西南石油大學資源與環境學院 司馬立強 測井方法原理 電法測井 九 第三節雙側向測井 第二節七電極側向測井 第一節三電極側向測井 第四節微側向測井 第五節鄰近側向測井 第六節微球形聚焦測井 第四章側向測井 第八節側向測井視電阻率計算 第七節電阻率測井方法綜合 第三節雙側向測井 是在三 七側向測井基礎上發展起來的 雙側向測井 測量精度較高 動態范圍大 適用于高阻碳酸鹽巖地層 也適用于低阻砂泥巖地層 是目前油氣田應用最廣泛的電阻率測井方法之一 1 三側向 七側向測井原理 2 深淺三側向 七側向電極系特點 3 視電阻率曲線特點 三側向 七側向存在那些不足 為什么要發展雙側向 三側向 靠增加屏蔽電極長度聚焦 提高探測深度 七側向 控制監督電極的電位差 控制屏流 分布比 L0 L 大 屏流大 探測深度大 主電流層收斂強烈 井眼與圍巖影響復雜 電阻率校正困難 一 測井原理 與七側向類似 不同的是在七電極系的外面再加上兩個屏蔽電極A1 A2 為了增加探測深度 屏蔽電極A1 A2 不是環狀 而是柱狀 與三側向屏蔽電極相同 電極系 結構 測井原理 測井時 主電極A0發出恒定電流I0 并通過兩對屏蔽電極A1 A1 和A2 A2 發出與I0極性相同的屏蔽電流I1和I1 在主電流I0恒定不變的條件下 測得的電位差和地層的視電阻率成正比 測井通過自動調節使得滿足 屏蔽電極A1與A1 或A2與A2 的電位比值為一常數 即UA1 UA1 監督電極M1與M1 M2與M2 之間的電位差為零 然后 測量任一監督電極 如M1 和無窮遠電極N之間的電位差 即UM1 測得的視電阻率Ra P101 3 16 其中 UM1 監督電極M1表面電位I0 主電流強度k 電極系系數 可通過理論計算 也可通過實驗求出 淺側向 屏蔽電極A1 A2 改成了電流的回路電極 因此 探測深度小于深側向 主要反映侵入帶電阻率 雙側向測井根據探測深度又分深 淺側向測井 深側向 由于屏蔽電極加長 測出的視電阻率主要反映原狀地層的電阻率 深 淺側向 電極系k值 kd 0 733m ks 1 505m儀器全長 9 36m儀器直徑 0 089m 雙側向尺寸 屏蔽電極A1 A2 很長 確保深側向探測深度大 深 淺側向電極系的尺寸完全一樣 不同處 將深側向的屏蔽電極A1 A2 改成回路電極后 就構成了淺側向電極系 這樣 深 淺側向的縱向分辨率是相同的 且受圍巖 層厚影響基本一樣 用深 淺側向測出的電阻率判別油 氣 水層具有良好效果 電極系確定原則 分層能力強 0102間距離要小 探測深度大 A1 A2 要長 井眼影響小 縱向分辨率一般0 6m左右 深側向探測深度一般2 3m 淺側向探測深度一般0 5m左右 二 雙側向視電阻率曲線及校正 P104 圖3 22 電模型實驗 與七側向視電阻率曲線相似 對稱于地層中部 界面有屏流效應 隨著層厚增加 屏流效應減小 影響Ra因素 電極系特性 介質電阻率 自學P105 106 校正圖版 井眼 圍巖 侵入 碎屑巖地層 碳酸鹽巖地層 實測雙側向曲線 雙側向 雙側向 氣層 深淺雙側向 正差異 水層 深淺雙側向 負差異 三 雙側向 三側向 七側向比較 1 探測深度 三側向 探測深度小 侵入影響大 深淺三側向探測深度差異不大 判別油 氣水層效果差 原因 主電極與屏蔽電極同電位 電極系長度有限 主電流發散快 七側向 探測深度高于三側向 但高侵時 探測深度變淺 原因 采用監督電極M1 M1 同電位來控制電流場 分布比s 屏流 屏蔽電極電位 探測深度 雙側向 探測深度最大 原因 將屏蔽電極分成多段 兩對 加長 控制各段電壓 探測深度 2 縱向分辨率 三側向 縱向分辨率高 能分辯0 4 0 5m地層 七側向 雙側向 