第二章普通電阻率測井地層電阻率與巖性、物性及含油性密切相關。因此，通過研究地層電阻率的差異，即可進行巖性、儲層物性、孔隙流體性質分析及剖面對比。

電阻率：描述介質導電能力強弱的物理量，單位為歐姆米。介質的電阻率僅與介質的物理狀態、結構及組分有關，與其幾何形態無關。各種巖石在外加電場作用下其導電能力各不相同，導電能力的強弱可用物理量—電阻率表示。

在實驗室內常用“四極法”測定巖石的電阻率。對于一個給定的圓柱狀巖樣，若長度L和橫截面積S已知，只要能測出其電阻r，則可由上式計算出電阻率R。第二章普通電阻率測井第二章普通電阻率測井第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系一、巖石電阻率與巖性的關系自然界中巖石是由不同的礦物及組分組成的；不同礦物及成分的導電能力不同，因此，組成的不同巖性的巖石的導電能力也不同。根據巖石內導電方式的不同，可把巖石分為：電子導電類型的巖石，導電能力差。如不含水的致密火成巖；離子導電類型的巖石，導電能力強，電阻率低，如沉積巖中的砂巖、碳酸巖孔隙中的流體。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系沉積巖的主要造巖礦物電阻率都在106歐姆·米以上，因此，大多數沉積巖，當其不含導電流體時，由造巖礦物組成的巖石骨架幾乎是不導電的。而許多沉積巖之所以能導電，則是因為它們在地下不同程度的具有一定的孔隙，在其中充填了一定數量的鹽水溶液造成的。這些存在于巖石中的鹽水溶液，由于鹽類離解形成了正離子(如Na+，Ca2+和Mg2+等)和負離子(如C1-，SO2-等)，離子在電場作用下發生運動，就構成了沉積巖中電流流動的媒介物。于是，電流通過孔隙水流過巖石，巖石也因此而具有一定的導電性。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系二、巖石電阻率與地層水性質的關系

組成沉積巖石的固體顆粒部分稱為巖石骨架，這部分導電能力很差，幾乎不導電，因此沉積巖石的導電能力主要取決于地層水的電阻率。地層水電阻率與地層水性質有密切關系。主要包括三個方面：⑴地層水電阻率與地層水所含鹽類化學成分的關系⑵地層水電阻率Rw與溶液礦化度的關系⑶地層水電阻率與溫度的關系第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系⑴地層水電阻率與地層水所含鹽類化學成分的關系在溫度、濃度相同條件下，溶液內所含鹽類不同，其電阻率也不同。地層水中常含有NaCl、KCl、GaCO3、Na2SO4、MgSO4等鹽分，且各種成分含量不同。求取地層水電阻率RW可按下列方式進行：

A、當地層水內只含有NaCl，或除NaCl外只含有微量的非NaCl鹽類，則可將地層水視為NaCl溶液，用“NaCl溶液電阻率與其濃度和溫度的關系圖版”求出地層水電阻率。

第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系B、當地層水中所含的非NaCI鹽類的含量不可忽略時，應當先用“不同離子的換算系數”圖版求出地層水中所含各種鹽類離子的換算系數，然后分別乘上各離子的礦化度，最后算出各離子上述乘積的總和，即是該地層水的等效NaCl溶液礦化度。此時將含非NaCl鹽類的地層水看作是NaCl溶液，即可用它的等效NaCl溶液礦化度在圖版求出該地層水電阻率。這種情況下關鍵是首先使用“不同離子的換算系數圖版”確定非NaCl離子的換算系數。

第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系例1某地層水樣分析結果為：Ca2+460ppm，SO42-1400ppm，Na++Cl-19000ppm。求該水樣的電阻率。解：首先確定水樣的總礦化度，然后求取地層水電阻率。①求水樣的總礦化度總礦化度=460ppm+1400ppm+19000ppm=20860ppm②求離子換算系數在1-1-3圖版的橫坐標軸上找到水樣總礦化度20860ppm點，過該點作一條平行于縱軸的直線與曲線相交，在Ca2+離子曲線的交點處讀出其縱坐標值0.81就是Ca2+的換算系數，同樣在SO42-離子曲線的交點處讀出換算系數為0.45。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系③求等效氯化鈉溶液礦化度各種離子的礦化度與它的換算系數的乘積之和就是該水樣的等效氯化鈉溶液礦化度。等效氯化鈉溶液礦化度：

