第1章2～3节——多媒体

1、地球物理测井地球物理测井第第1 1章章 自然电位测井自然电位测井和电阻率测井和电阻率测井1.2 岩石的电学性质岩石的电学性质 1.2 岩石的电学性质岩石的电学性质 岩石作为一种多孔混合介质，表征电学性质的参数包括：岩石作为一种多孔混合介质，表征电学性质的参数包括： 电阻率电阻率 电导率电导率 介电常数介电常数 磁导率磁导率 等等等等 为了探测地下岩石的这些电性参数，发展了各种各样的测为了探测地下岩石的这些电性参数，发展了各种各样的测井方法，如井方法，如 普通电阻率测井普通电阻率测井 侧向测井侧向测井 感应测井感应测井 介电测井介电测井 电磁波传播测井电磁波传播测井 应用最为广泛的还是电阻率测井

2、方法应用最为广泛的还是电阻率测井方法 。岩石导电性的度量：电阻率、电导率岩石导电性的度量：电阻率、电导率一、一、岩石的导电性岩石的导电性 LrRS名称名称电阻率电阻率(m)名称名称电阻率电阻率(m)黏黏 土土12102硬石膏硬石膏104106泥泥 岩岩560石石 英英10121014页页 岩岩10100白云母白云母41011疏松砂岩疏松砂岩250长长 石石41011致密砂岩致密砂岩201000石石 油油1091016含油气砂岩含油气砂岩21000方解石方解石5 510551012贝壳石灰岩贝壳石灰岩202000石石 墨墨10-6310-4石灰岩石灰岩505000磁铁矿磁铁矿10-4610-3白

3、云岩白云岩505000黄铁矿黄铁矿10-4玄武岩玄武岩500105黄铜矿黄铜矿10-3花岗岩花岗岩500105 火成岩火成岩：致密坚硬，不含地层水，依靠造岩矿物中极少：致密坚硬，不含地层水，依靠造岩矿物中极少量的自由电子导电，电阻率很高，量的自由电子导电，电阻率很高， 沉积岩沉积岩：岩石颗粒之间有孔隙，其中充满了地层水，水：岩石颗粒之间有孔隙，其中充满了地层水，水中所含盐类呈离子状态，在外加电场作用下，这类岩石主中所含盐类呈离子状态，在外加电场作用下，这类岩石主要靠离子导电，导电能力强，电阻率低。要靠离子导电，导电能力强，电阻率低。 目前所发现的油气田大部分埋藏在沉积岩石内，故石油目前所发现的

4、油气田大部分埋藏在沉积岩石内，故石油勘探着重研究沉积岩石。沉积岩石电阻率的大小主要决定勘探着重研究沉积岩石。沉积岩石电阻率的大小主要决定于组成岩石的颗粒大小、组织结构和岩石孔隙中所含流体于组成岩石的颗粒大小、组织结构和岩石孔隙中所含流体的性质。的性质。 在地层条件下，岩石电阻率受以下影响：在地层条件下，岩石电阻率受以下影响： 岩性岩性（沉积岩、火成岩）（沉积岩、火成岩） 地层水性质地层水性质（所含盐类化学成分、浓度和温度（所含盐类化学成分、浓度和温度 ） 孔隙度孔隙度（对于饱含水的岩石来说，岩石的孔隙度越高，（对于饱含水的岩石来说，岩石的孔隙度越高，所含地层水电阻率越低，岩石的电阻率也就越低）

5、所含地层水电阻率越低，岩石的电阻率也就越低） 含油饱和度含油饱和度 （当地层水电阻率和孔隙度都一定时，岩（当地层水电阻率和孔隙度都一定时，岩石电阻率随着含油饱和度的增高而增高）石电阻率随着含油饱和度的增高而增高）二、地层条件下岩石电阻率的影响因素二、地层条件下岩石电阻率的影响因素 含油岩石油水分布示意图含油岩石油水分布示意图水油颗粒基本概念：基本概念： 泥饼泥饼 泥浆侵入泥浆侵入 冲洗带冲洗带 过渡带过渡带 侵入带侵入带 原状地层原状地层参数：参数：Rt,Rxo,Di,Sw,SxoRt,Rxo,Di,Sw,Sxo Rw,Rmf Rw,Rmf泥浆侵入特性：泥浆侵入特性： 高侵高侵 低侵低侵 无侵

6、无侵三、井眼条件下地层电阻率的径向特性三、井眼条件下地层电阻率的径向特性 随时间变化的侵入特征随时间变化的侵入特征 (1)(1)泥饼形成以前泥饼形成以前 (2)(2)最后的泥饼形成时最后的泥饼形成时 (3)(3)纵向渗滤期间纵向渗滤期间 (4)(4)固井以后固井以后 第第1 1章章 自然电位测井自然电位测井和电阻率测井和电阻率测井1.3 普通电阻率测井普通电阻率测井 1.3 普通电阻率测井普通电阻率测井 普通电阻率测井是采用电极系沿井眼测量岩层或矿体电阻普通电阻率测井是采用电极系沿井眼测量岩层或矿体电阻率的一种测井方法，其测量结果是视电阻率，故又称为视电率的一种测井方法，其测量结果是视电阻率，

7、故又称为视电阻率测井。阻率测井。 电阻率测井中最基本和最原始的形式，它过去能解决的一电阻率测井中最基本和最原始的形式，它过去能解决的一些任务，现在已经被新出现的更为有效的方法所代替。些任务，现在已经被新出现的更为有效的方法所代替。 但是，在划分钻井地质剖面和作为判断岩层电阻率的辅但是，在划分钻井地质剖面和作为判断岩层电阻率的辅助手段时，仍然被广泛地采用。助手段时，仍然被广泛地采用。 而且，它的一些基本概念及分析问题的基本观点，在说而且，它的一些基本概念及分析问题的基本观点，在说明一些新方法的原理时还要经常用到。因此，有必要花费一明一些新方法的原理时还要经常用到。因此，有必要花费一定的篇幅加以介

