地球物理测(第一章)电法测井PPT课件
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地球物理测井方法课件：1-4 感应测井
BR
M cos 2T3
nT ST IT cos 2T3
Z
BR
C) 通过部分球面的磁通量 P
' BRdS S
球面上面积元 ：
O T
0
dS r 2 sin d d T2 sin d d T
GaoJ-1-4
T
17
'
2
BRdS 0
0 0
nT ST IT 2T3
cosT2
sin d d
GaoJ-1-4
11
2. Doll几何因子理论概述
假设单元环的电磁场之间互不发生作用 假设电磁波瞬间便可通过地层(即时场)
(1)线圈系周围介质由无数个单元环组成
(2)发射线圈引起的涡流分别在单元环中流动
(3)每个单元环都单独存在，且在接收线圈中产生
感应电动势dVR（二次电动势）
(4)接收线圈中感应电动势VR是所有单元环产生 的dVR之和 ：
nT ST IT 0 sin cos d
T
0
nT S T IT T
1 2
sin
2
0
'
nT ST r 2 2T3
IT
sin 0
r
T
GaoJ-1-4
18
D) 单元环的感应电动势dV：
'
nT ST r 2 2T3
IT
dV
'
d' dt
nT ST r2 2T3
dIT dt
IT I0eit
dV
'
inT ST r2 2T3
➢在通过z的子午面上，用 drdz面积元表示单元环
GaoJ-1-4
14
（1）单元环中感应电动势dV、涡流dI
地球物理测井方法 第一章 电法测井
4 r
UM
RI
4 AM
UN
RI
4 AN
电位差： UMN UM UN
RI RI RI MN
4 AM 4 AN 4 AM AN
GaoJ-1-1
26
由此得均匀各向同性介质电阻率：
R 4 AM AN UMN K UMN
MN I
I
K 4 AM AN
MN
电极系系数
当保持I不变，ΔUMN随介质电阻率而变化
16
I
Rt R0
b
S
n w
b — 岩性系数，常取b=1.0
n — 饱和度指数 (saturation exponent) （1.0~4.3）（1.5~2.2居多，~2）
Sw — 含水饱和度
GaoJ-1-1
17
Archie公式
F
R0 Rw
a
m
Rt
abRw
m
S
n w
I
Rt R0
b Swn
1/ n
Sw
N为电势0点，则
U MN
ABRI
4 AM BM
IA -I B
R 4 AM BM UMN K UMN
AB
I
I
GaoJ-1-1
K 4 AM BM
AB
28
3. 电极系互换原理
“互易原理”
如果一个电极系的结构和尺寸不变，由单极供电 A M N变成双极供电M A B，且I不变，则在同一 剖面上，测得的电位差相同，电极系系数和测量 的电阻率也相同。
Rw1 Rw2
Rwn
F R0 Rw
R0—孔隙中充满100%地层水时的岩石电阻率，.m Rw —孔隙中所含地层水的电阻率，.m F—地层因素 （Formation Resistivity Factor）
UM
RI
4 AM
UN
RI
4 AN
电位差： UMN UM UN
RI RI RI MN
4 AM 4 AN 4 AM AN
GaoJ-1-1
26
由此得均匀各向同性介质电阻率：
R 4 AM AN UMN K UMN
MN I
I
K 4 AM AN
MN
电极系系数
当保持I不变，ΔUMN随介质电阻率而变化
16
I
Rt R0
b
S
n w
b — 岩性系数，常取b=1.0
n — 饱和度指数 (saturation exponent) （1.0~4.3）（1.5~2.2居多，~2）
Sw — 含水饱和度
GaoJ-1-1
17
Archie公式
F
R0 Rw
a
m
Rt
abRw
m
S
n w
I
Rt R0
b Swn
1/ n
Sw
N为电势0点，则
U MN
ABRI
4 AM BM
IA -I B
R 4 AM BM UMN K UMN
AB
I
I
GaoJ-1-1
K 4 AM BM
AB
28
3. 电极系互换原理
“互易原理”
如果一个电极系的结构和尺寸不变，由单极供电 A M N变成双极供电M A B，且I不变，则在同一 剖面上，测得的电位差相同，电极系系数和测量 的电阻率也相同。
Rw1 Rw2
Rwn
F R0 Rw
