第二章第四节1理论曲线

第二章普通电阻率测井2/5/20231主要内容一、电法测井的基础知识二、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四、地层视电阻率曲线五、标准测井六、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2/5/20232第四节地层视电阻率曲线2/5/20233主要内容一、理论曲线二、影响因素三、应用2/5/20234一、理论曲线2/5/20235一、理论曲线为了对所测得的视电阻率曲线进行解释，首先需要知道在不同电阻率地层处视电阻率曲线的形状具有什么特点，以后才能根据所测得的曲线形状和特点去划分电阻率不同的地层。研究过程中，我们取三层纵向阶跃介质模型（两个平行界面）中用梯度和电位电极系在不同条件(包括地层电阻率、厚度、电极系类型．电极距等)下测得了视电阻率曲线。2/5/20236一、理论曲线由于勘探的目的层主要是高阻层(相对围岩而言)，这里重点讨论用梯度电极系和电位电极系在高阻层处测得的视电阻率曲线(简称高阻层的梯度曲线和电位曲线)。2/5/202371.1高阻层的梯度曲线对于梯度电极系因此在讨论梯度曲线如何变化时，只看记录点O处介质电阻率及电流密度的变化。2/5/202381.1高阻层的梯度曲线１.厚层（h>L）设Rm=Rs，梯度电极系AMN从上向下移动。

１）电极系离高阻层较远时，高阻层对供电电流的分布基本上没有影响，电极系如同在电阻率为Rs的均匀介质中，Ra=Rs。见图中１以上的曲线部分。2/5/202391.1高阻层的梯度曲线

２）当电极系靠近高阻层时，因为高阻层对电流的阻力较大，电流不易进入高阻层，而多数进入了低阻层，故在A电极下方的电流线分布较少且发生弯曲，M、N间的电流减小，导致Ra降低。见图中２部分。电极系离高阻层越近Ra越低。N电极到达高阻层顶界时出现极小值（记录点在顶面上方MN/2处）。见图中位置3。2/5/2023101.1高阻层的梯度曲线３）当N电极进入高阻层顶界后，由于流向下方的电流不易进入高阻层，故较多地集中在井内，于是M、N间的电流增多，Ra开始增大。见图中3-4部分。2/5/2023111.1高阻层的梯度曲线４）当A电极在高阻层顶界附近时电极系稍微向下移动，流向M、N的电流就增加很多，Ra曲线迅速上升。见图中4以下部分。2/5/2023121.1高阻层的梯度曲线５）当电极在高阻层中部附近时，由于A电极上、下的高阻层厚度相差不多，A电极下移时M、N间的电流增加很少，Ra曲线比较平缓。若地层足够厚，则Ra几乎不变。见图中位置５部分。2/5/2023131.1高阻层的梯度曲线６）当N电极移至高阻层底界附近时，电极系稍微向下移动，流向M、N的电流就增加很多，Ra曲线迅速上升。见图中位置6以上部分。2/5/2023141.1高阻层的梯度曲线７）当N电极越过高阻层底界时，电流受高阻层的排斥作用逐渐减小，虽然流向下方的电流逐渐增加，但由于流向下方的电流不受高阻层的约束而急剧分散，M、N间的电流也会越来越小，导致Ra曲线下降。见图中位置7部分。2/5/2023151.1高阻层的梯度曲线８）当电极系远离高阻层时，高阻层对电流的作用可以不计，如同在电阻率为Rs的均匀介质中，Ra=Rs。见图中位置８以下部分。2/5/2023161.1高阻层的梯度曲线９）高阻厚层正装梯度电极系曲线特征：

