电阻率测井方法基本原理
1、双感应测井 Dual Induction Log
1、双感应测井原理示意图
图1 感应原理示意图
2、双感应测井原理
① 发射线圈形成的电磁场在地层中产生环井眼感应电流（涡流），涡流形成二次电磁场，在接收线圈中产生感应信号，其大小与地层电导率成正比。
具体表述为：把地层看成是一个环绕井轴的大线圈，把装有发射线圈T 和接收线圈R 的井下仪器放入井中，对发射线圈通以交变电流I ，在发射线圈周围地层中产生了交变磁场Φ1，这个交变磁场通过地层，在地层中感应出电流I1，此电流环绕井轴流动，叫涡流。涡流在地层中流动又产生交变磁场，这个磁场是地层中的感应电流产生的，叫二次磁场Φ2，二次磁场Φ2穿过接收线圈R ，并在R 中感应出电流I2，从而被记录仪记录。
很明显，接收线圈R 中感应产生的电动势大小与地层中产生的涡流大小有关，而涡流大小又与岩石的导电性有关，地层电导率大，则涡流大，电导率小，则涡流小，涡流与电导率成正比，因而接收线圈中的电动势也与电导率成正比。根据记录仪记录到的感应电动势的大小，就可知道地层的电导率。中可以看出，接收线圈R 不仅被二次磁场Φ2穿过，而且被一次磁场Φ1穿过。因而接收线圈R 中产生的信号有两种：一是由地层产生的，与地层导电性有关的信号，称为有用信号，用VR 表示。另一种是由仪器的发射线圈直接感应产生的，这是一种干扰因素，称为无用信号，用VX 表示，二者在相位上相差90°。
感应测井是径向（沿半径方向）近似并联的电导测井仪器。 根据几何因子理论：
t
t invasion
invasion m
mud t
t mud mud t R G R G R G G G G 1
1
1
invasion invasion ?+?+?=?+?+?=σσσσ
其中：mud G 、invasion G 、t G 分别为泥浆、侵入带、地层的几何因子；
mud σ、invasion σ、t σ分别为泥浆、侵入带、地层的电导率。
测井系统最后输出的电导率值经过简单地变换后，便成为电阻率值。
② ILD 测量原理
发射振荡器以20kHz 的恒定交流电流通入发射线圈，在地层中建立起磁场。
依据右手定则，在地层中感应生成电动势。按照磁场形状，进而在地层单元环中有电流流动。（图1） 地层单元环电流的大小取决于地层单元环的电导率。
地层单元环具有类似线圈的作用，将建立二次磁场，二次磁场在接收线圈中感应生成电动势。
地层单元环的电导率越高，流过它的电流就越大，所建立的二次磁场就越强，从而接收线圈中的电动势就越大。
因此：电导性地层在接收器中产生大信号；
电阻性地层在接收器中产生小信号。
接收线圈输出两种成分的信号：一个是正比于地层电导率的R 信号，即有用信号；另一个是发射器—接收器直接耦合产生的X 信号，即无用信号。后者是不希望有的，它较有用信号大得很多。有用信号与无用信号有不同得相位，利用相位差可以大大的减小无用信号。然后接收信号被放大。
3、与感应测井原理有关的几个概念
① X 信号（无用信号）
第一个磁场也可以直接在接收线圈中产生与地层单元环无关的电动势，这个信号称为无用信号，是不希望有的，它与地层电导率无关必须通过仪器电路予以抑制。
② 趋肤效应
接收线圈信号来自地层中无数个单元环，这些地层单元环相互作用，使测量结果比应得值偏小。 下井仪器不作趋肤效应校正，而是由CSU 人为地提高下井仪器的电导率读数，给予合适的趋肤效应校正。
③ 反褶积
为进一步减少邻层影响（围岩效应），CSU 应用了一种加权平均法，它把邻层的影响考虑到测量值之中，这一方法称为反褶积。
4、双感应测井现场经验
当地层电阻率小于20Ω?M 时，感应测井能较有效划分油、气、水层。在高侵低电阻情况下，泥浆和侵入带的影响减小，t σ主要是原状地层的贡献。
2、微球形聚焦测井 Micro spherically Focused Log
1、微球形聚焦测井原理示意图
2、
3、双侧向测井Dual Lateral Log 1、双侧向测井原理示意图
2、双侧向测井原理
侧向测井仪为径向串联的电阻率测井仪器。
4、双侧向测井现场经验
在高阻侵入情况下，当地层电阻率较低时，泥浆和侵入带的贡献率增大，测的电阻率比地层电阻率高。所以双侧向测井在低侵高电阻地层能较有效的划分油、气、水层。
4、电极系测井 Electrode Array Log
1、电极系测井原理示意图
2、电极系测井原理
埋藏在地下的岩石电阻率，是一个既不能直接观察，又不能直接测量的物理量，只能采取间接测量的方法，即只有给岩石以一定的电流时才能测量出来。所以进行电阻率测井时，都设有供电线路，过供电电极Ａ、Ｂ供给电流，在井内建立电场，然后测量电位差MN U ?。所测的MN U ?的大小决定于周围介质的电
阻率，研究MN U ?的变化即反映了沿井孔剖面岩层电阻率的变化。因此电阻率法测井的理论实质是研究各种不同介质中电场分布的问题。
测井时，测量电极M 、N 之间的电位差MN U ?，并按照下面的公式：
I
U K
Ra MN
?= K 称为电极系系数，它只与电极系的尺寸、类型有关。
通过一系列的公式推导，为了使在均匀各向同性介质中测量的视电阻率等于真电阻率，必须：
MN
AN
AM K ??
