第二章第一节电法测井的基础知识

1、第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井Resistivity Logging第二第二章章2022-6-232 普通电阻率法测井是测井方法中使用最早，也是最常用的方法。普通电阻率法测井是测井方法中使用最早，也是最常用的方法。到目前为止，在划分钻井地质剖面和判断岩性等工作中仍然起着到目前为止，在划分钻井地质剖面和判断岩性等工作中仍然起着重要作用。重要作用。为了解决生产深入发展产生的新问题，除普通电阻率则井以外，为了解决生产深入发展产生的新问题，除普通电阻率则井以外，又相继开发了标准测井、横向测井和微电极系测井。利用这些测又相继开发了标准测井、横向测井和微电极系测井。利用这些测井曲线可以划分岩性

2、、确定渗透层及侵入带电阻率、确定岩层厚井曲线可以划分岩性、确定渗透层及侵入带电阻率、确定岩层厚度、进行剖面对比、确定岩层的真电阻率及定性地判断油、气、度、进行剖面对比、确定岩层的真电阻率及定性地判断油、气、水层等。水层等。但是在这里要指出的是有的方法目前已被新的方法所取代，但新但是在这里要指出的是有的方法目前已被新的方法所取代，但新方法的原理基础还是不变的。方法的原理基础还是不变的。第二第二章章2022-6-233主要内容主要内容一、电法测井的基础知识一、电法测井的基础知识二、普通电阻率测井的基本概念二、普通电阻率测井的基本概念三、普通电阻率测井的基本理论三、普通电阻率测井的基本理论四、实测视

3、电阻率曲线及其应用四、实测视电阻率曲线及其应用五、标准测井五、标准测井六、微电极系视电阻率测井六、微电极系视电阻率测井七、地层微扫描测井及全井眼地层微成像仪简介七、地层微扫描测井及全井眼地层微成像仪简介第二第二章章2022-6-234第一节第一节 电法测井的基础知识电法测井的基础知识第二第二章章2022-6-235主要内容主要内容一、岩石电阻率一、岩石电阻率二、岩石电阻率与岩性的关系二、岩石电阻率与岩性的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系四、岩石电阻率与孔隙度的关系四、岩石电阻率与孔隙度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系六、

4、油田水的性质六、油田水的性质第二第二章章2022-6-236一、岩石电阻率一、岩石电阻率 1. 电阻率的概念电阻率的概念 所有的电阻率测井都是建立在各种岩石具有所有的电阻率测井都是建立在各种岩石具有不同的导电性不同的导电性这一基础上的。我们常用电阻这一基础上的。我们常用电阻率这一物理量来表示一种物质的导电性，导率这一物理量来表示一种物质的导电性，导电能力差的物质电阻率高，导电能力好的物电能力差的物质电阻率高，导电能力好的物质则电阻率低。质则电阻率低。第二第二章章2022-6-237一、岩石电阻率一、岩石电阻率 1. 电阻率的概念电阻率的概念 由电阻定律，对一导电均匀的导体，其电阻值由电阻定律，

5、对一导电均匀的导体，其电阻值与与导体的长度导体的长度L成正比，与截面积成正比，与截面积S成反比：成反比： 比例系数比例系数R称为导体的电阻率，也可表示为：称为导体的电阻率，也可表示为： R的值只与导体的性质有关。的值只与导体的性质有关。SLRLSR第二第二章章2022-6-238一、岩石电阻率一、岩石电阻率 1. 电阻率的概念电阻率的概念 电阻率可以定义为：长为电阻率可以定义为：长为1m，横截面积为，横截面积为1m2的导的导体在体在20时的电阻值，此时单位为欧姆米时的电阻值，此时单位为欧姆米(m) 。 岩石导电性的强弱也常用电导率岩石导电性的强弱也常用电导率C（或（或）来反映。）来反映。电导率

6、是电阻率的倒数，其单位为西门子米电导率是电阻率的倒数，其单位为西门子米(S/m)，在测井中为了避免使用小数，常采用在测井中为了避免使用小数，常采用毫西门子米毫西门子米(mS/m)。第二第二章章2022-6-239一、岩石电阻率一、岩石电阻率 2.影响岩石电阻率的主要因素影响岩石电阻率的主要因素 2.1岩石的相关知识岩石的相关知识 大多数油气是储集在沉积岩中的，因此，只讨论影响沉积岩大多数油气是储集在沉积岩中的，因此，只讨论影响沉积岩电阻率的因素。电阻率的因素。 沉积岩是在水中沉淀的岩石碎屑或矿物经胶结压实而成，其沉积岩是在水中沉淀的岩石碎屑或矿物经胶结压实而成，其结构可视为结构可视为矿物骨架与

