《地球物理测井方法》第4章 侧向测井

Rt I 0
4L
ln
2L0 r0
Rt
4L
ln 2L0
U A0 I0
r0
K 4L
ln 2(L0 / r0 )
12
四、接地电阻 rg 及视电阻率Ra
rg U AON I0 主电流流经路径的等效电阻
Ra

K U A0 N I0
Ra Krg K (rm ri rt rs )
线电极可分成无限多个小的电流元dI(点电极)
8
设坐标原点在电极系中 点，Z轴与电极轴线重合
设电极全长2L0,主电极长 2L,电极半径r0,且r0<<L0
设整个电极流出电流I， 主电流I0，电流均匀分布 在线电极上，电流密度为：
j I0 2L
9
RI
d在意U线一电点极M（上x任，R取tyd，一I z电）流处元产d生ξ的，电U它位在为介：质4中任r
29
探测特性
深度记录点：A0 中点 分辨率：深0.632m，浅0.437m 探测深度：深1.1m，浅的0.35m
探测深度：深七比深三深
分辨率：三侧向比七侧向高
深浅三侧向分辨率相同,深浅七侧向分辨率不同
五、曲线特点(自学)
六、应用：同三侧向
30
三侧向测井
深三侧向
浅三侧向
七侧向测井
深七侧向电极系
B2(A' 2)A2M
' 2
M2
A0
M1
M
' 1
A1 A1' (B1)
34
二、测量原理(恒功率测量)
用ΔUM1M2调节I0 使 ΔUM1M2=0
测I0和UM1
用VA2-VA1的差值调节IS， 使I0UM1=选定功率
Ra

K UM1 I0
35
分频式：深、浅用不 同频率的电流
Schlumberger的DLT仪器： 深 — 3 5 Hz， 浅 — 2 8 0 Hz； Baker Atlas 的 DLL 仪 器 ： 深—32Hz，浅—128Hz；用 相应频率的选频电路进行监 督和测量！
2.电极距L： L o1o2
主要决定纵向分辨率，L较小时分辨率高
27
3.分布比s： s L0 / L
主要影响主电流层的形状
1<s<3~3.5,主电流层为水平状
4.聚焦参数q： q=(L0-L)/L=s-1 作用与分布比相似
28
5.常用深、浅七侧向电极系
0.025 A2
0.638M
' 2
0.112M
21
§2 七电极侧向测井 体积较小的环状电极
一、电极系及电场分布 A0 :主电极 A1、A2:屏蔽电极
M1,M1′,M2,M2′:监督电极 O1,O2:M1M1′,M2M2′中点
B:回路电极 N:测量参考电极
深七侧向电极系 22
0.025 A2
0.638M'2
0.112M2
0.25
0.02 A0
0
0
8L
r 2 (Z L )2 (Z L )
0
0
记录点在A0中点，其坐标为r=r0，z=0 ， 则记录点处的电位（测量的电位）为：
11
U
RI [ t 0 ln
r 2 L2 L ]2
0
0
0
A0 8L
r2
0
Rt I 0 ln r02 L20 L0
4L
r0
因r0<<L0，上式近似为： U A0
36
探测特性
探测深度（半径）：深60in.，浅24in.； 分辨率： 30in.（深、浅）(1in.=2.54cm）
37
三、曲线特点及应用
1. 曲线特点（与七侧向曲线相似）
1）对称于地层中部 2）界面附近小尖峰，厚层消失（过聚焦造成） 3）取地层中部值
2. 应用：构成双侧-微球综合测井仪
项目：深、浅侧向、微球聚焦（RLLD、RLLS、 Rxo)、井径、SP
调节I0，Ia ，使 U M1M 2 0
U M 0O1 Vref
测量I0，则：RMSFL

k
U M0O1 I0
（1）仪器贴井壁，I0在冲洗带中流动
（2）要求不严格， RMSFL Rxo
探测深度：5cm （3）探测特性：
分辨率：20cm
50
恒流、恒压、恒功率测量方式的适用条件
Ra

