地层倾角测井原理及应用测量原理

1、地层倾角测井原理及应用测量原理（二）（二）地层倾角测井原理及应用测量原理地层产状地层产状 地层倾角测井的基本原理地层倾角测井的基本原理 斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进 哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进 地层倾角测井原理及应用测量原理 地层倾角测井测量内容：地层的倾角和倾地层倾角测井测量内容：地层的倾角和倾斜方位角，即地层层面在空间的位置斜方位角，即地层层面在空间的位置亦即亦即地层产状。地层产状。地层倾角测井原理及应用测量原理地层产状三要素：倾角、倾向、走向地层产状三要素：倾角、倾向、走向描述地层产状的描述地层产状的5个基

2、本名词：个基本名词： 地层面走向地层面走向 地层面倾向地层面倾向 地层面倾角地层面倾角 视倾向视倾向 视倾角视倾角地层倾角测井原理及应用测量原理真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层面走向地层面走向：地层面与水平面的交线的方向。：地层面与水平面的交线的方向。用它与正北方向（按顺时针）的夹角表示。如用它与正北方向（按顺时针）的夹角表示。如图所示，图所示，CD的方向。的方向。地层倾角测井原理及应用测量原理真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层面倾向地层面倾向：地层面倾斜的方向。即地层面由高：地层面倾斜的方向。即地层面由高到低变化最大的方向在水平面上的投影与正北方到低变化最大的方向在水平面上的投影与正北方向的夹

3、角的方向向的夹角的方向亦称亦称倾斜方位倾斜方位。如图所示，。如图所示，BE的方向。的方向。地层倾角测井原理及应用测量原理 地层面倾角地层面倾角：在倾斜方向上的地层面与水平面的：在倾斜方向上的地层面与水平面的夹角，或倾斜线与倾向线的夹角；亦称夹角，或倾斜线与倾向线的夹角；亦称真倾角真倾角，是倾斜地层的最大倾角。如图所示，是倾斜地层的最大倾角。如图所示，BEA为为真真倾角倾角，用，用表示。表示。真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层倾角测井原理及应用测量原理视倾向视倾向：任意方向的铅直面与地层面相交，其交：任意方向的铅直面与地层面相交，其交线在水平面的投影与正北方的夹角称为线在水平面的投影与正北方的夹角

4、称为视倾向视倾向。该交线称为该交线称为视倾斜线视倾斜线（图中（图中ADAD、ACAC）。它的水平）。它的水平投影称为投影称为视倾向线视倾向线（图中（图中BDBD、BCBC） 真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层倾角测井原理及应用测量原理视倾角视倾角：视倾斜线与视倾向线之间的夹角。图中：视倾斜线与视倾向线之间的夹角。图中a1a1、a2a2。视倾角总是小于真倾角。视倾角总是小于真倾角。 真倾角为真倾角为与视倾角与真倾角与视倾角与真倾角aa之间的关系：之间的关系：真倾向与视倾向之间的夹角。真倾向与视倾向之间的夹角。costgtga真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层倾角测井原理及应用测量原理 四臂倾角：斯仑

5、贝谢四臂倾角：斯仑贝谢HDTHDT、SHDTSHDT 阿特拉斯阿特拉斯HDIPHDIP 六臂倾角：哈里伯顿六臂倾角：哈里伯顿SEDSED 阿特拉斯阿特拉斯HEXDIPHEXDIP地层倾角测井原理及应用测量原理 地层倾角测井测量的内容：地层倾角测井测量的内容：地层的倾角和倾斜方位角，即地层的倾角和倾斜方位角，即地层层面在空间的位置。地层层面在空间的位置。 要确定地层层面在空间的要确定地层层面在空间的位置，至少要有三个以上空间位置，至少要有三个以上空间点的座标（采用柱状坐标系点的座标（采用柱状坐标系r、 、Z）。通过计算就可以求）。通过计算就可以求的地层倾角和倾斜方位角。的地层倾角和倾斜方位角。

