岩石电阻率参数实验室测量及计算
《岩石物理性质与测量方法》第二篇 第一章 介电常数测量方法
§1.3 高频段（200MHz～3000MHz）
当样品损耗很小或无损耗时，k1近似为实数，则 腔内样品处的场分布满足以下方程：
k1 J1 (k1 R1 ) J0 (k1R1)
f (k0，2，R1，R2，R0 )
（7）
fa
k0
J101Y000 J Y 001 000
J Y 000 101 J Y 000 001
a1—端口1 入射波幅度
b1—端口1 反射波幅度(或透射波)
a2—端口2 入射波幅度
b2—端口2 反射波幅度(或透射波)
24
§1.3 高频段（200MHz～3000MHz）
则，两端口网络的散射方程组可表示为：
b1 S11a1 S12a2 b2 S21a1 S22a2
同矩阵表示为：
b1
b2
(r
d2 dr 2
d dr
k12r)Ez
0
k
k02 (1
1 2Q2
j
1) Q
(1 j tan )
(r
d2 dr 2
d dr
k12 r ) E z
0
k1,k0 —分别为腔内有样品和无样品时
电磁场的波数。
tan
"
—介质的损耗角正切。
'
'， " —为介电常数的实部和虚部。
111
Q Qs Q0
12
§1.2 中频段（20MHz～270MHz）
由导纳Y计算出 和
通过解场方程可得出以下两个不同精度的计算公式：
1. 将场近似为静电场时有：
Y G jC A ( j )
d
d Im(Y )
A
d Re(Y )
物探：电阻率法的基础知识
2．克希霍夫定律 在稳定电流场中，任取一个不含源的闭合曲 面，流过任何一个闭合曲面的电流密度通量 均等于零，即
divj 0
(5 .2 .4 )
3．稳定电流场的势场性
在稳定电流场中，电荷的分布不随时间 改变，因此，它和静电场一样也是势场，场 中任一点的电位只与该点到场源的距离有关
计算的电阻率，不是某一岩层的真电阻率，
而是在电场分布范围内、各种岩石电阻率 综综合影响的结果。我们称其为视电阻率， 并用s来表示:
s K
U I
MN
( 5 . 3 . 1)
可见，在电阻率法的实际工作中，一般测得 的都是视电阻率，只当电极排列位于某种单 一岩性的地层中时，才会测到该地层的真电 阻率。 视电阻率的微分形式表达式：
1.一个点电源的电场
设在电阻率为ρ的无限半空间的地表， 有一点电源A，其电流强度为+I。显然，在距 点源A为rAM点的电流密度为
j
I 2 r AM
2
r r
( 5 .2 .7 )
上式代入(5.2.1),得到M点的电场强度
E I 2 r AM
2
r r
( 5 .2 .8 )
U
=
在地热勘探中，正是利用这一特性来圈定地
热异常的。相反在冰冻条件下，地下岩石中 的水溶液将由于结冻，使岩土呈现出极高的 电阻率。这对于我国冰冻时间较长地区，冬 季施工时将产生影响。
三、层状介质的电阻率
1．纵向电阻率与横向电阻率 大部分沉积岩都具有层理结构，从其电性 上来看，它们是由各种不同电阻率的地层 组成的。这样的地层其电阻率与通过其中 电流的方向有关，呈现出各向异性。
常见的几种电阻率测井方法
第七章 普通电阻率测井普通电阻率测井是地球物理测井中最基本最常用的测井方法，它根据岩石导电性的差别，测量地层的电阻率，在井内研究钻井地质剖面。
岩石电阻率与岩性、储油物性、和含油性有着密切的关系。
普通电阻率测井主要任务是根据测量的岩层电阻率，来判断岩性，划分油气水曾研究储集层的含油性渗透性，和孔隙度。
普通电阻率测井包括梯度电极系、电位电极系微电极测井。
本章先简要讨论岩石电阻率的影响因素，然后介绍电阻率测井的基本原理，曲线特点及应用。
第一节 岩石电阻率与岩性储油物性和含油物性的关系各种岩石具有不同的导电能力，岩石的导电能力可用电阻率来表示。
由物理学可知，对均匀材料的导体其电阻率为：SL R r 其中L ：导体长度，S ：导体的横截面积，R ：电阻率仅与材料性质有关 由上式可以看出，导体的电阻不仅和导体的材料有关，而且和导体的长度、横截面积有关。
从研究倒替性质的角度来说，测量电阻这个物理量显然是不确切的，因此电阻率测井方法测量的是地层的电阻率，而不是电阻。
下面分别讨论一下影响岩石电阻率的各种因素：一 岩石电阻率与岩石的关系按导电机理的不同，岩石可分成两大类，离子导电的岩石很电子导电的岩石，前者主要靠连同孔隙中所含的溶液的正负离子导电；后者靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电。
