石油工程测井教学_1电法测井-12普通电阻率测井模版课件

1、 主讲教师：桑 琴 单 位 ：资源与环境学院石油工程测井二0一一年十一月上节知识回顾一、地球物理测井二、地层的地球物理特性三、用途 电化学性 导电性 介电性 声学特性 核、磁、热特性电法测井是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性质及介电性为根底的一大类测井方法。1 什么是电法测井?它包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为根底的三小类测井方法。电场分类：自然电场和人工电场2 岩层的电学性质岩层的电学特征包括：电化学特性自然产生的电场，自然电位导电特性 人工电源，电阻率电导率介电特性 介电常数岩层的电化学特性：自然电位测井SP岩层的导电特性：电阻率测井岩层的介电特性：电磁波传播测井E

2、TP3 电法测井的分类双侧向电阻率测井DLL地层倾角测井SHDT微球形聚焦电阻率测井 MSFL 感应测井 DIL 、阵列感应成像测井随钻电阻率测井 LWD 过套管电阻率测井 CHFR 方位电阻率成像测井 ARI 地层微电阻率扫描测井 FMS 岩石电阻率测井根底1 电阻率测井的分类2 普通电阻率测井3 双侧向电阻率测井4主 要 内 容 微球形聚焦测井5 感应测井6 成像测井7 随钻测井LWD8 套管井电阻率测井9地层倾角测井或电磁波传播测井101.1 电阻及电阻率的概念 电阻(r)是物质对抗电流流动的能力。假设物体两端的电压为V，通过的电流为I，那么电阻定义为电压与电流的比值。其单位为：欧姆1.

3、岩石电阻率测井根底P91.1 电阻及电阻率的概念电导率是电阻率的倒数。即= 1/R 对于电阻为r均匀材料的柱状导体，假设其横截面积为S，长度为L，那么物体的电阻率R定义为：其单位为：欧姆米.m其单位为：每米毫西门子(mS/m)看书，见表1-1 3分钟 了解三大岩类； 了解常见岩石、矿物及流体电阻率； 有什么特点？ 电阻率测井？ 常见矿物、岩石电阻率数值表矿物名称电阻率（欧姆米）岩石名称电阻率（欧姆米）石英10121014粘土12102长石41011泥岩560白云母41011页岩10102方解石510351012疏松砂岩250石油1091016致密砂岩20103气含盐水砂岩0.24水含油砂岩21

4、03石墨10-6310-4砾岩102103磁铁矿3.610-4610-3石灰岩51021104黄铁矿10-110-4泥灰岩55102无烟煤10-41贝克灰岩202103钾盐10141015白云岩501104硫1091016硬石膏104106石膏103花岗岩6102105玄武岩6102105三大岩类：沉积岩、岩浆岩火成岩、变质岩。不同岩性、不同矿物、不同流体具有不同的电阻率。R火成岩 R沉积岩R油气 R水沉积岩中，R灰岩 R砂岩 R泥岩一般情况下R金属、R无烟煤 小1、岩性：岩石结构、岩石矿物成分、粘土含量1.2 影响岩石电阻率的因素4、含油气性：岩石含水饱和度3、水性：岩石孔隙空间中地层水的岩

5、类成分、离子浓度、温度；2、物性：岩石孔隙度不同岩石电阻率各不相同，岩石电阻率决定于以下因素:矿物名称电阻率（欧姆米）岩石名称电阻率（欧姆米）石英10121014粘土12102长石41011泥岩560白云母41011页岩10102方解石510351012疏松砂岩250石油1091016致密砂岩20103气含盐水砂岩0.24水含油砂岩2103石墨10-6310-4砾岩102103磁铁矿3.610-4610-3石灰岩51021104黄铁矿10-110-4泥灰岩55102无烟煤10-41贝克灰岩202103钾盐10141015白云岩501104硫1091016硬石膏104106石膏103花岗岩610