=π4
3、电极系测井现场经验
上图为国产9米电极系的结构。测前保养好电极系，将电缆头AH64用83转换接头与电极系连接好，电极系尾端捆锁上加重杆。把SP 地面电极放置到能与大地有良好接触的湿地中。电极系测井可以同时测量4米电极曲线、2.5米电极曲线和一条自然电位曲线。
2.5m
4m
4m
2.5m 电极
0.5m
83转换头
3 6
4 2
5 1 9m 长电极系以及各测量点位置示意图
1.5m
4m 电极 0.5m
SP
A 供电
加大电流回路，使电流往下走
加重杆
1m
123456
A B C D E F
测井曲线名称符号(常用) 单位符号单位符号名称 自然伽玛GR API 自然电位SP MV 毫伏 井径CAL cm 厘米 中子伽马NGR 冲洗带地层电阻率Rxo 深探测感应测井Ild 中探测感应测井Ilm 浅探测感应测井Ils 深双侧向电阻率测井Rd 浅双侧向电阻率测井Rs 微侧向电阻率测井RMLL 感应测井CON 声波时差AC 密度DEN g/cm3 中子CN v/v 孔隙度POR 冲洗带含水孔隙度PORF 渗透率PERM 毫达西 含水饱和度SW 冲洗带含水饱和度SXO 地层温度TEMP 有效孔隙度POR 泥浆滤液电阻率Rmf 地层水电阻率Rw 泥浆电阻率Rm 微梯度ML1或MIN 微电位ML2或MNO 补偿密度RHOB或DEN G/CM3 补偿中子CNL或NPHI 声波时差DT或AC US/M 微秒/米 深侧向电阻率LLD或RT OMM 欧姆米 浅双侧向电阻率LLS或RS OMM 欧姆米 微球电阻率MSFL或SFLU、RFOC 中感应电阻率ILM或RILM 深感应电阻率ILD或RILD 感应电导率CILD MMO 毫姆欧 PERM绝对渗透率，PIH油气有效渗透率，PIW水的有效渗透率。
测井符号英文名称中文名称 Rt true formation resistivity. 地层真电阻率 Rxo flushed zone formation resistivity 冲洗带地层电阻率Ild deep investigate induction log 深探测感应测井Ilm medium investigate induction log 中探测感应测井 Ils shallow investigate induction log 浅探测感应测井Rd deep investigate double lateral resistivity log 深双侧向电阻率测井Rs shallow investigate double lateral resistivity log 浅双侧向电阻率测井RMLL micro lateral resistivity log 微侧向电阻率测井CON induction log 感应测井 AC acoustic 声波时差 DEN density 密度 CN neutron 中子 GR natural gamma ray 自然伽马 SP spontaneous potential 自然电位 CAL borehole diameter 井径 K potassium 钾 TH thorium 钍 U uranium 铀 KTH gamma ray without uranium 无铀伽马 NGR neutron gamma ray 中子伽马 5700系列的测井项目及曲线名称 Star Imager 微电阻率扫描成像 CBIL 井周声波成像 MAC 多极阵列声波成像 MRIL 核磁共振成像 TBRT 薄层电阻率 DAC 阵列声波 DVRT 数字垂直测井 HDIP 六臂倾角 MPHI 核磁共振有效孔隙度 MBVM 可动流体体积 MBVI 束缚流体体积 MPERM 核磁共振渗透率 Echoes 标准回波数据 T2 Dist T2分布数据 TPOR 总孔隙度 BHTA声波幅度 BHTT 声波返回时间 Image DIP 图像的倾角 COMP AMP 纵波幅度 Shear AMP 横波幅度
第七章 普通电阻率测井（21学时） 普通电阻率测井是地球物理测井中最基本最常用的测井方法，它根据岩石导电性的差别，测量地层的电阻率，在井内研究钻井地质剖面。 岩石电阻率与岩性、储油物性、和含油性有着密切的关系。普通电阻率测井主要任务是根据测量的岩层电阻率，来判断岩性，划分油气水曾研究储集层的含油性渗透性，和孔隙度。 普通电阻率测井包括梯度电极系、电位电极系微电极测井。本章先简要讨论岩石电阻率的影响因素，然后介绍电阻率测井的基本原理，曲线特点及应用。 第一节 岩石电阻率与岩性储油物性和含油物性的关系 各种岩石具有不同的导电能力，岩石的导电能力可用电阻率来表示。由物理学可知，对均匀材料的导体其电阻率为： S L R r 其中L ：导体长度，S ：导体的横截面积，R ：电阻率仅与材料性质有关 由上式可以看出，导体的电阻不仅和导体的材料有关，而且和导体的长度、横截面积有关。 从研究倒替性质的角度来说，测量电阻这个物理量显然是不确切的，因此电阻率测井方法测量的是地层的电阻率，而不是电阻。 下面分别讨论一下影响岩石电阻率的各种因素： 一 岩石电阻率与岩石的关系 按导电机理的不同，岩石可分成两大类，离子导电的岩石很电子导电的岩石，前者主要靠连同孔隙中所含的溶液的正负离子导电；后者靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电。 对于离子导电的岩石，其电阻率的大小主要取决于岩石孔隙中所含溶液的性质，溶液的浓度和含量等（如砂岩、页岩等），虽然其造岩矿物的自由电子也可以传导电流，但相对于离子导电来说是次要的，因此沉积岩主要靠离子导电，其电阻率比较底。 对于电子导电的岩石，其电阻率主要由所含导电矿物的性质和含量来决定。大部分火成岩（如玄武岩、花岗岩等）非常致密坚硬不含地层水，主要靠造岩矿物中少量的自由电子导电，所以电阻率都很高。如果火成岩含有较多的金属矿物，由于金属矿物自由电子很多，这种火成岩电阻率就比较底。 二 岩石电阻率与地层水性质的关系 沉积岩电阻率主要由孔隙溶液（即地层水）的电阻率决定，所以研究沉积岩的电阻率必须首先研究影响地层水电阻率的因素。 地层水的电阻率，取决于其溶解岩的化学成分，溶液含盐浓度和地层水的温度，电阻率与含盐浓度，及地层水的温度成正比，溶解盐的电离度越大，离子价越高，迁移率越大，地层水电阻率越小。也就是说岩石电阻率与地层水矿化度温度之间存在正比关系。 三 含水岩石电阻率与孔隙度的关系 沉积岩的导电能力主要取决于单位体积岩石中，孔隙体积（孔隙度）和地层水电阻率，孔隙度越大，地层水的电阻率越低，岩石电阻率就越低 实验证明，对于沉积岩
