地球物理测#(第一章)普通电阻率测井.ppt
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1、地 球 物 理 测 井,第一章 电法测井,心胸有多大,事业就有多大包容有多少,拥有就有多少,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,普通电极系,地球物理测井普通电阻率测井,一、基本原理,R,p,r,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,地球物理测井普通电阻率测井,由电流密度的定义可知,离点电源A为r距离的
2、任意一点P的电流密度为:jIr0/4r2(2-9),电流密度j是一个向量,r0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:ERjRIr0/4r2(2-10),对于恒定的电流场,电场强度等于电位梯度的负值,即 E gradV,gradV(dV/dr)*r0 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。,地球物理测井普通电阻率测井,E(dV/dr)*r0,将上式代入(2-10),可得 dV/drRI/4r2 VRI/4r+C由于r 时,电位V=0,故积分常数c0,因此 VRI/4r(212),上式表明:在均匀无限介质中,任意一点的电位V与
3、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。,地球物理测井普通电阻率测井,2、均匀无限介质电阻率的测量,由(212)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。,地球物理测井普通电阻率测井,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,地球物理测井普通电阻率测井,由 VRI/4r 可知,在点电源A所形成的
4、电场中,M、N点的电位为:,VM=RI/4AM,VN=RI/4AN,M、N两个测量电极之间的电位差为:,VMNVMVN4()4(),(4)VMN,地球物理测井普通电阻率测井,令4,K是与各电极之间距离有关的系数,称为电极系系数。A、M、N组成电极系电极之间的距离是固定的,因此电极系系数K是一个常数。,Ra,H,地球物理测井普通电阻率测井,3、井下非均质介质情况,(1)泥浆侵入储层的情况侵入:当P泥 P地时,井眼周围的储层受到不同程度的泥浆滤液和固体微粒的侵入。且侵入将改变原来储集层的渗透性、电、声、放射性等物理特性,尤其是渗透率K和电阻率特性R。,在钻井过程中为了防止井喷,往往使泥浆柱的压力大
5、于地层孔隙流体压力。,地球物理测井普通电阻率测井,地球物理测井普通电阻率测井,Rm-泥浆电阻率(mud)Rmf-泥浆滤液电阻率(mud fluid)Rmc-泥饼电阻率(mud cakes)Rw-地层水电阻率(water)Rxo-冲洗带电阻率Ri-侵入带电阻率(invasion)Rt-原状地层电阻率(true)hmc-泥饼厚度d-井的直径di-侵入带直径,相应参数:,地球物理测井普通电阻率测井,(2)井眼周围孔隙地层电阻率的径向变化冲洗带:岩层中有绝大部分的流体被泥浆滤液所代替的环带。冲洗带电阻率用RXO。,过渡带:冲洗带后边,离井眼越远,孔隙中被泥浆滤液取代的地层流体越来越少,形成一个过渡带。
6、,侵入带=冲洗带+过渡带,原状地层:侵入带以外的地层,地球物理测井普通电阻率测井,高侵(增阻侵入):侵入带电阻率大于原状地层电阻率的侵入状态 低侵(减阻侵入):侵入带电阻率小于原状地层电阻率的侵入状态,侵入剖面电阻率的高、低侵特征与储层所含流体性质有关,还与泥浆滤液电阻率Rmf有关。,地球物理测井普通电阻率测井,d,泥岩,泥岩,泥岩,泥岩,水层,油层,d,di,di,冲洗带,侵入带,泥饼,di,Rt,Ri,Rxo,Rm,Rmc,Rt,Ri,Rxo,Rmc,Rm,增阻泥浆侵入,减阻泥浆侵入,地球物理测井普通电阻率测井,FRo/Rmf,I=Rxo/Ro=Rxo/FRmf=1/Sw2,冲洗带:,F
7、R0/Rw,I=Rt/Ro=Rt/FRW=1/Sw2,原状地层:,RtFRW/Sw2,RXOFRmf/Sxo2,两式相除,根据经验公式SxoSw1/5,RXO/RtRmf(1S0)8/5/Rw,地球物理测井普通电阻率测井,显然,当RxoRt时,储层为高侵 RxoRt时,储层为低侵,储层的高低侵状态,除与含油气饱和度So有关外,还与泥浆滤液电阻率与地层水电阻率的比有关(Rmf/Rw)。只有在Rmf/Rw2-3时,用高低侵特征划分油水层才有效(水层为高侵,油层为低侵)。,地球物理测井普通电阻率测井,4、井下非均质介质电阻率的测量和视电阻率,实际测井时,电极系放入充满泥浆的井中,井周围是各种不同厚度
8、、不同电阻率的地层,对于渗透性地层还有泥浆侵入。总之,电极系周围的介质是各种不同电阻率的非均匀介质。怎么办?,目前,在非均匀介质中,仍采用均匀介质中的测量装置和电阻率计算公式,a(4)VMN,Ra视电阻率,在综合条件影响下测得的岩层的电阻率,地球物理测井普通电阻率测井,在所有的影响因素中,地层真电阻率Rt对Ra的影响是最大的,因此,实际测井时,只要电极系选择恰当,利用视电阻率随井深变化的曲线可以直接划分地层剖面。,地球物理测井普通电阻率测井,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,二、电极系,所谓电极系,就是测量时放入井中的一组电极。通常由三个电极组成。,A、B、M;
9、M、N、A,(用途相同的两个叫成对电极,其余的一个叫不成对电极。),成对电极:A、B或M、N,地球物理测井普通电阻率测井,梯度电极系指成对电极的距离小于不成对电极到与它相邻那个成对电极之间距离的电极系,电位电极系指成对电极的距离大于不成对电极到与它相邻那个成对电极之间距离的电极系,1、电极系的分类,见书P29表2-3,地球物理测井普通电阻率测井,梯度电极系,顶部梯度电极系成对电极在不成对电极的下方(井口方向),底部梯度电极系成对电极在不成对电极的下方(井底方向),底部梯度电极系,顶部梯度电极系,地球物理测井普通电阻率测井,2、电极系的记录点、电极矩和探测深度,记录点为确定电极系在井中某深度上测
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- 地球物理 第一章 普通 电阻率 测井
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