普通电阻率测井

1地层倾角对普通电阻率测井的影响

汪宏年等于1999年发表文章“各向异性地层中电阻率测井的响应特征”，文章中利用模拟匹配算法给出了斜井眼中普通电阻率测井的快速正演模拟方法，系统研究了井眼倾角、地层厚度和地层各向异性等对普通电阻率测井的影响。对于水平各向异性无限厚的地层，井眼的倾角为θ，电位和梯度电极系的视电阻率值与地层或井眼倾角间的关系：

（1）对于各向同性地层，由于各向异性系数=1，这时上式可简化为：

（2）这说明各向同性地层中的视电阻率值与倾角无关。

文章中同时给出了A0.5M的电位电极系在两种不同模型上的正演计算结果：

第一个模型假定厚度分别为0.5，1.0，1.5，2.0，3.0和4.0m的单一地层位于均值的

围岩中；井眼倾角分别为0°，30°，60°和85°，用来研究地层的厚度、倾角变化以及地

层电阻率的各向异性对视电阻率测井曲线的影响。首先假定所有的地层均为各向同性地层条

件下的正演模拟结果，其中，中间目的层和上下围岩的电阻率分别是20Ω·m和1Ω·m。结果显示:在各向同性地层中，井眼倾角的变化对厚度明显大于测井仪器纵向分辨率的厚储

层的测井响应影响很小；但对于厚度较小的薄层，其视电阻率测井曲线受倾角变化的影响较

大。这是由于倾角的增加导致视厚度的增加，使薄层的响应变得与厚度类似。此外，倾角的

增加使地层的视厚度增大从而导致整个测井曲线变得更加光滑，但厚层中的视电阻率值并不

随倾角的变化而改变，这一现象与式（2）的预测结果一致。然后假定中间目的层为各向异

性地层，但围岩仍为各向同性地层情况下的正演模拟结果，中间目的层的纵横向电阻率分别

是20Ω·m和5Ω·m，围岩层的电阻率仍是1Ω·m。结果表明，随着倾角的增加，除了薄

储层上的视电阻率曲线的形态发生明显的变化外，厚层中的视电阻率值均明显增大，且厚层中间的视电阻率值与倾角的变化关系基本满足式（1）给出的结果。此外，地层的各向异性

使得测井曲线的形态变化更加复杂，在地层边界附近视电阻率曲线出现了较大的起伏，倾角较小时，这种特征很明显，但随着倾角的增加，这种现象逐渐消失。最后假定中间目的层和

围岩电阻率均为各向异性情况下的正演模拟结果。中间目的层的纵横向电阻率仍是20Ω·m

和5Ω·m；围岩的纵横向电阻率分别为5Ω·m和1Ω·m。由结果同样可以看到倾角的增加

对整个电阻率测井曲线产生的影响，这里不仅目的层的视电阻率而且上下围岩层的视电阻率

值都随着倾角的增大而增大。特别需要指出的是，在围岩也是各向异性的情况下，地层边界附近的视电阻率曲线不再出现视电阻率值的明显起伏。这一现象在对包括井眼泥浆影响的垂

直井眼进行的正演模拟时仍然成立，所以说目的层和围岩是否各向异性对整个电阻率测井的

影响很大。

第二个模型是研究砂泥岩薄交互层在不同倾角情况下电阻率测井的响应特征及其与各

向异性地层在响应特征上的等价性。该薄交互层中各个砂泥岩的单层厚度均是0.05m，砂岩层仍假定为各向同性地层，其电阻率值为20Ω·m；而泥岩层和围岩均为各向异性地层，其

纵横向电阻率分别为5Ω·m，1Ω·m。这些薄砂泥岩组成了厚度分别是0.6，1.2和1.6m 的薄交互层，其砂泥岩的体积比为1:1，且各个交互层之间被厚度为 2.45m的泥岩隔开。应用等价关系，该砂泥岩薄交互层在宏观上与纵横向电阻率是12.5Ω·m和1.91Ω·m的各向异性地层等价。在井眼倾角分别是0°，30°，60°和85°时薄交互层与其等价各向异性地

