地球物理测#(第一章)侧向测井.ppt
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1、地 球 物 理 测 井,第一章 电法测井,(侧向测井),心胸有多大,事业就有多大 包容有多少,拥有就有多少,地球物理测井侧向测井,问题的提出:,利用电阻率测井资料计算地层的含油气饱和度仍然是目前最基本的使用方法。这种方法要求精确计算地层电阻率与冲洗带电阻率。然而,当井剖面为高阻薄层或井内充满高矿化度盐水泥浆时,普通电阻率测井因受井眼内泥浆和围岩的影响,很难划分地层界面,确定冲洗带和地层电阻率。,地球物理测井侧向测井,在高阻薄层剖面,由于电流往低阻围岩和井中流得多,高阻层对电流分布影响不大,因而对Ra读数的影响小,在Ra曲线上显示也就不明显; 在泥浆矿化度很高时,电流大部分沿井筒流动(流经地层的
2、电流小,不能反映地层电阻率),测得的Ra曲线平缓,不能用来分层划界和计算地层的真电阻率。,对于普通电阻率测井:,以上分析说明,普通电阻率不能很好反映地层电阻率的原因,是供电电流因受围岩和泥浆的影响没有大量流入测量地层所致。,产生,侧向测井或聚焦电流测井,地球物理测井侧向测井,基本原理,根据同性相斥的原理,在供电电极上方和下方装上屏蔽电极。供电电极叫主电极,流出主电流;屏蔽电极流出与主电流同极性的屏蔽电流。由于屏蔽电流对主电流的排斥作用,主电流被聚焦,只侧向(垂直井轴)流入地层。,侧向测井:根据同性电相斥的原理,在主电极的两端通以相同极性的屏蔽电流,使主电流垂直井轴而流入地层测量其电阻率。,地球
3、物理测井侧向测井,按电极系的长短、探测深度大小可分为:,1、电极系长的、探测深度大的:三、七、八侧向、双侧向、球形聚焦,2、电极系短的、探测深度小的:微侧向、邻近侧向、微球形聚焦,侧向测井分类,位于井中心测量,主要用来测量地层深部电阻率和侵入带电阻率.,贴井壁测量,主要用来测量井壁附近冲洗带电阻率,又称为微电阻率测井.,地球物理测井侧向测井,一、三侧向测井(LL3),三侧向测井分为深、浅三侧向测井两种,1、深、浅三侧向的基本原理,电极的形状:棒状,A0主电极(0.15m),A1、2屏蔽电极(各1.7m),N参考电极,B回路电极,地球物理测井侧向测井,测井原理: 测井时:A0通以主电流I0(测井
4、过程中不变) A1、A2通以与I0极性相同的屏蔽电流Ia,采用自动控制Ia的方法,使I0不变,达到V A0 = V A1 = V A2,由此迫使主电流呈层状垂直流入地层。三侧向测井测量的是主电极与N电极的电位差V。在I0不变的情况下,V与主电流流经的圆盘介质电阻成正比。,三侧向测井具有较高的分层能力(可划分0.3m地层)和较深的探测深度,主电流环,地球物理测井侧向测井,主电极A0,屏蔽电极A1,井下电流 的形状图,三侧向测量电阻率的公式:,式中: V为主电极与参考电极N间的电位差 I0为主电流强度 K3电极系数,可用实验或者计算公式求得,接地电阻r0:指主电极表面到无限远主电流流经的电阻。相当
5、于主电流所流经的泥浆、泥饼、冲洗带、侵入带、原状地层电阻的串联。,地球物理测井侧向测井,接地电阻计算的公式:,r0=rm+ri+rt=,地球物理测井侧向测井,由此可得出以下结论:,高阻层 r0 RLL3,低阻层 r0 RLL3,Ra,深度H,RLL3是随井身变化的曲线,可以反映地层电阻率的高低。,地球物理测井侧向测井,三侧向测井分为:深三侧向和浅三侧向测井,两者相同处:原理,两者的区别: 探测深度:深三侧向大于浅三侧向,深三侧向主要反映:原状地层的电阻率即Rt,浅三侧向主要反映:侵入带(冲洗带)地层的电阻率,地球物理测井侧向测井,聚焦作用的强弱:深三侧向强,浅三侧向弱,地球物理测井侧向测井,深