17
井眼校正图版
条件:厚度无限大、无泥浆侵入的地层 18
层厚围岩校正图版
条件:无井眼、无侵入的纵向非均匀地层
19
侵入校正图版 Tornado Chart
条件：地层无限厚、无井眼
20
3. 应用
举例
（1）划分岩性（电阻率大小） （2）确定Rt（校正），计算Sw
（3）判断油水层（岩性,孔隙性,地层水的性 质相近的储层中比较电阻率大小及侵入情况）
0.25M1
0.112M
' 1
0.638
0.025 A1
0.025 B2
0.5
0.025 A2
0.25M'2
0.083M2
0.167
0.02 A0
0.167M10.083M'1
0.25
0.025 A1
0.5
0.025 B1
深、浅七侧向电极系 主电流层的厚度不同
23
二、测量原理
1. A0—I0 A1A2—IS
15
当下高阻层电阻率由10Rm变 到100Rm时，上层的视电阻 率只变化10%左右。
相邻高阻层对读数影响较小
16
六、曲线应用
1.视电阻率曲线特点
h/d=4、Rt/Rm=40、Rs/Rm=1 1）对称于地层中点，极值为代表值 2）没有明显界面特征点，但靠近异常底部
2. Ra校正： 井眼，围岩-层厚，侵入校正
井径 /(cm)
60 解 释 0.5 150 结 论 0.5
68
0.5
深侧向 /(Ω m) 浅侧向 /(Ω m)
微球 /(Ω m)
50 86
补偿中子 / %
-14
补偿密度 /(g/cm3)
50 1.2
2.8
声波时差 /(μ s/ft)
50 180
40
1800
气 层 油 层 油水同层
A1
A0
A2
浅三侧：B1、B2在A1、A2外侧
1.1 0.4
0.15
0.4 1.1
0.2 0.025 0.025 0.2
B1
A1
A0
A2
B2
浅三侧向电极结构
5
二、测量原理
1. A0 A1，A2
I0 同极性
IS
2. I0恒定，用ΔUA0A1，调节IS 使A0，A1，A2等电位
3.测量 ΔUA0N =UA0 (A0电极的表面电位)
m 4 r2 (Z )2
dI jd I0 d
2L
dU

RI t0
d
m 8L r2 (Z )2
10
U M
dU L0
L0
M
L0 L0
RI t0
8L
d r2 (Z )2
RI t 0 ln
r 2 (Z L )2 (Z L )
I0、Is同极性
N
2. I0恒定，用ΔUM1M1′调节IS， 使M1 M1′等电位
3.测量任意一个监督电极的 电位UM1 (M1与N的电位差)
24
4.视电阻率
U
R K M1
a
I
o
K为电极系系数
浅七侧向电极系和电流分布
25
三、电场计算（深七侧向）
简化和假设：
地层是均匀、各向同性、无穷的,电阻率为Rt
14
3.围岩-层厚 （围岩对主电流层形状的影响）
Rs<Rt：围岩吸引主电流，使主电流发散，
St↑ ，rt ↓，Ra下降，H越小，影响越大。
Rs>Rt：围岩排斥主电流，rt↑ ，适用于
高阻碳酸盐岩剖面。
4.地层：Rt ，Rt对Ra贡献越大，适用于高阻地 层，另外纵向分辨率高，适用于薄层。
综合：R侧t>Rs 向测井适用于盐水泥Rt<Rs浆井眼，储 层为高阻薄层，低侵，碳酸盐岩。

K
Lm Sm
Rm
K
Li Si
Ri
K
Lt St
Rt
K
Ls Ss
Rs
Ra Gm Rm Gi Ri Gt Rt Gs Rs
13
五、侧向测井的影响因素和适用条件
Ra GmRm Gi Ri Gt Rt
1. 井眼 Rm越小，对Ra影响越小，适用于盐水泥浆 扩径：使视电阻率降低 2. 侵入 Ri↑、di ↑ ，对Ra影响越大，适用于低侵，侵 入不深的地层（探测深度）
38
双 侧 向 | 微 球 型 聚 焦 测 井 组 合
39
（1）识别油、水层
识别依据： 幅度差
Rmf>Rw时：水层——增阻侵入
负幅度差（ RLLD RLLS ）
油层——减阻侵入
正幅度差（ RLLD RLLS ）
Rmf<Rw时：水层、油层（油水同层）——减阻侵入，但Rt油层>Rt水层， 且油层处幅度差比水层处的幅度差大。
侵入带径向电阻率分布示意图
40
（2）确定地层真电阻率 • 影响因素：井眼
层厚—围岩 泥浆侵入 • 校正方法：测井解释图版

