双侧向测井原理

12 双侧向测井仪可以帮助人员确定相关参数，如地层电阻率等，这项参数对于油气层开发工作至关重要。

根据研究结果，如果钻杆没有接通电源，浅侧向探测深度较浅，浅侧向响应一般不会出现明显变化，但是深侧向仪器与钻杆的电位存在差异，因此深侧向响应可能改变。

钻杆处于深侧向回路电极位置时，结合各项数据可以确定相关参数，即带钻杆加长电极系数刻度，此时可以忽略测井响应受到的影响。

相关学者指出，双侧向测井电子线路中的参数变化会导致最终测量结果出现偏差，尤其是带通滤波器中心频率偏移，因此相关研究中详细分析了各项参数，并将这些参数联系起来用于计算测井曲线变化，包括中心频率及其增益、品质因素[1]。

利用相关数据计算出最终测量结果的差异。

本文主要研究了双侧向测井工程，结合实际工作流程探讨了可能导致测量结果出现变化的主要因素，在此基础上提出了针对性的应对策略。

1 工作原理双侧向电极系设置了多个不同作用的电极。

包括主电极、监督和聚焦电极，第一种设置在中心位置，后两种设置在上下位置，数量为1、4、4，表示为A0，M1、Nl、Al、 A2，除主电极外其它电极通常成对设置在各个位置，同时需要增加短路线。

深侧向设置了不同电极，即回流和测量参考电极，在图1中表示为B、N，考虑到测量流程，两者一般处于“无穷远处”。

屏蔽电极（聚焦电极）A1与A2在测量过程中具有相同的电位，在回路中形成的屏流Il与主电流I0具有相同点，即极性保持一致。

一般情况下，A2较长，因此主电流在一定区域被聚焦，在地层深处屏流对其产生的影响较小，所以该电流不断发散，通过增加探测深度，能够得到相对准确的测量结果，与真电阻率差异较小。

图1 双侧向原理在浅探测过程中，电极A2、A2为回流电极，与A1极性存在差异，屏流对主电流的影响较小，主电流层发散的位置发生改变，集中在较浅的地层，因此最终得到的测量结果可能在侵入带的作用下产生一定偏差。

双侧向测井影响因素与应对措施分析钱志军 中海油田服务股份有限公司 天津 300459摘要：本文主要分析了双侧向测井的工作原理，影响影响双侧向测井的主要因素，如测井回路、测井SP、深驱动板、带通滤波器以及其他因素，仪器故障、仪器常数K值变化或其他原因都会导致双侧向测井“双轨”现象，实际应用过程中应根据不同的原因进行“双轨”现象的校正和处理，从而全面保证测井质量。

1. 深三侧向电极系结构及电场分布、7砂泥岩剖面R s <R t ：围岩吸引主电流，使主电流发散，视电阻率下降，地层厚度越小，影响越大。

（4）地层：R t 使R t 对R a 贡献占主导地位，所以适用于高阻地层，另外纵向分辨力强，适用于薄层。

综合：侧向测井适用于盐水钻井液井眼，储层为高阻薄层，低侵，碳酸盐岩。

碳酸岩剖面R s >R t ：围岩排斥主电流，适用于高阻碳酸岩剖面。

相邻高阻层对读数影响较小当下高阻层电阻率由10R m 变到100R m 时，上层的视电阻率只变化10%左右。

条件：厚度无限大、无钻井液侵入的地层GaoJ-1-3条件：无井眼、无侵入的纵向非均匀地层条件：地层无限厚、17侵入带径向电阻率分布示意图正差异负差异用深、浅三侧向测井曲线判断油水层GaoJ-1-3体积较小的环状电极深七侧向电极系浅七侧向电极系正差异负差异用深、浅七侧向测井曲线判断油水层GaoJ-1-334屏蔽电极，深测向回路电极，浅测向探测深度：深60 in.，浅24in.分辨率：30 in.碳酸岩剖面（裂缝储层评价）R LLD=140Ω.mR LLS=52Ω.mR LLD/R LLS=2.8Φ=7.5%GaoJ-1-3394042R xo>R tR xo<R t GaoJ-1-3举例C0.97,0.96 u v==72.838.4LLDcRR==m,50。

