第1章-3 侧向测井-print

有可动油气
RMSFL=RLLS= RLLD 无可动油气
注意
在使用各种侧向的情况下，权衡的结果认为双侧向 最优越，资料便于对比，使用效果好，目前广泛 使用，尤其是碳酸盐岩剖面
地球物理测井——侧向测井
四、微侧向测井（MLL）和邻近侧向测井（PL）
问题提出： 微电极：受泥饼厚度的影响大
在盐水泥浆井中几乎不反映井壁附近的RXO 欲求准RXO
低阻层—曲线低值 c、地层界面—曲线半幅 点外推半个电极矩
读地层中部的视电阻率
欧姆米 Rlld
地球物理测井——侧向测井
（2）、双侧向视电阻率曲线的影响因素及其校正
井眼（d）、侵入带（di、Ri）、围岩影响（h）
RLLd＝GmdRm＋ GidRi＋ GtdRmt
Rt
RLLs＝GmsRm＋ GisRi＋ GtsRmt
H
深 度
高阻围岩
地球物理测井——侧向测井
（2 ）、深浅三侧向曲线重叠判断油气水层
如果RLL3深 >RLL3浅，称为正差异，为油气层。
微电极
三侧向
- SP +
解释结果
油 气 层
浅三侧向
深三侧向
地球物理测井——侧向测井
如果RLL3深 <RLL3浅，称为负差异，为水层。
微电极
三侧向
- SP +
解释结果
地球物理测井——侧向测井
在井下电流 的形状图
主电极A0
屏蔽电极A1
地球物理测井——侧向测井
三侧向测量电阻率的公式：
R LL3
K3
V I0
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

微电极系
1-主体；2-弹簧片；3-绝缘极板；为保证测量条件相同，
GaoJ-1-5微梯度L=0.05m
泥质
夹层致密夹层
GaoJ-1-5
13
A 00.016M 10.012M 20.012A 1
微侧向测井资料应用
1）划分薄层
2）求取R xo
微电极系微侧向
邻近侧向测井电极系
14
电极结构及电流分布GaoJ-1-5
双侧向-微球聚焦测井仪GaoJ-1-5
21
GaoJ-1-5
OBM
WBM
STAR Imager Tool
23
GaoJ-1-5
FMI基本原理图
用于详细地层分析。

29
新疆XX井EMI与FMI成像对比图（溶洞）新疆X井STAR-II与XX井FMI对比图
（天然裂缝）
FMI比EMI和STAR反映裂缝和溶洞与背景
的差别要好，边缘效果好，对比度强。

GaoJ-1-530
低
角
度
裂
缝
为黑色的正弦条纹，裂缝倾角小于60°
多组网状裂缝：裂缝
倾向、倾角成组出现共轭裂缝：裂缝成对出现，倾向相对、倾角近等
几种倾向不同的开启裂缝交织在一起，形成网状裂缝网状裂缝
溶洞
孔洞
GaoJ-1-5
缝合线显示为低阻黑色的近似正弦的曲线，缝合面呈锯齿状，这是与开启裂缝最显著的区别之一。