R0—孔隙中充满100%地层水时的岩石电阻率，.m Rw —孔隙中所含地层水的电阻率，.m F—地层因素 （Formation Resistivity Factor）
地球物理测井ppt课件
8
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 当岩石中的固体颗粒被地层水润湿 时，就形成双电层。
9
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 泥浆滤液通过孔道进入地层时，带走正 电荷(阳离子)，在地层一侧形成正电荷 的富集，而井眼中的正电荷填补被带走 正电荷所形成的空缺,这样井眼中就有了 过剩的负电荷，从而产生了过滤电位 （动电学电位）。
泥浆滤液的粘度a过滤电位系数与地层水的矿化度化学成分所通过的介质的类型及泥浆滤液的性质有关1314在扩散过程中正负离子迁移率速度不同通常是负离子快这样在某一时刻通过同一截面的正离子数与负离子数不同结果是浓度低的一侧形成了负离子电荷的富集而浓度高的一侧形成了正离子电荷的富集从而产生了扩散电位
3 自然电位测井（SP）
Ed
Kd
log aw amf
式中 ——扩散电位系数，主要取决于溶液的离子成分、溶液的温度；
——地K d层水的电化学活度，与地层水的含盐浓度 、盐的类型和温度有
关，
， 为活度系数。
a——泥浆滤液的电化学活度， w Cw
aw fCw f
a mf
amf fCmf
17
1.1.2.1 扩散作用与扩散电位
面带有了强的负电荷之后，固体颗粒将阻止负 离子的通过（好象负离子被吸附住了一样）， 这种现象我们称之为扩散吸附作用。
20
1.1.2.2 扩散吸附作用与扩散吸附电位 由于扩散吸附作用，其结果是浓度高的一侧形成了负离子（电荷）的富 集，而浓度低的一侧形成了正离子（电荷）的富集，从而产生了扩散吸附 电位。
10
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 动电学电位（过滤电位）的大小：
Ek
A P Rmf
11
3.1.1 动电学作用与动电学电位
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 当岩石中的固体颗粒被地层水润湿 时，就形成双电层。
9
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 泥浆滤液通过孔道进入地层时，带走正 电荷(阳离子)，在地层一侧形成正电荷 的富集，而井眼中的正电荷填补被带走 正电荷所形成的空缺,这样井眼中就有了 过剩的负电荷，从而产生了过滤电位 （动电学电位）。
泥浆滤液的粘度a过滤电位系数与地层水的矿化度化学成分所通过的介质的类型及泥浆滤液的性质有关1314在扩散过程中正负离子迁移率速度不同通常是负离子快这样在某一时刻通过同一截面的正离子数与负离子数不同结果是浓度低的一侧形成了负离子电荷的富集而浓度高的一侧形成了正离子电荷的富集从而产生了扩散电位
3 自然电位测井（SP）
Ed
Kd
log aw amf
式中 ——扩散电位系数，主要取决于溶液的离子成分、溶液的温度；
——地K d层水的电化学活度，与地层水的含盐浓度 、盐的类型和温度有
关，
， 为活度系数。
a——泥浆滤液的电化学活度， w Cw
aw fCw f
a mf
amf fCmf
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1.1.2.1 扩散作用与扩散电位
面带有了强的负电荷之后，固体颗粒将阻止负 离子的通过（好象负离子被吸附住了一样）， 这种现象我们称之为扩散吸附作用。
20
1.1.2.2 扩散吸附作用与扩散吸附电位 由于扩散吸附作用，其结果是浓度高的一侧形成了负离子（电荷）的富 集，而浓度低的一侧形成了正离子（电荷）的富集，从而产生了扩散吸附 电位。
10
3.1.1 动电学作用与动电学电位 • 动电学电位（过滤电位）的大小：
Ek
A P Rmf
11
3.1.1 动电学作用与动电学电位
一绪论电法测井普通电测.ppt
视电阻率 Ra(apparent resistivity)
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将测得的 I 、电位差和 电极系系数K带入公式进行计算，得出的数值即为视 电阻率
Ra =（K △VMN ）／Ｉ
Ra = f（ Rm d Ri di Rt h Rs …）