8、绍。定的篇幅加以介绍。一、岩石电阻率的测量一、岩石电阻率的测量MM、N N之间的电阻：之间的电阻：式中：式中：R R为岩样的电阻率；为岩样的电阻率；I I为通过岩样的电流；为通过岩样的电流；K K为取决于岩样样形状和测量为取决于岩样样形状和测量电极位置的一个常数。电极位置的一个常数。IUrMNMNURKImA P EKLAMNBIpG二、普通电阻率测井测量原理二、普通电阻率测井测量原理 通过供电电极通过供电电极A A、B B供电，在井内建立电场，然后供电，在井内建立电场，然后用测量电极用测量电极MM、N N进行电位差测量。进行电位差测量。普通电阻率测井原理线路A,B-供电电极；M,N-测量电极

9、；E-电源；r-调节电阻； -测量仪器；mA-毫安表rEErBNMABAMNab 均匀无限各向同性介质是一均匀无限各向同性介质是一种理想的情况，但是通过它的种理想的情况，但是通过它的讨论，可以得到一些有用的基讨论，可以得到一些有用的基本关系式也可以做为运用基本本关系式也可以做为运用基本方程解决问题的简单例子。方程解决问题的简单例子。 假设供电电极假设供电电极A A位于坐标原点位于坐标原点。因为介质的电性均匀，所以。因为介质的电性均匀，所以从从A A流出的电流线在各个方向上流出的电流线在各个方向上一样，即对于原点是对称的。一样，即对于原点是对称的。均匀无限各向同性介质中电场的分布均匀无限各向同性

10、介质中电场的分布ARPI均匀介质中点电源的电场分布球面上的电流密度：球面上的电流密度：由欧姆定律的微分形式得：由欧姆定律的微分形式得：而电场强度而电场强度则均匀介质中任一点的电位为：则均匀介质中任一点的电位为：24IIjSr24RIER jr4RIUrddUEr 均匀介质中点电源的电场分布ARPr对于右图情形：对于右图情形：444MRIRIRIUAMBMAM444NRIRIRIUANBNAN4MNMNRIMNUUUAM AN 均匀介质的电阻率与测量电极的结构、供电电流及测量的电均匀介质的电阻率与测量电极的结构、供电电流及测量的电位差有关，当电极系结构和供电电流大小一定时，均匀介质的位差有关，当

11、电极系结构和供电电流大小一定时，均匀介质的电阻率与测量的电位差成正比。电阻率与测量的电位差成正比。4MNMNUUAM ANRKIIMNAMN理论分析：无限厚均匀介质各向同性，理论分析：无限厚均匀介质各向同性， 且没有井和泥浆影响的电阻率。且没有井和泥浆影响的电阻率。实际测井：导电介质大多数是非匀的，且有井的存在，井内实际测井：导电介质大多数是非匀的，且有井的存在，井内有泥浆，泥浆污染了井壁附近的地层，地层具有有限厚度，使有泥浆，泥浆污染了井壁附近的地层，地层具有有限厚度，使井周围介质的电阻率分布复杂化。井周围介质的电阻率分布复杂化。 在非均匀介质中，电极系所测的电阻率与井内泥浆、渗透层在非均匀

12、介质中，电极系所测的电阻率与井内泥浆、渗透层的侵入，上下围岩的电阻率都有关系，各部分介质对测量结果的侵入，上下围岩的电阻率都有关系，各部分介质对测量结果的贡献大小很难用简单的方法计算出来，测量的岩层电阻率是的贡献大小很难用简单的方法计算出来，测量的岩层电阻率是各种影响的综合反映，这个电阻率称为各种影响的综合反映，这个电阻率称为视电阻率视电阻率。视电阻率公式与前面的公式一样：视电阻率公式与前面的公式一样：MNaURKI视电阻率视电阻率电极相对位置不同，会形成不同的电场，也就组成了不同的电极相对位置不同，会形成不同的电场，也就组成了不同的电极系。根据成对电极和不成对电极的距离不同，可把电极系电极系

13、。根据成对电极和不成对电极的距离不同，可把电极系分为分为电位电极系和梯度电极系电位电极系和梯度电极系( (成对电极即是同一线路中的电极成对电极即是同一线路中的电极，如供电线路的两个供电电极就是成对电极，如供电线路的两个供电电极就是成对电极) )。不成对电极到靠近它的那个成对不成对电极到靠近它的那个成对电极之间的距离，小于成对电极间电极之间的距离，小于成对电极间的距离的电极系称为的距离的电极系称为电位电极系电位电极系。三、电极系三、电极系OAMN1、电位电极系、电位电极系 电位电极系的电极距：电位电极系的电极距： 单电极单电极( (不成对电极不成对电极) )到靠近它那个成对电极间的距离，到靠近它那个成对电极间的距离，即：即：L LAMAM。电位电极系的深度记录点电位电极系的深度记录点：AMAM的中点的中点OO，它表示电极系在井内的深度位置。，它表示电极系在井内的深度位置。在某一深度位置上测得的在某一深度位置上测得的RaRa，可看作记录点处的，可看作记录点处的RaRa。当当 时，可时，可认为认为N N电极对测量无电极对测量无影响，只有影响，只有A A，MM对对测量是有意义的，这测量是有意义的，这种电极系称为理想的种电极系称为理想的电位电极系。电位电极系。MN 从式中可看出视电阻率与测量点M的电位成正比，故此该电极系称为电位电极系44MNaMUAM ANRIMNUAMI电源BNAMI深