RLLD RLLS

井眼校正,层厚-围岩校正,侵入校正


Rt di

Rxo(由微电阻率测井获得)
GaoJ-1-3
41
双侧向测井井眼校正图版
42
双侧向测井层厚-围岩校正图版 43
RLLd/Rxo RLLd/RLLS Rt/Rxo di Rt/RLLd
双侧向测井侵入校正图版（厚层、无井眼影响） 44
§4 微侧向测井和微球聚焦测井
一、微侧向测井
测量冲洗带电阻率(Rxo)的聚焦测井
45
1. 电极系
A00.016M10.012M20.012A1
K
U I0
恒压法（0―200Ω·m）：恒定电压，测 电流，适用于中低电阻率地层
恒流法（0―几千Ω·m）：恒定电流，测 电压，适用于高电阻率地层
恒功率法（0.2―4万Ω·m）：恒定功率， 扩大电阻率的测量范围
51
举例
深 10 度0 (m) 18
自然电位 /(mV) 自然伽马 /(API)
2
0.25
0.02 A0
0.25M1
0.112M'1
0.638
0.025 A1
L0=2.07m ,L=0.632m,s=3.27
0.025 B2
0.5
0.025 A2
0.25M'2
0.083M
2
0.167
0.02 A0
0.167M10.083M'1
0.25
0.025 A1
0.5
0.025 B1
L0=1.07m,L=0.437m ,s=2.4 电极系直径：0.102m
RMLL校正为Rxo(自学）
47
二、微球聚焦测井
测量冲洗带电阻率的聚焦测井方法
解决问题的思路：
Ia：在泥饼中流
I
I0：在冲洗带中流， 等位面为球面
48
1. 电极系
A0：主电极
（发射I0和Ia）
M1、M2：监督电极
B：回路电极
A1：辅助电极，与 A0极性相反
M0：测量电极
49
2.测量原理（恒压法测量）
（北京）
本科生课程
《地球物理测井方法》
第4章 侧向测井
（Laterolog）
1
侧向测井（聚焦）
2
侧向测井
一种电阻率测井方法 在供电电极A上下方加两个(或多个)与A同极
性的屏蔽电极，使供电电流聚焦成薄板状径向 流入地层，在适当位置发散流到回路电极B
侧向测井是目前在盐水泥浆井，高阻薄层或
碳酸盐岩地层广泛使用的电阻率测井方法
A0: 主电极(点）,电流I0 A1: 屏蔽电极,电流Is M1、M2: 监督电极
分辨率：4.4cm 探测特性：
探测深度：8 cm
46
2. 测量原理
(1) I0与Is同极性 (2) I0恒定，自动调节Is，使UM1=UM2
(3) 测UM1
(4) 视电阻率： Ra

K UM1 I0
实验确定K
3. 应用：确定Rxo
浅七侧向电极系
§3 双（深、浅）侧向测井
33
一、电极系及电场分布 A0：主电极
M1 M2 M1 M2 ：监督电极
A1A1：柱状屏蔽电极
屏蔽电极，深测 A2A2
回路电极，浅测
3
0.3 0.22 0.02 0.12 0.02 0.02 0.3
3
0.8 0.22 0.08 0.18 0.18 0.08 0.22 0.8
6
4. 视电阻率
Ra

K U A0 I0
K为电极系系数(形状因子）
5.探测特性
深度记录点： A0 中点 分辨率： A0长度决定(0.175m)
探测深度（径向半径）：
深1.0m，浅的0.33m
7
三、电场计算(电极系系数理论计算公式) 简化和假设： 地层是均匀、各向同性、无穷的，电阻率为Rt 只有电极和地层 电极为无绝缘环的线电极 电极上电流密度均匀（因VA0=VA1=VA2,地层 是均匀的，E=jR）
只有电极和地层
电极为点电极(几个?)
U M1

Rt I0
4

1 A0 M 1

Rt Is
8

1 A1M1

Rt Is
8

1 A2 M 1
U M1 U M1 自己推导出K
26
四、电极系结构与特性(探测特性)
1.电极系长度L0： L0 A1A2
主要影响探测深度，L0增加，探测深度增大
3
§1 三侧向测井
一、电极系及电场分布
A0 —主电极，长0.15m
A1、A2—屏蔽电极,各长1.7m
绝缘环—主电极与屏蔽电
极之间，各厚0.025m A0、 A1 、 A2同极性 B——回路电极 N——测量参考电极
直径很小的圆柱状电极
4
深三侧：B在A1 上方较远处，全长3.6m
1.7 0.025 0.15 0.025 1.7