6、2105玄武岩61021051、岩石电阻率与岩性的关系孔隙度：岩石本身的孔隙体积和岩石体积之比值。它是一个无量纲的量，它可以用小数或百分数表示。孔隙度划分为总孔隙度和有效孔隙度。1.总孔隙度：岩石中总孔隙体积与岩石体积之比， 用t表示。2.有效孔隙度：岩石中连通孔隙体积与岩石体积之比，用 e表示。2、岩石电阻率与物性的关系 当地层孔隙中不含油气时，岩石孔隙度的大小决定了孔隙地层中水的含量。当地层水矿化度一定时，孔隙度越大，地层水含量越多，岩石电阻率越低，反之，孔隙度越小，岩石电阻率越高。2、岩石电阻率与物性的关系3、岩石电阻率与水性(地层水电阻率)的关系岩石骨架：组成沉积岩的造岩矿物的导电能力

7、很差,沉积岩的导电能力取决于孔隙中地层水的电阻率。实验证明，岩石电阻率与地层水电阻率成正比。 石油和天然气具有很高的电阻率，可视为不导电的物质。在油、气运移过程中，油、气进入岩石孔隙挤走了同体积的地层水，使岩石中的离子数减少，电阻率增加，进入孔隙中的油、气越多，岩石电阻率越高。4、岩石电阻率与含油气性的关系流 体： R石油 R地层水地 层： R油层 R水层1.3 电阻率测井概念 是根据自然界中各种不同岩石、矿物及孔隙流体间电阻率的差异这一特点，来研究钻井剖面上岩石性质、流体性质的一种方法。1.4 Archie公式 _岩石电阻率和孔隙度、饱和流体的关系 G. E. Archie最早通过大量的岩芯

8、试验研究了这种关系。假设： 岩石为纯岩石岩石骨架不含导电矿物和泥质，或VshRt减阻侵入RiRt怎样理解P11，Para3？用上下侵来判别流体性质油气、水使用条件：淡水泥浆井CmfRw高侵：水层低侵：油气层高侵增阻侵入：侵入带电阻率大于原状地层电阻率的侵入状态 低侵减阻侵入：侵入带电阻率小于原状地层电阻率的侵入状态d泥岩泥岩泥岩泥岩水层油层ddidi冲洗带侵入带泥饼diRtRiRxoRmRmcRtRiRxoRmcRm增阻泥浆侵入减阻泥浆侵入 井眼穿过地层后，有两种方法用来测量地层的电阻率。一种是传导电流法，该方法使用直流电，需要井眼有导电泥浆。传导电流法测量的是电阻率。另一种是感应法，使用交流

9、电，井内可以含有任何流体空气、天然气或任何种类的导电或不导电泥浆。感应法测量的是电导率，它与电阻率互为倒数。 2.电阻率测井的分类3.普通视电阻率测井视电阻率(Ra，P11)：Apparent formation resistivity，测井仪器探测到的电阻率，受泥饼，侵入带等的影响，不等于真实的地层电阻率，只是其近视值，称为视电阻率。普通视电阻率测井：是把一根普通的电极系放入井内，测量井筒周围地层电阻率随井深变化的曲线。电源检流计oMNA电极矩井下介质电阻率的测定BA供电电极B供电回路电极M、N测量电极电极系 所谓电极系，就是测量时放入井中的一组电极。通常由三个电极组成。 A、B、M； M、

10、N、A用途相同的两个叫成对电极，其余的一个叫不成对电极。成对电极：A、B或M、N梯度电极系：成对电极之间的距离小于不成对电极到它相邻那个成对电极电极之间的距离的电极系。电位电极系：成对电极之间的距离大于不成对电极到与它相邻的那个成对电极间的距离的电极系。顶部梯度电极系：成对电极在不成对电极的上方 底部梯度电极系：成对电极在不成对电极的下方 电位电极系梯度电极系0.52.25NMA0.52.25BAM2.5米顶部梯度电极系0.5米顶部电位电极系记录点：电极系的记录点、电极距和探测深度1为了确定电极系在井中某位置测得的电阻率的深度，需在电极系上选择一点作为电阻率的深度，这一点称为记录点，用O表示。