6、当井为斜井时，还有进行当井为斜井时，还有进行井斜角和井斜方位角的校正。井斜角和井斜方位角的校正。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图地层倾角测井原理及应用测量原理 因此，地层的倾角，不是因此，地层的倾角，不是直接测出来的，而是间接测量、直接测出来的，而是间接测量、在进行处理计算出来的。在进行处理计算出来的。 在实际中，地层倾角测井在实际中，地层倾角测井仪至少需测量仪至少需测量9 9条曲线。右条曲线。右图图是阿特拉斯公司四臂倾角测井是阿特拉斯公司四臂倾角测井仪（仪（1009）测量原理图。）测量原理图。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图地层倾角测井原理及应用测量原理仪器组

7、成：仪器组成： 无论那种地层倾角测井无论那种地层倾角测井仪，总是由两个主要部分仪，总是由两个主要部分组成：组成： 一是极板系统一是极板系统 二是测斜系统二是测斜系统四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图地层倾角测井原理及应用测量原理四臂倾角仪的测量信息：四臂倾角仪的测量信息： 4 4条微电导率曲线条微电导率曲线 2 2条井径曲线条井径曲线 3 3条角度（方位）曲线条角度（方位）曲线地层倾角测井原理及应用测量原理 四条微电导率曲线：四四条微电导率曲线：四臂倾角测井仪有四个贴井臂倾角测井仪有四个贴井壁的极板，每个极板上都壁的极板，每个极板上都嵌有一个微电极，可测出嵌有一个微电极，可测出四

8、条微电导率曲线四条微电导率曲线DIP1、DIP2、DIP3和和DIP4。 通过四条微电阻率曲线通过四条微电阻率曲线对比，就可以确定地层层对比，就可以确定地层层面上四个点面上四个点M1、M2、M3、M4沿井轴方向的高度沿井轴方向的高度Z1、Z2、Z3、Z4。 四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图地层倾角测井原理及应用测量原理 两条井径曲线：四臂两条井径曲线：四臂倾 角 测 井 仪 的 四 个 臂倾 角 测 井 仪 的 四 个 臂（极板）加压后贴井壁，（极板）加压后贴井壁，在测量四条微电导率曲在测量四条微电导率曲线的同时，可起到井径线的同时，可起到井径的作用。的作用。 即分别由即分别由

9、1、3号极板号极板和和2、4号极板组成两套号极板组成两套井径测量装置，测得井井径测量装置，测得井径曲线径曲线CAL1（d13）和）和CAL2（d24）。）。 四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图地层倾角测井原理及应用测量原理号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZ（ ）：定义为）：定义为号极板方向的水平投号极板方向的水平投影与正北方向的夹角影与正北方向的夹角（顺时针）。（顺时针）。 四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图AZAZ（ ）地层倾角测井原理及应用测量原理号号极板方位测量原理极板方位测量原理阿特拉斯公司的地层倾阿特拉斯公司的地层倾角仪用磁针罗盘测量角仪用磁针罗盘测

10、量号号极板相对磁北极得方极板相对磁北极得方位角位角AZ（ ）。测量原）。测量原理如右图所示。理如右图所示。地层倾角测井原理及应用测量原理图中图中A点与井轴点与井轴O点的连点的连线与线与号号极板同方位，称极板同方位，称A点为点为号号极板方位基准极板方位基准点。因此，电阻点。因此，电阻RAB随随号号极板方位角极板方位角 的变化而的变化而变化。这样，根据变化。这样，根据RAB的的大小就可以确定大小就可以确定号号极板极板方位角方位角 。号号极板方位测量原理极板方位测量原理地层倾角测井原理及应用测量原理 当井斜角当井斜角20 时，时，这种测量方法能满足需要；这种测量方法能满足需要； 当井斜角当井斜角较大

11、较大时，必时，必须进行适当的校正。须进行适当的校正。号号极板方位测量原理极板方位测量原理地层倾角测井原理及应用测量原理 方位角方位角 是从正北方向开始顺时针计是从正北方向开始顺时针计量的，四个极板顺时针方向排列，间隔量的，四个极板顺时针方向排列，间隔90 。分别与四个极板相接触的地层层面。分别与四个极板相接触的地层层面上的上的4 4个点个点M M1 1、M M2 2、M M3 3、M M4 4在柱状坐标系在柱状坐标系方向的角度分别为：方向的角度分别为： 、 /2/2、 、 。 在柱状坐标系中，根据地层层面在仪在柱状坐标系中，根据地层层面在仪器平面上的四个点器平面上的四个点M M1 1（ d13

