电法测井简介

电法测井技术解析与地下水资源调查地下水资源是人类生活中重要的水源之一，对其进行准确的调查与评估，是保障水资源合理利用与管理的关键。

电法测井技术是一种常用的地下水资源调查方法，本文将对其进行详细解析。

一、电法测井技术概述电法测井技术是利用电磁场的传播和分布规律，通过测定地下电阻率的变化来推断地下水的存在与分布情况的方法。

该方法具有非侵入性、高效、经济等优点，被广泛应用于地下水资源的勘探与评价工作之中。

二、电法测井技术的原理与仪器设备1. 原理：电法测井技术的原理基于地下材料的电阻率差异，通过在地表施加电场，测量地下电场的分布情况，并计算电阻率。

地下水具有较低的电阻率，而围岩、岩石等地下材料则具有较高的电阻率，因此可以通过测量电阻率的变化推断地下水存在的可能性。

2. 仪器设备：电法测井仪器主要包括发射电极、接收电极、电源、数据采集仪等组成。

发射电极负责产生电场，接收电极用于测量电场的分布情况，电源提供电能，数据采集仪用于记录和分析所得数据。

三、电法测井技术在地下水资源调查中的应用1. 初步调查：利用电法测井技术可以快速、低成本地获取地下水资源的初步信息，通过测量电阻率的变化，可以推断地下水的分布范围、深度等重要参数，从而为后续的详细调查提供依据。

2. 详细调查：在确定地下水存在的基础上，电法测井技术可以进行更加详细的调查。

通过对不同地层的电阻率进行测量，可以推断地下水的流动性质、水层的厚度、水文地质条件等重要信息，为地下水资源的利用与管理提供科学依据。

3. 水源评估：电法测井技术还可以用于地下水资源的评估与预测。

通过将电阻率数据与其他地下水参数进行综合分析，可以估计地下水资源的总量、水质等信息，为地下水资源的合理开发和利用提供参考。

四、电法测井技术的局限性与发展趋势1. 局限性：电法测井技术在测量过程中受到地下杂音、介质非均质性等因素的干扰，会对测量数据产生一定的影响。

此外，电法测井技术对地下水中的微量离子等特殊成分的探测能力相对较弱。

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。

电法测井电法测井资料中常用的符号（单位为Ω.m）：Ra---地层视电阻率Rw---地层水电阻率Rt---地层真电阻率Rsd---纯砂岩电阻率Rsh—泥质电阻率Rm –泥浆电阻率Rmc---泥饼电阻率Rmf---泥浆滤液电阻率Rxo---冲洗带电阻率Ri---侵入带电阻率所谓电法测井，就是利用地层的电特性来研究地层的测井方法。

地层的电特性，首先我们就想到了地层的电导率、电阻率和介电常数等等。

电法测井的所有仪器，无非就是为了测量这些数据而设计的仪器。

为什么就会有这么多种类的电法测井仪器呢？这是因为决定地层电阻率、电导率、介电常数等参数的因素太多，而测量信息的非地层因素干扰也多，造成了一题多解的困难。

所以，为了求得真实的地层参数，所以要制造一系列电法测井仪器。

下面就几种主要电法测井方法各相应仪器给大家介绍：一、电阻率测井：电阻率测井是由一个供电电极（普通电阻率测井）或多个供电电极（如聚焦电阻率测井），供给低频或较低频电流I。

当电流通过地层时，用另外的测量电极测量电位U，利用欧姆定律求得地层视电阻率。

R a=KU/I（K为电极系数）。

这就是电阻率测井的最基础的理论依据。

然而由于实际情况比理想的测量条件要复杂的多，常见的地层电阻率变化范围为0.2欧姆.米---4000欧姆.米。

渗透性地层的电阻率一般小于500欧姆.米。

砂岩一般比碳酸岩的电阻率低的多。

大部分储集油气的岩石，当不含导电流体时它是不导电的（如果岩石中含有金属矿或石墨矿等电物质，则是例外的情况）。

地层水的存在是地层导电的主要原因。

因为地层水中含Na+，Ca2+，Cl-，So4-等等导电正、负离子的原因。

泥质（指粘土矿物及其束缚水和吸附水），也使地层具有导电性。

它的导电方式与盐溶液的离子导电不同。

泥质的导电过程是一种阳离子交换过程，即在外境作用下，阳离子在泥质颗粒的表面移动，依次交换它们的位置，这种泥质颗粒表面导电性的大小取决于泥质的成分、含量和分布情况，以及地层水的性质和相对含量。