11、电位电极：记录点选在A、M的中点梯度电极：记录点选在成对电极的中点电极距2为了表示电极系的长度，定义了电极系的电极距，用符号L表示。电位电极：AM不成对电极到靠近它的那个成对电极梯度电极：单极供电：AO双极供电：MO不成对电极到记录点的距离电极系的记录点、电极距和探测深度续OOL=2.5L=0.5探测深度/探测半径/探测范围：3以某一半径划一球面，如果球面内包括的介质对电极系测量结果的贡献占总结果的50，此半径称为电位电极系的探测半径梯度电极系的探测半径随着电极距的加大，电极系的探测深度也会增大普通视电阻率测量原理A、B、M、N四个电极中的三个形成一个相对位置不变的体系电极系测量时，3个电极放

12、入井中，1个(B或N)留在地面。提升过程中，地面仪器记录沿井身的电位差变化曲线。该电位差经刻度后，就得到视电阻率Ra。回路电极供电电极测量电极视电阻率Ra及其公式推导I供电电流UMN 测量电极M、N之间的电位差Ra地层视电阻率K电极系系数，与电极系的尺寸、类型有关如何确定电极系系数？不成对电极到靠近它的那个成对电极L=AM电极距记录点AM的中点，计为O点电位电极系普通视电阻率测量原理探测半径2AM梯度电极系不成对电极到记录点的距离L=AO电极距记录点MN的中点，计为O点探测半径AO梯度电极系视电阻率曲线特征1.高阻层对应有高的视电阻率值；低阻层对应有低的电阻率值。2.曲线对地层中部不对称，底部

13、梯度电极系的视电阻率曲线在高阻层的底界面有Ra极大值；在顶界面有Ra极小值。顶部梯度电极系相反。3.当h3L时，在地层中部有平直段，RaRt。电位电极系视电阻率曲线特征1.高阻层对应有高的视电阻率值；低阻层对应有低的电阻率值。2.上下围岩电阻率相等时，Ra视电阻率曲线对称于地层中部，地层中部有Ra极大值，很厚时接近于地层真电阻率。3.曲线的半幅点上下外推一个电极距是地层的层界面，可利用这一结论分层。视电阻率曲线的应用新1井0.45m梯度0.25m梯度自然电位井径底界底1米0.6米底界3.3 微电极测井 微电极测井是在普通电阻率测井的根底上开展起来的一种测井方法。普通电阻率测井能从剖面上划分出高

14、阻层，但它不能区分这个高阻层是致密层还是渗透层；另外，在含油气地区经常会遇到砂泥岩的薄交互层，而由于普通电极系的电极距较长，尽管能增加探测深度，但难以划分薄层这是一对矛盾。因此，为解决上述实际问题，在普通电极系的根底上，采用了贴井壁电极距很小的微电极测井。贴井壁测量的目的是减小泥浆对它的影响 微电极测井原理看书P13，注意图1-7 微电极测井特征及应用看书P14. 注意图1-9微电极测井仪一次下井可同时得到微梯度和微电极两条视电阻率曲线，并以相同纵横比例重叠绘制在一起图1-9。贴靠井壁 在非渗透层没有幅度差。微电极视电阻率曲线特征： 通常在渗透层段微电位(冲洗带)大于微梯度泥饼，存在幅度差显示正差异。幅度差的大小决定于泥饼电阻率和冲洗带电阻率的相对大小。幅度差：微电位与微梯度测井值的差异微电极视电阻率曲线应用：划分岩性、渗透层。分层，可划分薄层0.2m薄互层，0.1m泥质条带，钙质条带看书P14. 图1-9本节重点1、掌握高侵、低侵、视电阻率等根本概念。2、熟悉电极系及相关概念，什么叫探测深度。3、掌握视电阻率曲线的影响因素及其应用。4、掌握微电极测井曲线特征及其应用。冲洗带