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电法测井实验指导书长江大学地球物理与石油资源学院二00七年八月电阻率测井实验是以电场原理为基础，将课堂中所讲授的各种理论曲线，与在实验室模拟井中实际测量获得的实测曲线，进行对比分析。
该实验的目的是加深对理论曲线的理解，并且对模拟地层之间的相互影响等因素有较直观的了解，通过实际操作还能对测井曲线测量的全过程有比较全面的认识。
本实验中使用设备为数控电法模拟测井实验系统——ELII电测井试验仪，该系统以数据采集控制为核心，精确控制绞车传动定位系统实现电法模拟测井。
系统由五个部分组成：绞车传动定位系统、电法测井实验仪、10:1模拟井、实验系统操作软件及系统采控计算机。
1）绞车传动系统由步进电机、滚动直线导轨、驱动器等构成，在计算机控制下实现测井电极系在模拟井中的移动，以及深度编码功能。
2）电法测井实验仪由模拟测量电路、数据采集电路及控制电路等组成，外部配以不同类型下井电极系，可进行各种普通电阻率测井和侧向测井的视电阻率曲线测量。
3）10:1模拟井由长方形PVC水槽和模块组构成，其中以可移动的半圆柱形地层模块模拟各种高或较高电阻率地层，用水溶液模拟低电阻率地层和钻井液(泥浆)，模块之间可以任意组合。
4）实验系统操作软件为自主开发的软件，能实现绞车传动控制、数据采集、曲线处理和绘图输出等功能。
5）系统采控计算机提供系统应用软件运行的平台及存储测井数据。
下面介绍ELII电测井实验仪和实验操作流程。
ELII电测井实验仪一．仪器结构电测井实验仪由实验仪主机、电极系和深度信号发生器三部分构成。
1.实验仪主机：由供电电路、测量电路、刻度电路、平衡电路、采集电路、驱动电路及公共电源等构成。
2.电极系：包括梯度电极系、电位电极系、双侧向电极系及配套电缆。
3.深度信号发生器，计算机控制时由电机驱动器及驱动软件等构成并与传动机构同步，模拟记录时由多圈电位器及电源组成并与传动机构同步。
二．仪器功能实验仪配上水槽模型（模拟井）可进行双侧向电流聚焦测井、普通视电阻率测井、微电极测井、测量地层屏蔽影响等电阻率测井实验。
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 pr 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/4πr2V＝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。
地球物理测井——岩石的导电特性2、均匀无限介质电阻率的测量由（1－13）式可知，要测量均匀无限介质的电阻率，只须在介质中放入点电源，测出场中一点的电位V，在已知供电电流I和测点与电源点的距离r的情况下，就可以计算出介质的电阻率R。
假定被测定的地层很厚，没有泥浆侵入，井筒中的泥浆电阻率等于地层的电阻率，则井下介质就其导电性，可视为无限均匀介质。
地球物理测井——岩石的导电特性电源检流计oMN A 电极矩井下介质电阻率的测定B A——供电电极B——供电回路电极M、N——测量电极供电回路测量电路地球物理测井——岩石的导电特性由 V＝RI/4πr 可知，在点电源A所形成的电场中，M、N点的电位为：V M=RI/4π·AM V N=RI/4π·ANM、N两个测量电极之间的电位差为：ΔVMN ＝VM－VN＝ＲＩ／4π（１／ＡＭ－１／ＡＮ） ＝ＲＩ／4π（ＭＮ／ＡＭ·ＡＮ）Ｒ＝（4π·ＡＭ·ＡＮ／ＭＮ）· ΔVMN／Ｉ地球物理测井——岩石的导电特性令Ｋ＝4π·ＡＭ·ＡＮ／ＭＮK是与各电极之间距离有关的系数，称为电极系系数。
测井资料解释中普通电阻率测井曲线应用探讨普通视电阻率测井在划分钻井地质剖面和判断岩性等工作中起着重要的作用，延长测井采用0.5米、2.5米、4米视电阻率测井组合来测量电阻率。
主要用于定性划分岩石类型和判定砂岩的含油、含水性能。
标签：普通电阻率测井概念；曲线特点；曲线在资料解释中的应用1 普通电阻率测井的概念普通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，测量两测量电极间的电位差，进而将电位差转换为电阻率。
