第二章普通电阻率测井

1、0:50:331电阻率测井：电阻率测井：是一类通过测量地层电阻是一类通过测量地层电阻率来研究井剖面地层性质的测井方法。率来研究井剖面地层性质的测井方法。普通电阻率测井包括梯度电极系测井、普通电阻率测井包括梯度电极系测井、电位电极系测井。电位电极系测井。第二章 普通电阻率测井0:50:342电阻的表达式电阻的表达式电阻率的表达式：电阻率的表达式：电阻率仅于介质的物理状态、结构、成分有关，电阻率仅于介质的物理状态、结构、成分有关，与介质的几何状态无关，其单位为欧姆与介质的几何状态无关，其单位为欧姆米米（ m ）。）。第二章 普通电阻率测井Lr = RSSR = rL0:50:343“四极法四极法”

2、测定岩石的电阻率：测定岩石的电阻率：将将岩样切成圆柱状，长度为岩样切成圆柱状，长度为l ，横截，横截面积为面积为S。岩样两端放两块金属板。岩样两端放两块金属板A、B，作为岩样的供电电极，在岩样，作为岩样的供电电极，在岩样上任取两点，放置两个金属环上任取两点，放置两个金属环M、N（MN之间的长度为之间的长度为L），作为测），作为测量电极，通过测量流过岩样的电流量电极，通过测量流过岩样的电流强度强度I和和M、N之间的电位差之间的电位差UMN，得到岩样得到岩样MN之间的电阻之间的电阻r。第二章 普通电阻率测井MNUr =I 0:50:344当岩样形状和测量电极位置一定时当岩样形状和测量电极位置一定时

3、K为常数称为为常数称为测量装置系测量装置系数数，取决于岩心的的几何形状及测量装置。只要测出，取决于岩心的的几何形状及测量装置。只要测出UMN和和I，即可计算出岩样电阻率，即可计算出岩样电阻率R。第二章 普通电阻率测井MNUSR =IL SK =LMNUR = KI 0:50:34第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井5第二章 普通电阻率测井第一节第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油饱岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油饱和度的关系和度的关系第二节第二节 普通电阻率测井原理普通电阻率测井原理第三节第三节 视电阻率曲线特点及影响因素视电阻率曲线特点及影响因素第四节第四节 视电阻率测井曲线的应用视电

4、阻率测井曲线的应用第五节第五节 标准测井标准测井0:50:34第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井6第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系一、岩石电阻率与岩性的关系一、岩石电阻率与岩性的关系离子导电的岩石离子导电的岩石主要靠连通孔隙中所含溶液中溶解的正负主要靠连通孔隙中所含溶液中溶解的正负离子导电。离子导电。电子导电的岩石电子导电的岩石靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电。金靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电。金属矿物、无烟煤、石墨，以电子导电为主，电阻率极低。属矿物、无烟煤、石墨，以电子导电为主，电阻率极低。 含水沉积岩（如砂岩、页岩等）主要以离子导电为主，其含水沉积岩（如砂岩、

5、页岩等）主要以离子导电为主，其造岩矿物的自由电子相对于离子导电来说是次要的。离子造岩矿物的自由电子相对于离子导电来说是次要的。离子导电的岩石，岩石电阻率的大小主要取决于岩石孔隙的大导电的岩石，岩石电阻率的大小主要取决于岩石孔隙的大小、孔隙结构及孔隙中所含溶液的性质、浓度和含量等，小、孔隙结构及孔隙中所含溶液的性质、浓度和含量等，其电阻率比较低。烟煤、褐煤等炭化程度较低的煤以离子其电阻率比较低。烟煤、褐煤等炭化程度较低的煤以离子导电为主，电阻率常高于围岩。导电为主，电阻率常高于围岩。0:50:34第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井7第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系岩石名

6、称岩石名称电阻率电阻率(m)矿物名称矿物名称电阻率电阻率(m)粘土粘土12102石英石英10121010泥岩泥岩560白云母白云母41011页岩页岩10102长石长石41011疏松砂岩疏松砂岩250石油石油1091016泥质页岩泥质页岩5103方解石方解石510351012致密砂岩致密砂岩20103硬石膏硬石膏104106含油砂岩含油砂岩2103无水石膏无水石膏109贝壳石灰岩贝壳石灰岩202102石墨石墨/无烟煤无烟煤10-6310-4泥灰岩泥灰岩55102褐煤褐煤100103石灰岩石灰岩606103烟煤烟煤102104白云岩白云岩506103磁铁矿磁铁矿10-4610-3玄武岩玄武岩610

7、2105黄铁矿黄铁矿10-4花冈岩花冈岩61022105黄铜矿黄铜矿10-30:50:34第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井8第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、岩石电阻率与地层水性质的关系二、岩石电阻率与地层水性质的关系岩石骨架：岩石骨架：组成沉积岩石的造岩矿物的固体颗粒部分叫做组成沉积岩石的造岩矿物的固体颗粒部分叫做岩石骨架。岩石骨架。岩石骨架主要靠很少的自由电子导电，其导电能力很差，岩石骨架主要靠很少的自由电子导电，其导电能力很差，因此沉积岩石的导电能力主要取决于所含地层水的电阻率。因此沉积岩石的导电能力主要取决于所含地层水的电阻率。1.地层水电阻率与地层水所含