a)对着高阻层处Ra增大，但曲线不对称于地层中点；b)地层中部附近曲线变化平缓或出现平直段，其视电阻率值最接近于地层的真电阻率(因为还受井的影响)。2/5/2023171.1高阻层的梯度曲线９）高阻厚层正装梯度电极系曲线特征：c)高阻层顶、底界面附近曲线出现极小值和极大值，顶界面在极小点以下MN／2处，底界面在极大点以下MN／2处，根据这一关系可以根据曲线的极值点划分高阻厚层的底界面。2/5/2023181.1高阻层的梯度曲线２.薄层(H<L)高阻薄层的正装梯度曲线与厚层的曲线比较共同点是高阻层处数值增大，曲线不对称；差别是在高阻层下方数值很低(小于Rs)，距底界面一个电极距处出现第二个极大值，其次是极小点从顶界面处略向上移。2/5/2023191.1高阻层的梯度曲线曲线变化的原因曲线1-4段变化原因与厚层一样。曲线4-5段，因L>h，当电极N从高阻层底界移出时，电极A还在高阻层顶界外，从高阻层井眼中流出的电流迅速分散，M、N间电流减小很快，故Ra迅速降低。2/5/2023201.1高阻层的梯度曲线曲线5-6段，相当于A电极从高阻层顶面移至底面，随着A电极下移，A电极上方的高阻层越来越厚，流向下方的电流越来越多，M、N间电流随之增大，Ra曲线上升。见图中位置5-6段。A电极到达高阻层底面时，Ra曲线达到第二个极大值。见图中位置6。2/5/2023211.1高阻层的梯度曲线曲线７以下，与厚层原理一样。2/5/2023221.2高阻层电位曲线1.讨论方法由于测井过程中I和K值不变，电位电极系测得的Ra值决定于△UMN。M、N间的电位差可视为从A电极发出流经M电极到N电极的电流IMN(如图中箭头所示)和M、N电极间这个电流所经电阻ρMN(图中斜线部分)的乘积。2/5/2023231.2高阻层电位曲线因此M电极与N电极间电阻值的主要部分在M上方附近，M与N间的电位降也主要发生在这一部分(如图中格线所示范围)。流往M方向的电流越多，M上方附近介质电阻率的平均值(用表示)越大，△UMN就越大；反之，则△UMN减小；若M、N二者之中一个增大另一个减小，△UMN的变化趋势则主要取决于变化较大的那个数值，变化大的量增大，△UMN则增大，反之则减小。2/5/2023241.2高阻层电位曲线2.厚层（h>L）以倒装电位电极系NMA为例，电极系从下向上移动。右图为其电位曲线说明图。2/5/2023251.2高阻层电位曲线１）电极系在高阻层下方距底面较远时，高阻层对电流线的排斥作用不计，电流线呈辐射状分布，IMN与在均匀介质中流向MN方向的电流I一样。M上方附近介质电阻率的平均值等于Rs，则Ra=Rs。如图中曲线位置1以下所示。2/5/2023261.2高阻层电位曲线２）当电极系上移靠近高阻层底面时，由于高阻层的排斥作用逐渐加强使IMN减小，但同时又由于高阻层靠近M电极上方平均电阻率增大。因高阻层离M电极近，平均电阻率变化速度较大；而高阻层离A电极远，IMN变化速度较小，所以Ra曲线的变化趋势就由平均电阻率的变化来决定，故Ra曲线上升。如图中曲线1-2段所示。2/5/2023271.2高阻层电位曲线3）M电极在高阻层下，A电极距高阻层较近时，尽管高阻层对电流线的排斥作用加强而使流向上方的电流减小，但是由于高阻层对井眼中电流的约束作用，流向上方的电流较多地流入井眼内从而使IMN增大，这时平均电阻率仍在增大，因此Ra曲线继续上升。如图中曲线2-3段所示。2/5/2023281.2高阻层电位曲线4）从M电极进入高阻层底面开始，直到M电极离开高阻层顶面为止的过程中，平均电阻率因M上方高阻层减薄而一直在减小，相反IMN却一直在增大。IMN与平均电阻率的变化曲线示于图中曲线3-6段。2/5/2023291.2高阻层电位曲线4）在地层中部以下，A电极离高阻层底面较近，IMN变化较大；M电极离高阻层顶面较远，平均电阻率变化较小，则Ra变化由IMN决定，曲线上升。见图中3-4段。2/5/2023301.2高阻层电位曲线4）在地层中部，A电极离高阻层底面的距离与M电极离高阻层顶面的距离相等，IMN变化与平均电阻率变化速度相同，则Ra没有变化，曲线平缓。见图中位置5。2/5/2023311.2高阻层电位曲线4）在地层中部以上，A电极离高阻层底面较远，IMN增加较小；M电极离高阻层顶面较近，平均电阻率降低较大，则Ra变化由平均电阻率决定，曲线下降。见图中5-6段。2/5/2023321.2高阻层电位曲线5）M电极离开高阻层顶面后，平均电阻率不再变化，其值等于Rs，但流向上方的电流却因失去高阻层的约束作用而分散，从而使IMN下降，Ra继续降低。见图中6-7段。2/5/2023331.2高阻层电位曲线6）A电极离开高阻层顶面后，距高阻层越远，高阻层排斥电流的作用越小，流向上方的电流越少，IMN越小，Ra继续降低，如图曲线7—8段所示。2/5/2023341.2高阻层电位曲线7）直到A电极距高阻层较远，高阻层对电流的排斥作用可以忽略不计为止，电流线呈辐射状分布，IMN＝I。平均电阻率＝Rs，Ra=Rs。如图中曲线位置8以上所示。2/5/2023351.2高阻层电位曲线8）倒装电位电极系在高阻厚层上的曲线特征：正对高阻层处Ra增大，曲线对称于高阻层中部。曲线的拐点在高阻层界面内半个电极距(MN／2)的地方。根据上述特征可以从电位曲线上划分出高阻厚层，并确定其界面。2/5/2023361.2高阻层电位曲线３.薄层（h<L）高阻薄层的倒装电位曲线变化的原理与厚层相似。特征：曲线对称于高阻层中心的。正对着高阻层处是一个“负异常”，极小点正对着高阻层中心；在高阻层两侧半个电极距(AM／2)的地方各有—个极大点。2/5/2023371.2高阻层电位曲线３.薄层（h<L）对于薄层的电位曲线，值得注意的是不要把“负异常”处误认为存在着低电阻率地层，也不要把地层两侧的“正异常”处误认为存在着高电阻率地层。一般不采用电极距大于目的层厚度的电位电极系。2/5/202338高阻层梯度曲线与电位曲线对比2/5/2023391.3说明１.以上讨论了高阻层的几种典型曲线，低阻层的曲线形状及其变化原因也可按上述原理予以说明。2.单极供电和双极供