利用测井资料判断岩性及油气水层一、普遍电阻率测井（双侧向、三侧向、2.5m、4.0m、七侧向、微电极）1、基本原理：电阻率测井是由一个供电电极或多个供电电极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Ra＝K U/IK：电极系数Ra：视电阻率U：电位I：电流2、应用（1）求地层电阻率利用微球形聚焦、微电极，求取冲洗带电阻率。

利用浅侧向、2.5m求取侵入带电阻率。

利用深侧向、4.0m求取原状地层电阻率。

（2）确定岩性界面：利用微球形聚焦、微电极划分界面，界面划在曲线最陡或半幅点处。

利用侧向划分界面，界面可划在曲线半幅点处。

利用2.5m划分界面，顶界划在极小值，底界划在极大值。

（3）判断岩性泥岩：低电阻，微球形聚焦、微电极、双侧向基本重合，2.5m、4.0m平直。

灰质岩：高阻，微球形聚焦，微电极、双侧向基本重合，2.5m、4.0m都高。

盐膏岩：电阻特别高，井径不规则时深侧向＞浅侧向＞微球聚焦。

4.0m＞2.5m>微电极。

页岩、油页岩：高阻，井径不规则时微球、双侧向基本重合，4.0m>2.5m>微电极。

（4）判断油气水层①油气层：A、Rmf>Rw ，增阻侵入，随探测深度增加电阻率降低。

Rmf――泥浆滤液电阻率，Rw――地层水电阻率。

B、Rmf<Rw ，减阻侵入，随电探测深度增加电阻率增加。

②水层：A、Rmf>Rw，增阻侵入，R深＜R浅。

B、Rmf<Rw，减阻侵入，R深＞R浅。

C、Rmf≈Rw，则R深≈R浅。

R深――深电极R浅――浅电极（5）识别裂缝发育带碳酸盐岩剖面裂缝发育带，在高阻中找低阻。

二、感应测井1、基本原理感应测井是测量地层的电导率。

它是由若干个同轴线围组成的－组发射线圈和一组接受线围的复合线圈系。

当发射线圈发出恒定强度为20000周的高频率交变电流时，由此产生的交变磁场则在地层中感应次生电流，而次生电流在与发射线圈同轴的环形地层回路中流动，又形成了次生磁场，这样使在接受线圈中感应出电动势。

利用测井资料判定岩性及油气水层一、普遍电阻率测井（双侧向、三侧向、、、七侧向、微电极）1、大体原理：电阻率测井是由一个供电电极或多个供电电极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Ra＝K U/IK：电极系数Ra：视电阻率U：电位I：电流2、应用（1）求地层电阻率利用微球形聚焦、微电极，求取冲洗带电阻率。

