电法测井简介

电法测井技术解析与地质工程勘察电法测井技术在地质工程勘察中扮演着重要角色，通过测量地下电阻率分布，可以对地层结构和含水性质进行解析。

本文将对电法测井技术原理、应用方法和数据解释进行详细探讨，以期为地质工程勘察提供参考。

1. 电法测井技术原理电法测井技术基于不同性质地质体的电导率差异，通过注入电流并测量电势差来推断地下介质的物理特性。

根据用途和测量目的的不同，电法测井技术可以分为直流电法、交流电法和自然电位法等。

直流电法是最常用的电法测井方法之一。

其原理是在地层中注入直流电流，并测量地面上的电势差。

通过得到的电流密度和电势差数据，可以计算出地下电阻率分布，进而推断地下介质的结构和含水性质。

2. 电法测井技术应用方法2.1 电法测井仪器与设备电法测井仪器包括电极、电源、测量仪器和数据传输系统等。

电极负责将电流注入地层和测量电势差，电源供应电流，测量仪器负责记录地面上的电势差数据，并通过数据传输系统传送到计算机进行数据解释和分析。

2.2 电极布置和测量过程电极的布置通常依据测量目的和地质特征而定。

常用的电极布置方式有双极距法、多极距法和深度电极法等。

在实际测量过程中，需要根据地层情况选取合适的电极布置方案，并进行测量参数的设定。

2.3 数据处理和解释得到电势差数据后，通过计算并加以解释，可以得出地层电阻率分布图。

数据处理和解释通常依赖于计算机模拟和反演方法。

实际数据解释过程中，需要结合地质资料和其他勘察手段的结果，进行综合分析和判断。

3. 电法测井技术在地质工程勘察中的应用3.1 地下水资源调查电法测井技术可以帮助勘测人员判断地下水资源的分布和含水层的厚度。

通过测量不同位置的电阻率，可以推断地下水层的位置和规模，为地下水资源的有效开发提供依据。

3.2 地层岩性判定电法测井技术可通过测量地面电势差和电流密度，推断地层的物理性质和岩性。

不同类型的地层对电流的传导和电势的分布产生不同的影响，通过分析得到的数据，可以准确判定地层的岩性。

电法测井电阻率、电导率只与材料性质有关，不随材料的几何形状而变化。

沉积岩中，一般情况下，电阻率变化：灰岩＞砂岩＞泥质砂岩＞泥岩。

.沉积岩中不含导电矿物，因此主要靠地层水中的盐类离子导电。

一、普通电阻率测井1、划分层界面：极大值与绩效值之间为高阻岩层。

2、求地层的视电阻率R a和真电阻率：梯度电极系：H＞3L，读岩层的平直段；L＜H＜3L，用面积平均法读值；H＜L，读岩层的极大值。

3、划分岩性剖面：砂泥岩剖面，砂岩高阻，泥岩低阻，由此可以确定岩性。

4、求含油层的100%含水层的地层电阻率（阿尔齐公式），进而求的含油饱和度。

二、微电极测井测量结果主要反应紧靠井壁的地层电阻率，泥浆对测量一般无影响（微电位和微梯度两条曲线）。

对于非渗透地层，微电位和微梯度都测量到同一介质，因此，两种曲线的视电阻率值相等，在曲线重叠图上无幅度差。

对于渗透性地层，井壁往往有泥饼，微梯度探测深度浅，主要反映泥饼的电阻率，微电位探测深度较深，主要反映冲洗带电阻率。

一般泥饼电阻率较冲洗带电阻率小，因此，微电位视电阻率大于微梯度视电阻率，造成两条重叠曲线的幅度差，这种差异叫正差异。

在下面情况下，可观察到微电位视电阻率小于微梯度视电阻率的负差异情况。

1、泥饼电阻率大于冲洗带电阻率，Rmc＞Rxo2、侵入非常浅的渗透层，Rxo＞Rt3、泥浆中泥质颗粒进入高孔隙含水层，造成井壁2~3cm的固体污染带，其电阻率大于冲洗带电阻率。

应用1、确定岩层界面，划分薄交互层。

以曲线半幅点或转折点定地层界面，一般可划分0.2m的薄互层。

2、划分渗透层。

渗透层一般在曲线上显示正差异，非渗透层无差异或少许正负差异。

砂泥岩剖面，砂岩比泥岩视电阻率高，渗透性砂岩有较高的视电阻率，且有正差异。

碳酸盐岩剖面，渗透层往往是裂缝和孔隙灰岩或白云岩，常夹在致密灰岩中间，视电阻率比围岩低，有泥饼时，现实正差异，否则无差异。

3、判断岩性。

泥岩：为非渗透性地层，曲线幅度低，无幅度差。

第一章 电法测井§1-1 普通电阻率测井普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一，岩石的电阻率和岩性、储油物性、含油性有密切的关系，利用岩石电阻率来区分油性、划分油水层进行剖面对比就是普通电阻率测井的主要任务。

