双侧向测井幅度差影响因素“双轨”现象

1、双侧向测井幅度差的影响因素与“双轨”现象测井技术WELLLOGGINGTECHNOLOGY1999年第23卷第2期vol.23No.21999-xxxxxxxx大纲从理论上观察了泥浆、井径、围岩、地层厚度、侵入深度、侵入带电阻率和仪器常数等因素对双侧向测井幅度差的影响，由此解析了引起“双轨”现象的三大体素，特别是泥浆电阻率和仪器常数因素。提出了办理“双轨”现象的方法。主题词：双侧向测井幅度影响电阻率仪器常数TheInfluenceFactorsofDualLaterologSeparationandItsDual-trackPhenomenonKeShizheng，FengQingandSun

2、YanruetalABSTRACTTheinfluenceofsuchfactorsasmud，boreholediameter，surroundingbed，formationthickness，depthofinvasion，resistivityofinvasionzoneandtoolfactoretcontheseparationofduallaterologarestudieduptheoreticallyAndthediscussionisfocusedonthreemainfactorsresultingindual-trackphenomenon，particularlyth

3、emudresistivityandtoolfactorsAmethodfordealingwiththedual-trackphenomenonisproposedSubjectTerms：duallaterologamplitudeinfluenceresistivitytoolfactor序言一般认为在非浸透性(无侵入)的厚地层中，深浅侧向测得的视电阻率应相等，而在浸透性(有侵入)地层中，二者分裂即产生幅度差。可是，在实质现场测井过程中，有时也会出现非浸透性厚地层深浅侧向测井曲线不重合的现象，1/6表现为双线轨迹，即所谓的“双轨”现象。这种现象引起了测井讲解工作人员的极大迷惑，对传统看法

4、提出了挑战。那么，什么因素影响双侧向测井幅度差?“双轨”现象是什么原因引起的?它的出现是否是正常现象?应如何去对待它呢?下面将针对这些问题进行谈论。双侧向测井幅度差的影响因素双侧向测井幅度差素来是快速直观判断油气、水层的重要指标之一，所以研究其影响因素是很有必要的，特别是关于讲解一些诸如“双轨”之类的现象更拥有现实意义。为了观察影响双侧向测井幅度差的因素，第一用有限元素法编制了双侧向测井数值模拟软件1，此后用该软件对拥有轴旋转对称性的典型三层介质模型(图1)在各种不同样地层电阻率条件下进行模拟测井，给出相应的深浅侧向测井响应值的比随各影响因素变化的关系。图1典型的三层介质地层模型图2和图3均为

5、无侵入模型。图2(左)给出了深侧向视电阻率值与浅侧向视电阻率值之比随相对泥浆电阻率的变化曲线，从曲线上看，RLLDRLLS随着泥浆电阻率的增加而增大，而且只有当泥浆电阻率不小于地层电阻率时，深侧向测得的视电阻率才会大于浅侧向的值。图2（右）给出了在不同样泥浆电阻率下RLLDRLLS比值随地层厚度变化的曲线，从图上可以看出，RLLDRLLS比值随地层厚度变化曲线上有一个极小点。当地层厚度小于某个值时，随着地层厚度的增加比值下降，而当地层厚度大于该值时，则随着地层厚度的增加而增大。图3（左）给出了深侧向视电阻率值与浅侧向视电阻率值之比随相对围岩电阻率的变化曲线，从曲线上看，只有当围岩电阻率大于地层

6、电阻率时，深侧向测得的视电阻率才会大于浅侧向的值。图3（右）给出了在不同样围岩电阻率下RLLDRLLS比值随地层厚度变化的曲线，从图上可以看出RLLDRLLS比值随地层厚度变化曲线上有一个极值点，其极性取决于围岩电阻率与目的层的比值，当围岩大于目的层时，为极大值且在极值点的右侧表现为正幅度差，否则为极小值，而且随着地层厚度的增加RLLDRLLS趋近于1，即RLLDRLLS。图4为目的层有侵模型，它给出了在不同样侵入带电阻率下RLLDRLLS比值随侵入半径变化的曲线，从图上可以看出，RLLDRLLS比值随侵入深度的增大而增大，而且曲线存在极值，其极性取决于侵入带电阻率与目的层电阻率的比值，当侵入

7、带电阻率大于目的层时，为极大值且出现正幅度差，否则为负幅度差。别的，在2/6侵入带电阻率大于目的层的条件下，关于某个固定的侵入带电阻率，随着侵入深度的增大，RLLDRLLS比值先是增加直到极大值点此后减小，最后趋于1，而且曲线上的极值点地址主要反响了浅侧向在当前地层条件下的探测深度。图2泥浆电阻率以及地层厚度对RLLDRLLS比值的影响图3围岩电阻率以及地层厚度对RLLDRLLS比值的影响图4侵入带电阻率以及侵入深度对RLLDRLLS比值的影响从上述的解析结果可以得出，在双侧向测井中，正负幅度差是同时存在的，是受泥浆电阻率、围岩电阻率、侵入带电阻率、地层厚度和侵入深度等多因素共同影响的。值得一

8、提的是，上述结果是在应用无井眼(即无量均匀介质)K值下计算得出的。若是换成用有井眼的K值进行计算，那么上述各图中的曲线将会随确定K值时的泥浆电阻率的变化而作纵向上的放大或减小。比方有井眼的K值确定条件为井眼直径0.2m，泥浆电阻率3.m时，则上述各图中的各条曲线将在纵向上放大1.25倍(电极系为文件1中的电极系，无井眼K值为：浅侧向Ks1.505，深侧向Kd0.733；有井眼K值为：Ks1.425，Kd0.869），即原来比值为0.8的点现在变为1.0(如图4中RtRi1的曲线由原来的地址上移到与纵坐标为1的刻度线重合)，所以使得产生正幅度差的概率大大增加，这也就是现场有些仪器常数采用有井眼K