利用浅侧向、求取侵入带电阻率。

利用深侧向、求取原状地层电阻率。

（2）确信岩性界面：利用微球形聚焦、微电极划分界面，界面划在曲线最陡或半幅点处。

利用侧向划分界面，界面可划在曲线半幅点处。

利用划分界面，顶界划在极小值，底界划在极大值。

（3）判定岩性泥岩：低电阻，微球形聚焦、微电极、双侧向大体重合，、平直。

灰质岩：高阻，微球形聚焦，微电极、双侧向大体重合，、都高。

盐膏岩：电阻专门高，井径规那么时深侧向>浅侧向＞微球聚焦。

＞>微电极。

页岩、油页岩：高阻，井径规那么时微球、双侧向大体重合，、、微电极大体重合。

（4）判定油气水层①油气层：高阻,A、Rmf>Rw ，增阻侵入，随探测深度增加电阻率降低。

Rmf――泥浆滤液电阻率，Rw――地层水电阻率。

B、Rmf<Rw ，减阻侵入，随电探测深度增加电阻率增加。

②水层：低阻A、Rmf>Rw，增阻侵入，R深＜R浅。

B、Rmf<Rw，减阻侵入，R深＞R浅。

C、Rmf≈Rw，那么R深≈R浅。

R深――深电极R浅――浅电极（5）识别裂痕发育带碳酸盐岩剖面裂痕发育带，在高阻中找低阻。

二、感应测井1、大体原理感应测井是测量地层的电导率。

它是由假设干个同轴线围组成的－组发射线圈和一组同意线围的复合线圈系。

当发射线圈发出恒定强度为20000周的高频率交变电流时，由此产生的交变磁场那么在地层中感应次生电流，而次生电流在与发射线圈同轴的环形地层回路中流动，又形成了次生磁场，如此使在同意线圈中感应出电动势。

显然，同意线圈感应电动势ε的大小与地层的电导率б成正比：ε＝KбK:与线圈系尺寸、发射电流、岩石磁导率等参数有关的系数。

一、自然电位测井（SP）1、概念1）自然电位测井：在钻井的过程中，钻井液(泥浆）（有不同类型：淡水泥浆和盐水泥浆、水基泥浆和油基泥浆）与钻穿的地层孔隙流体（地层水、石油、天然气)之间通过扩散－吸附作用（电化学作用）自然会产生一种电动势,测量这种电位差的测井方法就是SP测井。

2)自然电位曲线：将测量电极N放在地面,M电极用电缆送至井下，提升M电极沿井轴测量自然电位随井深的变化曲线成为自然电位曲线（即为SP曲线）2、1）自然电位场的产生：由于钻井液(泥浆）和孔隙流体(地层水、油、气）具有不同的矿化度，即含有的离子的浓度不同,井壁附近两种不同矿化度的溶液接触产生电化学作（扩散—-扩散吸附作用），产生电动势造成自然电场。

2)机理:扩散－扩散吸附作用（扩散电动势：渗透性隔膜-—砂岩；扩散吸附电动势：泥岩隔膜）3)井内自然电位产生的原因：①不同浓度的盐溶液相接触时的扩散和吸附作用；②盐溶液在岩石孔隙中的渗滤作用;③金属矿物的氧化还原作用等。

3、SP测井1）SP曲线的泥岩基线：实测SP曲线没有绝对的零点，而是以井段中较厚的泥岩层的SP幅度为基线,称泥岩基线2）静自然电位:自然电位的总电动势，即自然电流回路断路时的电压SSP.3）自然电位的幅度：自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。

（大小取决于地层与泥浆的离子交换量，所以水层的幅度大于油层）。

测井上定义自然电位SSP：4）自然电位的幅度异常△Vsp ：自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降.以泥岩为基线，渗透层偏移基线的幅度值.5）渗透层：相对于泥页岩基线,当Cw>Cmf，基线处于正电位,渗透性砂岩呈负异常.相反异常幅度与粘土含量成反比，Rmf/Rw成正比。

(Cw〈Cmf)则基线处于负电位，渗透性砂岩呈正异常。

6）半幅点：幅度变化的中点，a,b，对应厚地层一般对应于地层的界面。

4、影响因素：1）地层水和泥浆中含盐浓度比值；2）岩性：自然电位幅度随泥质的增加而降低；3）温度：T增加，K增加，Es增加,△Vsp增加4）泥浆和地层水的化学成分：当ri、rt增大，则I降低、△Vsp降低.所以在相同条件下，油层的△Vsp〈水层的△Vsp；5）地层电阻率的影响；6）地层厚度h的影响：h增大,则△Vsp增大并趋近于SSP；ΔVSP随厚度的减薄而减小,（薄层的△Vsp≪SSP）；7）井径和侵入带直径的影响：井径扩大使井的截面加大，自然电流在井内的电位降变小,ΔVSP降低；泥浆侵入相当于扩径影响。