所以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。
普通电阻率测井在划分钻井地质剖面和判断岩性等工作中起着重要的作用，所测量的参数是岩石的电阻率。
2 普通电阻率曲线特点一般情况下，泥岩、页岩、煤表现为高电阻，砂岩中等～略低电阻，凝灰岩低电阻。
但仅根据4米视电阻率数值的大小，并不能准确判定它所反映的岩石性质，因为砂岩含油时电阻会上升，含水时电阻会下降，油层粒度较细、地层水矿化度较高或泥浆侵入较深时电阻率也较低。
这种视电阻率解释的多义性，必须用其他测井曲线来弥补。
不同的地区根据自己的地层特征选择最适合自己的电极系，延长测井采用0.5米、2.5米、4米电阻率测井组合来测量电阻率，单位都是Ω.m。
主要用于定性划分岩石类型和判定砂岩的含油、含水性能。
0.5米电位曲线，测量地层的侵入带电阻率。
2.5米底部梯度视电阻率曲线用于地层对比，划分储集层，基本反映地层真电阻率，恢复地层剖面。
3 在资料解释中，普通电阻率曲线的应用延长油田综合测井系列：重点反映目的层段钻井剖面的地层特征。
比例尺1：200。
由自然伽马、自然电位、微电极、声波时差、双感应-八侧向、视电阻率（4米、2.5米、0.5米）、井径曲线组成。
标准测井系列：全面反映钻井剖面地层特征，测量井段由井底到井口（黄土层底部）。
多用于盆地宏观地质研究。
比例尺1：500。
由2.5米电阻率、自然伽马、自然电位、井径、声波时差曲线组成。
实验项目一[实验名称] 模型井中普通电阻率曲线测量一、实验目的普通电阻率测井，是把电极系数入井内，测量井下一定范围内地层的电阻率，用自动记录测井仪连续记录地层电阻率随井深的变化，所记录的测井曲线称为电阻率线，用以研究钻井所钻过的地层剖面和划分油、气、水层。
本实验通过室内模型井的实验测量，学习、了解普通电阻率测井原理、测井方法。
通过模型井中普通电阻率测量，定性了解不同电极系数测量普通电阻率曲线的差异，加深对电法课程的学习、理解。
二、实验原理将电级系放入模型中井，由A 、B 电极供电M 、N 电极测量（可采用双供电电极系式或单供电电极系，详见图1-1，测定岩层电阻率的原理线路）。
在供电电流恒定的情况下，普通电阻率R a 与M 、N 之间的电位差成正比，即：IV KR MNa ∆= 式中：K=A ／L ——电极常数测量时可用以下单位表示：ΔV ——毫伏(mv)，I ——毫安（mA)，A ——平方米（m 2)，L ——米(m)，则岩电阻率的单位是欧姆一米(Ω-M)，K 的单位是米(m)实验证明，用同一个电极系，采用双电极供电或单电极供电，其测量结果完全一样，称为互换电极系。
因此在测井过程中，采用任何一种电极系排列都可以。
在实际的测井中，采用一定尺寸和类型的电极，所测得的某一种不均匀介质的视电阻率，是一种假想均匀各向同性介质的电阻率。
其视电阻率的大小与电极系附近地层的电阻率及其厚度、倾斜、井径、泥浆电阻率以及侵入带电阻率等因素有关。
介质不均匀，测得的视电阻率与岩层真电阻率的差别愈大；只有在均匀介质中，视电阻率才与真电阻率相同。
图1-1测定岩层电阻率原理线路(a)——双供电电极系；(b)——单供电电极；M、N——测量电极； G——测量仪器；mA——测量电流仪表； E——供电电流；R——调节电阻三、实验内容1．首先选定电极系的类型，尺寸进行模型井中视电阻率曲线的测定；2．对测得的曲线形状，差别进行对比分析；3．变换测量电极系的尺寸规格，观察曲线形状的变化。
四、实验设置在测井中，井中介质的分布有一特点，即以井轴为中心，对称地分布在周围。
根据这一特点，我们可通过井轴作一平面，将介质对称地分成两半，这对于研究电场的分布规律不会产生任何影响。
模型井就是根据这一原理设计的。
在模型井中，用具有一定矿化度的水溶液模拟井眼中的泥浆——导电介质，用石蜡制成不同厚度的，作为模拟地层的高电阻率层。
制做的石蜡地层为半圆状，厚度分别为5cm、8cm、10cm、20cm，分别模拟高电阻率地层的薄层、中厚层、厚层。