7、孔隙中流体矿物骨架与孔隙中流体的组合。的组合。岩石结构示意图岩石结构示意图第二第二章章2022-6-2310一、岩石电阻率一、岩石电阻率 2. 岩石电阻率的主要影响因素岩石电阻率的主要影响因素 粘土粘土 地层水电阻率地层水电阻率 地层水含量地层水含量 地层水分布地层水分布第二第二章章2022-6-2311二、岩石电阻率与岩性的关系二、岩石电阻率与岩性的关系 一些主要岩石、矿物的电阻率列于表一些主要岩石、矿物的电阻率列于表21中。由表中可以中。由表中可以看出，不同矿物，不同岩石的电阻率各不相同。看出，不同矿物，不同岩石的电阻率各不相同。第二第二章章2022-6-2312二、岩石电阻率与岩性的关系

8、二、岩石电阻率与岩性的关系 1 组成沉积岩的矿物按导电性质不同可分为三大类：组成沉积岩的矿物按导电性质不同可分为三大类： 导电良好的矿物（金属矿等）导电良好的矿物（金属矿等） 粘土粘土 不导电的矿物（石英、长石、云母、方解石、白云不导电的矿物（石英、长石、云母、方解石、白云石、岩盐、石膏、无水石膏等）石、岩盐、石膏、无水石膏等）第二第二章章2022-6-2313导电良好导电良好矿物矿物不导电的不导电的矿物矿物粘土粘土 第二第二章章2022-6-2314二、岩石电阻率与岩性的关系二、岩石电阻率与岩性的关系 2 砂泥岩层导电性砂泥岩层导电性 砂岩的电阻率由几个欧姆米变至几千欧姆米；砂岩的电阻率由几

9、个欧姆米变至几千欧姆米； 粘土、泥岩的电阻率比较低而稳定，一般为粘土、泥岩的电阻率比较低而稳定，一般为110欧姆米；欧姆米； 一般地说，当地层水矿化度较低时，砂岩电阻率大一般地说，当地层水矿化度较低时，砂岩电阻率大于泥岩，泥质砂岩电阻率居于其中间，含油气砂岩于泥岩，泥质砂岩电阻率居于其中间，含油气砂岩层电阻率大于含水砂岩层；当地层水矿化度很高时，层电阻率大于含水砂岩层；当地层水矿化度很高时，砂岩电阻率可能低于泥岩。砂岩电阻率可能低于泥岩。第二第二章章2022-6-2315二、岩石电阻率与岩性的关系二、岩石电阻率与岩性的关系 3 碳酸盐岩层导电性碳酸盐岩层导电性 一般说来碳酸盐岩层的孔隙度较小，

10、岩层电阻率较一般说来碳酸盐岩层的孔隙度较小，岩层电阻率较高，致密的石灰岩、白云岩的电阻率可高达高，致密的石灰岩、白云岩的电阻率可高达5一一6千千欧姆米。欧姆米。 含油、气的碳酸盐岩电阻率大于含水的碳酸盐岩电含油、气的碳酸盐岩电阻率大于含水的碳酸盐岩电阻率。阻率。第二第二章章2022-6-2316二、岩石电阻率与岩性的关系二、岩石电阻率与岩性的关系 3 碳酸盐岩层导电性碳酸盐岩层导电性 碳酸盐岩层中含泥质会降低岩层电阻率数值。泥灰碳酸盐岩层中含泥质会降低岩层电阻率数值。泥灰岩的电阻率较低。岩的电阻率较低。 孔隙性石灰岩孔隙性石灰岩(如生物灰岩，鲕状灰岩、碎屑石灰岩如生物灰岩，鲕状灰岩、碎屑石灰岩

11、等等)的岩石结构与砂岩相似，电阻率特征也与砂岩相的岩石结构与砂岩相似，电阻率特征也与砂岩相似。似。第二第二章章2022-6-2317二、岩石电阻率与岩性的关系二、岩石电阻率与岩性的关系 4 膏盐岩层导电性膏盐岩层导电性 膏盐岩层是一种纯化学成因的岩层，由于蒸发作用膏盐岩层是一种纯化学成因的岩层，由于蒸发作用沉淀而成。这类岩石的孔隙度极小，故岩石电阻率沉淀而成。这类岩石的孔隙度极小，故岩石电阻率很高。很高。第二第二章章2022-6-2318三、岩石电阻率与地层水性质的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系 1. 地层水性质的决定因素地层水性质的决定因素 在造岩矿物不导电的情况下，岩石的导电作在造岩

