量地层的电阻率、电导率或介电常数等电学参数，用来研 究地质剖面，判断岩性，划分油气水层，和其它方法一起研究储集层的 含油性、渗透性和孔隙性等性质。
a.主要类型
（2）微侧向(MLL)： 微电极测井中泥饼分流作用太大，测RXO不准确，采用聚焦原理，形 成微侧向测井。
（3）微球形聚焦(MSFL)： 微侧向MLL探测浅，受泥饼影响大。MSFL方法探测浅，又基本不受泥饼影 响，是目前最好的RXO测量方法。
（4）八侧向(LL8)： 以上均为贴井壁测量，LL8是不贴井壁测量Rxo的方法。它是在七侧 向电极系下方附近设屏流回路电极B1，在上方较远处设回路电极B2。
• 厚层可以用“半幅点” 确定地层界面。
地层电阻率的影响
• 含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时rsd明显升 高，SP略有下降。一般油气层的SP幅度略小于相邻的水层。Rt/Rm 增大，曲线幅度减小。
• 围岩电阻率Rs增大，则rsh增大，使自然电位异常幅度减小。
泥浆侵入带、井径的影响
b.电极系分类: 通常供电和测量共4个电极，一个在地面，井下三个组成电极系。 梯度：单电极到相邻成对电极的距离大于成对电极间的距离。 电位：单电极到相邻成对电极的距离小于成对电极间的距离。 梯度电极系进一步分为：底部(正装)梯度、顶部(倒装)梯度。
测井方法9-双侧向概述
双侧向尺寸
3 0.3 0.22 0.02 0.12 0.02 0.02 0.3 3 0.8 0.22 0.08 0.18 0.18 0.08 0.22 0.8 ( B2 ) A2 A2 M2 M2 A0 M1 M1 A1 A1( B1 )
电极系k值：kd =0.733m，ks=1.505m 仪器全长：9.36m 仪器直径：0.089m 屏蔽电极A1、A2很长→确保深侧向探测深度大
四、双侧向测井资料应用
电阻率测井在油气勘探开发中应用非常广泛
⑴地层对比 ⑵裂缝识别
主要 应用
⑶油、气、水层判别
⑷计算地层含水饱和度 ⑸估算裂缝参数
⑴地层对比
决定地层电 岩石名称 阻率大小的 粘土 主要因素 页岩
疏松砂岩
主要岩石、矿物的电阻率
电阻率 10－100 白云母 41011
一是岩石的组织结构
烟煤 10－10000 600－105 石油 10 －10
致密砂岩
磨溪地区储层多井测井对比图
⑵裂缝识别
四川测井研究所水槽模型实 验结果：裂缝的产状与深、 浅双侧向的“差异”有着直 接关系
深、浅侧向电极系的尺寸完全一样。不同处：将深侧向的 屏蔽电极 A1 、 A2 改成回路电极后，就构成了浅侧向电极 系→这样，深、浅侧向的纵向分辨率是相同的，且受围岩、 层厚影响基本一样→用深、浅侧向测出的电阻率判别油、 气、水层具有良好效果。
电极系确定原则：分层能力强（ 0102间距离要小）、探 测深度大（ A1、A2要长）、井眼影响小
井眼、围岩、侵入
实测双侧向曲线
双侧向 双侧向
碎屑岩地层
碳酸盐岩地层
三、双侧向、三侧向、七侧向比较
1.探测深度
三侧向—探测深度小，侵入影响大，深浅三侧向探测深度 差异不大，判别油、气水层效果差。原因：主电极与屏蔽 电极同电位，电极系长度有限，主电流发散快
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
2021/7/31
中国石油大学（华东）
23
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）
8
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)
测井方法9-双侧向
一、测井原理
电极系
与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上两个屏 蔽电极 A1′、 A2′。为了增加探测深度，屏蔽电极 A1′、 A2′不是环状，而是柱状（与三侧向屏蔽电极相同）
测井原理
测井时，主电极 A0 发出恒 定电流 I0 ，并通过两对屏 蔽电极 A1 、 A1 和 A2 、 A2 发 出与 I0 极性相同的屏蔽电 流I1和I1。
烟煤 10－10000 600－105 石油 10 －10
致密砂岩
磨溪地区储层多井测井对比图
⑵裂缝识别
四川测井研究所水槽模型实 验结果：裂缝的产状与深、 浅双侧向的“差异”有着直 接关系
低角度（ 60 以下）缝， “负差异” 高角度（ 75 以上）缝， “正差异” 6075裂缝，差异较小和无差异 45裂缝时， “负差异”，且差异幅度最大
井眼、围岩、侵入
实测双侧向曲线
双侧向 双侧向
碎屑岩地层
碳酸盐岩地层
三、双侧向、三侧向、七侧向比较
1.探测深度
三侧向—探测深度小，侵入影响大，深浅三侧向探测深度 差异不大，判别油、气水层效果差。原因：主电极与屏蔽 电极同电位，电极系长度有限，主电流发散快
七侧向—探测深度高于三侧向，但高侵时，探测深度变浅。 原因：采用监督电极 M1´、M1´同电位来控制电流场。分布 比s↑→屏流↑→屏蔽电极电位↑→探测深度↑ 双侧向—探测深度最大。原因：将屏蔽电极分成多段（两 对）加长→控制各段电压→探测深度↑
四、双侧向测井资料应用别
主要 应用
⑶油、气、水层判别
⑷计算地层含水饱和度 ⑸估算裂缝参数
⑴地层对比
决定地层电 岩石名称 阻率大小的 粘土 主要因素 页岩
疏松砂岩
主要岩石、矿物的电阻率
石油工程测井分类与方法重点讲解
双侧向视电阻率曲线特征 可以得到RLLD和RLLS两条曲线:
RLLD反映原状地层电阻率； RLLS反映侵入带电阻率。
岩的影响，提高了纵向分层能力）。
4.1 三侧向测井原理 测得的视电阻率Ra：
U
Ra
k Io
接地电阻
其中：U——电极表面电位（相对于参考电极N）,v
I0——主电流强度,A K——电极系系数(可通过理论计算、也可通 过实验求出),m
主电极的接地电阻Rg——指的是从主电极流出的电流，在 其经历的地层范围内的电阻。
主要内容
1 岩石电导率（P9）及电阻率测井基础
2 电阻率测井的分类 3 普通电阻率测井
4 双侧向电阻率测井 5 微球形聚焦测井
6 感应测井
7 成像测井
8 随钻测井（LWD） 9 套管井电阻率测井
10 地层倾角测井或电磁波传播测井
4.双侧向电阻率测井
普通电阻率测井存在的问题 在充满高矿化度盐水泥浆井 针对高阻薄层
4.双侧向电阻率测井
解决问题的方法？ 利用同性电流相排斥的原理，使电流聚焦
→聚焦测井 （侧向测井 Lateral Logging）
聚焦测井的种类
• 三侧向（三电极侧向，LL3） • 七侧向（七电极侧向LL7 ） • 八侧向（八电极侧向LL8） • 双侧向(DLL) • 微侧向(MLL) • 邻近侧向(PL) • 微球形聚焦测井(MSFL)
三侧向测井曲线特点
三侧向测井视电阻率Ra——曲线对地层中点呈对称形状， 视电阻率最大值恰好位于地层中点。