1地层倾角对普通电阻率测井的影响 汪宏年等于1999年发表文章“各向异性地层中电阻率测井的响应特征”，文章中利用模拟匹配算法给出了斜井眼中普通电阻率测井的快速正演模拟方法，系统研究了井眼倾角、地层厚度和地层各向异性等对普通电阻率测井的影响。对于水平各向异性无限厚的地层，井眼的倾角为θ，电位和梯度电极系的视电阻率值与地层或井眼倾角间的关系： （1）对于各向同性地层，由于各向异性系数=1，这时上式可简化为： （2）这说明各向同性地层中的视电阻率值与倾角无关。 文章中同时给出了A0.5M的电位电极系在两种不同模型上的正演计算结果： 第一个模型假定厚度分别为0.5，1.0，1.5，2.0，3.0和4.0m的单一地层位于均值的 围岩中；井眼倾角分别为0°，30°，60°和85°，用来研究地层的厚度、倾角变化以及地 层电阻率的各向异性对视电阻率测井曲线的影响。首先假定所有的地层均为各向同性地层条 件下的正演模拟结果，其中，中间目的层和上下围岩的电阻率分别是20Ω·m和1Ω·m。结果显示:在各向同性地层中，井眼倾角的变化对厚度明显大于测井仪器纵向分辨率的厚储 层的测井响应影响很小；但对于厚度较小的薄层，其视电阻率测井曲线受倾角变化的影响较 大。这是由于倾角的增加导致视厚度的增加，使薄层的响应变得与厚度类似。此外，倾角的 增加使地层的视厚度增大从而导致整个测井曲线变得更加光滑，但厚层中的视电阻率值并不 随倾角的变化而改变，这一现象与式（2）的预测结果一致。然后假定中间目的层为各向异 性地层，但围岩仍为各向同性地层情况下的正演模拟结果，中间目的层的纵横向电阻率分别 是20Ω·m和5Ω·m，围岩层的电阻率仍是1Ω·m。结果表明，随着倾角的增加，除了薄 储层上的视电阻率曲线的形态发生明显的变化外，厚层中的视电阻率值均明显增大，且厚层中间的视电阻率值与倾角的变化关系基本满足式（1）给出的结果。此外，地层的各向异性 使得测井曲线的形态变化更加复杂，在地层边界附近视电阻率曲线出现了较大的起伏，倾角较小时，这种特征很明显，但随着倾角的增加，这种现象逐渐消失。最后假定中间目的层和 围岩电阻率均为各向异性情况下的正演模拟结果。中间目的层的纵横向电阻率仍是20Ω·m
第八章 电阻率测井 电测井是以研究岩石电阻率、电化学活动性和介电常数等电学性质为基础的一系列测井方法。它可分为电阻率测井、电化学测井、感应测井、激发极化测井和介电常数测井等, 已广泛用于石油、煤田、金属非金属、水文与工程勘查中。 电阻率测井基于在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并根据电阻率的差异，来划分钻孔地质剖面，研究和解决井下的一些地质问题。电阻率测井可分为普通电阻率测井、侧向测井和微电阻率测井等。 第一节 普通电阻率测井 普通电阻率测井又称视电阻率测井，它是使用最早、应用较广的电阻率测井方法。 一、基本概念 (一)测量原理 根据电场理论，岩石电阻率只有当给岩石供以一定的电流时才能测定，所以在进行电阻率测井时，必须要有电源、供电线路和测量线路（图8-1）。图中，电源和供电电极A 、B 组成的回路为供电线路，它通过A 电极供给电流I ，通过B 电极返回电源， 由此在钻孔内建立电场。由检流计和测量电极M 、N 组成的回路为测量线路，测量 M 与N 电极之间的电位差为MN U 。 图8-1 普通电阻率测井的测量原理图 置于井中的电极，称为下井电极；留在地面的电极，称为地面电极。由下井电极组成的一个可移动但相对位置不变的体系，常称为电极系。测井是在电极系从井底以一定的速度向井口移动时进行的。在电极系提升过程中，由记录仪测量并绘制M 、N 之间沿井深变化的电位差曲线，再根据电场与电阻率的关系，可换算成沿井深变化的岩石电阻率曲线。由此可知，电阻率测井的实质是研究钻井剖面各种不同岩层中电场分布特征。 当不考虑钻孔影响，设电极系周围的介质是电阻率为ρ的均匀无限各向同性的岩石。考虑到电极的尺寸远小于电极之间的距离，以及地面电极至电极系的距离远超过电极系长度，则电极可视为点电极，且地面电极的影响忽略不计。这样普通电阻率测井的理论就简化为计算点电源在均匀无限各向同性介质中的电场分布问题（图8-2），则该电场中测量电极M 、N 之间的电位差为
第一道主要为反映岩性的测井曲线道，包括： 自然电位测井曲线――曲线符号为SP、记录单位mv； 自然伽马测井曲线――曲线符号为GR、记录单位API； 井径测井曲线――曲线符号为CAL，记录单位in或cm； 岩性密度测井曲线（光电吸收界面指数）――曲线符号为PE； 第二道是深度道；通常的深度比例尺为1：200 或1：500 第三道是反映含油性的测井曲线道，包括深中浅三条电阻率测井曲线，分别是： 深侧向测井曲线――曲线符号为LLD、记录单位Ωm； 浅侧向测井曲线――曲线符号为LLS、记录单位Ωm； 微球形聚焦测井曲线――曲线符号为MSFL、记录单位Ωm； 电阻率测井曲线通常为对数刻度。 第四道为反映孔隙度的测井曲线道，包括： 密度测井曲线――曲线符号为DEN或RHOB，记录单位g/cm3； 中子测井曲线――曲线符号为CNL或PHIN，记录单位%，有时为v/v。 声波测井曲线――曲线符号为AC或DT，记录单位us/ft，有时为us/m。 中子和密度测井曲线的刻度的特点是保证在含水砂岩层上两条曲线重迭，在含气层上，密度孔隙度大于中子孔隙度，在泥岩层上，中子孔隙度大于密度孔隙度； 第五道是反映粘土矿物类型的测井曲线道，包括自然伽马能谱测井中的三条曲线： 放射性钍测井曲线――曲线符号为Th或THOR，记录单位是ppm； 放射性铀测井曲线――曲线符号为U或URAN，记录单位ppm； 放射性钾测井曲线――曲线符号为K或POTA，记录单位%，有时为v/v。 测井曲线中英文名称对照
测井曲线英文与汉字名称对照代码名称 A1R1 T1R1声波幅度 A1R2 T1R2声波幅度 A2R1 T2R1声波幅度 A2R2 T2R2声波幅度 AAC 声波附加值 AAVG 第一扇区平均值 AC 声波时差 AF10 阵列感应电阻率 AF20 阵列感应电阻率 AF30 阵列感应电阻率 AF60 阵列感应电阻率 AF90 阵列感应电阻率 AFRT 阵列感应电阻率 AFRX 阵列感应电阻率 AIMP 声阻抗 AIPD 密度孔隙度 AIPN 中子孔隙度 AMAV 声幅 AMAX 最大声幅 AMIN 最小声幅 AMP1 第一扇区的声幅值AMP2 第二扇区的声幅值AMP3 第三扇区的声幅值AMP4 第四扇区的声幅值AMP5 第五扇区的声幅值AMP6 第六扇区的声幅值AMVG 平均声幅 AO10 阵列感应电阻率 AO20 阵列感应电阻率 AO30 阵列感应电阻率 AO60 阵列感应电阻率 AO90 阵列感应电阻率 AOFF 截止值 AORT 阵列感应电阻率 AORX 阵列感应电阻率 APLC 补偿中子 AR10 方位电阻率 AR11 方位电阻率 AR12 方位电阻率 ARO1 方位电阻率 ARO2 方位电阻率 ARO3 方位电阻率