460×0.81+1400×0.45+19000=20000ppm④求地層水電阻率若地層水的溫度已知，即可在"NaCl溶液電阻率與其濃度和溫度的關系圖版”中找出標有20000ppm的斜線與已知溫度的交點，交點的橫坐標讀數就是所求地層水電阻率Rw。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系⑵地層水電阻率Rw與溶液礦化度的關系一般將地層水視為NaCl溶液，隨著溶液的礦化度增高，溶液內離子數目增加，其導電能力加強，因此電阻率變低。溶液的礦化度與其電阻率之間的關系可以由“NaCl溶液電阻率與其濃度和溫度的關系圖版”看出。在同一溫度下，溶液的電阻率隨礦化度的增高而下降。并且已知溶液礦化度時可以求出該溶液在任何溫度下的電阻率值。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系⑶地層水電阻率與溫度的關系地層水電阻率與溫度的關系也非常密切，一般地層水溫度越高，其電阻率越低，反之亦然。這是因為隨溫度升高溶液中的離子遷移速度隨之加大，在外加電場的作用下溶液的導電能力加強，溶液電阻率變低。地層水的溫度決定于地層的埋藏深度。通常測井時，常在井口測泥漿的電阻率和溫度，在需要知道地層溫度下泥漿電阻率Rmt時，則可以利用本圖版求出Rmt。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系三、巖石電阻率與孔隙度的關系實驗發現，對于完全含水巖石，其電阻率與孔隙水電阻率的比值與巖性、孔隙度有關，將比值稱之為地層因素F。地層因素F與孔隙度的關系如圖R0—孔隙中100％含水時的地層電阻率；Rw—地層水電阻率；φ—孔隙度；a—比例系數，與巖性有關；M—膠結指數第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系地層因素F與孔隙度關系曲線第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系四、巖石電阻率與含油飽和度的關系由于油、水導電性相差很大，因此隨巖石含油量的增加，其導電能力將下降。通常用電阻增大系數反映導電能力的變化程度。其定義為：研究發現，電阻增大系數I與巖石含油飽和度有關，I隨巖石含油飽和度的增加而增加，二者關系為：式中b—系數，僅與巖性有關；

n—飽和度指數，n≈2。

b，n只與巖性有關，表示油水在孔隙中的分布狀況對含油巖石電阻率的影響。不同巖石的b、n值不同，可應用實驗的方法得到，一般b接近于1，n接近于2。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系合稱為Archie公式，它們是應用電阻率測井資料解釋具有顆粒孔隙的含水巖石和含油氣巖石的兩個基本解釋公式。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系五、阿爾奇公式的應用

1、確定孔隙度已知水層電阻率、地層巖性及孔隙度，由地層因素表達式即可計算地層孔隙度。第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系2、確定地層水電阻率和視地層水電阻率已知水層電阻率、地層巖性及孔隙度，應用地層因素表達式即可計算地層水電阻率。當地層含油氣時，應用地層因素表達式即可計算地層水電阻率Rwa。地層水電阻率Rwa定義為：地層空隙內含多相流體時，孔隙流體的電阻率第一節巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽和度的關系3、確定孔隙流體性質已知地層巖性、地層水電阻率、地層電阻率、地層孔隙度，應用阿爾奇公式即可計算地層含油飽和度。第二節普通電阻率測井原理一、均勻介質電阻率的測量在電阻率為R的均勻、各向同性的無限大介質中，放入一個點電源，點電源發出的直流電流為I，其電場分布如圖所示，其電場的等位面為球面，球面的球心就是點電源。根據靜電場中的電場強度E、電位U及電流密度J間的關系：