12、矿物不导电的情况下，岩石的导电作用仅靠地层水来实现。实验也证明了岩石电用仅靠地层水来实现。实验也证明了岩石电阻率与地层水电阻率成正比。所以我们要研阻率与地层水电阻率成正比。所以我们要研究地层水电阻率。究地层水电阻率。 地层水的性质主要取决于地层水所含盐类、地层水的性质主要取决于地层水所含盐类、浓度（矿化度）和温度等因素。浓度（矿化度）和温度等因素。第二第二章章2022-6-2319三、岩石电阻率与地层水性质的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系 2. 地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系 由于不同盐类的正、负离子迁移率不同，相同浓度下的溶液由于不同盐类的正、

13、负离子迁移率不同，相同浓度下的溶液电阻率也不同，如表电阻率也不同，如表22所示所示第二第二章章2022-6-2320三、岩石电阻率与地层水性质的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系 2. 地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系 由于油气田的地层水中，主要含有由于油气田的地层水中，主要含有NaCl、KCl 、Na2SO4等盐分，其中等盐分，其中NaCl含量占优势，因此一般可含量占优势，因此一般可以把地层水近似看成是以把地层水近似看成是NaCl溶液来研究其电学性质。溶液来研究其电学性质。求地层水电阻率时可以使用求地层水电阻率时可以使用“NaCI溶液电阻率与其溶液电

14、阻率与其浓度和温度的关系图版浓度和温度的关系图版”（书上（书上P17页）。页）。第二第二章章2022-6-2321第二第二章章2022-6-2322三、岩石电阻率与地层水性质的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系 2. 地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系 如果其它盐类含量较多不能忽略时，则应把其它盐如果其它盐类含量较多不能忽略时，则应把其它盐类含量换算成等效的类含量换算成等效的NaCl含量。含量。 不同离子的换算系数图版见图不同离子的换算系数图版见图2-1（书（书p27）。）。第二第二章章2022-6-2323第二第二章章2022-6-2324三、岩石电阻

15、率与地层水性质的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系 2. 地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系地层水电阻率与地层水内所含盐类的关系 换算方法以例子说明：换算方法以例子说明： 某地层水水样分析结果为：某地层水水样分析结果为： Ca2+460ppm,SO42-1400ppm,Na+Cl-19000ppm 求该水样等效氯化钠的矿化度。求该水样等效氯化钠的矿化度。 1)求水样的总矿化度求水样的总矿化度460+1400+1900020860ppm 2)找相应的换算系数：找相应的换算系数：Ca2+ 0.81，SO42- 0.45 3) 计算等效氯化钠的矿化度计算等效氯化钠的矿化度4600.81+1400

16、0.45+1900020000ppm .第二第二章章2022-6-2325三、岩石电阻率与地层水性质的关系三、岩石电阻率与地层水性质的关系 3. 地层水电阻率与温度的关系地层水电阻率与温度的关系 温度升高，离子迁移率增大，溶液的导电能温度升高，离子迁移率增大，溶液的导电能力加强，溶液电阻率下降。力加强，溶液电阻率下降。第二第二章章2022-6-2326四、岩石电阻率与孔隙度的关系四、岩石电阻率与孔隙度的关系1. 孔隙度的概念孔隙度的概念 孔隙度：孔隙体积占岩石体积的百分数，常用孔隙度：孔隙体积占岩石体积的百分数，常用 表示；表示； 有效孔隙度：有效孔隙体积占岩石体积的百分数，常用有效孔隙度：有

17、效孔隙体积占岩石体积的百分数，常用 e表表示；示； 有效孔隙：具有储集性质的孔隙一般为孔隙直径在有效孔隙：具有储集性质的孔隙一般为孔隙直径在0.0002mm以上的以上的连通孔隙连通孔隙； 死孔隙：被岩石颗粒包围的孤立孔隙和被微毛细管包围死孔隙：被岩石颗粒包围的孤立孔隙和被微毛细管包围的孤立孔隙。的孤立孔隙。岩石结构示意图岩石结构示意图第二第二章章2022-6-2327四、岩石电阻率与孔隙度的关系四、岩石电阻率与孔隙度的关系 2. 岩石电阻率与孔隙度的关系岩石电阻率与孔隙度的关系 实验研究发现实验研究发现孔隙中孔隙中100含水的地层电阻率含水的地层电阻率R0与与地层水电阻率地层水电阻率Rw近似于

18、正比关系，且比值为一近似于正比关系，且比值为一常数。常数。 该比值被定义为该比值被定义为岩石的地层因素岩石的地层因素，也叫相对电阻，也叫相对电阻率，用率，用F表示：表示：RwRF0第二第二章章2022-6-2328四、岩石电阻率与孔隙度的关系四、岩石电阻率与孔隙度的关系 2. 岩石电阻率与孔隙度的关系岩石电阻率与孔隙度的关系 F与与 的的实验曲线实验曲线不同地区不同地区 F与与 的的 实验曲线实验曲线第二第二章章2022-6-2330四、岩石电阻率与孔隙度的关系四、岩石电阻率与孔隙度的关系 2. 岩石电阻率与孔隙度的关系岩石电阻率与孔隙度的关系 实验表明岩石的地层因素与孔隙度有如下关系（称为实