常用测井曲线符号单位测井曲线名称符号(常用)单位符号名称 自然伽玛GRAPI 自然电位SP MV毫伏 井径CAL cm厘米 中子伽马NGR 冲洗带地层电阻率Rxo 深探测感应测井Ild 中探测感应测井Ilm 浅探测感应测井Ils 深双侧向电阻率测井Rd 浅双侧向电阻率测井Rs 微侧向电阻率测井RMLL 感应测井CON 声波时差AC 密度DENg/cm3 中子CNv/v 孔隙度POR 冲洗带含水孔隙度PORF 渗透率PERM毫达西 含水饱和度SW
冲洗带含水饱和度SXO 地层温度TEMP 有效孔隙度POR 泥浆滤液电阻率Rmf 地层水电阻率Rw 泥浆电阻率Rm 微梯度ML1或MIN 微电位ML2或MNO 补偿密度RHOB或DEN G/CM3 补偿中子CNL或NPHI 声波时差DT或AC US/M微秒/米 深侧向电阻率LLD或RT OMMxx米 浅双侧向电阻率LLS或RS OMM欧姆米 微球电阻率MSFL或SFLU、RFOC 中感应电阻率ILM或RILM 深感应电阻率ILD或RILD 感应电导率CILD MMO毫姆xx PERM绝对渗透率，PIH油气有效渗透率，PIW水的有效渗透率。测井符号英文名称中文名称 Rttrueformationresistivity.地层真电阻率 Rxoflushedzoneformationresistivity冲洗带地层电阻率
Ilddeepinvestigateinductionlog深探测感应测井 Ilmmediuminvestigateinductionlog中探测感应测井 Ilsshallowinvestigateinductionlog浅探测感应测井 Rddeepinvestigatedoublelateralresistivitylog深双侧向电阻率测井Rsshallowinvestigatedoublelateralresistivitylog浅双侧向电阻率测井RMLLmicrolateralresistivitylog微侧向电阻率测井 CONinductionlog感应测井 ACacoustic声波时差 DENdensity密度 CNneutron中子 GRnaturalgammaray自然伽马 SPspontaneouspotential自然电位 CALboreholediameter井径 Kpotassium钾 THthorium钍 Uuranium铀 KTHgammaraywithouturanium无铀伽马 NGRneutrongammaray中子伽马 5700系列的测井项目及曲线名称 StarImager微电阻率扫描成像 CBILxx声波成像
1.常用测井曲线名及简写： 测井符号英文名称中文名称 Rt true formation resistivity. 地层真电阻率 Rxoflushed zone formation resistivity冲洗带地层电阻率 Ilddeep investigate induction log深探测感应测井 Ilmmedium investigate induction log中探测感应测井 Ilsshallow investigate induction log 浅探测感应测井 Rd deep investigate double lateral resistivity log 深双侧向电阻率测井Rs shallow investigate double lateral resistivity log浅双侧向电阻率测井RMLL micro lateral resistivity log 微侧向电阻率测井 CONinduction log 感应测井 AC acoustic声波时差 DENdensity 密度 CN neutron 中子 GR natural gamma ray 自然伽马 SP spontaneous potential 自然电位 CALborehole diameter 井径 Kpotassium 钾 TH thorium 钍 Uuranium 铀 KTHgamma ray without uranium 无铀伽马 NGRneutron gamma ray 中子伽马 5700系列的测井项目及曲线名称 Star Imager 微电阻率扫描成像 CBIL井周声波成像 MAC 多极阵列声波成像 MRIL核磁共振成像 TBRT薄层电阻率 DAC 阵列声波 DVRT数字垂直测井 HDIP六臂倾角
常用测井曲线名称 测井符号英文名称中文名称 Rt true formation resistivity.地层真电阻率 Rxo flushed zone formation resistivity冲洗带地层电阻率 DIFL double induction focus log感应测井 Ild deep investigate induction log深探测感应测井 Ilm medium investigate induction log中探测感应测井 Ils shallow investigate induction log浅探测感应测井 DLL double lateral resistivity log双侧向电阻率测井 Rd deep investigate double lateral resistivity log深双侧向电阻率测井Rs shallow investigate double lateral resistivity log浅双侧向电阻率测井 RML micro resistivity log微电阻率测井 RNML微电位 RLML微梯度 RMLL micro lateral resistivity log微侧向电阻率测井 RPROX邻近侧向测井 CON induction log感应测井 AC acoustic声波时差 AC DT CDL density密度 DEN Z-DEN Z-density岩性密度 Z-DEN PE光电指数 CNL neutron中子 CN GR natural gamma ray自然伽马 SP spontaneous potential自然电位 CAL borehole diameter井径 K potassium钾 TH thorium钍 U uranium 铀 KTH gamma ray without uranium无铀伽马 NGR neutron gamma ray中子伽马 NLL 中子寿命 输出曲线中文名 SH 泥质含量 SW 地层含水饱和度 POR 有效孔隙度 PORH 含烃重量