半圆状的石蜡地层在其一半的端平面中间开有一半圆槽口——模拟井眼，电极系测量时，从槽口内通过。
模型井内布有接地电极，在实验中作B电极或无限远电极。
1．模型井实验装置(1)摇手作为牵引电极系沿井轴方向往返均匀运动，同时带动深度信号发生器同步运转，一是可根据设定的深度比例计算所测模拟层的厚度、测井段的距离，二是深度信号提供给实验中记录仪器—X—Y函数记录仪的x轴一个函数信号——深度信号。
(2)深度信号发生器(如图1-2所示)；有比例电位器D wl，深度信号产生电位器(精密多圈镙旋电位器)D w2，外加15V直流电压，组成深度信号源生器。
圈1—2深度信号发生器原理线路改变电位器D wl的阻值，可改变流过D wl的电流，电流的增减，使得深度信号输出幅度成比例的增大或减小。
因此，D wl可调节记录仪记录曲线的深度比例。
比如，采用深度比例为1：10，即记录仪的记录笔沿X轴移动lcm，那么，电极系在模型井的井轴方向移动10cm。
图示1-2电路中的深度信号输出端接入到X—Y函数记录仪的X轴的正、负端子。
D w2的滑动端上安有滑动轮，由可逆马达带动同步旋钮转。
使D w2滑动端的位置与深度保持同步——并成线性关系。
改变D w2的滑动端的位置，即可改变输出给X—Y函数记录仪X道记录信号的大小，由此控制记录笔X方向移动。
(3)电源电极系的电源、深度信号发生器的电源，均由一台双路直流稳压电源提供。
双路输出分别输出给受源电路。
实验时通过分别调整直流稳压电源的电压输出。
调整供电电流的大小，以达到实验要求即可。
电动可逆马达采用380V的动力电提供电源。
(4) X——Y函数记录仪X——Y函数记录仪是一种通用的自动记录仪，它可在坐标轴上自动绘制两个电量的函数关系，即Y=f(x)，在本实验中，将测井信号△V MN由函数记录仪的Y轴输入端子输入，深度信声号由函数记录仪的x轴输入端子输入。
这样，函数记录仪可自动绘制出随深度变化的，在模型井测得的视电阻率曲线。
本实验采用国内新型的L—20自动X—Y函数记录仪。
该仪器的详细技术说明及仪器操作规程见附录部分。
五、实验步骤1．调整的电极系尽寸，按测量线路的连接方法，将所有的测量仪器等一一连接好。
经教师检查确认无误后，可开启测量仪器的电源开关。
直流稳压电源提供下井电流，注意调整到适合的供电电流“I”。
2．X——Y函数记录仪经一段时间预热后，即刻接通测量开关。
“Y轴”量程开始先旋转到量程档。
然后，根据记录曲线幅度的大小，逐档调节，直至清晰适宜为止。
“X轴”量程开关调节到适当位置，调节深度比例发生器D wl电位器，并移动电极系，使之达到成比例的深度信号。
开始要调节设定记录笔零位置。
然后，将记录开关扳至“记录”位置上，记录笔落下，即可进行下在常测量。
3．见图l-3，设定四种不同的电极系测的视电阻率曲线。
一种电极系测完后，先将记录笔开关扳到“抬笔”位置。
然后，将电源控制开关扳至“关”位置，等待下一种电极系，视电阻率曲线的测量。
重复前面的操作，直至测完。
图1-3 各类电极系Ra曲线测量位置图六、实验要求1．对测得的视电阻率曲线进行对比分析；2．在模型井中，电极系的不同对测量的视电阻率曲线有何影响，分析影响的因素：3．模型井水溶液的矿化度不同，对测量结果有无影响。
图1-4 电极系数分类图1-5 电极系的另一种分类图1-6 理想梯度电极系电阻率曲线形状ρ2—高电阻地层电阻率，ρ1、ρ3—低电阻围岩电阻率；h—高电阻地层厚度；ρx—视电阻率；L—电极距（a）—底部梯度电极系；（b）—顶部梯率电极系；附录1：LM20A型函数记录仪LM20A型函数记录仪是一种用于测量，记录两个信号间的函数关系的高精度、高灵敏、高可靠性的仪表，本仪表具有时间扫描功能，可提供作Y=f（t）之用。
配接合适的变送器，仪表即可测量和记录温度、压力、流量、速度等各种物理量。