一、岩石电阻率的测量原理 1、 测量原理 （1）电阻率：由物理学知，用均匀材料制成的规则形状的导体，其电阻r 与导体截面积S 成反比，与导体的长度L 成正比，表达式为： SLRr = 其中比例常数R ，是与导体的材料性质有关而与导体形状无关的量，称为电阻率，表达式为： LS r R ⋅= （2）岩石的电阻率，在数值上相当于截面积为12m ，长度为1m 的单位体积的岩石的电阻值。

岩石的电阻率越高说明岩石的导电能力越差。

（3）测量原理——四极法图1-1 岩样电阻率测量原理图按欧姆定律： SL R r I U r t MN⋅=∆=→IU K L S I U R MN MN t∆=⋅∆=式中：r --- MN 之间的电阻， t R --- 岩样电阻率，m ⋅Ω； S ---- 岩样截面积，m 2； L --- 测量电极间的距离，m ； K --- 比例系数，m ；-----仪器常数MN U ∆ ---- 测量电极MN 之间的电位差；二、普通电阻率测量原理1、均匀介质中的电阻率测井 （1）稳恒电流场描述电流场的物理量是E 和j ，它们之间满足的微分方程是：j R E=，由于稳恒电流场是有源无旋场，即,0=∙∇j0=⨯∇E ，所以其电场强度E 和电流密度j 成正比，且方向一致。

在均匀介质中放入点电流源，则均匀介质点电源在空间上电流场的分布： 24rI j π=j 为均匀介质中点电源场中任意点的电流密度，即在电流方向上单位面积上的电流强度的大小，其中r 为电源A 到测量点的距离，I 为点电源的电流强度。

故在均匀电流场分布中，应有关系式：24r I R E π= （2）电阻率测井的理论依据任意点电位与电场强度之间有： dr dU E -=，则24rIR dr dU π=-， 积分得：C rRI U +⋅=14π，C 为积分常数，取无穷远处电位为0时，则C 为0。

传导电流法测井也称直流电法测井，它是用供电电机把电流注入地层，在井周围地层中形成电场，通过测量周围地层中地场或电位的分布，来确定底层的电阻率。

这就要求井内有导电泥浆，提供电流通道。

普通电阻率测井仪器和侧向测井（双侧向、阵列侧向）都属于传导电流型测井仪器。

在电阻率测井出现的最初20余年中（20世纪20年代末至50年代初），电阻率测井只包含有自然电位、电位电极系和梯度电极系，电位和梯度电极系测井又统称为普通电阻率法测井（Conventional Electrical Survey，ES）。

因此，普通电阻率测井是许多老井中唯一应用的电测井项目。

但是，普通电阻率测井仪器属于非聚焦电极，它受井眼和邻层的影响很大，对于薄层、低电阻率地层以及侵入较严重的地层，测量精度会受到影响。

尤其在盐水泥浆井中，供电电极发出的电流大部分被井内导电的盐水泥浆所分流，因此测出的视电阻率曲线难以反映地层真电阻率。

为了减少这些影响，道儿1951年提出侧向测井，研制了利用聚焦电流控制测量电流路径的聚焦型电阻率测井仪器，也称为聚集测井。

在盐水泥浆，高电阻率地层、地层与围岩差异较大的情况下，聚焦电极系比非聚焦电极系的普通电阻率测井测量精度要高。

聚焦电极系包括球形聚焦测井电极系和侧向测井仪器。

早期的侧向测井仪器是三侧向、七侧向和八侧向，1972年Suau等研制出双侧向测井仪器，目前大多使用双侧向侧井仪器，并成为标准的侧向测井仪器。

双侧向的出现使仪器和解释技术有了很大进步，但是双侧向的测量原理一直没有大的改变。

直到1992年，戴维斯等人由常规双侧向测井仪器演变出新一代侧向测井仪器——方位电阻率成像仪（方位侧向ARI，Azimuthal Resistivity Lmage Tool），在双侧向屏蔽电极的中部增加一个方位电极阵列，以测量井周围12个方位的定向电阻率值，同时保留了双侧向测量，ARI采用硬件聚焦，有源测量方式，改善了仪器的纵向分辨率，实现了电阻率的三维测量。