电阻率测井方法基本原理1、双感应测井 Dual Induction Log1、双感应测井原理示意图图1 感应原理示意图2、双感应测井原理① 发射线圈形成的电磁场在地层中产生环井眼感应电流（涡流），涡流形成二次电磁场，在接收线圈中产生感应信号，其大小与地层电导率成正比。

具体表述为：把地层看成是一个环绕井轴的大线圈，把装有发射线圈T 和接收线圈R 的井下仪器放入井中，对发射线圈通以交变电流I ，在发射线圈周围地层中产生了交变磁场Φ1，这个交变磁场通过地层，在地层中感应出电流I1，此电流环绕井轴流动，叫涡流。

涡流在地层中流动又产生交变磁场，这个磁场是地层中的感应电流产生的，叫二次磁场Φ2，二次磁场Φ2穿过接收线圈R ，并在R 中感应出电流I2，从而被记录仪记录。

很明显，接收线圈R 中感应产生的电动势大小与地层中产生的涡流大小有关，而涡流大小又与岩石的导电性有关，地层电导率大，则涡流大，电导率小，则涡流小，涡流与电导率成正比，因而接收线圈中的电动势也与电导率成正比。

根据记录仪记录到的感应电动势的大小，就可知道地层的电导率。

中可以看出，接收线圈R 不仅被二次磁场Φ2穿过，而且被一次磁场Φ1穿过。

因而接收线圈R 中产生的信号有两种：一是由地层产生的，与地层导电性有关的信号，称为有用信号，用VR 表示。

另一种是由仪器的发射线圈直接感应产生的，这是一种干扰因素，称为无用信号，用VX 表示，二者在相位上相差90°。

感应测井是径向（沿半径方向）近似并联的电导测井仪器。

根据几何因子理论：tt invasioninvasion mmud tt mud mud t R G R G R G G G G 111invasion invasion ⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅=σσσσ其中：mud G 、invasion G 、t G 分别为泥浆、侵入带、地层的几何因子；mud σ、invasion σ、t σ分别为泥浆、侵入带、地层的电导率。

一、自然电位测井：测量在地层电化学作用下产生的电位。

自然电位极性的―正‖、―负‖以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。

Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的；Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。

自然电位测井SP曲线的应用：①划分渗透性地层。

②判断岩性，进行地层对比。

③估计泥质含量。

④确定地层水电阻率。

⑤判断水淹层。

⑥沉积相研究。

自然电位正异常Rmf＜Rw时，SP出现正异常。

淡水层Rw很大（浅部地层）咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言）自然电位测井自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。

自然电位曲线在水淹层出现基线偏移二、普通视电阻率测井（R4、R2.5）普通视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，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，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。

视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。

②求岩层的真电阻率。

③求岩层孔隙度。

④深度校正。

⑤地层对比。

电极系测井2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。

底部梯度电极系分层：顶：低点；底：高值。

三、微电极测井（ML）微电极测井是一种微电阻率测井方法。

其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。

主要应用：①划分岩性剖面。

②确定岩层界面。

③确定含油砂岩的有效厚度。

④确定大井径井段。

⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。

微电极确定油层有效厚度微电极测井微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。

四、双感应测井感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。

主要测井曲线及其含义自然电位测井：测量在地层电化学作用下产生的电位。

自然电位极性的"正〞、"负〞以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。

Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的；Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。

自然电位测井SP曲线的应用：①划分渗透性地层。

②判断岩性，进展地层比照。

③估计泥质含量。

④确定地层水电阻率。

⑤判断水淹层。

⑥沉积相研究。

自然电位正异常Rmf＜Rw时，SP出现正异常。

淡水层Rw很大〔浅部地层〕咸水泥浆〔相对与地层水电阻率而言〕自然电位测井自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。

自然电位曲线在水淹层出现基线偏移普通视电阻率测井〔R4、R2.5〕普通视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，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，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。

视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。

②求岩层的真电阻率。

③求岩层孔隙度。

④深度校正。

⑤地层比照。

电极系测井2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；假设套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。