8、盐类化学成份的关系地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系 在温度、浓度相同的条件下，溶液内所含盐类不同，其在温度、浓度相同的条件下，溶液内所含盐类不同，其电阻率不同。地层水中常含有电阻率不同。地层水中常含有NaCl，KCl，CaCO3， Na2SO4，MgSO4等盐类，且各种成份含量不同。等盐类，且各种成份含量不同。0:50:34第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井9第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、岩石电阻率与地层水性质的关系二、岩石电阻率与地层水性质的关系 1.地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系 求取地层水电阻

9、率求取地层水电阻率 R w 的方法如下：的方法如下： 1）当地层水内只有）当地层水内只有NaCl ，或除，或除 NaCl 外只含有微量的外只含有微量的非非 NaCl 盐类，则可将地层水视为纯盐类，则可将地层水视为纯 NaCl 溶液，利用溶液，利用“ NaCl溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版 ”求出求出地层水的电阻率。地层水的电阻率。0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井10第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井11第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、岩石电

10、阻率与地层水性质的关系二、岩石电阻率与地层水性质的关系 1.地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系 求取地层水电阻率求取地层水电阻率 R w 的方法如下：的方法如下： 2）当地层水中所含的非）当地层水中所含的非NaCl盐类的含量不可忽略时，盐类的含量不可忽略时，应先用应先用“不同离子的换算系数关系图版不同离子的换算系数关系图版” ，求出地，求出地层水中所含各种盐类离子的换算系数，得出该地层水层水中所含各种盐类离子的换算系数，得出该地层水中等效的中等效的NaCl 溶液矿化度，再利用溶液矿化度，再利用“NaCl 溶液电阻溶液电阻率与其浓度和温度的关系图

11、版率与其浓度和温度的关系图版”确定确定 Rw 。 0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井12第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井13第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、岩石电阻率与地层水性质的关系二、岩石电阻率与地层水性质的关系 2.地层水电阻率与矿化度和温度的关系地层水电阻率与矿化度和温度的关系 当溶液温度升高时，离子迁移率增大，溶液的导电能当溶液温度升高时，离子迁移率增大，溶液的导电能力加强，也使溶液电阻率降低；力加强，也使溶液电阻率降低； 此外，有些盐类由此外，有些盐类由于温度升高，

12、溶解度增加，使溶液电阻率降低。通过于温度升高，溶解度增加，使溶液电阻率降低。通过“NaCl 溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版”可可以求出已知矿化度的地层水在不同温度下的电阻率。以求出已知矿化度的地层水在不同温度下的电阻率。 地层水的温度取决于地层水的埋藏深度，当已知地层地层水的温度取决于地层水的埋藏深度，当已知地层深度时，可用深度时，可用“估计地层温度图版估计地层温度图版”确定温度。确定温度。0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井14第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系

13、沉积岩的导电能力主要取决于沉积岩的导电能力主要取决于孔隙度孔隙度和地层水电阻率和地层水电阻率Rw。岩石孔隙度越大或地层水的电阻率越低，岩石导岩石孔隙度越大或地层水的电阻率越低，岩石导电能力越强，电阻率就越低电能力越强，电阻率就越低；反之，则岩石导电能力差；反之，则岩石导电能力差，岩石电阻率高岩石电阻率高。 当砂岩的颗粒之间有胶结物存在时，因为胶结物电阻率当砂岩的颗粒之间有胶结物存在时，因为胶结物电阻率一般比较高，对电流起阻碍作用，使电流经过的路径更一般比较高，对电流起阻碍作用，使电流经过的路径更曲折，相当于导体的长度增加，而导体的横截面积变小，曲折，相当于导体的长度增加，而导体的横截面积变小，

14、胶结砂岩的电阻率增高，因而胶结砂岩的导电能力比未胶结砂岩的电阻率增高，因而胶结砂岩的导电能力比未胶结砂岩差胶结砂岩差。0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井15第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井16第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系实验证明，对于给定的岩样，孔隙中实验证明，对于给定的岩样，孔隙中完全含水完全含水时的岩时的岩石电阻率石电阻率Ro与地层水电阻率与地层水电阻率Rw有正比

15、关系，即有正比关系，即Ro/Rw为一常数。这个比值只与岩石的孔隙度和胶结为一常数。这个比值只与岩石的孔隙度和胶结情况、孔隙形状有关，而与饱和在岩样中的地层水电情况、孔隙形状有关，而与饱和在岩样中的地层水电阻率无关。通常称比值阻率无关。通常称比值Ro/ Rw为岩石的为岩石的地层因素或相地层因素或相对电阻对电阻，用，用F表示，即表示，即其中：其中： Ro 孔隙中充满地层水时的岩石电阻率；孔隙中充满地层水时的岩石电阻率； Rw 地层水电阻率。地层水电阻率。0wRF =R0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井17第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、岩石电阻率与孔隙度