由此可知：Ra 是以上因素的综合反映，但受被测
RI
4r
实际测量Δ UMN
UMN UM UNUMຫໍສະໝຸດ RI4 AM
UN
RI
4 AN
U MN
RI
4
MN AM AN
均匀介质条件下的电阻率公式:
R 4 AM AN UMN
MN
I
R K U MN I
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
Rt 的影响最大， Ra对 Rt的变化是敏感的。
普通电阻率测井由：
电位电极系测井
梯度电极系测井
组成
微电极测井
●电极系的分类 梯度电极系 电位电极系 记录点O
●电极系的有关参数 电极距L 探测深度(半径)r
●电极系的表示方法
A
M
M
N
B
A
N 电 位 电 极 Normal device 系
M
lateral device
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将测得的 I 、电位差和 电极系系数K带入公式进行计算，得出的数值即为视 电阻率
Ra =（K △VMN ）／Ｉ
Ra = f（ Rm d Ri di Rt h Rs …）
由此可知：Ra 是以上因素的综合反映，但受被测
RI
4r
实际测量Δ UMN
UMN UM UNUMຫໍສະໝຸດ RI4 AM
UN
RI
4 AN
U MN
RI
4
MN AM AN
均匀介质条件下的电阻率公式:
R 4 AM AN UMN
MN
I
R K U MN I
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
Rt 的影响最大， Ra对 Rt的变化是敏感的。
普通电阻率测井由：
电位电极系测井
梯度电极系测井
组成
微电极测井
●电极系的分类 梯度电极系 电位电极系 记录点O
●电极系的有关参数 电极距L 探测深度(半径)r
●电极系的表示方法
A
M
M
N
B
A
N 电 位 电 极 Normal device 系
M
lateral device
电法测井精品PPT课件
岩石电阻率的大小决定 于：
1）矿物骨架（属电子导电） 2）泥质含量及胶结程度（属
离子导电） 3）孔隙流体（属离子导电）
孔隙度（Ø） ； 孔隙形状和分布； 含油饱和度（So） ；
地层水电阻率Rw（岩 石孔隙内地层水中盐类的化 学成分、浓度、温度）。
二、岩石电阻率与Rw的关系
对纯岩石，
Rt>Rw；
Rt>Rw成正比变化；
Cmf－泥浆滤液含盐浓度 (矿化度)； Cw－地层水含盐浓度 (矿化度)
一般Cw Cmf ,当浓度不太大时，有 Rw 1 Cw 和Rmf 则
Ed = kd lg Rmf Rw
B注y L－iu D该ir公en 式Ya的ngt条ze U件ni为ver溶sity液浓度不太大
1 Cmf
2、扩散吸附电动势Eda
二、岩性的影响 三、温度的影响 四、地层水和泥浆滤液中含盐性
质的影响 五、地层电阻率的影响 六、地层厚度的影响 七、扩径与泥浆侵入的影响
U SP
=
pm
+
pm p sd
+
SSP p sh
SSP = E d
E da = ( Kd
K da
) lg
Cw C mf
第4节 SP曲线的应用
一、判断渗透性岩层
对砂泥岩剖面，以泥岩 为基线， 一般情况下（Cw>Cmf) 渗透层为负异常， 岩性越纯，负异常幅度 越大。
《地球物理测井讲义》
电法测井
目录
第1章 自然电位测井 第2章 普通电阻率测井 第3章 侧向测井 第4章 微电阻率测井 第5章 感应测井
《地球物理测井讲义》
第1章 自然电位测井
第1章 自然电位测井
自然电位产生的机理 自然电位测井曲线 影响自然电位测井的因素 SP曲线的应用
1章-电法测井
第一章 电法测井§1-1 普通电阻率测井普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一，岩石的电阻率和岩性、储油物性、含油性有密切的关系，利用岩石电阻率来区分油性、划分油水层进行剖面对比就是普通电阻率测井的主要任务。
一、岩石电阻率的测量原理 1、 测量原理 （1）电阻率：由物理学知，用均匀材料制成的规则形状的导体，其电阻r 与导体截面积S 成反比，与导体的长度L 成正比，表达式为： SLRr = 其中比例常数R ，是与导体的材料性质有关而与导体形状无关的量，称为电阻率，表达式为： LS r R ⋅= （2）岩石的电阻率，在数值上相当于截面积为12m ，长度为1m 的单位体积的岩石的电阻值。