6、三侧向A1与A1相连,A2与A2相连,浅三侧向用深三侧向的A1作B1,用深三侧向的A2作B2,电极系系数:kd=0.24m,ks=0.35m,仪器全长:5.4m,仪器直径:0.089m,三侧向尺寸,(1)、曲线的特点:,当上下围岩的电阻率完全相同时,曲线对称于地层中部,高阻层对应的RLL3大,层界面对应于曲线急剧变化处, RLL3的极大值为高阻层的电阻率。,地球物理测井侧向测井,2、三侧向曲线的应用,当上下围岩的电阻率不相同时,曲线的形状不对称,极大值移向高阻围岩一方。 (请思考为什么?),Ra,深度H,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,(2)、影响三侧向视电阻率的因素,电极系参数,
7、地层参数,电极系越长主电流聚焦越好进入地层越深,电极系尺寸大到一定程度后,再改变电极系长度,对探测深度几乎没有影响,主电极越短分层能力越强(主电极长度一般是井径的0.50.75倍),电极系直径泥浆分流作用Ra,(3)、三侧向测井资料应用,地球物理测井侧向测井,a.分层,三侧向测井受井眼、层厚、邻层影响较小,纵向分辨率较强确定地层界面。,b.求Rt,查图版,程序计算,c.判断油水层,油气层:电阻率高,正差异 水层:电阻率低,负差异或无差异,地球物理测井侧向测井,实测三侧向曲线,如果RLL3深 RLL3浅,称为正差异,为油气层。,地球物理测井侧向测井,深浅三侧向曲线重叠判断油气水层,如果RLL3深
8、 RLL3浅,称为负差异,为水层。,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,二、七侧向测井(LL7),1、 深浅七侧向测井的基本原理,以主电极为中心,3对电极对称排列,A1与A2等电位,M1与M2(M1与M2)等电位迫使主电流水平地流入地层,测井时:主电极A0发出主电流I0,屏蔽电极A1和A1 发出同极性的屏蔽电流Ia,仪器自动节Ia,使VM1=VM1=VM2=VM2,迫使I0呈层状垂直井轴而流入地层,测量的是M1(M1、M2、M2)与N电极的电位差。,地球物理测井侧向测井,主电流层厚度等于O1O2之间长度,视电阻率,K电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出),UM1M1点处电位。即
9、M1点与无穷远处N(参考电极)之间的电位差。因UN0,所以,M1点与N之间的电位差M1点处电位,地球物理测井侧向测井,在深七侧向电极系基础上增加了一对回流电极,确保主电流I0主要流经侵入带,测量侵入带地层电阻率,地球物理测井侧向测井,七侧向电极系尺寸,深七侧向,电极系长度L0=2.07m,浅七侧向,电极系长度L0=1.07m,仪器直径:0.102m,2、 七侧向测井曲线特点,地球物理测井侧向测井,当上下围岩电阻率相同时,单一地层曲线形状对地层中部对称,否则不对称; 高阻层有高的Ra值,低阻层有较低的Ra值; 当h4d时,曲线半幅点外推半个电极矩的距离为地层界面。,电极的个数(3个、7个),聚焦
