地球物理测井方法 第一章 电法测井

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）
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对同一岩性的n块岩样，测F和φ
F1
R01 Rw
, F2
R02 Rw
,
Fn
R0 n Rw
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2. 岩石电阻率与地层水性质的关系
沉积岩石的导电能力主要取决于岩石孔隙中地层水的电 阻率。地层水电阻率与地层水性质关系密切。
地层水性质 (含盐类型、浓度（矿化度Cw）、温度T)
地层水电阻率Rw =f(盐的化学成分、矿化度、温度）
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ppm=mg/L=mg/kg
T (0 C) 5 [T (0 F) 32] 9
地层水电阻率与温度的关系： T , Rw
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不同离子的换算系数图版
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9
[例题] 某地层水水样分析结果为：
Ca2+ : 460ppm；SO42－ : 1400ppm； Na++Cl－ : 19000ppm
求该水样等效NaCl的矿化度
1）求水样的总矿化度： 总矿化度=460+1400+19000=20860ppm
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F
R0 Rw
a
m
a — 岩性系数，不同岩性有不同的数值（0.6~1.5） m — 胶结指数(cementation exponent)，与岩石
胶结情况和孔隙结构有关（1.5~3.0），~2
— 岩石孔隙度
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4. (含油气纯)岩石电阻率(Rt)与饱和度的关系
Rt>R0
本科生课程 《地球物理测井方法》
第 1 章 电法测井
（Electrical Logging）
第1节 普通电阻率测井 第2节 自然电位测井 第3节 侧向测井 第4节 感应测井
第1節 普通電阻率測井
✓ 测量井剖面地层（岩石）的电阻率 ✓ 最早使用、现在仍在部分使用的常规测井方法 ✓ 资料应用：区分岩性、地层对比和划分油气水层等
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1. 岩石电阻率与岩性的关系
离子导电：孔隙水中的盐离子导电
导电类型
沉积岩(砂岩、砾岩、泥岩等），导电 能力强，电阻率低，取决于孔隙度、 地层水电阻率、含油饱和度等。
电子导电：矿物本身的自由电子导电
火成岩，少量的自由电子，电阻率高
金属矿物自由电子多、导电能力强、电阻率低
泥岩的导电能力强，粘土矿物表面有离子双电层
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地层水电阻率与水中的盐类型的关系
溶液浓度 （g/L）
0.01 0.10 1.00
18℃时的溶液电阻率（Ω.m）
NaCl
536 54.6 5.75
KCl
573 58.2 6.11
MgCl2
431 45.0 4.99
地层水电阻率和矿化度的关系： 在同一温度下，溶液
的电阻率随矿化度的增高而下降。即 Cw , Rw
2）求换算系数：Ca2+ : 0.81, SO42－ : 0.45 3）求等效NaCl溶液矿化度：
460×0.81+1400×0.45+19000=20000ppm
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3. (含水纯)岩石电阻率(R0)与孔隙度的关系
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100%含水纯砂岩结构
电阻率为 R0
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R01 R02 R0n 对一块岩样
abRw
m Rt
t
m
S
n w
ab
w
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Sw
ab t m w
1/ n
G.E. Archie (1907~1978)
影响岩石电阻率的因素
普通电阻率测井原理
梯度电极系和电位电极系测井
微电极测井
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G. S. Ohm (1787~1854)
岩石电阻率 R(Ω.m)
岩石电阻率的大小只与岩 石本身的性质有关，与它的 几何形状及尺寸无关
岩石电阻率：表示岩石导电能力的物理量，数
值上相当于截面P积=为R1m•L2，/S长度为1m的单位体
积 岩岩样石的电电阻阻率值与，岩单性位、为地欧层姆水.性米质(、.m孔)隙性、
含油性有关
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岩石名称 粘土 泥岩 页岩 疏松砂岩 泥质页岩 致密砂岩 含油砂石 贝壳石灰岩 泥灰岩 石灰岩 白云岩 玄武岩 花岗岩
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常见岩石、矿物电阻率
电阻率(Ω.m) 1~2102 5~60 10 ~100 2 ~50 5 ~103 20 ~103 2 ~103 20 ~200 5 ~500 60 ~6000 50 ~6000 600 ~105 600 ~105
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I Rt R0
Rt — 含油气岩石电阻率，.m
R0 — 该岩石100%含水时的电阻率，.m I — 电阻增大系数（电阻率指数）
( Formation Resistivity Index)
先测量岩样的R0 ，改变岩样的含水饱和度 （Sw)，再测出岩样的电阻率Rt ，则可得I。
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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
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Archie公式
F
R0 Rw
a
m
Rt
abRw
m
S
n w
I
Rt R0
b Swn
1/ n
Sw
矿物名称 石英 白云母 长石
石油
方解石 硬石膏 无水石膏 石墨 磁铁矿 黄铁矿 黄铜矿
电阻率(Ω.m) 1012 ~1014 4 1011 4 1011
109 ~ 1016
5 108 ~ 5 1012 104 ~106 109
10-5 ~3 10-4 10-4 ~6 10-3
10-4 10-3
(parts permillion)
T (0 F) 32 9 T (0 C) 5
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① 当地层水内只含有NaCl，或除NaCl外只含微量的非 NaCl盐类，则可将地层水视为NaCl溶液，用“NaCl 溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版”求出地层水 电阻率Rw 。
② 当地层水中所含的非NaCl盐类的含量不可忽略时，应 当先用“不同离子的换算系数图版”求出地层水中所 含各种盐类离子的换算系数，然后分别乘上各离子的 矿化度，最后算出各离子上述乘积的总和，即是该地 层水的等效NaCl溶液矿化度。用等效NaCl溶液矿化度 在图版中求出对应的地层水电阻率Rw 。