16、的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系F与与的关系是从实验中得出的。取的关系是从实验中得出的。取n 块孔隙度不同的同类岩石岩样，使各块孔隙度不同的同类岩石岩样，使各岩样饱和水，分别测出各岩样的电阻岩样饱和水，分别测出各岩样的电阻率，然后在以率，然后在以F为纵坐标、为纵坐标、为横坐为横坐标的双对数坐标纸上，得到上述实验标的双对数坐标纸上，得到上述实验数据曲线。由此可归纳出下列关系式：数据曲线。由此可归纳出下列关系式：0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井18第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系三、岩石电阻率与孔隙度的关系 a 比例系数，不同

17、岩性值不同，变化范围在比例系数，不同岩性值不同，变化范围在0.61.5； m 胶结指数，随岩石胶结程度而变化，一般为胶结指数，随岩石胶结程度而变化，一般为2，变化变化 范围范围1.53； 岩石孔隙度岩石孔隙度。 在应用该公式时，可根据各地区、各地层的实验统计结在应用该公式时，可根据各地区、各地层的实验统计结果确定果确定a、m值。若无条件确定值。若无条件确定a、m时，可根据岩性在时，可根据岩性在F关系图版中选计算公式，或由岩性选择关系图版中选计算公式，或由岩性选择F 关系关系曲线求出。曲线求出。0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井19第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和

18、度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系 含油饱和度含油饱和度So ：含油孔隙体积占孔隙体积的百分比。含油孔隙体积占孔隙体积的百分比。 含水饱和度含水饱和度Sw ：含水孔隙体积占孔隙体积的百分比。含水孔隙体积占孔隙体积的百分比。 在亲水岩石孔隙中含有水和油时，油水在孔隙中的分布在亲水岩石孔隙中含有水和油时，油水在孔隙中的分布特点是：水包围在岩石颗粒的表面，孔隙的中央充满石特点是：水包围在岩石颗粒的表面，孔隙的中央充满石油，周围是地层水。石油的电阻率很高，可看作是不导油，周围是地层水。石油的电阻率很高，可看作是不导电的，所以含油岩石电阻率电的，所以含油

19、岩石电阻率Rt比该岩石完全含水时的电比该岩石完全含水时的电阻率高，在这种情况下，当岩性固定时，有：阻率高，在这种情况下，当岩性固定时，有：0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井20第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系对于给定的岩样，对于给定的岩样，Rw和和都一定时，都一定时，So越高，越高，Rt越大，反越大，反之，之，Rt 越小。但自然界中越小。但自然界中Rw和和都是变化的，并对都是变化的，并对Rt有有影响。为消除此影响，引入影响。为消除此影响，引入“电阻增大系数电阻增大系数I”，即含油

20、，即含油岩石电阻岩石电阻Rt与该岩石完全含水时的电阻率与该岩石完全含水时的电阻率Ro之比：之比：0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井21第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系在同样的岩石中，在同样的岩石中，I只与只与So有关，而与有关，而与Rw和及孔隙形状无和及孔隙形状无关。关。RtSo的关系也可由实验得出。选择本地区有代表性的关系也可由实验得出。选择本地区有代表性的岩样，先测出完全含水时的的岩样，先测出完全含水时的Ro，然后向完全含水岩样，然后向完全含水岩样中逐步压入石油，改变岩样的中

21、逐步压入石油，改变岩样的So，并测出对应的，并测出对应的Rt，在双，在双对数坐标纸上，以对数坐标纸上，以I为纵坐标，为纵坐标，Sw为横坐标，作出关系曲为横坐标，作出关系曲线。对不同岩性的岩石，有：线。对不同岩性的岩石，有：0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井22第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系0:50:35第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井23第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系式中：式中： b：系数，：系数，b 1 n：饱和度指数，：饱和度指数，n 2 b，

22、n只与岩性有关，表示油水在孔隙中的分布状况对含只与岩性有关，表示油水在孔隙中的分布状况对含油岩石电阻率的影响。油岩石电阻率的影响。合称为合称为阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式）公式，它们是应用电阻率测井资，它们是应用电阻率测井资料解释具有粒间孔隙的含水岩石和含油岩石的两个基本料解释具有粒间孔隙的含水岩石和含油岩石的两个基本解释公式。解释公式。0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井24第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式的应用）公式的应用 1.确定地层孔隙度确定地层孔隙度 已知纯水层水电阻率及地层水电阻率和岩性，由地层因已知纯水

23、层水电阻率及地层水电阻率和岩性，由地层因素和孔隙度的关系即可计算地层孔隙度：素和孔隙度的关系即可计算地层孔隙度：0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井25第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式的应用）公式的应用 2.确定地层水电阻率和视地层水电阻率确定地层水电阻率和视地层水电阻率 已知含水岩层电阻率、地层岩性及孔隙度，应用地层因已知含水岩层电阻率、地层岩性及孔隙度，应用地层因素和孔隙度的关系即可计算地层水电阻率，当地层含油素和孔隙度的关系即可计算地层水电阻率，当地层含油气时应用地层因素表达式计算视地层水电阻率气时应用地层因素表达式