縱向分辨率基本相同 0 6m左右 略低于三側向 取決于O1 O2間距離 電阻率測井在油氣勘探開發中應用非常廣泛 四 雙側向測井資料應用 地層對比 決定地層電阻率大小的主要因素 四是巖石孔隙中地層水的性質 一是巖石的組織結構 二是巖石的孔隙度 大小 三是巖石的含水飽和度的高低 進行地層對比時 通常采用自然伽馬 GR 曲線與電阻率 RLLD RLLS 曲線 特別是在碳酸鹽巖剖面 軟地層 如泥巖 頁巖 導電性好 電阻率測井值都較低 而碳酸鹽巖 灰巖 白云巖 硬石膏等 導電性較差 電阻率測井值都較高 因此 電阻率 RLLD RLLS 曲線在碳酸鹽巖剖面軟 硬地層的特征差異明顯 可以較好地區分典型地層界面 磨溪地區儲層多井測井對比圖 裂縫識別 四川測井研究所水槽模型實驗結果 裂縫的產狀與深 淺雙側向的 差異 有著直接關系 裂縫產狀 發育程度不同 雙側向測井的響應也不同 斯侖貝謝公式1984年用有限元素法得出了類似的結論 雙側向 實測雙側向裂縫特征 高角度 渡1井 4270m 4305m 雙側向明顯的 正差異 射孔測試 獲日產天然氣44 15 104m3 d 實測雙側向裂縫特征 低角度 東山12井 長興組 2368 2402m 中子孔隙度接近于0 聲波曲線除個別井段有 跳波 現象 而雙側向曲線則在高阻地層背景下出現了一串低阻 尖子 且為 負差異 是典型的低角度裂縫發育段 測試結果 獲天然氣11 3 104m3 d 雙側向 油 氣 水層判別 油 氣層 電阻率較高 水層 電阻率相對較低 油 氣層 侵入帶孔隙空間中的油 氣部分被泥漿濾液取代 導致侵入帶地層電阻率降低 在雙側向曲線上表現為 正差異 即RLLD RLLS水層 泥漿濾液電阻率一般大于地層水電阻率 深淺雙側向呈 負差異 即RLLD RLLS 判別原理 油 氣基本不導電 地層水含有NaCl KCl等鹽份而導電 礦化度越高 其導電性越好 鉆井時 泥漿濾液侵入滲透層 井壁附近由近及遠形成沖洗帶 侵入帶和原狀地層 大天5井 石炭系上段 深側向電阻率值在500 m左右 深淺雙側向呈 正差異 氣層 中段 深側向電阻率值在200 500 m左右 深淺雙側向也逐漸由 正差異 無差異 最后過渡到 負差異 氣水過渡帶 下段 深側向電阻率值在200 50 m之間 深淺雙側向呈 負差異 水層 碳酸鹽巖地層 雙側向 雙側向 碎屑巖地層 遂25井 須二上段 氣層 中段 油水層 下段 水層 氣層 大于8 m 水層 一般小于5 m 氣水過渡帶 5 8 m之間 深側向電阻率絕對值法油氣水層 須四氣層 氣層 大于10 m 水層 小于8 m 氣水層 8 10 m之間 孔隙型儲層可以近似看作均勻 各向同性介質 可直接用阿爾奇公式計算含水飽和度Sw 計算地層含水飽和度 a m n 分別為巖性系數 孔隙度指數 飽和度指數 Rw Rt 分別為地層水電阻率 深側向電阻率測井值 地層孔隙度 估算裂縫參數 裂縫的產狀 張開度及發育程度不同 雙側向電阻率的響應也不同 基于這一原理 可以用雙側向測井信息估算裂縫的孔隙度 張開度等參數 并評價裂縫的發育程度 裂縫孔隙度 裂縫張開度 裂縫孔隙度 裂縫張開度 練習 電阻率測井實驗報告 實驗安排 實驗目的 定性了解普通電極系在不同電阻率地層所得視電阻率曲線形態特征 了解電阻率測井的刻度原理 加深對理論曲線的理解 實驗設備 EL 85型電測井實驗儀 函數記錄儀 穩壓電源 雙蹤示波器 萬用電表等 實驗項目名稱 普通電極系視電阻率測井模擬實驗 地點 重點實驗樓B109 要求 掌握原理 熟悉過程 編寫實驗報告 實驗安排 實驗目的 測量不同厚度地層的雙側向測井曲線 分析高阻鄰層的屏蔽影響 加深對側向測井優點的理解 掌握雙側向測井曲線的特點 重點掌握聚