岩石的电阻率越高说明岩石的导电能力越差。
（3）测量原理——四极法图1-1 岩样电阻率测量原理图按欧姆定律： SL R r I U r t MN⋅=∆=→IU K L S I U R MN MN t∆=⋅∆=式中：r --- MN 之间的电阻， t R --- 岩样电阻率，m ⋅Ω； S ---- 岩样截面积，m 2； L --- 测量电极间的距离，m ； K --- 比例系数，m ；-----仪器常数MN U ∆ ---- 测量电极MN 之间的电位差；二、普通电阻率测量原理1、均匀介质中的电阻率测井 （1）稳恒电流场描述电流场的物理量是E 和j ，它们之间满足的微分方程是：j R E=，由于稳恒电流场是有源无旋场，即,0=∙∇j0=⨯∇E ，所以其电场强度E 和电流密度j 成正比，且方向一致。
在均匀介质中放入点电流源，则均匀介质点电源在空间上电流场的分布： 24rI j π=j 为均匀介质中点电源场中任意点的电流密度，即在电流方向上单位面积上的电流强度的大小，其中r 为电源A 到测量点的距离，I 为点电源的电流强度。
故在均匀电流场分布中，应有关系式：24r I R E π= （2）电阻率测井的理论依据任意点电位与电场强度之间有： dr dU E -=，则24rIR dr dU π=-， 积分得：C rRI U +⋅=14π，C 为积分常数，取无穷远处电位为0时，则C 为0。
《电法测井》自然电位测井 ppt课件
盐水泥浆（Cw<Cmf即Rw>Rmf) 砂岩SP正异常；泥岩段SP曲线基线（负电位）。
ppt课件
46
应用1 砂 泥 岩 剖 面 判 断 岩 性
ppt课件
47
5.SP曲线的应用
应用2：划分渗透层及层界面； SP曲线上一切偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性
和渗透性较好的储集层的标志。
对于岩性均匀、厚度较大、界面清楚（如 泥岩与砂岩的突变界面）的储集层，通常用 SP异常幅度的半幅点（泥岩基线算起1/2幅 度处）确定储集层界面。如果储集层厚度较 小，SP异常较小，半幅点厚度将大于实际 厚度，应参考其他曲线确定界面。
结果形成高浓度一方 为负，低浓度一方 为正。
ppt课件
19
(2)纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）
设纯泥岩单位孔隙体积的补偿阳离子浓度
QV=∞，则认为VCl- = 0。
VNa+
VCL-
Ed
2.3 u u
v v
R.T F
lg
Cw Cmf
Eda
2.3
R.T I
lg
Cw Cmf
kda：扩散吸附电动势系数
一种以泥岩为背景来显示储集层性质的测井方法，SP大 小不只与储集层性质有关，而且与相邻泥岩的性质有关 来表示。因此，这种方法只能用于储集层与泥岩交替出
现的岩性剖面，即最常见的砂泥岩剖面。
ppt课件
39
注意
这种方法不能用于巨厚的碳酸盐岩剖面 ，因为它没有或很少有泥岩，裂缝较发育的 储集层以致密碳酸盐岩为围岩，许多储层要 通过远处的泥岩才能形成自然电流回路，因 而在相邻泥岩间形成巨厚的大片SP异常，不 能用来划分和研究储集层。
3.结果：产生了电动势，造成自然电场
ppt课件
46
应用1 砂 泥 岩 剖 面 判 断 岩 性
ppt课件
47
5.SP曲线的应用
应用2：划分渗透层及层界面； SP曲线上一切偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性
和渗透性较好的储集层的标志。
对于岩性均匀、厚度较大、界面清楚（如 泥岩与砂岩的突变界面）的储集层，通常用 SP异常幅度的半幅点（泥岩基线算起1/2幅 度处）确定储集层界面。如果储集层厚度较 小，SP异常较小，半幅点厚度将大于实际 厚度，应参考其他曲线确定界面。
结果形成高浓度一方 为负，低浓度一方 为正。
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19
(2)纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）
设纯泥岩单位孔隙体积的补偿阳离子浓度
QV=∞，则认为VCl- = 0。
VNa+
VCL-
Ed
2.3 u u
v v
R.T F
lg
Cw Cmf
Eda
2.3