24、计算视地层水电阻率Rwa。0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井26第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式的应用）公式的应用 2.确定地层水电阻率和视地层水电阻率确定地层水电阻率和视地层水电阻率 视地层水电阻率视地层水电阻率Rwa：地层孔隙内含多相流体时，孔隙：地层孔隙内含多相流体时，孔隙流体的电阻率。流体的电阻率。0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井27第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式的应用）公式的应用 3.确定孔隙流体性质确定孔隙流体性质 已知地层岩性、地

25、层水电阻率、地层电阻率、地层孔已知地层岩性、地层水电阻率、地层电阻率、地层孔隙度，应用阿尔奇公式即可计算地层的含水饱和度和隙度，应用阿尔奇公式即可计算地层的含水饱和度和含油饱和度：含油饱和度：0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井28第二节 普通电阻率测井原理 埋藏在地下的岩石的电阻率，是一个既不能直接观察又不埋藏在地下的岩石的电阻率，是一个既不能直接观察又不能直接测量的物理量，只有当电流通过它的时候才能间接能直接测量的物理量，只有当电流通过它的时候才能间接地测出来。因此，在测量电阻率时，必须向岩层通入一定地测出来。因此，在测量电阻率时，必须向岩层通入一定的电流，然后研究岩石

26、电阻率不同对电场分布的影响，从的电流，然后研究岩石电阻率不同对电场分布的影响，从而进一步找出电位与电阻率之间的关系。而进一步找出电位与电阻率之间的关系。 普通电阻率测井研究的是稳定的电流场，电场强度普通电阻率测井研究的是稳定的电流场，电场强度E、电、电位位U和电流密度和电流密度J的关系：的关系：0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井29第二节 普通电阻率测井原理一、均匀介质中的电阻率测量一、均匀介质中的电阻率测量 在电阻率为在电阻率为R均匀各向同性的介质中，放入一个点电源均匀各向同性的介质中，放入一个点电源A，电流强度为，电流强度为I，电场分布如图所示。，电场分布如图所示。0

27、:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井30第二节 普通电阻率测井原理一、均匀介质中的电阻率测量一、均匀介质中的电阻率测量 在均匀介质中点电源场中任意点的电流密度值为：在均匀介质中点电源场中任意点的电流密度值为： r为点电源为点电源A到测量点的距离。到测量点的距离。 点电源场内任意点上电场强度点电源场内任意点上电场强度E的表达式为：的表达式为：2Ij =4 r 2IE = Rj = R4 r 0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井31第二节 普通电阻率测井原理一、均匀介质中的电阻率测量一、均匀介质中的电阻率测量 场内任意点的电位场内任意点的电位U为：为： 则介质

28、电阻率表达式为：则介质电阻率表达式为：dUE = -drRI 1U =4r 2dUI-= Rdr4 r UR = 4 rI 0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井32第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理 电极系：电极系：能够在钻孔中实施供电和测量的装置。能够在钻孔中实施供电和测量的装置。电位电极系电位电极系 梯度电极系梯度电极系0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井33第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理 假设钻孔所在的地层是均匀无穷分布的地层，其电阻率假设钻孔所在的地层是均匀无穷分布的地层

29、，其电阻率为为Rt，忽略井的影响。将电极系放入井内通过供电电极，忽略井的影响。将电极系放入井内通过供电电极A、B向井中供电，其电流强度为向井中供电，其电流强度为I，测量电极，测量电极M、N处的处的电位为：电位为：tMR I1U =4AM tNR I1U =4AN 0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井34第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理电位电极系电位电极系 在在电位电极系电位电极系测量电路中测量电路中tMNMR I1U=U04AM MtUR4 AMI K4 AM 电位电极系系数电位电极系系数0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电

30、阻率测井35第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理MNMNttU=UUR IR IMN11()44AMANAM AN MNtAM ANUR4IMN AM ANK4MN 梯度电极系系数梯度电极系系数梯度电极系梯度电极系 在在梯度电极系梯度电极系测量电路中测量电路中0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井36第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理 电位电极系和梯度电极系电阻率公式的通式为电位电极系和梯度电极系电阻率公式的通式为 公式中公式中K值随电极系不同而不同。电极系确定则值随电极系不同而不同。电极系确定则K值为值为

31、常数。常数。 沿井筒提升电极系，测量沿井筒提升电极系，测量UU随井深的变化曲线，经横随井深的变化曲线，经横向比例刻度后向比例刻度后即即为岩层电阻率测井曲线，在均匀介质中为岩层电阻率测井曲线，在均匀介质中所测得电阻率曲线所测得电阻率曲线应应为一条直线。为一条直线。tURKI 0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井37第二节 普通电阻率测井原理三、非均匀介质中的电阻率测井三、非均匀介质中的电阻率测井 在实际井孔剖面上是有限厚度的不同电阻率的岩层，在在实际井孔剖面上是有限厚度的不同电阻率的岩层，在渗透层渗透层其顶部和底部都为非渗透的地层，称为目的层的其顶部和底部都为非渗透的地层，称