电法测井根据油（气）层、煤层或其他探测目标与周围介质在电性上的差异，采用下井装置沿钻孔剖面记录岩层的电阻率、电导率、介电常数及自然电位的变化。

电法测井包括以下几种：①电阻率测井使用简单的下井装置(电极系)探测岩层电阻率，以研究岩层的电性特征。

由于影响因素较多，其测量结果称为视电阻率。

电阻率测井按其电极系的组合及排列方式不同，又分为梯度电极系测井及电位电极系测井。

②微电极测井在电阻率测井的基础上发展了微电极测井。

它用于测量靠近井壁附近很小一部分泥饼和冲洗带地层的电阻率，能较准确地指示泥饼的存在及划分渗透性地层，能区分储集层中的薄夹层(非渗透层)以及准确地确定地层厚度。

③侧向测井是一种聚焦电阻率测井方法，主要用于高电阻、薄地层及盐水泥浆测井。

根据同性电相斥的原理，在供电电极（又称主电极）的上方和下方装有聚焦电极，用聚焦电流控制主电流路径，使它只沿侧向（垂直井轴方向）流入地层。

由于侧向测井电极系结构不同(如双侧向电极系的浅侧向电极系和深侧向电极系)，聚焦电流对主电流的屏蔽作用大小不同，因而它们具有不同的径向探测深度。

④感应测井是一种探测地层电导率的测井方法。

该方法根据电磁感应原理，测量地层中涡流的次生电磁场在接收线圈中产生的感应电动势，以确定地层的电导率。

它是淡水泥浆井和油基泥浆井有效的一种测井方法。

同时它特别适用于低电阻率岩层的探测，包括离子导电的含高矿化度地层水的油（气）、水层和电子导电的金属矿层。

⑤介电测井是探测岩石介电常数的一种测井方法。

由于水的介电常数远远大于油（气）和造岩矿物的介电常数，所以它可用于判断油田开发中出现的水淹层，并提供估计油层残余油饱和度及含水量多少的可能性。

⑥自然电位测井沿钻孔剖面测量移动电极与地面地极之间的自然电场。

自然电位通常是由于地层水和泥浆滤液之间的离子扩散作用及岩层对离子的吸附作用而产生的。

因此，自然电位曲线可用来指示渗透层，确定地层界面、地层水矿化度以及泥质含量。

电法测井知识点总结一、电法测井的基本原理电法测井是利用地层岩石的电阻率差异来进行地层测量和评价的方法。

地层岩石的电阻率是指单位体积内的岩石对电流通过的阻力，是地层岩石的一种电性质。

不同类型的岩石对电流的通过阻力不同，因此可以通过电阻率来识别地层的性质。

在电法测井中，主要利用了地层中电磁场的响应特性。

当通过地层的电磁场发生变化时，地层中的岩石对电流的通过阻力也会发生变化，这些变化可以被测量仪器所记录下来，并通过数据处理来得到地层性质的信息。

二、电法测井的仪器与方法电法测井主要依靠测井仪器和数据处理方法来实现对地层性质的评价。

电法测井的仪器通常包括发射装置、接收装置和数据处理系统等部分。

其中，发射装置负责向地层中发射电磁场，接收装置则负责接收地层中电磁场的响应，并将数据传输给数据处理系统进行分析和解释。

在实际测井过程中，常用的电法测井方法包括直流电法测井、交流电法测井和感应电法测井等。

这些方法各有特点，可以根据地层情况选择合适的方法进行测井。

三、电法测井的应用电法测井在石油勘探中有着广泛的应用。

首先，电法测井可以帮助地质工作者对地层进行准确的识别和评价，对于评价地层中的岩石类型、含水性和渗透率等地层性质具有重要意义。

此外，电法测井还可以用于石油勘探中的储层评价和勘探导向。

通过对地层电阻率的测量和分析，可以对储层的性质进行评价，为后续的石油勘探工作提供重要的参考依据。

此外，电法测井还可以用于石油开发中的地层监测和注水作业。

通过对地层电性质的监测，可以及时发现地层中的变化情况，为石油开发和注水作业提供重要的指导。

四、电法测井的应注意事项在进行电法测井时，需要注意一些事项，以保证测量的准确性和可靠性。

首先，需要对地层情况进行准确的了解，选择合适的电法测井方法和仪器。

其次，需要进行精确的数据处理和解释，以得到准确的地层性质信息。

此外，还需要注意测量环境的影响。

地层中的水含量、地表的植被覆盖和地质构造等因素都会对电法测井的结果产生影响，因此需要对这些因素进行适当的考虑和调整。