第三章侧向测井

1、1第三章第三章 侧向测井侧向测井三侧向测井三侧向测井双侧向测井双侧向测井内容小结内容小结思考题思考题2本章重点及难点本章重点及难点一、侧向测井特点及与普通电阻率测井的差别一、侧向测井特点及与普通电阻率测井的差别二、侧向测井曲线特点及应用二、侧向测井曲线特点及应用3 普通电阻率测井仪在井内产生的电场为普通电阻率测井仪在井内产生的电场为发散的直流电场发散的直流电场，当井内泥浆的矿化度高或，当井内泥浆的矿化度高或井剖面为高阻地层时，井眼分流大，测量值井剖面为高阻地层时，井眼分流大，测量值与地层电阻率的误差增大。为解决此问题，与地层电阻率的误差增大。为解决此问题，提出了提出了聚焦测井聚焦测井，即，即侧

2、向测井侧向测井。 4 主电极主电极AoAo，0.15m0.15m屏蔽电极屏蔽电极A A1 1、A A2 2AoAo与与A A1 1间的距离间的距离0.025m0.025m对比电极对比电极N N回路电极回路电极B B。第一节第一节 三侧向测井三侧向测井一一 、 三侧向电极系结构及特点三侧向电极系结构及特点1 1、 深三侧向电极系深三侧向电极系深三侧向电极系的结构深三侧向电极系的结构和电场分布如图和电场分布如图3-13-1所示。所示。图图3-1 3-1 深三侧向电极系及电场分布深三侧向电极系及电场分布A0A1A23.65 2 2、浅三侧向电极系、浅三侧向电极系 浅三侧向电极系的结构如图浅三侧向电极

3、系的结构如图3-3-2 2所示。所示。主电极主电极AoAo，0.15m0.15m屏蔽电极屏蔽电极A A1 1、A A2 2，Ao-AAo-A1 1:0.025m;:0.025m;回路电极回路电极B B1 1、B B2 2，A A1 1-B-B1 1:0.2m:0.2m；对比电极对比电极N N。图图3-2 3-2 浅三侧向电极系及电场分布浅三侧向电极系及电场分布A0A1A2B1B21.1m1.1m0.4m0.4m6 电极距电极距L L： 深深、浅三侧向电极系的电极距等于两个屏浅三侧向电极系的电极距等于两个屏蔽电极与主电极间缝隙中点之间的距离。蔽电极与主电极间缝隙中点之间的距离。 记录点记录点O

4、O： 主电极中点。主电极中点。7 为了满足条件为了满足条件3 3）, , 测量过程中，测量过程中，不断调节不断调节屏蔽电极的电流大小屏蔽电极的电流大小。二、三侧向电极系的测量原理二、三侧向电极系的测量原理 1)、恒流测量恒流测量。在测量过程中，主电极发出在测量过程中，主电极发出的电流的电流IoIo保持不变保持不变。2)、屏蔽电流与主电极电流的、屏蔽电流与主电极电流的极性相同极性相同。3)、主电极与两个屏蔽电极的电位相等、主电极与两个屏蔽电极的电位相等。1、测量条件、测量条件8 2 2、输出、输出 测量的视电阻率为：测量的视电阻率为：OaIUKR其中：其中：U U为主电极电位与对比电极为主电极电

5、位与对比电极N N的电位差；的电位差； 为主电流；为主电流； K K为电极系系数，与电极系的结构及尺寸有关为电极系系数，与电极系的结构及尺寸有关。0I(3-1)91 1、深、浅三侧向曲线特点、深、浅三侧向曲线特点 三、深、浅三侧向曲线特点及应用三、深、浅三侧向曲线特点及应用图图3-33-3、单一高阻深三侧向视电阻率曲线、单一高阻深三侧向视电阻率曲线 amRRhd 地层模型：地层模型：40tmRR1smRR4h d 如图如图3-33-3。10从图从图3-33-3看出看出, ,曲线具有以下特点曲线具有以下特点1) 1) 、当上、下围岩的电阻率相同时，三侧向测当上、下围岩的电阻率相同时，三侧向测井曲

6、线关于地层中心对称井曲线关于地层中心对称。2) 2) 、地层中部的测量值最能反映地层实际值。、地层中部的测量值最能反映地层实际值。3) 3) 、测量值受井内流体电阻率的影响小、测量值受井内流体电阻率的影响小。11 数据读取方法：数据读取方法：取地层中部的视电阻率值或取地取地层中部的视电阻率值或取地层中部的几何平均值层中部的几何平均值。 深三侧向视电阻率（深三侧向视电阻率（ ）曲线主要反映原）曲线主要反映原状地层的电阻率。状地层的电阻率。 3dLLR 浅三侧向视电阻率（浅三侧向视电阻率（ ）曲线主要反映侵）曲线主要反映侵入带的电阻率。入带的电阻率。 3sLLR12 2 2、深、浅三侧向测井曲线的