32、为目的层的上下围岩，其电阻率为上下围岩，其电阻率为Rs。 由于泥浆侵入在渗透层径向由于泥浆侵入在渗透层径向形成泥浆、形成泥浆、泥饼、泥浆侵入泥饼、泥浆侵入带（冲洗带、过渡带）、原带（冲洗带、过渡带）、原状地层其电阻率分别为状地层其电阻率分别为Rm 、Rmc、 Ri（冲洗带电阻率用（冲洗带电阻率用Rxo表示）、表示）、Rt。RsRmRmcRiRxoRt0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井38第二节 普通电阻率测井原理三、非均匀介质中的电阻率测井三、非均匀介质中的电阻率测井 视电阻率视电阻率Ra ：在井剖面的情况下，测量的电位差除了在井剖面的情况下，测量的电位差除了受地层真电阻

33、率受地层真电阻率Rt影响外，还要受影响外，还要受Ri、Rmc、Rs、Rm，井径井径d，侵入带直径，侵入带直径D，以及地层厚度，以及地层厚度h和电极系结构等和电极系结构等因素的影响，因此不能用均匀介质中的电阻率计算公式因素的影响，因此不能用均匀介质中的电阻率计算公式简单地求解地层的真电阻率。但是在井中实际测量的电简单地求解地层的真电阻率。但是在井中实际测量的电位差，仍然可以代入公式计算电阻率，在这种复杂情况位差，仍然可以代入公式计算电阻率，在这种复杂情况下求出的电阻率称为地层的视电阻率，用下求出的电阻率称为地层的视电阻率，用Ra表示。表示。aURKI 0:50:36第二章第二章 普通电阻率测井普

34、通电阻率测井39第二节 普通电阻率测井原理三、非均匀介质中的电阻率测井三、非均匀介质中的电阻率测井 一般来说，地层的视电阻率不同于地层的真电阻一般来说，地层的视电阻率不同于地层的真电阻率，但是选择适当的电极系和测量条件，可以使率，但是选择适当的电极系和测量条件，可以使测量的视电阻率主要反映地层电阻率的变化。因测量的视电阻率主要反映地层电阻率的变化。因而可以利用在井内测量的视电阻率曲线，来研究而可以利用在井内测量的视电阻率曲线，来研究钻井剖面地层电阻率的相对变化。可以直接用来钻井剖面地层电阻率的相对变化。可以直接用来划分井孔岩性剖面。划分井孔岩性剖面。 在计算地质参数时，则需要将岩层的视电阻率经

35、在计算地质参数时，则需要将岩层的视电阻率经过井眼、围岩、侵入影响校正求出地层真电阻率过井眼、围岩、侵入影响校正求出地层真电阻率后再进行计算。后再进行计算。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井40第二节 普通电阻率测井原理四、电极系四、电极系1.电极系的分类电极系的分类 电极系：电极系：是由供电电极是由供电电极A、B和测量电极和测量电极M、N按一定按一定的相对位置、距离组成的测量系统。电极系一般三个的相对位置、距离组成的测量系统。电极系一般三个电极在井下，一个电极在地面。电极在井下，一个电极在地面。 成对电极：成对电极：下井的三个电极中两个在同一线路下井的三个电极中两个在同一

36、线路(供电线供电线路或测量线路路或测量线路)中，或叫中，或叫同名电极同名电极，如，如A和和B、M和和N。 不成对电极：不成对电极：另外一个和地面电极在同一线路（测量另外一个和地面电极在同一线路（测量线路或供电线路）中，叫不成对电极或线路或供电线路）中，叫不成对电极或单电极单电极。 根据电极间的相对位置的不同，可以分为根据电极间的相对位置的不同，可以分为梯度电极系梯度电极系和和电位电极系电位电极系。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井41第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系2. 电位电极系电位电极系 不成对电极到成对电极中靠近它的那个电极之间的距不成对电极到成对电极

37、中靠近它的那个电极之间的距离小于成对电极间距离的电极系为电位电极系。离小于成对电极间距离的电极系为电位电极系。 电位电极系的电位电极系的电极距电极距 ， 的中点的中点O称为电位称为电位电极系的电极系的深度记录点。深度记录点。当电极系处于某个位置进行测当电极系处于某个位置进行测量时所测得的电阻率是记录点量时所测得的电阻率是记录点O所在深度的测量结果。所在深度的测量结果。 当成对电极系中的一个电极放到无限远处时，这种电当成对电极系中的一个电极放到无限远处时，这种电位电极系称为理想电位电极系。所测得视电阻率位电极系称为理想电位电极系。所测得视电阻率Ra与与M电极测量的电位值成正比，所以称为电位电极系

38、。电极测量的电位值成正比，所以称为电位电极系。L=AMAM0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井42第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系 3. 梯度电极系梯度电极系 单电极到成对电极中靠近它的那个电极之间的距单电极到成对电极中靠近它的那个电极之间的距离大于成对电极间距离的电极系为梯度电极系。离大于成对电极间距离的电极系为梯度电极系。 梯度电极系的梯度电极系的深度记录点深度记录点O在成对电极的中点。单在成对电极的中点。单电极距到电极距到O点的距离是梯度电极系的点的距离是梯度电极系的电极距电极距。 成对电极的距离无穷小时，称为理想梯度电极系，成对电极的距离无穷小时，称为

