IPR测井项目介绍

IPR 测井项目介绍
IPR 测井是适用于砂泥岩地质剖面的电化学测井方法，通过给砂泥岩地层施加一恒定外电场，使之产生极化场，即产生偶电层形变和局部浓度变化。

当外电场断去后，由于离子的扩散作用，二次场离子浓度梯度逐渐消失，恢复到原来的状态。

通过测量施加恒定外电场前后的电位，可求出地层的阳离子交换量和地层水矿化度，进而求出地层的含油饱和度，定量评价储层的水淹状况。

著名的Waxman-Smits 泥质砂岩电导率方程中地层水电导率Cw 和阳离子交换量Qv 是两个极其重要的电化学参数，是IPR 测井的主要响应参数，它们之间的关系非常明显。

对于水淹层，电阻率Ｒw 是个变量，仅用ＳＰ测井曲线是不可能求取出来的，因此同时测量快（慢）时窗电位、人工电位和自然电位SP ，可以定量求解地层水电阻率Rw 和阳离子交换量Qv 。

从电路上实现整个测量过程则是：恒流源通过供电电极A1或A2向地层发射恒定电流I 0，使地层产生极化场，此时A/D 通过自动控制测量板在预定时间t1采样的一次电位Up 。

供电300 ms 后断电，此时地层已被充分极化。

断电后，按指数规律随时间t 逐渐衰减，A/D 在预定时间t2，t3，t4采样正向二次电位)(2t U +∆，直到恢复地层原始状态——自然电位ＵＳＰ状态。

然后再反向供电、断电，测得反向二次电位)(2t U -∆ ，A/D 采样值送至CPU 现场实时处理后再送至D/A 输出得：
快时窗电位：p U t U t /)()(2快快∆=η
慢时窗电位：p U t U t /)()(2慢慢∆=η
人工电位： 2/)]()([)(222t U t U t U -
+∆+∆=∆
高精度自然电位： 2/)]()([22t U t U SP -+∆-∆=
0.3米电位电阻率：ρ=Kp p U /I 0
其中：Kp 为仪器系数，为I 0激发电流
图1、测井原理
研究表明，岩层矿石的IPR 测井数值与其成分、含量、结构及周围溶液性质等密切相关，能明显显示出储层的岩石性质，这对于确定矿藏的位置和储量、确定泥质砂岩储层的阳离子交换量和地层水矿化度具有重要意义。

通常不含金属矿物的岩石是由其孔隙中的溶液和粘土矿物传导电流的。

极化后孔隙中自由水的离子浓度为
0012C C Q K C K L m v +=φ
式中Ｋ１、m 、L 和Ｋ２均是待定系数。

由于地层渗透率与其电阻率密切相关，且渗透率与阳离子交换量Ｑv 和Φ有很强的相关性，Ｑv 越大，Φ越小，渗透率越低，极化后自由水浓度越高。

快时窗电位、慢时窗电位：应用快时窗电位、慢时窗电位、高精度自然电位的理论模型，可同时求解出地层阳离子交换量和原状地层的离子浓度，进而求出地层的含油饱和度，定量评价储层的水淹状况。

地层水矿化度与时窗电位的关系：
在地层水矿化度较低时，时窗电位响应随矿化度增加而增加。

但在矿化度高于３００００PPm 时，无法形成地层极化，极化电位响应为零。

时窗电位与孔隙度之间的关系：
随着孔隙度（>１０％）增大，时窗电位升高。

时窗电位与阳离子交换量的关系：
１、当阳离子交换量为零时，时窗电位为零。

即纯砂岩无时窗电位。

２、当Ｑv ≦１的范围内，时窗电位与Ｑv 成正比。

３、Ｑv 值太高后，也就是粘土含量太高，极化效应将随Ｑv 的增加而减小，以至纯粘
土的时窗电位趋于零。

人工电位、0.3米电位电阻率：人工电位与渗透率关系密切，渗透率越大，人工电位越小，有着明显的反比关系；同时地层的渗透率与地层的电阻率密切相关，直接测量出地层的电阻率，利用模型消除电阻率参数，从而在很大程度上消除了渗透率对IPR 的影响。

高精度自然电位：自然电位测井是测量地层电化学作用产生的电位。

常规自然电位采用铅电极，所测的SP 曲线存在着基线漂移等问题。

高精度自然电位采用氯化银电极，由于氯化银电极具有自身电位稳定、耐温性能好、平衡速度快、抗极化能力强等优点，所测高精度自然电位曲线与常规自然电位曲线相比，信号信噪比、灵敏度及稳定性都得到了很大的提高，完全克服了常规自然电位的弊端，从而为定量解释测井曲线提供了理想的第一手资料。

泥浆电阻率：泥浆电阻率可以较为准确地测出井内各层段的泥浆电阻率值，克服了完井时泥浆的取样位置不同及泥浆罐测量的局限性，消除了完井时泥浆的取样方法及泥浆罐常数误差，给解释工作带来的麻烦，消除井眼对该测井项目的影响，达到了使测井解释更准确的目的。

总结：IPR测井曲线对渗透层有很强的分辨能力，能清楚反映地层水矿化度及阳离子交换量的高低，求出地层的含油饱和度，定量评价储层的水淹状况。

IPR测井项目所提供的所有测井曲线均可进行定量解释。

IPR曲线和自然电位曲线均是划分渗透层的重要曲线。

应用自然电位划分渗透层生产上已广泛应用，其不利条件是当泥浆矿化度与地层水矿化度接近时，自然电位幅度差变小或无幅度差，即难于区分渗透层了，而IPR曲线反映渗透层则非常灵敏。

这是其方法特性决定的，因为渗透性较差的地层，由于离子运移受阻，不能充分极化，所测IPR数值远低于渗透性较好的储层，故利用极化率这一特性划分渗透层非常有效。

对于探井来说，应用本方法可更有效地划分渗透性储层，更为准确地求解地层含油饱和度，尤其是对于粘土影响较重的低电阻率油层更为有效。

对于开发井确定水淹层和评价水淹级别，就其原理来说，本方法是一比较理想的测井方法。

油层注水后，地层水矿化度随水淹程度增强逐渐变淡，地层水电阻率逐渐增大，用常规测井资料难于求出变化后的地层水电阻率，从而给计算的地层含油饱和度带来较大误差，难于区分水淹层及评价其水淹程度。

本方法求解出储层当前的地层水矿化度及其电阻率，就解决了注水开发井评价水淹层的难题。

该仪器测井资料可用来定量求解地层阳离子交换量和地层水电阻率，能划分渗透层和薄泥岩夹层，划分水淹层位，水淹厚度和水淹级别。

对于提高探井的勘探效果和水淹层评价，进而研究剩余油饱和度，提高油田开发效益起到重要作用。

1、本方法适用于地层水矿化度为500－30000毫克/升的地区，但要求地层水矿化度为10000－30000毫克/升的地区，测井时的泥浆电阻率≥1.0欧姆米。

2、仪器外径Φ89
耐温150℃
耐压80MPa
全长3m ＋18m（加长电极）
重量50Kg
3、测量范围
流体电阻率0.5~20Ωm
极化率0~35%
4、测井速度600m/h极化电位
800m/h自然电位。