缝合线
GaoJ-1-5
砂砾岩图像
往往出现在层状地层中，在成像图上表现为原生层理强烈弯曲，呈穹隆、箱形或扇形。

褶曲
沿最小水平应力(S)的钻井，其裂缝面垂直于井眼；垂
普通电阻率测井：
微球形聚焦测井：电测井方法应用。

GaoJ-1-1
3
一、岩石孔隙水中离子的分布
1.离子双电层的形成
（1）岩石中的水分子是一种电荷不完全平衡的极性分子，对 外可显示为正、负两个极性；
H
H
O
（2）地层水中盐分子（主要是NaCl）充分离解，Na+和Cl-可 分别与极性水分子形成水合离子；
GaoJ-1-1
4
（3）岩石颗粒与水溶液接触的表面带有固定不动的负电荷， 粘土矿物中最显著；
（北京）
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
研究生课程
油气地球物理测井工程
— 电法测井(1)
地球物理与信息工程学院测井系 2012
Gao J & Fu JW
第1章 电法测井
（Electrical Logging）
第1节 自然电位测井（Spontaneous Potential Log） 第2节 普通电阻率测井（Conventional Electric Logs） 第3节 侧向测井（Laterolog） 第4节 感应测井（Induction Log） 第5节 微电阻率及井壁电成像测井
GaoJ-1-1
15
2. 扩散吸附电动势Eda的产生
产生原因：钻井液和地层水矿化度不同 产生阳离子交换 产生电动势 自然电场
产生过程：溶液浓度不同 带电离子扩散 （泥岩）阳离子交换 孔隙内溶液中阳离子增多 浓度小方富集正电荷，浓度大方富集负电荷 产生电动势（扩散吸附）
GaoJ-1-1
16
纯泥岩的电动势Eda
一部分阳离子紧贴岩石表面，不能移动 → 吸附层
吸附层之外阳离子，可正常移动 → 扩散层
----------
+ + + + + + + + + +

第三部分 验收资料应注意的问题
深浅感应曲线双轨 在油气层浅感应比深感应读数高 泥岩段深浅感应曲线不重合 在高矿化度水层，深浅感应电阻率数值 能反映地层真实电阻率值
测井系列的选择
由于侧向测井的电流径直地穿过侵入带和原状 地层，相当于这两部分介质的串联，因而高电 阻率地层对测量的结果影响大，因此在泥浆低 侵条件下，应用双侧向—微球形聚焦测井效果 好。 而对于感应测井的涡流来说，侵入带和原状地 层相当于并联关系，因而低电阻率地层对感应 测井的测量结果影响较大。因此在泥浆高侵条 件下，应用双感应—微球形聚焦测井效果好。
测前设计
普通电阻率测井 电阻率测井 侧向测井 感应测井
声波速度测井 声波测井 声波全波列测井 偶极子横波测井 声幅变密度测井
侧向测井原理及应用
第一部分 测井方法 第二部分 侧向曲线的应用 第三部分 验收资料应注意的问题
2002 年 9 月
第一部分 测井原理
仪器发射电流－通过岩石－返回回路电 极 R=K*△U/I 测量A0电极的电位V0和从A0电极流出的 电流I0
接受线圈中的有用信号与介质的电导率σ有下 列关系： σ=Er/K 0.8米六线圈系：在T0和R0之间增加了补偿发 射线圈T1和补偿接受线圈R1，减小井眼和侵入 带的影响，即改善径向探测特性；在双线圈系 外增加聚焦发射线圈T2和聚焦接受线圈R2，减 小上下围岩的影响，即改善纵向探测特性。
双感应测井是利用三个发射线圈和一排 接受线圈进行适当地组合，使其中一种 测量具有深探测特性，另一种具有浅探 测特性。 深感应：三个发射线圈和三个接受线圈， 主线圈距为40英寸 浅感应：三个发射线圈和五个接受线圈， 成不对称排列，主线圈距为34.5英寸。
接受线圈不仅接受到由地层中的涡流产生的二 次磁场的信号R2（与地层的导电性有关，称有 用信号Er），它与发射电流的相位差为180度； 接受线圈还接受到由发射线圈直接产生的一次 磁场的信号R1（与地层的导电性无关，称无用 信号E0），它与发射电流的相位差为90度； 用相敏检波器把它们区分开来，使记录仪只记 录有用信号。