39、理想梯度电极系，所测得视电阻率所测得视电阻率Ra与记录点与记录点O处沿井轴方向的电处沿井轴方向的电位梯度位梯度EO成正比，这是梯度电极系名字的由来。成正比，这是梯度电极系名字的由来。2MNaOMN2AM ANUUR =44 AO/ I=IE4MNMNAOI 0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井43第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系 4、正装电极系和倒装电极系、正装电极系和倒装电极系 正装电极系（底部电极系）：正装电极系（底部电极系）：成对电极在不成对电极成对电极在不成对电极之下的电极系。之下的电极系。 倒装电极系（顶部电极系）：倒装电极系（顶部电极系）：成对电极

40、在不成对电极成对电极在不成对电极之上的电极系。之上的电极系。 根据供电电极的多少，电极系又分为根据供电电极的多少，电极系又分为单极供电电极系单极供电电极系和和双极供电电极系双极供电电极系。综上所述，根据梯度或电位、正。综上所述，根据梯度或电位、正装或倒装、单极供电或双极供电，可把电极系分为八装或倒装、单极供电或双极供电，可把电极系分为八种不同的电极系。种不同的电极系。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井44第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井45第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系5.电极系的表示方

41、法电极系的表示方法 通常按照电极在井中的次序，由上到下写出代表电通常按照电极在井中的次序，由上到下写出代表电极的字母，字母间写出相应电极间的距离（以米为极的字母，字母间写出相应电极间的距离（以米为单位）单位） ，表示电极系的类。，表示电极系的类。 如：如：A0.4M0.1N表示电极距为表示电极距为0.45m的单电极供电的单电极供电底部梯度电极系，电极底部梯度电极系，电极A、M之间的距离为之间的距离为0.4m，M、N之间的距离为之间的距离为0.1m。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井46第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系6.电极系互换原理电极系互换原理 在一个电

42、极系中，保持电极之间的相对位置不变，把电在一个电极系中，保持电极之间的相对位置不变，把电极系中的电极功能互换（原供电电极改为测量电极，原极系中的电极功能互换（原供电电极改为测量电极，原测量电极改为供电电极），则所得到的视电阻率值不变，测量电极改为供电电极），则所得到的视电阻率值不变，这称为电极系互换原理。这称为电极系互换原理。 根据互换原理，根据互换原理， 根据所测电阻率曲线形态梯度电极系根据所测电阻率曲线形态梯度电极系实质上只有两种类型，电位电极系只有一种类型。实质上只有两种类型，电位电极系只有一种类型。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井47第二节 普通电阻率测井原理三

43、、电极系三、电极系7.电极系探测深度电极系探测深度 电极系探测深度通常以探测半径电极系探测深度通常以探测半径r表示，在均匀介质中，表示，在均匀介质中，以供电电极为中心，以某一半径划一假想球面，若假想以供电电极为中心，以某一半径划一假想球面，若假想球面内包含的介质对电极系测量结果的贡献占整个测量球面内包含的介质对电极系测量结果的贡献占整个测量结果的结果的50%，则此半径，则此半径r就是该电极系的探测深度或探就是该电极系的探测深度或探测半径。测半径。 一般梯度电极系的探测范围是一般梯度电极系的探测范围是1.4倍电极距倍电极距L，而电位电，而电位电极系的极系的r=2L。由此可知，。由此可知，L越大探

44、测深度也越大。越大探测深度也越大。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井48第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一、梯度电极系理论曲线 在相当厚的高阻目的层附近，在相当厚的高阻目的层附近，用理想梯度电极系进行测量用理想梯度电极系进行测量, 得到的视电阻率曲线如图所示。得到的视电阻率曲线如图所示。224/4/aoEIRAOEIAOEjEjRRjjRoa均匀介质理论电均匀介质理论电流密度流密度井内非均匀介质井内非均匀介质实际电流密度实际电流密度0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井49第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一

45、、梯度电极系理论曲线在相当厚的高阻层附近，用理在相当厚的高阻层附近，用理想梯度电极系进行测量想梯度电极系进行测量, 得到得到的视电阻率曲线所示。的视电阻率曲线所示。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井50第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一、梯度电极系理论曲线高阻目的层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下：高阻目的层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下：（1）曲线与地层中点不对称，对着高阻层，）曲线与地层中点不对称，对着高阻层，底部梯度电底部梯度电极极曲线在地层底界面出现极大值，顶界面出现极小值；曲线在地层底界面出现极大值，顶界面出现极小值；顶部梯度电极曲线在

46、高阻层顶界面出现极大值，底界面顶部梯度电极曲线在高阻层顶界面出现极大值，底界面出现极小值，而且两者的曲线形状正好倒转。这是确定出现极小值，而且两者的曲线形状正好倒转。这是确定地层界面的重要特征。地层界面的重要特征。（2）地层厚度很大时，在地层中点附近，有一段视电阻）地层厚度很大时，在地层中点附近，有一段视电阻率曲线和深度轴平行的直线，其值接近地层的真电阻率率曲线和深度轴平行的直线，其值接近地层的真电阻率曲线（用来确定地层的真电阻率）。曲线（用来确定地层的真电阻率）。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井51第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一、梯度电极系