R.T I
lg
Cw Cmf
kda：扩散吸附电动势系数
一种以泥岩为背景来显示储集层性质的测井方法，SP大 小不只与储集层性质有关，而且与相邻泥岩的性质有关 来表示。因此，这种方法只能用于储集层与泥岩交替出
现的岩性剖面，即最常见的砂泥岩剖面。
ppt课件
39
注意
这种方法不能用于巨厚的碳酸盐岩剖面 ，因为它没有或很少有泥岩，裂缝较发育的 储集层以致密碳酸盐岩为围岩，许多储层要 通过远处的泥岩才能形成自然电流回路，因 而在相邻泥岩间形成巨厚的大片SP异常，不 能用来划分和研究储集层。
3.结果：产生了电动势，造成自然电场
地球物理勘探--电法勘探PPT课件
地电断面：
根据地下地质体电阻率差异而划分界限的断面。这些界限 可能同地质体、地质层位的界限吻合，也可能不一致。
从上图看出，上面求出的电阻率是与p1、p2、p3都有关 系的，并且两次的电阻率值都是不相同的。
当地质断面在电性上是不均匀的和比较复杂时，若仍使用 电阻率测定公式，实际上是相当于将本来不均匀的地质断面用 某一等效的均匀断面来代替。
介绍最基本的电阻率法
电阻率法是传导类电法勘探方法之一。建立在地壳中各种岩 矿石具有各种导电性差异的基础上，通过观测和研究与这些差异 有关的天然电场或人工电场的分布规律，从而达到查明地下构造 或者寻找有用矿产的目的。
第一节 电阻率法
一、电阻率法的理论基础
（一）、岩土介质的电阻率 岩土介质的电阻率差异是电阻率法的物理前提，电阻率是
由于任一点的电位只与该点到场源的 距离有关，则得：
dU E dr I dr 2r 2
积分得： U I c 2r
由于r→∞,U=0，所以积分常数c=0， 即M点的点位为：
结论：
U I 2r
①点电源在地下均匀各向同性半空 间中的等位面为一系列以它为中心 的同心半球面，电流线处处与等电 位面正交。
孔隙度大而渗透性强的岩层如砂层、砾石层等，其电阻率明 显地取决于含水条件，当其饱含矿化度高的地下水时，电阻 率只有几十至几个欧姆米，当其位于潜水面以上含水条件较 差时，其电阻率可高达几百至几千欧姆米。石灰岩的电阻率 一般比较高，但当其中发育有溶洞、溶隙且充填有不同矿化 度的地下水时，其电阻率会大幅度的下降。
E
I 2rA2M
r r
U I 2r
②电位U与r成反比，随r的增大迅 速衰减，在点电源附近衰减快，远 离点电源衰减较慢。
③电场E的衰减比电位更快，电场 是矢量方向与矢径 r 相同，如左 图所示，因此其正、负由电流线方 向与x轴正向相同或相反而定。
根据地下地质体电阻率差异而划分界限的断面。这些界限 可能同地质体、地质层位的界限吻合，也可能不一致。
从上图看出，上面求出的电阻率是与p1、p2、p3都有关 系的，并且两次的电阻率值都是不相同的。
当地质断面在电性上是不均匀的和比较复杂时，若仍使用 电阻率测定公式，实际上是相当于将本来不均匀的地质断面用 某一等效的均匀断面来代替。
介绍最基本的电阻率法
电阻率法是传导类电法勘探方法之一。建立在地壳中各种岩 矿石具有各种导电性差异的基础上，通过观测和研究与这些差异 有关的天然电场或人工电场的分布规律，从而达到查明地下构造 或者寻找有用矿产的目的。
第一节 电阻率法
一、电阻率法的理论基础
（一）、岩土介质的电阻率 岩土介质的电阻率差异是电阻率法的物理前提，电阻率是
由于任一点的电位只与该点到场源的 距离有关，则得：
dU E dr I dr 2r 2
积分得： U I c 2r
由于r→∞,U=0，所以积分常数c=0， 即M点的点位为：
结论：
U I 2r
①点电源在地下均匀各向同性半空 间中的等位面为一系列以它为中心 的同心半球面，电流线处处与等电 位面正交。
孔隙度大而渗透性强的岩层如砂层、砾石层等，其电阻率明 显地取决于含水条件，当其饱含矿化度高的地下水时，电阻 率只有几十至几个欧姆米，当其位于潜水面以上含水条件较 差时，其电阻率可高达几百至几千欧姆米。石灰岩的电阻率 一般比较高，但当其中发育有溶洞、溶隙且充填有不同矿化 度的地下水时，其电阻率会大幅度的下降。
E
I 2rA2M
r r
U I 2r
②电位U与r成反比，随r的增大迅 速衰减，在点电源附近衰减快，远 离点电源衰减较慢。
③电场E的衰减比电位更快，电场 是矢量方向与矢径 r 相同，如左 图所示，因此其正、负由电流线方 向与x轴正向相同或相反而定。
电法测井简介 ppt课件
• Oil saturation measured from core plugs.