第七章 普通电阻率测井 普通电阻率测井是地球物理测井中最基本最常用的测井方法，它根据岩石导电性的差别，测量地层的电阻率，在井内研究钻井地质剖面。 岩石电阻率与岩性、储油物性、和含油性有着密切的关系。普通电阻率测井主要任务是根据测量的岩层电阻率，来判断岩性，划分油气水曾研究储集层的含油性渗透性，和孔隙度。 普通电阻率测井包括梯度电极系、电位电极系微电极测井。本章先简要讨论岩石电阻率的影响因素，然后介绍电阻率测井的基本原理，曲线特点及应用。 第一节 岩石电阻率与岩性储油物性和含油物性的关系 各种岩石具有不同的导电能力，岩石的导电能力可用电阻率来表示。由物理学可知，对均匀材料的导体其电阻率为： S L R r 其中L ：导体长度，S ：导体的横截面积，R ：电阻率仅与材料性质有关 由上式可以看出，导体的电阻不仅和导体的材料有关，而且和导体的长度、横截面积有关。 从研究倒替性质的角度来说，测量电阻这个物理量显然是不确切的，因此电阻率测井方法测量的是地层的电阻率，而不是电阻。 下面分别讨论一下影响岩石电阻率的各种因素： 一 岩石电阻率与岩石的关系 按导电机理的不同，岩石可分成两大类，离子导电的岩石很电子导电的岩石，前者主要靠连同孔隙中所含的溶液的正负离子导电；后者靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电。 对于离子导电的岩石，其电阻率的大小主要取决于岩石孔隙中所含溶液的性质，溶液的浓度和含量等（如砂岩、页岩等），虽然其造岩矿物的自由电子也可以传导电流，但相对于离子导电来说是次要的，因此沉积岩主要靠离子导电，其电阻率比较底。 对于电子导电的岩石，其电阻率主要由所含导电矿物的性质和含量来决定。大部分火成岩（如玄武岩、花岗岩等）非常致密坚硬不含地层水，主要靠造岩矿物中少量的自由电子导电，所以电阻率都很高。如果火成岩含有较多的金属矿物，由于金属矿物自由电子很多，这种火成岩电阻率就比较底。 二 岩石电阻率与地层水性质的关系 沉积岩电阻率主要由孔隙溶液（即地层水）的电阻率决定，所以研究沉积岩的电阻率必须首先研究影响地层水电阻率的因素。 地层水的电阻率，取决于其溶解岩的化学成分，溶液含盐浓度和地层水的温度，电阻率与含盐浓度，及地层水的温度成正比，溶解盐的电离度越大，离子价越高，迁移率越大，地层水电阻率越小。也就是说岩石电阻率与地层水矿化度温度之间存在正比关系。 三 含水岩石电阻率与孔隙度的关系 沉积岩的导电能力主要取决于单位体积岩石中，孔隙体积（孔隙度）和地层水电阻率，孔隙度越大，地层水的电阻率越低，岩石电阻率就越低 实验证明，对于沉积岩
测井符号英文名称中文名称 Rt true formation resistivity. 地层真电阻率 Rxo flushed zone formation resistivity 冲洗带地层电阻率 Ild deep investigate induction log 深探测感应测井 Ilm medium investigate induction log 中探测感应测井 Ils shallow investigate induction log 浅探测感应测井 Rd deep investigate double lateral resistivity log 深双侧向电阻率测井 Rs shallow investigate double lateral resistivity log 浅双侧向电阻率测井RMLL micro lateral resistivity log 微侧向电阻率测井 CON induction log 感应测井 AC acoustic 声波时差 DEN density 密度 CN neutron 中子 GR natural gamma ray 自然伽马 SP spontaneous potential 自然电位 CAL borehole diameter 井径 K potassium 钾 TH thorium 钍 U uranium 铀 KTH gamma ray without uranium 无铀伽马 NGR neutron gamma ray 中子伽马 --------------------------------------------------- GRSL—能谱自然伽马 POR 孔隙度 NEWSAND PORW 含水孔隙度 NEWSAND PORF 冲洗带含水孔隙度 NEWSAND PORT 总孔隙度 NEWSAND PORX 流体孔隙度 NEWSAND PORH 油气重量 NEWSAND BULK 出砂指数 NEWSAND PERM 渗透率 NEWSAND SW 含水饱和度 NEWSAND SH 泥质含量 NEWSAND CALO 井径差值 NEWSAND CL 粘土含量 NEWSAND DHY 残余烃密度 NEWSAND SXO 冲洗带含水饱和度 NEWSAND DA 第一判别向量的判别函数 NEWSAND DB 第二判别向量的判别函数 NEWSAND DAB 综合判别函数 NEWSAND CI 煤层标志 NEWSAND
主要测井曲线及其含义 主要测井曲线及其含义 一、自然电位测井： 测量在地层电化学作用下产生的电位。 自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水