电法测井技术解析与地下水位监测地下水位的监测对于水资源的管理和利用具有重要的意义。

其中，电法测井技术是一种常用的地下水位监测方法。

本文将对电法测井技术进行详细解析，并介绍其在地下水位监测中的应用。

一、电法测井技术概述电法测井技术是利用电极对地下介质中的电阻率进行测量，从而获得地下水位信息的一种方法。

其基本原理是根据不同的地下介质电阻率差异，使用电极对地下进行电阻率测量。

通过分析测量结果，可以获得地下水位的变化情况。

二、电法测井技术的工作原理电法测井技术是通过电极将电流注入到地下介质中，然后测量电流通过地下介质所遇到的总电阻。

电流在地下介质中传播的路径和速度与地下介质的电阻率相关。

根据欧姆定律，电阻率与电阻成反比，因此可以通过测量总电阻来获得地下介质的电阻率。

地下水位的变化会对地下介质的电阻率产生影响，从而可以通过电法测井技术监测地下水位的变化。

三、电法测井技术的应用1. 地下水位监测电法测井技术在地下水位监测中具有广泛的应用。

通过电法测井技术，可以实时监测地下水位的变化情况，为地下水资源的合理开发和利用提供了有效的手段。

同时，通过对地下水位的监测，可以有效预防地下水位下降导致的地质灾害。

2. 水文地质调查电法测井技术在水文地质调查中也扮演着重要的角色。

通过对地下水位的监测，可以获取地下水资源的分布情况，为水文地质调查提供准确的数据支持。

同时，通过电法测井技术还可以获得地下水位的垂直分布情况，揭示地下水的流动规律。

3. 防洪工程监测在防洪工程中，地下水位的变化对工程安全具有重要的影响。

通过电法测井技术，可以对防洪工程周边地区的地下水位进行监测，及时获取地下水位的变化情况，为防洪工程的实施和调整提供可靠的数据支持。

四、电法测井技术的优缺点1. 优点电法测井技术具有成本低、操作简便、实时监测等优点。

通过电法测井技术可以快速获取地下水位信息，并将其实时反馈给工程操作人员，为地下水位监测提供了方便和准确性。

(二) 油气勘探常用的测井技术和方法简介1、电法测井－饱和度测井方法电阻率测井是最先发展起来的测井方法，从用途上分为两类：电阻率含油饱和度测井和用于地质学研究的电法测井；从测量方法上可分为三类，即普通电法（电极系）测井，电流聚焦测井和电磁聚焦测井。

在不含金属矿物的地层中，地层导电性表现在电阻率的高低主要受地层孔隙大小和所含流体性质的影响。

对于具有一定孔隙的地层，当其含水时，一般电阻率较低（与地层水矿化度有关），当其含油时电阻率较高。

因此，利用电阻率测井资料，按有关的理论和实验关系，可以确定地层含油饱和度的大小。

（1）普通电阻率测井普通电阻率测井是指早期的电极系横向测井，它采用供电电极A 、B 供给低频矩形交变电流I ，由测量电极M 、N （按不同排列方法及尺寸组成不同的电位电极和梯度电极系，我油田常用的电位电极系为0.5米，常用的梯度电极系为2.5米和4米），测量M 、N 之间的电位差为U MN ，电位差的大小反映了井内不同地层电阻率的变化，从IU K R MN a ∙=公式可以得到地层视电阻率a R （是地层真电阻率、泥浆冲洗带和侵入带的函数），地层电阻率和储层岩性、物性和含油性有密切关系，从而能确定岩性，划分油层、水层，确定地层界面和含油饱和度。

为求得地层真电阻率，通常采用浅、中、深三个径向探测深度的电阻率测量、测量三个环带的视电阻率，建立三个响应方程求之。

普通电阻率测井方法使用的电极系结构简单，不能聚焦，不能推靠到井壁上，又受井眼大小、泥浆、地层厚薄、非均质和围岩等客观条件的影响，难以求准地层真电阻率，所以趋于被淘汰，但因划分地层和岩性很直观、方便，因此保留了几种电阻率曲线。

（2）微电极测井它是将三个间距为0.025米的纽扣电极镶嵌在具有向井壁地层推靠能力的橡胶极板上，通过测量主要受泥饼影响的微梯度电阻率和主要受冲洗带影响的微电位电阻率，确定泥饼电阻率和冲洗带电阻率划分渗透性储层的测井方法。

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。

一、名词概念1.Well logging测井：油气田地球物理测井，简称测井well logging，是应用物理方法研究油气田钻井地质剖面和井的技术状况，寻找油气层并监测油气层开发的一门应用技术。

2.Electrical logs电法测井：是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性质及介电性为基础的一大类测井方法，包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为基础的三小类测井方法。

3.Acoustic logs声波测井：是通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特性，来了解岩层的地质特性和井的技术状况的一类测井方法。

4.Nuclear logs核测井：是根据岩石及其孔隙流体的核物理性质，研究钻井地质剖面，勘探石油、天然气、煤以及铀等有用矿藏的地球物理方法，是地球物理测井的重要组成部分。

5.Production logs生产测井PL：泛指油气田投产后，在生产井或注入井中进行的一系列井下地球物理观测。

它是监测油气田开发动态的主要技术手段，是油气田储集层评价、开发方案编制和调整、井下技术状况检测、作业措施实施和效果评价的重要手段。

根据测量对象和应用范围，生产测井大致可分为生产动态、产层评价和工程技术三类。

6.Apparent resisitivity视电阻率：把电极系放在井中某一位置，能测得该点的一个电阻率值，该值受井眼、围岩、泥浆侵入等环境影响，不等于地层的真实电阻率，称为视电阻率。

当电极系沿井身连续移动时，则可测得视电阻率随井身变化的曲线。

这种横坐标为视电阻率R，纵坐标为深度H的曲线叫视电阻率曲线。

a7.Reservoir储集层：在石油工业中，储集层是指具有一定孔隙性和渗透性的岩层。

例如油气水层。

8.increased resistance invasion高侵：当地层孔隙中原来含有的流体电阻率较低时，电阻率较高的钻井液滤液侵入后，侵入带岩石电阻率升高，多出现在水层。

这种钻井液滤液侵入称为钻井液高侵，RXO<Rt9.decreased resistance invasion低侵：当地层孔隙中原来含有的流体电阻率比渗入地层的钻井液滤液电阻率高时，钻井液滤液侵入后，侵入带岩石电阻率降低，这种钻井液滤液侵入称为钻井液低侵，一般多出现在地层水矿化度不很高的油气层。