14
聚焦型电阻率测井仪器
微球形聚焦测井仪 双侧向测井仪 方位侧向测井仪 阵列侧向测井仪
15
微球形聚焦测井简介
图中A0是主电极，A1是屏蔽电极， M0是测量（测井）电极，M1、M2 是监督电极，它们都固定在用硬橡 胶制成的极板上，只有回流电极B 在电极系的底部。
低频 中低频
中频
高频 光频
1~1kHz 1k~200kHz 400k~ 1~2GHz 1015Hz
侧向测 井
感应测井、 200MHz
水基泥浆电 成像
电磁波测 井、油基
泥浆电成
像
介电测 井
光纤测 井
10
测量对象等效图
11
感应与侧向测井适应范围选择图
一般在淡水泥浆中多选择感应测井，在盐水泥浆中多选择侧 向测井。在Rt>20Ω.m或Rt/Rm>250时也考虑选择侧向。
中国石油经济技术研究院江怀友在2008年7月有一篇交流报告：“世 界海相碳酸盐岩油气勘探开发现状与展望”。谈到技术展望-储层研 究方面：碳酸盐岩的岩性变化大、储集空间类型多、次生变化明显、 非均质性强,成岩作用的复杂性使碳酸盐岩储层的非均质性增强，其 孔隙度和渗透率的分布难以预测。裂缝的分布规律复杂，所以碳酸盐 岩缝洞研究一直是国际性攻关难题。
主电极A0流出总电流It，It=I0+I1。 其中I1为屏蔽电流，I0称为主电流。
由于屏流的聚焦作用使主电流I0不 沿着泥饼流动；通过调整主电流I0， 保持两个监督电极M1、M2电位近 似相等，那么主电流I0在冲洗带中 将呈辐射状均匀散开，形成球形等 位面。
16
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岩石(纯岩石体 积物理模型）
固体骨架（Vma） 孔隙型 离子导电（在外加电场的情况下）
电子导电 （当金属矿物组成岩石骨架时）
自由电子
（靠自由电子
导电的岩石称为 电子型导电的岩 石）
岩石具有连通孔隙 （其中含有地层水）
通常情况下沉积岩 中不含导电的矿物， 大都靠孔隙中的盐 类离子导电
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——岩石的导电特性
电法测井包括测量岩层导电、介电和电 化学特性的所有测井方法。这类方法通过测 量岩层的导电、介电和电化学特性，来划分 井下油气储层和确定油气层的含油气饱和度。
地球物理测井——岩石的导电特性
一、岩石的电阻率和电导率
1、欧姆定律
r=R L / S
R=r S / L
=1 / R
地层的电阻率只与地层的性质有关，而与其几何
形状及尺寸无关，所以测量岩石的R而不是电阻。
导电能力差的，电阻率高，电导率低； 导电能力好的，电阻率低，电导率高。
地球物理测井——岩石的导电特性
2、岩石电阻率与岩性的关系
由P21的表2-1 可知，岩石的电阻率间的关系： （1） R火成岩 > R 沉积岩 （2）在沉积岩中: R 灰岩/云岩 > R 砂岩 > R 泥岩 （3）矿物类：除金属和石墨外，其他矿物类电阻率 都比较高，石油和天然气几乎是不导电的； （4）岩性不同、含油气水不同的岩石，其电阻率也是 不同的。
孔隙结构（岩性） 油水分布(岩石的亲水性）
地球物理测井——岩石的导电特性
粘土含量、孔隙结构是岩石的岩性因素；地 层水中的盐类、含量和它的温度是水性因素，可 综合反映地层水电阻率Rw；孔隙度是物性因素；
含水饱和度和油水分布是含油气性因素。因此， 岩石电阻率与岩石的岩性、水性、物性和含油气 性有关。
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粘土
补偿阳
离子
（CEC）阳离子交换能力：单位体积所含的补偿阳离子量。 单位： 毫克当量 / 100克
库仑力：F= （q1 q2）/ （4r2）（ ：介电常数） 因此，干粘土放在水中，因水的最大，F水 < F平衡，使一 部分阳离子变成自由离子，使水中的电阻率下降，因此，在 相同条件下含有粘土与不含粘土相比R要低，纯粘土更低。
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2、粘土中的离子导电机理
孔隙岩石中含有粘土矿物时，孔隙中离子导电情况变得