M
' 1
0.083
M1
0.167
0.02 Ao
0.167
M
2
0.083
M
' 2
0.25
0.025 A2
0.5
0.025 B2
分布比S=2.4；电极系长度L0=1.07m；电极距L=0.437m
勘探开发工程监督管理中心
A1 M2’ M1’ A0 M1 M2 A1‘
勘探开发工程监督管理中心
2
测量原理
勘探开发工程监督管理中心
1
七侧向测井电极系
将回路电极B分成两部分B1、B2，对 称地放在深三侧向电极系的A1、A2点击的 外侧，由于回路电极靠近， A1、A2发出 的屏蔽电流IS很快通过B电极形成回路， 对主电流I0的控制作用减弱，所以I0深入 地层不远处就开始发散，从而使电极系的 探测深度减小。图中阴影部分是浅七侧向 主电流的分布范围。
勘探开发工程监督管理中心
1
三侧向测井电极系
电极系在井内的工作状态 及电流分布如图3-2所示。
勘探开发工程监督管理中心
1
三侧向测井电极系
测井过程中，主电极A0和屏蔽电极A1、A2
分别通以相同极性的电流I0和Is，并使I0 保持为一常数，通过自动控制Is方法， 使A1、A2的电位始终保持和A0的电位相等
，沿纵向的电位梯度为零。这就保证了 电流不会沿井轴方向流动，而绝大部分 呈水平层状进入地层，这样大大减小了 井和围岩的影响，测量的是主电极（或 任一屏蔽电极）上的电位值。因为主电 流保持恒定，故测得的电位依赖于地层 电阻率的大小。从电场的分布看出三侧 向测井所测的视电阻率曲线主要取决于 深部原状地层的电阻率值。
侧向测井

侧向测井之三侧向、七侧向、双侧向测井基本原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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3 侧向测井侧向测井是测量原状地层 电阻率的常用方法，采用 聚焦的工作方式，又称聚 焦测井。

3 侧向测井3.1 3.2 3.3 3.4 三侧向测井 七侧向测井 双侧向测井 双侧向测井应用3.1 三 侧 向 测 井3.1 三侧向测井正异常屏流使主电流聚焦，故受井眼影响小 主电极短，故受围岩影响小 主电极短，纵向分辨率高 深三侧向不够深，侵入带影响大 浅三侧向不够浅 深、浅差别不大，难于判断油水层负异常13.2 七侧向测井增大深度，减小浅度 不能只改变屏蔽电极大 小，要改变电极系结构 通过调节电极系分布比 来改变屏流大小3.2 七侧向测井增大深度，减小浅度 不能只改变屏蔽电极大 小，要改变电极系结构 通过调节电极系分布比 来改变屏流大小3.2 七侧向测井深七侧向 0.025 0.02 0.025 ' 0.638M 1' 0.112 M 1 0.25 0.25M 2 0.112 M 2 0.638 A1 Ao A2 分布比S=3.27；电极距L=0.632m；电极系长度L0=2.07m 浅七侧向0.025 0.025 0.02 0.025 0.025 ' 0.5 0.25M 1' 0.083M 1 0.167 0.167 M 2 0.083M 2 0.25 0.5 B1 A1 Ao A2 B23.2 七侧向测井由于深、浅七侧向电极系电极距不同，受围岩 影响不同。

由于深、浅七侧向电极系电极距不同，两条视 电阻率曲线纵向分辨能力不同，使测井资料解 释应用产生问题。

分布比S=2.40；电极距L=0.437m；电极系长度L0=1.07m3.3 双侧向测井是三侧向与七侧向结合的产物。

深、浅同仪器。

深、浅侧向电极距相同。

深、浅信息同时测。

深、浅侧向受围岩影响一致。

深、浅侧向纵向分辨能力相同。

深、浅侧向径向探测差异大。

(1)测量原理 测井中主电流I0保持不变 屏蔽电极发出电流I1 、I2 UA2/UA1=a UM1=UM2,UM!’=UM2’ 测任一监督电极（M1）与 对比电极N之间电位差 视电阻率Ra = KU M1 I02(2)测井曲线深：原状地层电阻率 RLLd 浅：侵入带电阻率RLLs03.3 双侧向测井10 20 Ra/Rm浅侧向 H H H H/d=4深侧向单一高阻层的双侧 向视电阻率曲线以地 层中点对称 高阻厚层在中点取 得最大值，深、浅侧 向纵向分辨率一致。

