第三章 侧向测井
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三侧向测井原理三侧向测井原理是一种利用测井仪器测量地下岩石物性参数的方法。
原理基于电磁感应现象,通过测量垂直、水平和斜向的电磁场信号,确定岩石的电导率和磁导率,从而推断出地下岩石的性质。
在三侧向测井中,测井仪器通常包括一个发射线圈和多个接收线圈。
发射线圈产生一个高频电磁场,而接收线圈接收到由地下岩石散射的电磁信号。
测量时,发射线圈与接收线圈的相对位置和方向会不断变化。
通过测量不同位置和方向下的电磁信号,可以分析得出岩石的物性参数。
三侧向测井可以提供垂直方向上的电磁导率、水平方向上的电磁导率和水平方向上的磁导率等信息。
这些物性参数对于岩石的类型、孔隙度、渗透率等具有重要的指示作用,因此三侧向测井在油气勘探和地质勘探领域中具有广泛的应用价值。
三侧向测井原理是基于电磁感应的原理。
当测井仪器中的发射线圈产生交变电流时,会在周围形成一个变化的电磁场。
当这个交变电磁场遇到地下岩石时,会引起岩石中的电荷重新排列,产生感应电流和感应磁场。
接收线圈会接收到这些感应电流和感应磁场,并将信号传回仪器进行处理和分析。
根据电磁感应的原理,可以得到三侧向测井中采集到的电磁信号与地下岩石的电导率和磁导率相关。
电导率反映了岩石对电流的导电能力,磁导率反映了岩石对磁场的响应能力。
通过测量不同方向上的电磁信号,并结合地下岩石的模型,可以推测出岩石的电导率和磁导率。
通过测量三个方向上的电磁信号,可以获取到更全面和准确的地下岩石物性参数。
比如,在垂直方向上,可以获得包含油气水的地下岩石的电导率;在水平方向上,可以获得地下岩石中的垂直电导率和水平电导率;在斜向上,可以获得地下岩石的垂直电导率和磁导率。
通过对这些物性参数的分析和解释,可以进一步了解地下岩石的类型、组成、孔隙度、渗透率等重要信息。
这些信息对于油气勘探、矿产资源评估和地质勘探等领域具有重要的指导意义。
侧向测井的提出1.盐水泥浆、高阻薄层,将产生泥浆分流,测不到地层真电阻率。
2.高阻屏蔽使普通电阻率法无法进行,所以提出聚焦测井法使电流进入地层。
侧向测井的分类LL3、LL6、LL7、LL8、双侧向,邻近侧向、微侧向、微球形聚焦等。
侧向测井又名聚焦电阻率测井,是一种电阻率法测井。
入地层,大大减少泥浆分流和上下围岩特点是在供电电极的两侧加有同极性的屏蔽电极,使主电极的电流被控制在一个狭窄的范围内垂直进的影响。
侧向测井是克服盐水泥浆影响和研究高阻薄地层的重要方法。
三侧向测井电极特征三侧向电极系结构:Ao为主电极,A1、A2为屏蔽电极位于两侧,它们短路相连接。
回路电极(也称回流电极) B置远处(计为无限远)。
工作原理(1)测井过程中,主电极Ao和A1、A2供以相同极性的电流Io和Ia,并使它们之间处于等电位状态。
测井过程中,主电极Ao和A1、A2供以相同极性的电流Io和Ia,并使它们之间处于等电位状态。
(2)当Ao与A1、A2电位不相等时,其电位差被送到调整线路上,通过调节A1、A2电路中的屏蔽电流Ia,保持整个电极系处于等电位状态。
当Ao与A1、A2电位不相等时,其电位差被送到调整线路上,通过调节A1、A2电路中的屏蔽电流Ia,保持整个电极系处于等电位状态。
(3)三侧向的电场:由于主电流Io被A1、A2所屏蔽。
主电流水平流入地层(4)仪器记录的是任意屏蔽电极A1或A2或Ao与回流电极B之间的电位差△U和或Ao与回流电极B之间的电位差△U和主电极电流Ioro—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。
(5)三侧向的主电流基本上是垂直射入地层。
三侧向测井的影响因素•电极系参数的影响电极系长度L的影响主电极长度Lo的影响电极系直径对视电阻率的影响•井眼及地层参数的影响井眼直径和泥岩的影响层厚和围岩的影响侵入带影响深、浅三侧向测井LL3深侧向浅侧向深浅三侧向电流分布图深三侧向电阻率测井主要反映原状地层电阻率Rt;浅三侧向电阻率测井主要反映侵入带的电阻率Ri。
思考题第一课自然电位测井SP?*1.分析自然电位的成因,写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势表达式。
答:自然电场的产生(原理)扩散电动势、扩散吸附电动势、过滤电动势1.扩散电动势产生原因:泥浆和地层水矿化度不同——电化学过程——电动势——自然电场产生过程:溶液浓度不同——离子扩散——离子迁移率不同——两边分别富集正、负离子 (延缓离子迁移速度)——产生电动势(直到正负离子达到动态平衡为止 ) 公式:2.扩散吸附电动势产生原因:泥浆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——阳离子交换——孔隙内溶液阳离子增多——浓度小的一方富集正电荷,浓度大的一方富集负电荷产生电动势(扩散吸附)公式:3.过滤电动势产生原因:泥浆柱与地层之间的压差造成离子的扩散。
一般在近平衡钻井情况下不考虑。
总电动势公式:*2.不同Cw、Cmf情况下自然电位测井曲线有哪些特征?1.当Cw>Cmf:(Rmf>Rw,E<0)负异常(淡水泥浆)2.当Cw<Cmf:(Rmf<Rw,E>0)正异常(咸水泥浆)3.当Cw=Cmf:(Rmf=Rw, E=0)无异常,自然电位测井失效*4.自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面?1.划分渗透层(半幅点法,砂泥岩剖面较常用)2.估算泥质含量3.地层对比依据: 1)相同沉积环境下沉积的地层岩性特征相似; 2)同一段地层有相同或相似的沉积韵律组合; 3)由1)和2)决定同层、同沉积(相)的SP曲线特征一致。
4.确定、划分沉积相5.确定油水层及油水界面(△USP油小于△USP水)6.识别水淹层(依据 Cw <或> Cwz) 渗透层水淹后SP基线偏移,偏移量与Cw/Cwz(注入)有关7.确定地层水电阻率Rw3.影响自然电位测井的因素有哪些?1.Cw/Cmf影响(地层水矿化度/泥浆滤液矿化度)当Cw>Cmf:(Rmf>Rw,E<0)负异常(淡水泥浆).当Cw<Cmf:(Rmf<Rw,E>0)正异常(咸水泥浆)当Cw=Cmf:(Rmf=Rw, E=0)无异常,自然电位测井失效2 .岩性影响砂泥岩剖面泥岩(纯泥岩)——基线纯砂岩——SSP(h>4d)当储层Vsh 增大,自然电位幅度△USP(变小)<SSP 靠近泥岩基线3..温度影响温度对离子运动,离子扩散速率有影响不同深度地层温度不同4.地层水、泥浆滤液中含盐性质影响(溶液中离子类型不同,迁移速率不同,直接影响Kd、Kda)5.地层电阻率影响(当地层电阻率较大时,其影响不容忽视。
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。