一、表的主要技术参数1．测量信号及量程范围：(被测量信号为直流电压信号，量程为0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、50、100mv／CM)2.精度±0.5%3.不灵敏区：±0.25%4.调零装置：满量程调整5.行程时间：x轴≤0.6秒，Y轴≤0.5秒6.X轴与Y匹配频率：X轴与Y轴同时输入为0.1HZ的正弦波电压时记录斜线不重合距离<1.25mm(或<Y轴量程的0.5％)7.扫描时间为：0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20s／cm8.扫描精度：±3%9.记录纸：A4活页铜板低10．记录幅面：250×200mm11．记录笔：塑料纤维笔12．使用工作条件：温度O～40℃，相对温度30％～80％二、仪表工作原理本仪表工作原理框图如下所示附图1 仪表20 原理框图本仪表X轴与Y轴的工作原理相同，当被测信号输入放大器，即向伺服电机送出电压信号，使之工作。
此时伺服电机通过传动机构带动测量电位器的触头工作，使测量电位器改变其输出电压，负反馈至放大器，与送入仪表放大器的被测信号相减，该过程直至放大器的输出电压为零，电机停止工作，仪表达到平衡时结束。
由电机带动的记录指示机构则记录及指示着被测信号的大小。
三、仪表使用、维护及调整1．仪表使用及使用中应注意事项（1）接线：输入信号线可通过仪表前方控制箱的接线端子引入，注意其中“G”与“一”处接线端子间的短接片应短接牢切勿松开，输入信号线建议应用屏敝线。
(2)安装记录笔：从备件盒中取出记录笔，拔下笔尖的套，然后将笔旋到记录笔架上(防止旋得过松或过紧)。
当不用时请取下笔，并套上笔套以防止墨水挥发。
(3)仪表的使用”a．完成仪表使用前的检查并确认正常后，即可用随机所附的双头电源电缆，插入仪表后接线板之插座，另一头插入电源插座。
b．控制面板各开关的设置’“MESA／ZERO”开关置于“ZERO”“PEN DOWN/UP”开关置于“UP”“SERVO ON／OFF”开关置于“OFF”“T．S ON／OFF”开关置于“OFF”量程选择开关按需要设置。
(如需扫描，则可将开关设置于所需速度。
)打开后接线板上电源开关(“•”向下)，控制面板上红色LED指示灯即亮，记录面板上也亮起两个红色光点，以定纸。
c．安装记录纸●将笔架轻移至仪表右端，检查记录面板是否清洁，如有污垢或灰尘可用药棉蘸上少许酒精，擦除之。
面板切忌重压或搁置物品。
●将记录纸如图示对准光点，平服铺好后用压条压住记录纸边缘。
压条应外离记录纸框线3～5mm。
记录纸按装d．控制面板各开关的作用MESA／ZEROX、Y轴信号输入开关，按下即可输入信号POSITION 旋钮X、Y轴的笔位调节旋钮，记录笔位置在有效记录范围内任意设定。
RANGE选择开关。
X、Y轴量程(即灵敏度)选择开关，从0.05mv／cm～100mv／cm，共有11种量程可供选择。
SERVO ON／OFF按下此开关，仪表伺服系统即处于工作状态，释放时处于休止状态。
PEN DOWN／UP当T.S ON／OFF开关处于“OFF”时，按下此开关，记录笔落下记录，释放时，抬笔。
当T.S ON／OFF按下时，按下此开关，记录笔并不落下，只有再按一下T.S S／R开关时，记录笔才落下。
T.S ON/OFF按下此开关，仪表X轴处于扫描状态。
Y轴可输入信号，实现Y=f(t)记录，若PEN DOWN／UP开关已按下，此时记录笔将抬起。
T.S S/R扫描启/停开关，当T.S ON／OFF为“ON”时，设置好记录笔初始位置，选择扫描时间后，按下PEN DOWN／UP，再按一下此开关，记录笔即落下开始扫描记录。
扫描至记录有效范围的上限时，记录笔将自动抬起，并迅速返回至初始位置。
若扫描期间需中止扫描，只要按一下此开关即可停止扫描。
注意：若记录笔处于X轴的限位区域时，按此开关，不能启动扫描，此时，只需将记录笔调入有效记录范围内，即可作正常扫描记录。
S/cm扫描时间选择开关，从O．1s／cm至20s／cm，共有8种时间可供选择。
(4)外控插座的使用该插座提供外部信号来控制记录仪的信号输入，记录笔落，扫描启／停等功能。
．Y H、Y L、X H、X L：分别为Y、X轴输入信号的“+”、“一”端，应采用屏蔽线。