9、值使得大多数地层出现正幅度差的原因所在。别的，在只存在井眼的均匀地层中，泥浆电阻率和井径的变化会使得在此条件下刻度的仪器常数发生变化，其对应关系如图5所示。从图5上可看出，在RmRt0.025周边有一个平坦段，在该段中，KdKs受RmRt变化的影响较小，也就是说，泥浆电阻率在此范围内变化不会引起太大的幅度差变化，但超出此范围则会引起较大的幅度差变化。一般地，仪器的有井眼K值是在8in井当前，泥浆电阻率为某一个值时标定的，也就是在图5实线上的某一点(该点对应于RLLDRLLS，假设为A点)。比方，依照斯伦贝谢公司的双侧向测井仪（DLT）井眼校正图版得出，DLT的仪器常数是在8in（约20cm）井

10、眼，泥浆3/6电阻率与目的层电阻率之比RmRt0.025下标定的。当泥浆电阻率变化或井径变化时，深浅侧向的K值相应地发生变化，且变化的速度不一致，使得KdKs比值偏离A点，即便得RLLDRLLS，产生幅度差。图5仪器常数在不同样井径下随泥浆电阻率变化关系引起“双轨”现象的原因解析关于产生“双轨”现象的原因，除了有时的仪器故障引起3的外，不但受环境介质因素影响2而且和仪器常数K值的采用有关3。正如上面所解析的那样，双侧向测井的正负幅度差是同时存在的，是环境介质因素的函数，在无侵入的厚地层(有关于双侧向测井仪的探测深度而言，20m以上厚度的地层可近似看作无量厚地层)中也可能发生(如图4中RtRi1

11、即无侵入的状况)。一般测井仪器所用的K值大多数用井场刻度器刻定，由于刻度器的模拟电阻包含泥浆电阻率部分，所以由现在得的K值属于有井眼K值，它的应用使得原来有幅度差的地层幅度差变小或变为无幅度差，而无幅度差的地层变为有幅度差。就拿图5来说，假设仪器K值是在井眼直径20cm，泥浆电阻率与地层电阻率的比值RmRt0.025下刻定的，所以用该K值在该井眼条件下测井，所测得的值在无侵入且地层无量厚时，无幅度差；而若是用该K值在井眼直径为20cm，泥浆电阻率与地层电阻率的比值RmRt0.001的井去测井，则测得无侵入地层的幅度比将为0.853，为负幅度差。若是用该K值在井眼直径为20cm，泥浆电阻率与地层

12、电阻率的比值RmRt0.5的井去测井，则测得无侵入地层的幅度比将为1.174，为正幅度差。若是无井眼的K值在上述3种井眼条件下测井，则将获取全部是负幅度差的结果。这说明，采用不同样的K值，即即是同一支仪器在同一介质条件下也会得出不同样的幅度差结果。这正是各公司仪器对同一地层测量结果不同样的重要原因所在。综上所述，“双轨”是一种相对的现象，使用不同样意义下的仪器常数会影响双侧向测井的幅度差，并改变发生“双轨”现象的概率。在现场测井过程中，人们经常认为在非浸透性厚地层(泥岩)中出现幅度差是不正常的，并想方想法经过应用非均匀介质的K值去加以控制，但这种压制可是部分有条件的，不是完好的，所以测井过程中

13、依旧会出现“双轨”现象，是正常的现象。“双轨”现象的办理方法商议4/6办理“双轨”现象，第一必定分清楚是由于哪一种因素引起的。如上所述，引起“双轨”现象的因素一般可分为仪器故障、仪器常数K值变化和环境介质3个大体素。一般由于仪器故障引起的“双轨”现象是无法校正的，而由仪器常数K值使用不当和环境介质引起的“双轨”现象则是可以经过必然的方法进行校正的。关于由仪器常数K值变化引起的“双轨”现象可用均匀介质的仪器常数对测井曲线进行重新办理。办理后如若还有幅度差，说明是地层自己固有的，是由环境介质引起的。接下来的工作就是进行传统的资料办理(井眼校正、围岩校正、侵入校正等)或现代的反演办理确定原状地层的电

14、阻率。测井曲线的反演技术5是一种同时对井眼、围岩和侵入进行校正的并行校正技术，它更吻合实质状况，校正收效比传统的校正收效好，所以可以改正确地确定原状地层电阻率(无论存在与否由环境介质引起“双轨”现象均可)。结论依照上面的解析可以总结出以下几点结论：1双侧向测井的幅度差是受多种因素影响的，它无论在浸透层还是非浸透层均可能存在。2双侧向测井“双轨”现象产生的原因大体分为仪器故障、仪器常数K值变化和环境介质3个大体素，其中后两类因素引起的“双轨”现象是一种正常现象，是可以校正的。3测井曲线的反演技术很可能是办理双侧向测井“双轨”现象最有效的手段。非法定计量单位，1in254cm，下同作者简介：柯式镇授课老师，1967年。1992年硕士毕业于应用地球物理专业后，留校从事岩石物理性质和测井仪器与方法研究工作。1994年获一项国家发明专利，1996年和1997年获两项校科研成就一等奖，公布文章十多篇。当前担当一个总公司“九五”三级课题并兼职攻读博士学位。(地址：5/6北京昌平水库路石油大学地科系邮编102200电话：-3084)作者单位：xxxx：石油大学.xxxxxx：华北石油学校参照文件1xx电法测井xx：石油工业初版社，1984袁宁，聂在平双侧向测井数值模拟用于测井质量控制的研究测井技术，1995，19(1)3谢树棋，包德州电阻率测井中电极系系数与“双轨”现象的商议地球物理