侧向测井（LL） (Laterolog) 绪 侧向测井原理 侧向测井资料的用途
1
绪
提出侧向测井的目的
论
为了解决普通电阻率测井在盐水泥浆及高阻剖面测量 时受泥浆的分流作用和围岩的影响大的问题而提出来的,属 于电法测井,也称电流聚焦测井
侧向测井发展简况 ★三电极侧向测井 ★七电极侧向测井 ★双侧向测井
D R 深三侧向电阻率 LL 3 S R 浅三侧向电阻率 LL 3
Rt Ri
14
B1
A1 A1 AO A2 B2
深三侧向 浅三侧向
A1
AO
A2
AO
A2
实际的深三侧向
15
冲 洗 带
过 渡 带
原 状 地 层
侵入带
16
当CW>Cmf时 若：
R R
S LL 3 S LL 3
R
D LL 3 D LL 3
便可得到计算K的近
4L k 2 L0 ln r0
10
三侧向测井资料的用途
划分地层
求Rt 曲线重叠法判断油（气）水层
11
地层界面 在曲线拐 点处
半幅点外推 半个电极距 为地层界面
12
曲线特点？
Rt的求法：
所测参数？Ra
U Ra K I0
井眼、侵入及围岩等因素校正
Ra
Rt
13
（深、浅三侧向）曲线重叠法 判断油（气）水层
K:电极常数
U：主电极与电位参考电极间的电位差
I0：主电流强度
6
z K 的 理 论 计 算 方 法 ρ ζ
2L0
M
dI
r
dIR dU 4
y
x
2r0
7

(二)双侧向测井
图 五电极的双侧向电极系 图左侧表示深侧向电流线， 图右侧表示浅侧向电流线
(二)双侧向测井
双侧向视电阻率公式为 ：
(二)双侧向测井
深双侧向视电阻率曲线主要反映原状地 层的电阻率；
浅双侧向视电阻率曲线主要反映侵入带的 电阻率。
深、浅双侧向测井测量值也是地层视电阻率，与地层 电阻率有一定差异。
等距离直线排列的三个电极组成两种不同类型的电极系。其中 A0.025M10.025M2 称为微梯度(RMG)电极系，其电极距为 0.0375m，A0.05M2组成微电位(RMN)电极系，其电极距为 0.05m。
两个电极系的电极距不同，探测深度也不同。实验证明，微梯 度的探测深度约为40mm，测量结果主要反映泥饼电阻率；而 微电位的探测深度约为100mm，主要反映井壁附近的冲洗带 电阻率。
3.确定含油砂岩的有效厚度 微电极具有划分薄层和区分渗透性和非渗透性地层的两大特点，可利
用它将油气层中的非渗透性薄夹层划分出来，并把其厚度从含油气井段的 总厚度中扣除，得到油气层的有效厚度。
一、微电极系测井
(三)微电极系测井的应用
4.确定井径扩大井段 在井内，如有井壁坍塌形成大洞穴或石灰岩的溶洞（当洞
一、微电极系测井
（一）、 微电极系测井的原理
视电阻率表达式为：
s

K
U
I
微梯度测井时，Δ U = Δ U M1M2；微电位测井时， ΔU = ΔUM2N（N为对比电极，一般用仪器主体作N电极）。
K——微电极系系数，K值与电极距和极板的形状、大小有关， 一般在校验池中测量得到。
微电极系测量的结果除受泥饼、侵入带和原状地层的影响外， 还与极板的形状和大小有关。由于极板和电极严重磨损都会使K 值发生变化，每次测井前均应作K值校验工作。