19、验表明岩石的地层因素与孔隙度有如下关系（称为阿尔阿尔奇公式奇公式）：）： a比例系数，其值决定于岩性，变化范围在比例系数，其值决定于岩性，变化范围在0.41.5； m胶结系数，随着岩石胶结程度不同而变化，一般为胶结系数，随着岩石胶结程度不同而变化，一般为2左右，变化范围为左右，变化范围为1.32.5；maRwRF0第二第二章章2022-6-2331四、岩石电阻率与孔隙度的关系四、岩石电阻率与孔隙度的关系 2. 岩石电阻率与孔隙度的关系岩石电阻率与孔隙度的关系 a、m的取值的取值 斯仑贝谢公司对软地层常取斯仑贝谢公司对软地层常取a0.62，m=2.15,也叫汉布尔也叫汉布尔公式；公式； 一般可参

20、照书中表一般可参照书中表2-3第二第二章章2022-6-2332五、岩石电阻率与含油饱和度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系 1. 相关概念相关概念 含水饱和度含水饱和度Sw：是指含水孔隙体积占全部孔隙体：是指含水孔隙体积占全部孔隙体积的积的百分数百分数。当岩石孔隙内完全充满水时其含水。当岩石孔隙内完全充满水时其含水饱和度为饱和度为100。 含油饱和度含油饱和度So：是指含油孔隙体积：是指含油孔隙体积 Vo占全部孔占全部孔隙体积的隙体积的百分数百分数。 含气饱和度含气饱和度Sg：是指含气孔隙体积：是指含气孔隙体积Vg占全部孔隙占全部孔隙体积的体积的百分数百分数。对于纯气层才采用含气饱和度的

21、。对于纯气层才采用含气饱和度的概念。概念。 含油气饱和度，也叫含烃饱和度，用含油气饱和度，也叫含烃饱和度，用Sh表示表示.注意：孔隙度、饱和度一般都用百分数来表示。注意：孔隙度、饱和度一般都用百分数来表示。第二第二章章2022-6-2333五、岩石电阻率与含油饱和度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系 1. 相关概念相关概念 对油水层或油气水层，有对油水层或油气水层，有 Sw+So=1 对纯气层，有对纯气层，有 Sg+Sw=1第二第二章章2022-6-2334五、岩石电阻率与含油饱和度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系 1. 相关概念相关概念 残余水饱和度（残余水饱和度（Swr）：指束缚

22、水和在一：指束缚水和在一定条件下才能流动的水之体积占孔隙体积定条件下才能流动的水之体积占孔隙体积的百分数；的百分数； 剩余油饱和度（剩余油饱和度（Sor）：指有条件才能流：指有条件才能流出的油和束缚油的体积占孔隙体积的百分出的油和束缚油的体积占孔隙体积的百分数，也叫残余油饱和度。数，也叫残余油饱和度。 冲洗带含水饱和度（冲洗带含水饱和度（Sxo）：指冲洗带所：指冲洗带所含水之体积占孔隙体积的百分数；含水之体积占孔隙体积的百分数；第二第二章章2022-6-2335五、岩石电阻率与含油饱和度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系 2. 岩石电阻率与含油饱和度的关系岩石电阻率与含油饱和度的关系 实验

23、证明，岩样的含油饱和度越高，岩石的电阻率越高，实验证明，岩样的含油饱和度越高，岩石的电阻率越高，反之含油饱和度越低，岩石电阻率亦越低。反之含油饱和度越低，岩石电阻率亦越低。 但在自然界中地层水电阻率和岩层的孔隙度都是变化的，但在自然界中地层水电阻率和岩层的孔隙度都是变化的，并且对并且对Rt值有影响。为了消除值有影响。为了消除(更确切地说是更确切地说是“隐含隐含”)地层地层水电阻率和孔隙度的影响，引入水电阻率和孔隙度的影响，引入“电阻增大系数电阻增大系数”概念，概念，或称电阻率指数，即含油岩石电阻率或称电阻率指数，即含油岩石电阻率Rt与该岩石与该岩石100含水含水时的电阻率时的电阻率R0之比，用之比，用I表示：表示：0tRRI 第二第二章章2022-6-2336五、岩石电阻率与含油饱和度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系 2. 岩石电阻率与含油饱和岩石电阻率与含油饱和度的关系度的关系 实验得到的电阻率指数实验得到的电阻率指数I与含油饱和度与含油饱和度So关系关系曲线曲线不同地区不同地区I与与Sh 的的 实验曲线实验曲线第二第二章章2022-6-2338五、岩石电阻率与含油饱和度的关系五、岩石电阻率与含油饱和度的关系 2.