47、理论曲线高阻目的层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下：高阻目的层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下： （3）对于）对于hL的中厚度岩层，其视电阻率曲线与厚地层的中厚度岩层，其视电阻率曲线与厚地层的视电阻率曲线形状相似，但随着厚度的减小，地层中的视电阻率曲线形状相似，但随着厚度的减小，地层中部视电阻率曲线的平直段变小直到消失。部视电阻率曲线的平直段变小直到消失。 （4）当用底部梯度电极系时，在薄的高阻层下方出现一）当用底部梯度电极系时，在薄的高阻层下方出现一个假极大值，它距高阻层底界面为一个电极距。当用顶个假极大值，它距高阻层底界面为一个电极距。当用顶部梯度电极系时，在薄的高阻层上方出现一个假极大值

48、，部梯度电极系时，在薄的高阻层上方出现一个假极大值，它距高阻层顶界面为一个电极距。它距高阻层顶界面为一个电极距。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井52第三节 视电阻率曲线特点及影响因素0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井53第三节 视电阻率曲线特点及影响因素二、电位电极系理论曲线二、电位电极系理论曲线假定只有一个高电阻率地层，上下围岩的电阻率相等，并假定只有一个高电阻率地层，上下围岩的电阻率相等，并且没有井的影响，采用理想电位电极系进行测量。且没有井的影响，采用理想电位电极系进行测量。（1）电位电极系的视电阻率曲线关于地层中点对称。）电位电极系的视电阻

49、率曲线关于地层中点对称。（2）当地层厚度大于电极距时，对应高电阻率地层中心，）当地层厚度大于电极距时，对应高电阻率地层中心，视电阻率曲线显示极大值；地层厚度越大，极大值越接近视电阻率曲线显示极大值；地层厚度越大，极大值越接近于地层真电阻率；当地层厚度小于电极距时，对应高阻层于地层真电阻率；当地层厚度小于电极距时，对应高阻层中心，曲线出现极小值。中心，曲线出现极小值。0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井54第三节 视电阻率曲线特点及影响因素0:50:37第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井55第三节 视电阻率曲线特点及影响因素二、电位电极系理论曲线二、电位电极系理论曲线

50、 （3）在地层界面处，曲线上出现）在地层界面处，曲线上出现“小平台小平台”，其中点，其中点正对着地层的界面，随层厚降低，正对着地层的界面，随层厚降低，“小平台小平台”发生倾斜；发生倾斜；当地层厚度小于电极距时，当地层厚度小于电极距时，“小平台小平台”靠地层外侧一点靠地层外侧一点为高值点，出现假极大值。为高值点，出现假极大值。 （4）对厚层取曲线的极大值作为电位电极系的视电阻）对厚层取曲线的极大值作为电位电极系的视电阻率数值，围岩上下界面对应界面处平直段的中点。率数值，围岩上下界面对应界面处平直段的中点。在选择电极系时，电极距在选择电极系时，电极距L不能太大，一般选不能太大，一般选L hmin；

51、由于；由于井的影响，井的影响，L 又不能太小。一般选取又不能太小。一般选取L0.5m，对于，对于h0.5m的地层，不能用电位电极系视电阻率曲线去分辨。在实际的地层，不能用电位电极系视电阻率曲线去分辨。在实际应用中，应用中，“小平台小平台”和和“假极大假极大”均难以分辨。均难以分辨。0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井56第三节 视电阻率曲线特点及影响因素三、视电阻率实测曲线三、视电阻率实测曲线由于井的影响实测视电阻率曲线与理论曲线基本相同，由于井的影响实测视电阻率曲线与理论曲线基本相同，实测曲线幅度降低，实测曲线幅度降低，比较平滑。比较平滑。梯度电极系测井曲线可用极大值和极

52、小值确定高阻地梯度电极系测井曲线可用极大值和极小值确定高阻地层界面，但极小值一般不明显，借助其它曲线确定。层界面，但极小值一般不明显，借助其它曲线确定。一般不用电位电极系测井曲线划分岩层界面，如果没一般不用电位电极系测井曲线划分岩层界面，如果没有其它曲线，对于较厚高阻地层可用有其它曲线，对于较厚高阻地层可用“半幅点法半幅点法”来来估计地层界面。估计地层界面。0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井57第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素1.电极系的影响电极系的影响 从理论曲线分析中可知，电极系类型不同，所测视从理论曲线分析中

53、可知，电极系类型不同，所测视电阻率曲线形状不同。即使同一类型的电极系在同电阻率曲线形状不同。即使同一类型的电极系在同样的测量条件下，电极系的尺寸不同，所测的视电样的测量条件下，电极系的尺寸不同，所测的视电阻率曲线的形状及幅度也不一样。阻率曲线的形状及幅度也不一样。 当电极距较小时，所测得视电阻率曲线受井的影响当电极距较小时，所测得视电阻率曲线受井的影响较大，而电极距较大时，所测得视电阻率曲线受围较大，而电极距较大时，所测得视电阻率曲线受围岩影响较大。岩影响较大。0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井58第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电