差△U和主电极电流Io
U Ra K K ro I0
ro—表示主电极的接地电阻，表示主电
极的电流层由主电极到回流电极所经过的
介质的电阻。
一、三侧向测井LL3 2.测井原理
(5)三侧向的主电流基本上是垂直射 入地层。 接地电阻定义:ro可看成是由三 部分组成：
ro=rm+rt+ri(等效串联电路)
控制探测深度。
二、七侧向测井LL7
2、方法原理
1）深七侧向电极系 （2）测量原理
Ao供以恒定I0 ，A1、A2通同极性
电流强度I1。 调节屏蔽电流大小，保持M1、M1’ ，M2、 M2’电位相等；测量M1或M2与无 限远处对比电极N之间电位差，由于N 电极放置较远处，则UN=0，实际上： Ra=K*UM1/Io
在高矿化度泥浆井中使用效果最好，其用于求地层电阻率Rt。
与三侧向比较，七侧向分层能力不如三侧向高，主要是由于三侧向的 电流层厚度约0.3m比七侧向电流层度(约0.8m)小。
侧向测井Laterolog 或Focused Log
学习内容
1、三侧向测井LL3
2、七侧向测井LL7
3、双侧向测井（深、浅双侧向） 4、双侧向测井与三侧向的比较
二、七侧向测井LL7
3、测量原理
测量时Ao供以Io恒定，A1、A2通同
极性电流强度I1。调节屏蔽电流I1 ，以
便在测量过程中始终维持两对监督电极 之间的电位相等。
提升电极系测量时，电极系经过电
阻率不同的岩层时，电场分布发生变化 而导致监督电极电位不相等，仪器电路
可自动调节I1，维持监督电极等电位。
二、七侧向测井LL7
2、方法原理
2）浅七侧向电极系 由7个很小的金属环状电极组成。

0.025 0.025 0.02 0.025 0.025 ' 0.5 0.25M1' 0.083M1 0.167 0.167M 2 0.083M 2 0.25 0.5 B1 A1 Ao A2 B2
分布比S=2.4；电极系长度L0=1.07m；电极距L=0.437m
4.七侧向测井应用 应用：
基本上与三侧向测井相同
Rmf<Rw时：水层、油层（油水同层）——减阻侵入，但Rt油层>Rt水层。 注意： 对薄层必须进行影响因素校正
3)确定真电阻率
对影响因素（井眼、围岩—层厚、侵入）校正后得到地层真电阻率Rt(P47)
增阻侵入
减阻侵入
正幅度差
负幅度差
淡水泥浆
5.三侧向测井应用特点
1）优点 与普通电阻率相比：纵向分辨率提高 受井眼、围岩（主电极短）影响减小 主要在高阻剖面和盐水泥浆中测量 2）缺点
七侧向是三侧向的改进版本。
改进方法： 不通过屏蔽电 极长度，而通 过对主电流的 干预。
屏蔽电极 监督电极 主电极 监督电极 屏蔽电极
电极距L 电极系Lo
1.七侧向电极系 及电流分布
屏蔽电流的调节：一般通过调节S=Lo/L实现 S不能无限大，一般为3~3.5为好 记录点：主电极系的中心
2.测量结果
Rllds/Rs
3)确定真电阻率 • 影响因素：井眼
围岩—层厚 泥浆滤液侵入 • 校正方法：实验图版 根据地质条件作电极系屏 蔽电极尺寸和电极距校正
地层厚度 地层厚度
Rllds/Rs
五、不同侧向测井特性比较
探测特性
测井系列 三侧向
七测量 双侧向
深侧向探 测深度
浅侧向探 测深度
纵向分辨 率
性能级别

第三章侧向测井在地层厚度较大、地层电阻率和泥浆电阻率相差不大的情况下,可以采用普通电阻率测井来求地层电阻率；但在电阻率很高的薄地层,或者在盐水泥浆的情况下,由于泥浆电阻率很低,使得电极流出的电流大部分都在井和围岩中流过,进入测量层的电流很少。