E=RJdivJ=0E=-▽U第二節普通電阻率測井原理顯然，在這種介質中，電流將以A為中心呈輻射狀流出，由電流密度的定義可知，距離點電源A為r的任意點M處的電流密度為可見，只要測量出這種均勻場中任意點的電位值就可根據該式得出該點介質的電阻率。這就是電阻率測井的理論依據。第二節普通電阻率測井原理在均勻介質中，根據R與電位U之間這一簡單的關系，我們就可以建立起前圖所示兩種測量地層電阻率裝置的ΔUMN與R之間的定量關系式，從而用來計算地層的電阻率。⑴如果采用單極供電電路，井下電極系由A、M、N組成。那么,在測量電路上測量的電位差第二節普通電阻率測井原理則電阻率表達式為其中稱為電極系系數，其大小僅與電極之間的距離有關，當電極之間的距離保持不變時，K為常數。可見，利用一定的電極裝置（K為已知），通以電流I，測量M、N的電位差ΔUMN后，就可得到均勻介質的電阻率值。第二節普通電阻率測井原理第二節普通電阻率測井原理第二節普通電阻率測井原理二、非均質介質中的電阻率測井1、井剖面的特點實際工作中的電阻率測量是測量井剖面地層的電阻率。由于鉆井及井下地層結構的復雜性，無論是縱向還是橫向，井剖面地層都不具備均勻、無限大各向同性介質所應用的條件。因此，在討論如何應用均勻介質電阻率的測量方法測量井剖面地層電阻率之前，首先分析下井剖面。第二節普通電阻率測井原理從井軸向地層方向，根據各部分介質導電性的差異，可分為鉆井液（Rm）—泥餅（Rmc）—沖洗帶（Rxo）—過渡帶—原狀地層（Rt）。第二節普通電阻率測井原理視電阻率當某一電阻率測井儀處于某一深度時，測井儀只有輸出值，它不僅與周圍介質的導電性有關，還與測井儀有關，通常把這個輸出值稱為視電阻率，記作Ra，所以通常把普通電阻率測井叫普通視電阻率測井。其中：K是與電阻率測井儀有關的系數第二節普通電阻率測井原理2、電極系電極系：有供電電極（A,B）和測量電極（M，N）按一定規律組成的測量系統。成對電極：功能相同的電極，如A與B、M與N;不成對電極：功能不相同的電極，如A與M、A與N、B與M和B與N第二節普通電阻率測井原理根據電極的排列方式的不同，電極系可分為梯度電極系和電位電極系。1）梯度電極系：成對電極之間的距離小于不成對電極間的距離。A2.25M0.5N.

頂部梯度電極系：成對電極位于電極系上方；底部梯度電極系：成對電極位于電極系下方。電極距：不成對電極到成對電極中點的距離。記錄點：成對電極的中點第二節普通電阻率測井原理2）電位電極系：成對電極之間的距離大于不成對電極間的距離。A2.25B0.5M.

電極距：不成對電極之間的距離。記錄點：不成對電極的中點。3）電極系的探測深度：以供電電極為中心，以某一半徑作一球面，如果球面內包括的介質對測量結果的貢獻為50%時，此半徑定義為該電極系的探測深度。電位電極系的探測深度為電極距的2倍，梯度電極系的探測深度為電極距的1.4倍。第二節普通電阻率測井原理3、地層電阻率的測量測井時，用電纜把儀器放入含有導電性流體的井筒內的某一深度，而后，用纜車上的設備按一定速度上拉儀器，地面測量儀和井下儀器同時工作，進行測量，最后，地面儀器記錄到一條隨地層深度變化而變化的電阻率曲線，該曲線反映了測量層段井剖面導電性的變化情況。第二節普通電阻率測井原理第三節視電阻率曲線的特點及影響因素一、視電阻率曲線的特點

1、梯度電極系理論曲線的特點

1）梯度電極系曲線為非對稱曲線。

A、頂部梯度電極系的視電阻率曲線在高阻層頂部出現極大值，在高阻層底部出現極小值。

B、底部梯度電極系在高阻層底部出現極大值，在高阻層頂部出現極小值。第三節視電阻率曲線的特點及影響因素2）、地層厚度較大時，在地層中部電阻率的測量值接近地層電阻率；3）隨地層厚度的減小，圍巖電阻率的影響增加，測量結果偏離實際值。地層越薄，圍巖影響越大。第三節視電阻率曲線的特點及影響因素2、電位電極系理論曲線的特點

1）電位電極系曲線為對稱曲線。

2）視電阻率曲線對地層中點取得極值。當h>L（電極距）時，隨地層厚度增加，地層中部的Ra接近于地層的真電阻率；當h<L時，高阻層中點的Ra取得極小值。

3）在地層界面處，出現了一個小平臺，其中點對應地層界面第三節視電阻率曲線的特點及影響因素視電位電極系曲線的特點第三節視電阻率曲線的特點及影響因素二、視電阻率曲線的影響因素