10、作用的强弱(LL3 LL7),探测深度的大小(r三侧向r七侧向),分层能力(Rt、Ri)(LL3 LL7),深浅七侧向的用途与深浅三侧向完全相同,判断地层的流体性质,确定地层的电阻率,3、 七侧向测井与三侧向的异同点,地球物理测井,存在差异,地球物理测井侧向测井,地球物理测井侧向测井,本节要点,1、三侧向、七侧向测井原理,2、深浅三侧向、七侧向电极系特点,3、视电阻率曲线特点,地球物理测井侧向测井,三、双侧向测井(DLL),优点: 利用三侧向的棒状电极,加强主电流聚焦; 采用七侧向的监督电极,控制主电流在井轴上的分流; 采用恒功率方式记录,满足电阻率变化范围的需要。,地球物理测井侧向测井,1、
11、双侧向测井原理,A、电极系,与七侧向类似,不同的是在七电极系的外面再加上两个屏蔽电极A1、A2。为了增加探测深度,屏蔽电极A1、A2不是环状,而是柱状(与三侧向屏蔽电极相同),地球物理测井侧向测井,对于屏蔽电极A2A2: 在深侧向中,把它与A1A1连在一起作为双屏蔽电极,流出屏蔽电流; 在浅侧向中,把它作为屏蔽电极的回路电极。,两对监督电极的中点即M1M2的中点O、M1M2的中点O之间的距离OO称为电极矩。,地球物理测井侧向测井,测井时,主电极A0发出恒定电流I0,并通过两对屏蔽电极A1、A1和A2、A2发出与I0极性相同的屏蔽电流I1和I1。,测井通过自动调节使得满足:屏蔽电极A1与A1(或
12、A2与A2)的电位比值为一常数,即UA1/UA1=;监督电极M1与M1(M2与M2 )之间的电位差为零。然后,测量任一监督电极(如M1)和无穷远电极N之间的电位差(即UM1)。,在主电流I0恒定不变的条件下,测得的电位差和地层的视电阻率成正比。,B、测井原理,双侧向测量的是监督电极与N之间的电位差,通过电位差的变化反映介质电阻率的变化。,地球物理测井侧向测井,视电阻率,其中:UM1监督电极M1表面电位 I0主电流强度 k电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出),地球物理测井侧向测井,深侧向由于屏蔽电极加长,测出的视电阻率主要反映原状地层的电阻率,浅侧向屏蔽电极A1、A2改成了电流的回路电
13、极,因此,探测深度小于深侧向,主要反映侵入带电阻率,双侧向所反映的径向电阻:,浅双侧向电极系由于是柱状电极,回路电极B1B2靠近电极系,使屏蔽电流对主电流的控制能力减弱,致使主电流流入地层不远处就开始发散,因此探测深度较浅,所测量的结果主要反映侵入带的电阻率Ri。,深、浅侧向电极系的尺寸完全一样。不同处:将深侧向的屏蔽电极A1、A2改成回路电极后,就构成了浅侧向电极系这样,深、浅侧向的纵向分辨率是相同的,且受围岩、层厚影响基本一样用深、浅侧向测出的电阻率判别油、气、水层具有良好效果。,地球物理测井侧向测井,双侧向尺寸,电极系k值:kd =0.733m, ks=1.505m 仪器全长:9.36m
14、 仪器直径:0.089m,屏蔽电极A1、A2很长确保深侧向探测深度大,地球物理测井侧向测井,C、电极系确定原则 分层能力强(0102间距离要小) 探测深度大( A1、A2要长) 受井眼影响小,纵向分辨率一般0.6m左右,深侧向探测深度一般23m,浅侧向探测深度一般0.5m左右,2、曲线的特点及影响因素,(1)、特点,a、上下围岩相同时、曲线对 称于地层中部,b、高阻层曲线高值,低阻层曲线低值,地球物理测井侧向测井,c、地层界面曲线半幅点外 推半个电极矩,与七侧向视电阻率曲线相似,碎屑岩地层,碳酸盐岩地层,气层:深浅双侧向“正差异”,水层:深浅双侧向“负差异”,地球物理测井侧向测井,(2)、双侧
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- 地球物理 第一章 侧向 测井
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