7、应用、深、浅三侧向测井曲线的应用 1 1）、影响因素及其校正）、影响因素及其校正 影响因素主要有以下三方面：影响因素主要有以下三方面：井眼（井眼尺寸、井内介质的电阻率）；井眼（井眼尺寸、井内介质的电阻率）；围岩围岩层厚（围岩电阻率与地层电阻率的关系层厚（围岩电阻率与地层电阻率的关系、地层厚度）；、地层厚度）；泥浆侵入（侵入特征、侵入半径）。泥浆侵入（侵入特征、侵入半径）。 13A A、划分岩性剖面划分岩性剖面 由于电极距较小，三侧向测井曲线的纵向由于电极距较小，三侧向测井曲线的纵向分层能力强，适于划分薄层。分层能力强，适于划分薄层。2 2）、应用）、应用 将深、浅三侧向曲线重叠绘制，在渗透层出

8、现将深、浅三侧向曲线重叠绘制，在渗透层出现幅度差。幅度差。 B B、判断油水层判断油水层14 当当RmfRwRmfRwRmfRw时，在时，在油层层段油层层段（泥浆低侵泥浆低侵） ， ， 越高，差异越大。越高，差异越大。 在在水层层段（水层层段（泥浆高侵泥浆高侵）， ， 越高，差异越大。如图越高，差异越大。如图3-3-4 4所示。所示。 33dsLLLLRR33dsLLLLRRhSwS15 SP25mv感应感应ms/m七侧向七侧向- - 深深浅浅三侧向三侧向- - - - 深深浅浅微电极微电极mmm1080120029图图3-3-4 4 用深、浅三侧向曲线判断油水层用深、浅三侧向曲线判断油水层

9、1、根据微电极曲线确定渗透层（两条曲线不重合）根据微电极曲线确定渗透层（两条曲线不重合）及泥岩（电阻率低，两条曲线重合）。及泥岩（电阻率低，两条曲线重合）。2、根据根据SP曲线异常，确定泥浆性质（淡水泥浆、曲线异常，确定泥浆性质（淡水泥浆、盐水泥浆）。盐水泥浆）。3 3、根据渗透层的探测深度不同的电阻率曲线关根据渗透层的探测深度不同的电阻率曲线关系，确定泥浆侵入特征。系，确定泥浆侵入特征。4、综合、综合2、3，确定渗透层孔隙流体性质。，确定渗透层孔隙流体性质。162 2）、缺点）、缺点 深三侧向探测深度不够大；而浅三侧向探测深三侧向探测深度不够大；而浅三侧向探测深度不够浅。深度不够浅。在渗透层

10、层段，幅度差不明显。侵在渗透层层段，幅度差不明显。侵入较深时，深三侧向读数受侵入带影响大。入较深时，深三侧向读数受侵入带影响大。侵入侵入较浅时，较浅时，浅三侧向读数受原状地层影响大。浅三侧向读数受原状地层影响大。 1 1）、优点）、优点 由于屏流作用，使得视电阻率曲线受井眼影响由于屏流作用，使得视电阻率曲线受井眼影响小；主电极尺寸小，围岩影响小，纵向分辨率高，小；主电极尺寸小，围岩影响小，纵向分辨率高，有利于薄层划分有利于薄层划分。 3 3、深、浅三侧向测井的优缺点、深、浅三侧向测井的优缺点17一、双侧向测井电极系及电场分布一、双侧向测井电极系及电场分布 1 1、 双侧向测井电极系的结构双侧向

11、测井电极系的结构 双侧向测井电极系有双侧向测井电极系有9 9个电极组成，结构如图个电极组成，结构如图3-3-5 5所示。其中所示。其中7 7个为环形电极，个为环形电极，2 2个柱状电极。个柱状电极。最外最外侧的两个柱状电极在深侧向电极系中为屏蔽电极侧的两个柱状电极在深侧向电极系中为屏蔽电极，在浅侧向电极系中为回路电极在浅侧向电极系中为回路电极B B1 1、B B2 2。对比电极对比电极N N和和深侧向的回路电极深侧向的回路电极B B在远处。在远处。 第二节第二节 双侧向测井双侧向测井18图图3-3-5 5 双侧向电极系及其电场分布双侧向电极系及其电场分布 深双侧向深双侧向Ao主电极；主电极；A