視電阻率曲線影響因素包括兩方面內容：測量儀器和測量環境。

1、測量儀器從梯度電極系和電位電極系理論曲線的特點不難看出，即使是同一測量剖面，由于使用不同的電極系，其測量結果也會不同，這主要由儀器的結構、探測特性所決定。電極距L對所測的Ra曲線的影響：如圖是在厚度為h=16d的高阻層上，用三種不同L的底部梯度電極系所測的Ra電阻率曲線。盡管地層模型相同，測量條件也不變，但三種不同L的電極系測出的曲線的形狀、幅度卻相差很大。其原因在于L不同，因此，探測深度不同，泥漿、圍巖以及地層電阻率對測量結果貢獻不同所致。當L較小時，由于井的影響較大，所以視電阻率幅度不高；隨L增大，其探測深度加大，井的貢獻相對減小，地層貢獻占主要地位，視電阻率值曲線幅度升高；當L增加到一定程度時，反而使Ra降低，這是由于低阻圍巖影響突出造成的。第三節視電阻率曲線的特點及影響因素第三節視電阻率曲線的特點及影響因素二、視電阻率曲線的影響因素

視電阻率曲線影響因素包括兩方面內容：測量儀器和測量環境。

2、測量環境

1）井的影響供電電極產生的電流首先通過井內介質，如果井內介質與地層的導電性相差很大，井內介質的分流就會很明顯，得到的地層視電阻率低。一般情況下，要求Rm>5Rw。

如果井內介質與地層的導電性相差很大，井內介質的分流就會很明顯，得到的地層視電阻率低。一般情況下，要求Rm>5Rw。第三節視電阻率曲線的特點及影響因素2）圍巖—層厚影響當圍巖電阻率與地層電阻率不同時，隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對視電阻率貢獻逐漸增加。當Rs<Rt時，Ra<Rt;當Rs>Rt時，Ra>Rt.3）侵入影響在滲透層，常常出現泥漿的侵入，把泥漿濾液取代地層原始流體的現象稱為泥漿侵入。含有泥漿的區域稱為侵入帶。泥漿高侵：侵入帶電阻率大于原始地層電阻率泥漿低侵：侵入帶電阻率小于原始地層電阻率第三節視電阻率曲線的特點及影響因素第三節視電阻率曲線的特點及影響因素4）、高阻鄰層的屏蔽影響高阻鄰層的屏蔽影響產生的原因：

A、供電電極產生的直流電場為發散場；

B、井剖面地層為薄互層；

C、層間地層的導電性相差很大。高阻鄰層屏蔽在電阻率曲線上的特點：

A、地層的視電阻率低于地層電阻率，稱之為減阻屏蔽；

B、地層的視電阻率高于地層電阻率，稱之為增阻屏蔽

①當電極距大于兩個高阻層厚度及其間夾層厚度的總和時，如圖情況，A電極發出的電流由于受到上部高電阻率巖層的排斥，使下部高阻層上測得的視電阻率值同它是單一巖層時(對應虛線部分)相比，大為降低；第三節視電阻率曲線的特點及影響因素第三節視電阻率曲線的特點及影響因素②當電極距小于兩個高電阻率巖層厚度及其間夾層厚度的總和時，如圖情況，上部高阻層對電流的阻擋作用，又會使得下部高阻層上測得的視電阻率值顯著增高。第三節視電阻率曲線的特點及影響因素不同電極距的底部梯度電極系在油層組中的實測曲線第三節視電阻率曲線的特點及影響因素5）、地層傾角的影響當地層相對于井軸傾斜時，實測曲線與理論曲線的形狀和幅度均有差異。測量結果與傾角的關系如圖：

A、隨地層傾角增加，曲線的極大值向地層中心移動，使曲線趨近于對稱形；

B、曲線的極大值隨地層傾角的增加而減小，曲線變平緩；

C、當傾角大于60度時，梯度曲線的基本特點已不存在。第三節視電阻率曲線的特點及影響因素第四節視電阻率曲線的應用一、巖層的視電阻率讀數讀取巖層視電阻率的方法取決于測量儀器及地層厚度。