层的正演计算结果表明，由于各个薄层的单层厚度已大大小于测井仪器的纵向分辨率，各个薄交互层上的响应与其等价的各向异性地层基本一致，整个视电阻率均随着地层倾角的增加

而增加，唯一的区别是薄交互层的响应存在微小的波动和跳跃。

汪宏年等[18]对水平层状各向异性介质中普通电阻率测井进行研究时,应用模式匹配算法对非轴对称、无井眼地层模型进行了探索,并用0.5 m电位电极系对不同的地层模型做了

大量的正演计算,系统地考察了井斜角(地层倾角)、地层厚度以及地层的各向异性等对普通

电阻率测井的影响.在研究中由于忽略井眼的影响,地层仍然具有旋转对称性,故采用柱坐标系,仍然是二维的模式匹配.

谭茂金等2007年发表文章“非轴对称条件下用三维模式匹配法计算电阻率测井响应”，文中采用模式匹配法研究了非轴对称条件下普通电阻率测井响应，研究了倾斜地层等各种非

轴对称的地层模型电阻率测井响应，系统地考察了井斜对普通电阻率测井响应的影响。

当地层中含有井眼时,必须对井眼在Z方向上进行“层的划分”,使得井眼折线近似为一

个圆。图6a为一个地层界面(两层介质模型)、不同井斜角的电阻率响应。可以看出,由于泥浆电阻率的影响,地层界面的特征不明显,已经没有明显的台阶。随着井斜角的增加,电阻率的响应数值逐渐降低。

图6b为两个地层界面、不同井斜角的视电阻率响应。可以看出,由于泥浆电阻率的影响,地层界面的特征不明显,已经没有明显的台阶,但是出现了一个类似“奶嘴”状的特征,这是由于井眼视电阻率和地层较薄受围岩的影响较大造成的。随着井斜角的增加,视电阻率的响应数值逐渐降低,同时层的厚度也越来越厚。在远离地层界面的地方,井斜影响造成的视电阻

率差距越来越小,但是其数值都比直井要小,这是由于围岩受井眼影响的结果。

图5 三层地层模型(a)和多层地层模型(b)

井眼轨迹与地层倾角之间的关系对电阻率有较大的影响，这主要表现在电阻率测井时不

能准确地测量地层的垂向或水平电阻率，而是两者影响的综合反映，并且该测量值随测量方

向的不同而不同，这给测井解释造成很大的困难。目前，对地层电性各向异性的研究一般通

过对各种地质模型的正演模拟，从而得出在相应地质条件下，地层电性各向异性对电阻率测

井的影响程度。

在非平行界面地层环境下，当目的层视厚度、围岩电阻率、侵入深度及侵入带电阻率处

于一定范围内时，地层界面倾斜会使双感应测井响应发生一定程度的偏离，界面倾角越大，

偏离程度越严重。为此，在水平井测井解释工作中，必须对不同条件下的地层界面倾角影响

进行不同程度的环境校正。

有效地控制井眼轨迹能大大降低钻井成本和提高效益。同时根据电阻率响应特征和其他

测井曲线正确地划分地层界面，能有效地提高测井解释精度及为工程施工提供更好地依据。

测井曲线形态取决于所测量的特定的井眼和地层，近年来国内外学者采用了不同的研究方法

来研究地层倾角对电阻率测井的影响，通过对仪器响应的分析和数值模拟有了以下认识：（1）斜井中所有的测井仪器响应均受影响，其影响来源于井眼和地层间的相对倾角以及仪器类

型；（2）对斜度小于30°的井，所有测井曲线稍作校正即可作定量解释。（3）对斜度为30°～60°的井，电阻率曲线可通过数值模拟手段进行视倾角校正。（4）对斜度60°～80°的井，地层电阻率R t可由电阻率曲线确定，但受多种因素影响不可能准确（如各向异性、

地层倾角、侵入、井眼条件以及仪器偏心等）。（5）对斜度大于80°的井，就定量评价和

解释而言，所有曲线都受到影响。解释成功与否关键取决于由井眼成像测井确定的井眼与地

层间的关系以及用于确定真垂直厚度（TVT）和真地层厚度（TST）的倾角精度。这些参数如

不很准确，任何解释最多也只能是定性的。