12、1、A2屏蔽电极；屏蔽电极；M1、M2监督电极；监督电极；浅双侧向浅双侧向Ao主电极；主电极；A1屏蔽电极；屏蔽电极；A2回路电极。回路电极。M1、M2监督电极；监督电极；屏蔽电极电流极性与主屏蔽电极电流极性与主电极电流极性相同。电极电流极性相同。深双侧向深双侧向浅双侧向浅双侧向192 2、电场分布特点、电场分布特点1 1）、深双侧向电场分布特点）、深双侧向电场分布特点 由于深侧向电极系有两个柱状屏蔽电极，对由于深侧向电极系有两个柱状屏蔽电极，对主电流的控制作用加强，主电极发出的电流径向主电流的控制作用加强，主电极发出的电流径向流入地层很远才发散与流入地层很远才发散与B B电极形成回路，主电流

13、分电极形成回路，主电流分布特点见图布特点见图3-3-5 5。主电流层的厚度为两对监督电极主电流层的厚度为两对监督电极中点的距离，即电极系的电极距。中点的距离，即电极系的电极距。由于两个柱状由于两个柱状屏蔽电极比较长屏蔽电极比较长(3(3米米),),对主电极电流的屏蔽作用对主电极电流的屏蔽作用强强, , 所以所以, ,其测量值主要反映原状地层的电阻率。其测量值主要反映原状地层的电阻率。202 2）、浅双侧向电场分布特点）、浅双侧向电场分布特点 由于两个柱状回路电极距主电极较近由于两个柱状回路电极距主电极较近; ;而环形屏而环形屏蔽电极的尺寸小蔽电极的尺寸小, , 对主电流的控制能力较弱，主电对主

14、电流的控制能力较弱，主电极发出的电流径向流入地层不远就开始发散，返回极发出的电流径向流入地层不远就开始发散，返回回路电极回路电极, ,主电流分布特点见图主电流分布特点见图3-3-5 5。主电流层的厚主电流层的厚度为两对监督电极中点的距离，即电极系的电极距度为两对监督电极中点的距离，即电极系的电极距。此电极系的。此电极系的测量值主要反映侵入带的电阻率测量值主要反映侵入带的电阻率。21二、测量原理二、测量原理1) 1) 、恒流测量（主电流恒流测量（主电流IoIo不变）不变）。1 1、测量条件、测量条件3) 3) 、柱状屏蔽电极电位和环状屏蔽电极电位柱状屏蔽电极电位和环状屏蔽电极电位的比值为常数（的

15、比值为常数（a a）。4) 4) 、两对监督电极的电位差为零。、两对监督电极的电位差为零。2 2）、屏蔽电流与主电流同极性。大小随测量介）、屏蔽电流与主电流同极性。大小随测量介质电阻率而变化。质电阻率而变化。22 深、浅侧向测量的视电阻率表示为深、浅侧向测量的视电阻率表示为R RLLDLLD 和和R RLLSLLS 。对数刻度，对数刻度，8 8点点/ /米。米。 2、双侧向测井输出、双侧向测井输出01IUKRMa(3-2)其中：其中：K-K-电极系系数。电极系系数。深、浅双侧向的电极系系数分别为深、浅双侧向的电极系系数分别为KdKd、KsKs。23三、深、浅双侧向曲线特点及应用三、深、浅双侧向

16、曲线特点及应用1 1、深、浅双侧向曲线特点、深、浅双侧向曲线特点 1 1）、地层模型）、地层模型 上、下围岩的导电上、下围岩的导电性相同，地层为导电性相同，地层为导电性均匀的电介质。仅性均匀的电介质。仅改变地层厚度。改变地层厚度。RsRsRth图图3-6 3-6 地层模型地层模型24 2 2）、深、浅双侧向曲线特点）、深、浅双侧向曲线特点 当上、下围岩电阻率相同时，双侧向测井当上、下围岩电阻率相同时，双侧向测井曲线关于地层中心对称。曲线关于地层中心对称。 随地层厚度减小，围岩电阻率对视电阻随地层厚度减小，围岩电阻率对视电阻率的影响增加。率的影响增加。 厚层中部测井值最接近地层实际值。曲线厚层中

17、部测井值最接近地层实际值。曲线半幅点对应地层界面。半幅点对应地层界面。25读值方法：读值方法：取地层中部的视电阻率值或取地层取地层中部的视电阻率值或取地层中部的几何平均值。中部的几何平均值。 深双侧向视电阻率曲线主要反映原状地深双侧向视电阻率曲线主要反映原状地层的电阻率；层的电阻率； 浅双侧向视电阻率曲线主要反映侵入带浅双侧向视电阻率曲线主要反映侵入带的电阻率。的电阻率。深、浅双侧向测井测量值也是地层视电阻率，与地层深、浅双侧向测井测量值也是地层视电阻率，与地层电阻率有一定差异。电阻率有一定差异。 26双侧向测井曲线图双侧向测井曲线图 C25C25井井27双侧向测井曲线双侧向测井曲线 C25C