电阻率Rw的关系一致。Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的； Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。 自然电位测井 SP曲线的应用：①划分渗透性地层。②判断岩性，进行地层对比。③估计泥质含量。④确定地层水电阻率。⑤判断水淹层。⑥沉积相研究。 自然电位正异常 Rmf＜Rw时，SP出现正异常。 淡水层Rw很大（浅部地层） 咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言） 自然电位测井 自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。 自然电位曲线在水淹层出现基线偏移 二、普通视电阻率测井（R4、R2.5） 普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。测量时先给介质通入电流造成人工电场，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。 视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。②求岩层的真电阻率。③求岩层孔隙度。 ④深度校正。⑤地层对比。 电极系测井 2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。 底部梯度电极系分层： 顶：低点； 底：高值。 三、微电极测井（ML） 微电极测井是一种微电阻率测井方法。其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。主要应用：①划分岩性剖面。②确定岩层界面。③确定含油砂岩的有效厚度。④确定大井径井段。⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。
地球物理测井第一章 电法测井 资源与环境学院 桑 琴 2007年7月
地球物理测井——普通电阻率测井 普通电阻率测井，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，用以研究井所穿过的地质剖面和油气水层的测井方法。 梯度电极系电位电极系
地球物理测井——普通电阻率测井一、基本原理 R p r A( I ) 1、均匀无限介质电场中电位与 介质电阻率的关系 假设： 均匀无限介质电阻率为R 点电极A并供以强度为I的电流 电流将以A点为中心呈辐射状向各方向均 匀流出，电流线以A为中心指向四周
地球物理测井——岩石的导电特性 由电流密度的定义可知，离点电源A为r距离的任意一点P的电流密度为： /4πr2 （1－6） j＝Ir 电流密度j是一个向量，r 是单位矢量，数值为1，其方向是射线r的方向。 根据微分形式的欧姆定律，p点的电场强度E为： E＝Rj＝RIr /4πr2 （1－7） 对于恒定的电流场，电场强度等于电位梯度的负值，即 E ＝－gradV（1－8） gradV＝（dV/dr）*r 称为电位梯度，表示电位在变化最大的方向上每单 位长度的增量
地球物理测井——岩石的导电特性 E＝－（dV/dr）*r （1－10） 将（1－10））式代入（1－7），可得 －dV/dr＝RI/4πr2 V＝RI/4πr+C 由于r ∞时，电位V=0，故积分常数c＝0，因此 V＝RI/4πr （1－13） 上式表明，在均匀无限介质中，任意一点的电位V与介质的电阻率R及供电电流I成正比，与该点至电源点之间的距离r 成反比。
主要测井曲线及其含义
自然电位测井： 测量在地层电化学作用下产生的电位。 自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的；Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。 自然电位测井 SP曲线的应用：①划分渗透性地层。②判断岩性，进行地层对比。③估计泥质含量。④确定地层水电阻率。⑤判断水淹层。⑥沉积相研究。 自然电位正异常 Rmf＜Rw时，SP出现正异常。 淡水层Rw很大（浅部地层） 咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言） 自然电位测井 自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。 自然电位曲线在水淹层出现基线偏移 普通视电阻率测井（R4、R2.5） 普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。测量时先给介质通入电流造成人工电场，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。
视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。②求岩层的真电阻率。 ③求岩层孔隙度。④深度校正。⑤地层对比。 电极系测井 2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。 底部梯度电极系分层： 顶：低点； 底：高值。 微电极测井（ML） 微电极测井是一种微电阻率测井方法。其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。 主要应用：①划分岩性剖面。②确定岩层界面。③确定含油砂岩的有效厚度。④确定大井径井段。⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。 微电极确定油层有效厚度 微电极测井 微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。 双感应测井 感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，
lld Deep Investigation Log 是深侧向测井 lls Shallow Investigation Log 是浅侧向测井 msfl Microspherical Focused Log 是微球形聚焦测井 ild 是深感应测井 ils 是浅感应测井 ilm 是中感应测井 上述这三个最后一个字母分别是d代表deep，就是深；s代表shallow，就是浅；m代表middle，就是中的意思。il是是induction log ，就是感应测井的意思 sflu 是球形聚焦电阻率测井 pef 是光电吸收截面指数 rhob 是岩性密度测井 nphi？这个不知道，是不是phin，这个是中子孔隙度测井，呵呵！ cali 这个是井径测井 bs 这个也不是很清楚。 其实我倒是觉得写成大写大家更好认一点,因为这些本来就是英文缩写的大写字母,在表头里往往出现的是小写,所以让人很费解. 测井曲线代码一览表 常用测井曲线名称 Rt true formation resistivity. 