更加复杂。
由
粘土（呈片状颗粒，比表面积大） （多层铝氧八面体
或硅氧四面体堆砌而成）由于 Mg+2 替换 Al+3 导致 粘土表面
出现了过剩的负电荷 为了保持电中性 吸附附在粘土表面的
阳离子形成偶电层。
三、影响岩石电阻率的因素 火成岩: 以电子导电为主（岩性致密，不含地层水）
沉积岩：以离子导电为主(主要靠孔隙中地层水的 盐类离子导电)
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岩石 电阻 率R
离子数目 离子速度
地层水含盐量Cw
孔隙度φ（物性）
地层水含量
含水饱和度Sw
粘土含量 、分布 （含油气性）
温度t 盐类
离子运动路径
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五、电阻增大系数I与含水饱和度Sw的关系
Archie同样用实验发现，对于同样纯砂岩，在 地层水电阻率和孔隙度一定时，岩样的含油饱和度 So=1-Sw越高，则岩样的电阻率也越高；含油饱和 度越低，则岩样的电阻率也越低。
纯砂岩的 R > 泥质砂岩的 R > 纯泥岩的 R
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通常补偿阳离子是Na+。 同种粘土矿物的CEC为一常数。 常见粘土矿物中，蒙脱石的CEC＞伊利石CEC＞高岭石 CEC；颗粒越小，CEC越大。 CEC的大小与粘土矿物类型以及颗粒分散度有关。
地球物理测井——岩石的导电特性
地球物理测井——岩石的导电特性
3、不同岩性地层的电阻率
1、砂泥岩地层：R砂>R泥质砂岩>R泥岩 2、碳酸岩盐地层：孔隙性的灰岩与砂岩类似,含次生孔隙的岩
石R与孔隙的结构、孔隙度明显有关外，还与 含油气、泥质含量和地层水的电阻率都有关。
3、膏盐地层：因为很致密，通常无孔隙存在，所以它的R很高。
地球物理测井——岩石的导电特性 二、 岩石的导电机理
本小节应掌握的内容： 1、岩石导电机理 2、常见岩石的电阻率及其大小关系 3、影响岩石电阻率的主要因素
地球物理测井——岩石的导电特性
四、地层因素F与孔隙度φ的关系 Archie 认 为 ， 对 于 饱 含 矿 化 度 大 于 20000mg/L
的地层水的纯砂岩样品，孔隙中100%含水时的电阻 率Ro与地层水电阻率 Rw之 比 值，即地层因素 F＝ R0/Rw为一常数，且与岩样的孔隙度、胶结程度和 孔隙形状有关，与地层水电阻率无关。在以F为纵 坐标、φ为横坐标的双对数坐标上， F- φ关系基 本为一条直线。（P24图2-3）
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20
地 10 层 因 素5 F
3
2
F=0.675/φ２．０８ F=１/φ１．７３
1
10
20 30
50
100 孔隙度%
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假设：
1、岩石为纯地层岩石（岩石骨架不含导电矿物和泥质） 2、岩石孔隙中100％含地层水
阿尔奇 地层因素 F＝R0/Rw＝a/φm （Archie公式1）
岩石的导电特性是指岩石在电场中传导电流的能力，用岩 石的电阻率R和电导率σ来量度。
岩石的电阻率和电导率与岩石的岩性、物性、含油气性以 及所含水的性质相关，这是电阻率测井能够确定岩性、划分油 气水层和计算含油气饱和度的基础。
R——Ω·m（欧姆·米） σ——mS/m（毫西门子/米）
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a—岩性系数，0.4－1.5，与孔隙结构有关 m—胶结指数，1.3－2.5，随胶结程度增加而增大 一般情况下，a=1,m=2 地层因数F只与孔隙度和孔隙结构有关，而与地层水电阻率无关
地球物理测井——岩石的导电特性
a、m对解释结果有着非常重要的影响，而且 a与m是互相制约、密切相关的。一般说， a大， m就小；a小， m就大。由于a与m与岩石性质、胶 结情况、孔隙结构等有密切关系，因此，解释时 应根据本地区的岩性来合理选择a与m值。