18、25井井28双侧向测井曲线双侧向测井曲线29双侧向测井曲线双侧向测井曲线30 井眼（井眼尺寸、井内介质的电阻率）；井眼（井眼尺寸、井内介质的电阻率）； 围岩围岩层厚（围岩电阻率、地层厚度）；层厚（围岩电阻率、地层厚度）； 泥浆侵入（侵入特征、侵入半径）。泥浆侵入（侵入特征、侵入半径）。 2 2、深、浅双侧向测井曲线的应用、深、浅双侧向测井曲线的应用 1 1）、影响因素）、影响因素 应用图版或相应的计算公式，对双侧向视电应用图版或相应的计算公式，对双侧向视电阻率按上述顺序依次进行校正，得到地层电阻率。阻率按上述顺序依次进行校正，得到地层电阻率。如图如图3-3-7 7、3-3-8 8 、3-3-9

19、 9所示。所示。31使用方法：使用方法：已知：泥浆电阻率，已知：泥浆电阻率，井径，（横坐标，曲井径，（横坐标，曲线号）线号）求：纵坐标及井眼校求：纵坐标及井眼校正后的深浅双侧向电正后的深浅双侧向电阻率。阻率。图图3 3-7 -7 深浅双侧向井眼校正图版深浅双侧向井眼校正图版LLsmRRLLdmRR,LLd cLLdRR,LLs cLLsRR(b)(a)（1 1）井眼校正）井眼校正32使用方法：使用方法：已知：地层厚度，围已知：地层厚度，围岩电阻率，（横坐标，岩电阻率，（横坐标，曲线号）曲线号）求：纵坐标及围岩求：纵坐标及围岩层厚校正后的深浅双层厚校正后的深浅双侧向电阻率。侧向电阻率。图图3 3

20、-8 -8 深浅双侧向围岩校正图版深浅双侧向围岩校正图版地层厚度地层厚度 ftftLLsLLd,LLs cSRR,LLd ccLLd cRR,LLs ccLLs cRR地层厚度地层厚度 ftft,LLd cSRR（2 2）围岩）围岩- -层厚校正层厚校正33使用方法：使用方法：已知：横坐标，纵坐标已知：横坐标，纵坐标求：地层电阻率及泥浆求：地层电阻率及泥浆侵入深度。侵入深度。虚线族侵入带直径（英寸）；虚线族侵入带直径（英寸）；点划线族点划线族实线族实线族ccLLDtRR,xotRR(3) (3) 侵入校正侵入校正图图3 3-9-9深、浅双侧向侵入校正图版深、浅双侧向侵入校正图版,LLd ccL

21、Ls ccRR,LLd ccxoRR,tLLd ccR R34 2 2）、应用）、应用 深、浅双侧向的纵向分层能力相同，因此，曲深、浅双侧向的纵向分层能力相同，因此，曲线便于对比。主要用于以下几方面。线便于对比。主要用于以下几方面。A A、划分岩性剖面：由于电极距较小，双侧向测井划分岩性剖面：由于电极距较小，双侧向测井曲线的纵向分层能力强，适于划分薄层。曲线的纵向分层能力强，适于划分薄层。B B、确定地层真电阻率及孔隙流体性质确定地层真电阻率及孔隙流体性质. .35C C、判断油水层判断油水层： 将深、浅双侧向曲线重叠绘制，在渗透层出现幅将深、浅双侧向曲线重叠绘制，在渗透层出现幅度差。度差。

22、当当RmfRwRmfRw时，时，油层（油层（泥浆低侵泥浆低侵），），深双侧向读数深双侧向读数大于浅双侧向读数，含油饱和度越高，差异越大；大于浅双侧向读数，含油饱和度越高，差异越大； 水层（水层（泥浆高侵泥浆高侵），深双侧向读数小于浅双侧向），深双侧向读数小于浅双侧向读数，含水饱和度越高，差异越大。如图读数，含水饱和度越高，差异越大。如图3-103-10所示所示。36淡水泥浆淡水泥浆特点：特点：1、地层纵、地层纵向导电性的变化向导电性的变化对它们的影响相对它们的影响相同。同。2、二者差异取决、二者差异取决于地层横向导电于地层横向导电性的变化；性的变化；图图3-10 3-10 淡水泥浆井双侧向测井曲线特征淡水泥浆井双侧向测井曲线特征气层气层油层油层LLdLLsRR水层水层LLdLLsRR37引自引自SPE134011SPE13401138引自引自SPE134