底部梯度电极系分层：顶：低点；底：高值。

微电极测井〔ML〕微电极测井是一种微电阻率测井方法。

其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。

主要应用：①划分岩性剖面。

②确定岩层界面。

③确定含油砂岩的有效厚度。

④确定大井径井段。

⑤确定冲洗带电阻率R*o及泥饼厚度hmc。

微电极确定油层有效厚度微电极测井微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。

双感应测井感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。

主要测井曲线及其含义主要测井曲线及其含义一、自然电位测井：测量在地层电化学作用下产生的电位。

自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。

Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的；Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw 时，SP在渗透层表现为正异常。

自然电位测井SP曲线的应用：①划分渗透性地层。

②判断岩性，进行地层对比。

③估计泥质含量。

④确定地层水电阻率。

⑤判断水淹层。

⑥沉积相研究。

自然电位正异常Rmf＜Rw时，SP出现正异常。

淡水层Rw很大（浅部地层）咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言）自然电位测井自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。

自然电位曲线在水淹层出现基线偏移二、普通视电阻率测井（R4、R2.5）普通视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，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，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。

视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。

②求岩层的真电阻率。

③求岩层孔隙度。

④深度校正。

⑤地层对比。

电极系测井2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。

底部梯度电极系分层：顶：低点；底：高值。

三、微电极测井（ML）微电极测井是一种微电阻率测井方法。

其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。

主要应用：①划分岩性剖面。

②确定岩层界面。

③确定含油砂岩的有效厚度。

④确定大井径井段。

⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。

微电极确定油层有效厚度微电极测井微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。

四、双感应测井感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。

第三章聚流电极系电阻率法测井潘 保 芝第三章聚流电极系电阻率法测井第一节 三电极侧向测井第二节 七电极侧向测井第三节 微侧向测井和邻近侧向测井 第四节 微球形聚焦测井第五节 电阻率成像测井第二节 七电极侧向测井（LL7）• 基本原理• 影响七侧向视电阻率的因素• 七侧向测井视电阻率曲线的形状 • 侧向测井的应用一、基本原理七电极侧向测井的电极系：由七个金属电极组成， 一个主电极A 0 一组屏蔽电极A 1 A 2 对称分布在A 0 两侧 二组电极对称分布在A 0 两侧 M 1 M 2 N 1 N 2 M 1 和M 2 ，N 1 和N 2 及A 1 和A 2 都分别连接 在一起。

A 2A 0M 2 M 1 N 2A 1N 1 主电极屏蔽电极屏蔽电极测量电极测量电极1、七侧向电极系结构一、基本原理A 2A 0M 2 M 1 N 2A 1N 1 主电极屏蔽电极屏蔽电极测量电极测量电极A 2A 0M 2 M 1 N 2A 1N 12、测量原理测量时向主电极A 0 供以恒定的电流I 0， 向A 1 A 2 供与I 0同极性强度可调的电流 I a ，始终保持M 1 N 1 和M 2 N 2 处于相同 的电位； A 0 电流不能经过M 1 N 1 (M 2 N 2)沿井轴方 向通过 A 1 A 2 电流不能经过M 1 N 1 (M 2 N 2)沿井轴 方向通过A 2A 0 M 2 M 1 N 2A 1N 1 IoIaIa一、基本原理3、主电流片主电极电流Io 和三侧向 测井一样，成片状水 平进入地层。

初始电流片厚度 O 1 O 2一、基本原理当M 1 N 1 (M 2 N 2 )电极间电位不相等时， 仪器自动调节A 1 A 2电流， 使M 1 N 1 (M 2 N 2)之间的电位差为零。

测量M 1 (或N 1 、M 2 、N 2 )电极与远电极N之间的电 位差V，视电阻率：a VR KI = 3、视电阻率RaA 2A 0 M 2 M 1 N 2A 1N 1 NV一、基本原理01010101 2020101.() 4 . A M A N A M A N K A A A M A N p+ = + K 值也可以在已知电阻率的大水池中测出。