1、厚度：厚地層（h>5L）時，一般用地層中部視電阻率曲線的幾何平均值代表巖層的電阻率。

2、中等厚度（5L>h>L）的地層：取值時應避開地層的下界面和上界面一個電極距，取所剩部分的算術平均值。去掉屏蔽區取面積平均值法

3、由于薄層（h<L）視電阻率受圍巖電阻率影響很大，只能取其極值來代表地層的電阻率。二、視電阻率曲線的應用

1、劃分巖性由不同巖性的地層，其電阻率不同，因此，可以根據視電阻率曲線劃分不同巖性的地層。

2、確定巖層的真電阻率Rt

3、求地層孔隙度、地層水電阻率及含油飽和度，應用阿爾奇公式，即可完成此項工作。

4、地層對比在一個油區內，為研究巖性變化，進行構造形態和大段油層組的劃分等工作，在全地區的各口井中用相第四節視電阻率曲線的應用第四節視電阻率曲線的應用同的深度和橫向比例，對全井段進行幾種測井方法的測井，這種組合測井叫標準測井。普通電阻率測井曲線（2.5米底部梯度和0.5米電位電極系）與其他測井曲線一起，組成標準測井系列。

1）用標準測井圖中的標準層劃分大段油層組。

2）井間地層對比，研究油氣層的巖性、物性、厚度和含油、氣、水情況在油田范圍內的變化規律。其依據為在一定的范圍內，同一時代的相似沉積環境下形成的地層具有相似的地質特征和地球物理特征，因此同一地層的測井曲線具有相似的形態。

3、確定斷層類型。第四節視電阻率曲線的應用第四節視電阻率曲線的應用進行地層對比，首先要分析各井測井曲線的特點，并從中找出標準層，選擇標準層的原則是：(輔助標準層)1)有明顯和穩定的測井曲線特征，易與鄰層區別；2)地層連續性好，在整個構造或地區都能連續追蹤；3)巖性穩定，厚度變化不大。根據測井曲線形狀、幅度、上下組合特征把井剖面分成若干大段，再細分成若干小段，進行詳細地層對比。最后，用線的把各井相應的標準層，各層系組段的對比連起來，組成測井對比圖。繪制測井曲線地層對比圖的方法有兩種：1)根據海拔高度繪制直觀反映地層自然起伏，反映地層在空間變化的立體概念，研究構造時常繪這種對比圖。2)根據標準層層面(或目的層層面)即在同一水平面上作為基準而繪制的，反映地層巖性和厚度在局部范圍內的詳細變化規律，研究油層時多用這種對比圖第四節視電阻率曲線的應用3.研究斷層：井間對比，個別井缺失或重復時：一般表明有斷層存在地層缺失,正斷層；地層重復，逆斷層。斷層面位置為缺失或重復位置，其傾向、走向和斷距可通過圖解法來確定。第四節視電阻率曲線的應用普通電阻率測井儀的電極距較大，儀器的縱向分層能力差，為了不漏掉任何有價值的儲層，提出了微電極系測井一、微電極系測井原理微電極系的尺寸小（A0.025mM10.025mM2),三個電極根據不同組合分別構成微梯度電極系（A0.025mM10.025M2）微電位電極系（A0.05M2).微梯度電極系的電極距為0.0375m，探測深度為4-5cm，微電位電極系的電極距為0.05m，探測深度為8-10cm，由于電極尺寸小，測井方式為貼井壁測量。第五節微電極系測井微梯度電極系的測量結果主要反映泥餅的導電性，微電位電極系的測量結果主要反映沖洗帶的導電性。因此在滲透性地層層段，由于泥餅的出現，使得兩種電極系的測量值不同，一般為微梯度電極系的測量值小于微電位電極系的測量值第五節微電極系測井進行微電極系測井時，微電位和微梯度是同時測量的。因為微電極系探測范圍很小，容易受極板與井壁接觸條件的影響，同時測量則可以保證測量條件一致，還可以提高測井效率。測量時，兩條曲線采用同樣的橫向比例和縱向比例。測速一般是800-1200米/小時。第五節微電極系測井第五節微電極系測井通常采用重疊法將微電位和微梯度兩條測井曲線繪制在成果圖中，如圖所示。在有的井段是重合的，有的井段是分離的，曲線分離叫有幅度差。當微電位曲線幅度大于微梯度曲線幅度時，稱“正幅度差”；當微電位曲線幅度小于微梯度曲線幅度時，稱“負幅度差”。第五節微電極系測井二、微電極系測井曲線的特點及應用

1、曲線特點通常采用重疊法將微梯度和微電位兩條曲線繪制在同一坐標內

1）在滲透層段內，兩條曲線不重合，微梯度的讀數小于微電位，出現正幅度差。

2）在泥巖段內，兩條曲線基本重合，讀數低。第五節微電極系測井二、微電極系測井曲線的特點及應用

3）在高阻致密層段，兩條曲線基本重合，讀數高

4）兩條曲線能很好地反