地层真电阻率 Rxo flushed zone formation resistivity 冲洗带地层电阻率 Ild deep investigate induction log 深探测感应测井 Ilm medium investigate induction log 中探测感应测井 Ils shallow investigate induction log 浅探测感应测井Rd deep investigate double lateral resistivity log 深双侧向电阻率测井 Rs shallow investigate double lateral resistivity log 浅双侧向电阻率测井RMLL micro lateral resistivity log 微侧向电阻率测井 CON induction log 感应测井 AC acoustic 声波时差 DEN density 密度 CN neutron 中子 GR natural gamma ray 自然伽马 SP spontaneous potential 自然电位 CAL borehole diameter 井径 K potassium 钾 TH thorium 钍 U uranium 铀
主要测井曲线及其含义 一、自然电位测井： 测量在地层电化学作用下产生的电位。 自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的； Rmf＞Rw时SP 为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。 自然电位测井 SP曲线的应用：①划分渗透性地层。②判断岩性，进行地层对比。③估计泥质含量。④确定地层水电阻率。⑤判断水淹层。⑥沉积相研究。 自然电位正异常 Rmf＜Rw时，SP出现正异常。 淡水层Rw很大（浅部地层） 咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言） 自然电位测井 自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。 自然电位曲线在水淹层出现基线偏移 二、普通视电阻率测井（R4、R2.5） 普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。测量时先给介质通入电流造成人工电场，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。 视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。②求岩层的真电阻率。③求岩层孔隙度。④深度校正。⑤地层对比。 电极系测井 2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。 底部梯度电极系分层：
顶：低点； 底：高值。 三、微电极测井（ML） 微电极测井是一种微电阻率测井方法。其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。 主要应用：①划分岩性剖面。②确定岩层界面。③确定含油砂岩的有效厚度。④确定大井径井段。⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。 微电极确定油层有效厚度 微电极测井 微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。 四、双感应测井 感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。 感应测井曲线的应用：①划分渗透层。②确定岩层真电阻率。③快速、直观地判断油、水层。 油层： RILD＞RILM＞RFOC 水层： RILD＜ RILM＜ RFOC 纯泥层： RILD、RILM基本重合 五、双侧向测井 双侧向测井是采用电流屏蔽方法，迫使主电极的电流经聚焦后成水平状电流束垂直于井轴侧向流入地层，使井的分流作用和低阻层对电流的影响减至最小程度，因而减少了井眼和围岩的影响，较真实地反映地层电阻率的变化，并能解决普通电极系测井所不能解决的问题。 双侧向测井资料的应用：①确定地层的真电阻率。②划分岩性剖面。③快速、直观地判断油、水层。 六、八侧向测井和微球形聚焦测井. ⑴、八侧向是一种浅探测的聚焦测井，电极距较小，纵向分层能力强，主要用来反映井壁附近介质的电阻率变化。⑵、微球形聚焦测井是一种中等探测深度的微聚焦电法测井，是确定冲洗带电阻率测井中较好的一种方法 主要应用：①划分薄层。②确定Rxo。 七、井径测井 主要用途：
油、气、水层在测井曲线上显示不同的特征： (1)油层： 声波时差值中等，曲线平缓呈平台状。 自然电位曲线显示正异常或负异常，随泥质含量的增加异常幅度变小。 微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小。 长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征。 感应曲线呈明显的低电导(高电阻)。 井径常小于钻头直径。 (2)气层：在自然电位、微电极、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不同的是在声波时差曲线上明显数值增大或周波跳跃现象，中子、伽玛曲线幅度比油层高。 (3)油水同层：在声波时差、微电极、井径曲线上，油水同层与油层相同，不同的是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。 (4)水层：自然电位曲线显示正异常或负异常，且异常幅度值比油层大；微电极曲线幅度中等，有明显的正幅度差，但与油层相比幅度相对降低；短电极视电阻率曲线幅度较高而长电极视电阻率曲线幅度较低，感应曲线显示高电导值，声波时差数值中等，呈平台状，井径常小于钻头直径。 2、定性判断油、气、水层 油气水层的定性解释主要是采用比较的方法来区别它们。在定性解释过程中，主要采用以下几种比较方法： (1)纵向电阻比较法：在水性相同的井段内，把各渗透层的电阻率与纯水层比较，在岩性、物性相近的条件下，油气层的电阻率较高。一般油气层的电阻率是水层的3倍以上。纯水层一般应典型可靠，一般典型水层应该厚度较大，物性好，岩性纯，具有明显的水层特征，而且在录井中无油气显示。 (2)径向电阻率比较法：若地层水矿化度比泥浆矿化度高，泥浆滤液侵入地层时，油层形成减阻侵入剖面，水层形成增阻侵入剖面。在这种条件下比较探测不同的电阻率曲线，分析电阻率径向变化特征，可判断油、气、水层。