54、阻率曲线影响因素1.电极系的影响电极系的影响0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井59第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素2.井的影响井的影响 当地层电阻率、电极距、泥浆电阻率等因素一定时，随着当地层电阻率、电极距、泥浆电阻率等因素一定时，随着h/d降低（井径加大或地层厚度减小），视电阻率曲线变得降低（井径加大或地层厚度减小），视电阻率曲线变得平滑。平滑。 除非井壁坍塌，一般实测井径与钻头直径差别不大，因此除非井壁坍塌，一般实测井径与钻头直径差别不大，因此h/d降低时，主要是地层厚度变薄。在其它条件相同时，高降低时，主要是

55、地层厚度变薄。在其它条件相同时，高阻薄层视电阻率曲线的幅度值比厚层要偏低。阻薄层视电阻率曲线的幅度值比厚层要偏低。 井径变化对视电阻率曲线的影响，是由于井内泥浆的影响。井径变化对视电阻率曲线的影响，是由于井内泥浆的影响。通常泥浆电阻率低于高阻地层电阻率，井径扩大，井的分通常泥浆电阻率低于高阻地层电阻率，井径扩大，井的分流作用增大，视电阻率值降低。流作用增大，视电阻率值降低。0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井60第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井61第三节 视电阻

56、率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素 3.围岩围岩-层厚影响层厚影响 在测井时选定了电极系后，其电极距就是固定不变的，在测井时选定了电极系后，其电极距就是固定不变的，随地层电阻率的增大，视电阻率曲线的极大值也明显随地层电阻率的增大，视电阻率曲线的极大值也明显增大，即视电阻率与地层电阻率之间有着密切的关系。增大，即视电阻率与地层电阻率之间有着密切的关系。当当RsRt时，时，RaRt时，时，RaRt； 对于电阻率相同的高阻渗透层，由于厚度不同，在视对于电阻率相同的高阻渗透层，由于厚度不同，在视电阻率曲线上的幅度就出现差异。电阻率曲线上的幅度就出现差异。“一般

57、层厚减小，一般层厚减小，视电阻率值下降，这是由于层厚变薄，低阻围岩对测视电阻率值下降，这是由于层厚变薄，低阻围岩对测量结果贡献增大的缘故。量结果贡献增大的缘故。0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井62第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素 3.围岩围岩-层厚影响层厚影响0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井63第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素4、侵入影响、侵入影响 采用不同电阻率的泥浆钻井时，会对渗透性地层采用不同电阻率的泥浆钻井时，会对渗透性地层

58、产生泥浆高侵和泥浆低侵现象，视电阻率会受到产生泥浆高侵和泥浆低侵现象，视电阻率会受到影响。影响。 泥浆高侵（增阻泥浆侵入）：泥浆高侵（增阻泥浆侵入）：地层孔隙中原来含地层孔隙中原来含有的流体的电阻率较低，电阻率较高的泥浆滤液有的流体的电阻率较低，电阻率较高的泥浆滤液侵入后，使侵入带岩石电阻率升高。这种情况多侵入后，使侵入带岩石电阻率升高。这种情况多出现在水层。出现在水层。0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井64第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素4、侵入影响、侵入影响 泥浆低侵（减阻泥浆侵入）：泥浆低侵（减阻泥浆侵入）：

59、地层孔隙中原来含有的地层孔隙中原来含有的流体的电阻率比渗入地层中的泥浆滤液的电阻率高时，流体的电阻率比渗入地层中的泥浆滤液的电阻率高时，泥浆滤液侵入后，使侵入带岩石电阻率降低。这种情泥浆滤液侵入后，使侵入带岩石电阻率降低。这种情况一般出现在地层水矿化度不很高的油层。况一般出现在地层水矿化度不很高的油层。 泥浆侵入对于测量和确定岩层的真电阻率泥浆侵入对于测量和确定岩层的真电阻率Rt是一种影是一种影响因素，但也可根据侵入类型粗略地估计渗透层含油、响因素，但也可根据侵入类型粗略地估计渗透层含油、水情况。水情况。0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井65第三节 视电阻率曲线特点及影响

60、因素0:50:38第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井66第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四、实测视电阻率曲线影响因素四、实测视电阻率曲线影响因素 5.高阻邻层的屏蔽影响高阻邻层的屏蔽影响 实际测井工作中，经常碰到的是许多高电阻率地层和实际测井工作中，经常碰到的是许多高电阻率地层和低电阻率地层交互出现。低电阻率地层交互出现。 如果各高阻层之间的距离小于如果各高阻层之间的距离小于2个电极距，则相邻高阻个电极距，则相邻高阻层对供电电极发出的电流产生屏蔽作用，因而使曲线层对供电电极发出的电流产生屏蔽作用，因而使曲线形态发生畸变。形态发生畸变。 实践证明，高阻邻层的屏蔽作用，不仅与地层厚度，实