12、 /2 /2， ，Z Z1 1）、）、M M2 2（ d24 /2, /2, /2/2,Z,Z2 2）、）、M M3 3（ d13 /2, /2, ,Z,Z3 3）、）、M M4 4（ d24 /2, /2, ,Z,Z4 4）就）就可以确定层面方程可以确定层面方程Z=AX+BY+CZ=AX+BY+C，并进一步，并进一步计算出地层面在仪器平面上的倾角和倾斜计算出地层面在仪器平面上的倾角和倾斜方位角。方位角。号号极板方位测量原理极板方位测量原理地层倾角测井原理及应用测量原理井斜角：即井轴与井斜角：即井轴与铅垂线之间的夹角铅垂线之间的夹角DEV（ ）四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图D

13、EV（ ）地层倾角测井原理及应用测量原理井斜角（井斜角（ ）井斜角测量原理井斜角测量原理 阿特拉斯公司的地层倾阿特拉斯公司的地层倾角测井仪用弧形电位器及角测井仪用弧形电位器及铅锤来确定井斜角。如右铅锤来确定井斜角。如右图所示。图所示。 当 井 铅 直 时 ， 电 阻 ，当 井 铅 直 时 ， 电 阻 ， ROC=0,井斜角井斜角 越大，越大，ROC就越大。通过测量就越大。通过测量ROC上上的电位差就可以间接得到的电位差就可以间接得到井斜角井斜角 。地层倾角测井原理及应用测量原理井斜方位角井斜方位角 ：井眼倾：井眼倾斜的方向。斜的方向。 地层倾角仪不直接测地层倾角仪不直接测量井斜方位角，而是测量

14、井斜方位角，而是测量相对方位角。量相对方位角。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图相对方位角相对方位角：号极板号极板开始逆时针方向到井斜开始逆时针方向到井斜方向的角度方向的角度RBRB（ ），简），简称称相对方位角相对方位角。 RBRB（ ）地层倾角测井原理及应用测量原理 相对方位角相对方位角RBRB（ ）是用是用定位摆及环形电位器测量的。定位摆及环形电位器测量的。 如右图所示。定位摆由于如右图所示。定位摆由于重力作用而下垂，它的连线重力作用而下垂，它的连线OD为井轴截面上的倾斜线为井轴截面上的倾斜线（井斜方向），（井斜方向），OA与与号号极极板方位相同，板方位相同，OA与与OD的

15、夹的夹角就是角就是号号极板相对方位角。极板相对方位角。1号极板相对方位角测量原理号极板相对方位角测量原理地层倾角测井原理及应用测量原理 相对方位角越大，电阻相对方位角越大，电阻RAD也越大，根据电阻也越大，根据电阻RAD上的电上的电位差大小就可测出位差大小就可测出号号极板相极板相对方位角对方位角 。 相对方位角相对方位角 是从是从号号极板极板开始逆时针方向计算的。当井开始逆时针方向计算的。当井斜不大时（斜不大时（20 ），根据），根据号极板方位角号极板方位角 和和相对方位角相对方位角 就可以近视计算出就可以近视计算出井斜方位角井斜方位角 。1号极板相对方位角测量原理号极板相对方位角测量原理地层

16、倾角测井原理及应用测量原理井斜方位角井斜方位角 ：定义为井斜：定义为井斜方向在水平面的投影与正北方向在水平面的投影与正北方向的夹角（顺时针），变方向的夹角（顺时针），变化范围化范围0360 ，计算公式：，计算公式： - 在水平面上的投影。在水平面上的投影。号号极板方位角极板方位角 、相对方、相对方位角位角 、井斜方位角、井斜方位角 关系关系如右图所示。如右图所示。coscossinarctg号号极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关 系系因为：因为：当当20 时，时，coscos0.940.94，所以所以地层倾角测井原理及应用测量原理号号极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关 系系例例1：已知：已知 120 ， 60 ，求井斜方位角，求井斜方位角 - 120 60 6060例例2：已知：已知 50 ， 140 ，求井斜方位角，求井斜方位角 - 50 140 9090（或（或90902 2 270270）例例1例例1地层倾角测井原理及应用测量原理四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图 相对方位角相对方位角井斜角井斜角号极板方位角号极板方位角双井径双井径微电阻率曲