一般深探测电阻率大于浅探测电阻率的岩层为油层，反之则为水层，有时油层也会出现深探测电阻率小于浅探测电阻率的现象，但没有水层差别那样大。 (3)邻井曲线对比法：将目的层段的测井曲线作小层对比，从中分析含油性的变化。这种对比要注意储集层的岩性、物性和地层水矿化度等在横向上的变化，如下图所示。 (4)最小出油电阻率法：对某一构造或断块的某一层组来说，地层矿化度一般比较稳定，纯水层的电阻率高低主要与岩性、物性有关，所以若地层的岩性物性相近，则水层的电阻率相同，当地层含油饱和度增加，地层电阻率也随之升高。比较测井解释的真电阻率与试油结果，就要以确定一个电性标准(最小出油电阻率)，高于电性标准是油层,低于电性标准的是水层。从而利用地层真电阻率(感应曲线所求的电阻率)和其它资料，可划分出油(气)、水层。但是应用这种方法时，必须考虑到不同断块、不同层系的电性标准不同，当岩性、物性、水性变化，则最小出油电阻也随之变化。 (5)判断气层的方法：气层与油层在许多方面相似，利用一般的测井方法划分不开，只能利用气层的“三高”特点进行区分。所谓“三高”即高时差值（或出现周波跳跃）；高中子伽马值；高气测值(甲烷高，重烃低)。
常用测井曲线符号单位 测井曲线名称符号(常用) 单位符号单位符号名称自然伽玛 GR API 自然电位 SP MV 毫伏 井径CAL cm 厘米 中子伽马NGR 冲洗带地层电阻率Rxo 深探测感应测井Ild 中探测感应测井Ilm 浅探测感应测井Ils 深双侧向电阻率测井Rd 浅双侧向电阻率测井Rs 微侧向电阻率测井RMLL 感应测井CON 声波时差AC 密度DEN g/cm3 中子CN v/v 孔隙度POR 冲洗带含水孔隙度PORF 渗透率PERM 毫达西 含水饱和度SW 冲洗带含水饱和度SXO 地层温度TEMP 有效孔隙度POR 泥浆滤液电阻率 Rmf 地层水电阻率 Rw 泥浆电阻率 Rm 微梯度ML1或MIN 微电位ML2或MNO 补偿密度RHOB或DEN G/CM3 补偿中子CNL或NPHI 声波时差DT或AC US/M 微秒/米
深侧向电阻率LLD或RT OMM 欧姆米 浅双侧向电阻率LLS或RS OMM 欧姆米 微球电阻率MSFL或SFLU、RFOC 中感应电阻率ILM或RILM 深感应电阻率ILD或RILD 感应电导率CILD MMO 毫姆欧 PERM绝对渗透率，PIH油气有效渗透率，PIW水的有效渗透率。 测井符号英文名称中文名称 Rt true formation resistivity. 地层真电阻率 Rxo flushed zone formation resistivity 冲洗带地层电阻率 Ild deep investigate induction log 深探测感应测井 Ilm medium investigate induction log 中探测感应测井 Ils shallow investigate induction log 浅探测感应测井 Rd deep investigate double lateral resistivity log 深双侧向电阻率测井Rs shallow investigate double lateral resistivity log 浅双侧向电阻率测井RMLL micro lateral resistivity log 微侧向电阻率测井 CON induction log 感应测井 AC acoustic 声波时差 DEN density 密度 CN neutron 中子 GR natural gamma ray 自然伽马 SP spontaneous potential 自然电位 CAL borehole diameter 井径 K potassium 钾 TH thorium 钍 U uranium 铀 KTH gamma ray without uranium 无铀伽马 NGR neutron gamma ray 中子伽马 5700系列的测井项目及曲线名称
视电阻率测井理论曲线分析 一、梯度电极系理论曲线分析 （一）、高阻厚层理想梯度电极系理论曲线分析 假设条件： 1)岩层水平； 2)钻孔条件忽略； 3)理想顶部梯度(NMA，AO>>MN)； 4)岩层为厚层。 分析公式 式中J0=(I/4πL2)为一个常数，表示在均匀情况下记录点O点的正常电流密度；JMN是O 点的实际电流密度；RMN是O点的实际电阻率。 分析如下（图1-11）： 图1-11顶部梯度电极系理论曲线 ab段：此时电极系位于界面以下足够远(2～3AO)，此时界面对电极系的影响忽略不计 (其原因是电极系到界面的距离超过了电极系的探测范围)，就好像电极系置于电阻率为R1 的无限介质一样，因此上述关系式中： RMN=R1 则 bc段：此时电极系上移，直到O点到底界面为止。随着电极系上移，J0=I/(4πL2)和 RMN=R1不变，而JMN随电极系上移而减小（随电极系上移，高阻对A极的供电电流的排斥作用增大，使JMN减小）JMN↘，并且JMN 当O点到达界面时，JMN达极小值，因此Ra达极小值。 由于 所以 cd段：电极系上移很小一点距离，即O点过界面很小一点距离。即O点由介质R1进入介质 R2中，在这无限小的距离内。 因为电流密度的法向分量相等：JMNc=JMNd；又Rad=JMNdRMNd/J0；Rac=JMNcRMNc/J0；将两个式子相除，其中JMNc=JMNd，便有： 这就是说，O点由介质R1进入介质R2时，RMN从RMNc＝R1跳跃到RMNd＝R2，造成Ra发生跳跃，即Ra从Rac跳跃到Rad，也就是MNR突变多少倍，Ra突变多少倍。 D点的Ra值为： de段：从O点过底界面直到A极到底界面为此，此时AO横跨界面两侧，可计算得到： ， ， 即：从O点过底界面直到A极到底界面为止，为Ra常数段，常数段的长度为1倍的AO， 数值为Ra＝2R1R2/(R1+R2)。 ef段：当A极越过底界面直到电极系接近岩层中部时，随着电极系上移，J0=I/(4πL2) 和RMN=R2不变，而JMN随电极系上移而增大(随电极系上移，低阻对A极的供电电流的吸引作 用减小，使JMN增大)，由于JMN增大，RMN=R2，所以Ra增大，当A极接近岩层中部时，JMN≈J0 RMN=R2 有Ra ≈R2 fg段：电极系处在岩层中部时，此时顶底界面对电极系的影响忽略不计(其原因是电极 系到界面的距离超过了电极系的探测范围)，就好像电极系置于电阻率为R2的无限介质一 样，因此：
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