测量的视电阻率曲线变化平缓,不能用来划分地层岩性,无法确定岩层的真电阻率。

为了减小泥浆的分流作用和低阻围岩的影响,提出了侧向测井〔聚焦测井〕。

它的电极系中除了主供电电极之外,上、下还装有两个极性相同屏蔽电极。

主电流受上下屏蔽电极流出的电流的排斥作用,使得测量电流线垂直于电极系,成为沿水平方向的层状电流流入地层,这就大大降低了井和围岩对视电阻率的影响。

侧向测井的种类较多,有三侧向、七侧向、双侧向及微侧向、邻近侧向、微球形聚焦测井等。

第一节三侧向测井一、三侧向测井电极系不同电阻率测井法的区别,主要反映在它们的电极系上,所以研究侧向测井的原理,主要讨论这种电极系的工作原理。

三电极侧向测井简称三侧向测井,根据探测深度不同可以分为深三侧向电极系和浅三侧向电极系。

两种电极系的工作原理相同,以深三侧向为例介绍三侧向测井的工作原理。

1. 深三侧向电极系及其电场分布深三侧向测井电极系由三个金属圆柱体组成,它被绝缘材料分隔成三部分,中间的A0为主电极,两端的A1、A2为屏蔽电极,它们对称地排列在主电极两侧,且相互短路。

在电极系上方较远处设有对比电极N和回路电极B。

测量时,主电极A0和屏蔽电极A1、A2分别通以相同极性的电流I0和Is ,保持I0为一常数。

通过装置调节,使A1、A2的电位始终保持和A0的电位相等,沿纵向的电位梯度为零。

这就保证了电流不会沿井轴方向流动,而绝大部分呈水平层状进入地层,这样大大减小了井和围岩的影响,使三侧向具有较高的分层能力。

2. 浅三侧向电极系及其电场分布在三侧向测井中,为了准确了解径向电阻率〔如侵入带电阻率和原状地层电阻率〕的变化,提出了浅三侧向测井。

知识回顾
M. Faraday 1791-1867
推导感应电动势与介质电导率的关系：
（1）计算发射线圈在一个单元环中产生的感应涡流的大小
双线圈系Doll微分几何因子(二维)
式中：
有用信号与无用信号区别：
◆V和地层电导率有关，V和地
r有一定值时，就有一个圆筒；r换一个值又有一个圆筒。

r=r1，g r1
r=r2，g r2
可作出g
=f(r)的关系曲线
r
⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩
围岩影响较大
薄层探测不准纵向积分几何因子特征曲线
0.20.4
0.6
0.8
g (无量纲)
双线圈系微分几何因子
0.8m 六线圈系的横、纵向探测特性均优越于双线圈系。

测量结果受井眼影响小，探测深度略有提高；同时纵向分辨能力较强。

0.8m 六线圈系的纵向特性
1—0.8m 六线圈系g z ；2—0.8m 六线圈系G z 3—主线圈对的g z ；4—主线圈对的G z
0.8m 六线圈系的横向特性
1—0.8m 六线圈系g r ；2—0.8m 六线圈系G r 3—主线圈对的g r ；4—主线圈对的G r
深感应
中感应
0.91.0
中感应测井
σs=500mS/m
σt=100mS/m 随地层厚度减小，曲线幅度变小。

趋肤效应校正图版
A
A
，找
，
>R t)双感应-聚焦测井组合图版(R
xo
始读数进行加权求和，得到阵列感应测井合成曲线。

AIT软件聚焦合成原理示意图
GaoJ-1-4。

地球物理测井——侧向测井
对于普通电阻率测井：
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 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。
地球物理测井——侧向测井
（3）、三侧向测井资料应用
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
地球物理测井——侧向测井
探测深度的大小（r三侧向＜r七侧向） 聚焦作用的强弱（LL3 ＜LL7）
存在差异
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
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、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）