对于离子导电的岩石，其电阻率的大小主要取决于岩石孔隙中所含溶液的性质，溶液的浓度和含量等（如砂岩、页岩等），虽然其造岩矿物的自由电子也可以传导电流，但相对于离子导电来说是次要的，因此沉积岩主要靠离子导电，其电阻率比较底。
对于电子导电的岩石，其电阻率主要由所含导电矿物的性质和含量来决定。
大部分火成岩（如玄武岩、花岗岩等）非常致密坚硬不含地层水，主要靠造岩矿物中少量的自由电子导电，所以电阻率都很高。
石油电法勘探中地层电阻率分析方法简述
石油电法勘探中地层电阻率分析方法中石化地球物理公司华东分公司（顾锦才，丛远志，魏众）（南京市马台街141号，210009）摘要：分析地层岩性电阻率的影响因素，提出了确定地层电阻率的方法，根据不同勘探要求，可采用表层电阻率统计法、实验室岩石标本测定法、野外小四极露头测定法和井旁测深结合电测井曲线分析法。
对各种方法的特点及施工方法做了详细说明。
关键词：石油电法，电阻率，标本测定，井旁测深，电测井曲线1．引言石油电法勘探中，岩石地层电性参数的分析是电性资料处理解释的基础研究工作，对勘探区域地层电阻率的分析不仅关系到电性资料能否准确地反映实际地质构造，而且有助于对勘探靶区进行含油气性评价。
对岩石电阻率的研究表明：影响岩石电阻率的因素很多，主要有岩石的矿物成分和结构、岩石所处环境的温度和压力，岩石中所含水分的多少及其矿化程度的高低，岩石在高温高压条件下出现的各种物理化学变化等⑴。
一般情况下,火成岩、变质岩和灰岩的电阻率较高，而且稳定，厚粘土地层的电阻率较低也较稳定。
在石油电法勘探地电剖面解释中，可以将这些高阻或低阻稳定层作为区内的电性标准层。
根据岩石的电学性质划分的地电断面可能与地质界面相对应，也可能不相一致。
但总体而言，在沉积岩地区，地质断面和地电断面在空间上是有一定的对应关系的。
地层电阻率分析的主要目的是根据测区内的地层分布特征，在石油电法施工设计时、施工过程中及对电法资料处理解释时，对工区内不同地层的电阻率变化规律进行多方面的分析研究，建立测区内的地电模型，对测区内方法技术的有效性进行论证。
总之，测区电性参数研究贯穿于电法勘探工作的始终，特别是在资料处理解释阶段，电阻率参数的研究显得更为重要，不仅对地电解释精度有影响，而且决定了解释推断的可靠性。
2．地层电阻率分析方法电阻率分析的研究方法主要有：表层电阻率统计，小四极方法测定表层电阻率，标本岩石电性参数测试，井旁测深与电测井电阻率分析和电法—地震综合解释标准层电阻率标定等。
《岩石物理性质与测量方法》第二篇 第三章 岩心物性参数的测量方法
化钠浓度配置。用等效氯化钠浓度法进行配 置时,如果已知地层水分析资料(水离子类型
式中, Cw 为等效NaCl溶液的矿化度(ppm ); T为摄氏温度.
及各自的浓度)，则须先将各种离子的浓度
换算成等效氯化钠浓度，然后算出总等效氯 化钠浓度，最后用右面两个公式计算出溶液 电阻率。如果已知的是地层水电阻率则直接 利用右面公式反算出氯化钠浓度，即可进行 配置（1 ppm = 1 mg/l）。注意，当浓度 较高时，应考虑盐所占的重量。
➢ 如果实验的目的在于解决油田实际问题，则应采用
天然岩心，并且所选岩心应是对应油田区块的，而且必
须具有代表性。
2
§3.1 岩石物理实验流程及技术概述
1.岩心的选取
➢ 当确定好了区块后，根据不同的分析项目， 结合测井资料，合理选定取样深度。 例如，为了考察孔隙度、渗透率、孔隙流体性 质和含水饱和度对测井响应的影响，则应根据目 的层段的孔隙度测井曲线估算一下地层的孔隙度 ，然后在具有不同孔隙度层位上取具有不同孔隙 度的岩心。如果还要考察泥质含量的影响则还需 取不同泥质含量的岩心，等等。
c． 离心清洗法
在离心力的作用下，将干净热溶剂喷洒到装在离心机转盘上的
岩样上，并流过岩样将油和水驱替出来。根据岩样渗远性和胶结程
度来选择离心机转速，由每分钟几百转到几千转。这种方法已成功
地使用各类溶剂清洗岩样。在清洗时一般同时可以清洗几块到几十
块岩样，清洗时间通常为半小时，个别情况下达到两小时，就能满
的深度位置上，从岩心柱上钻取小岩心或用切割机切取方岩样。取样时
，如果有方向要求，要考虑取样的方向性。对于具有方向性的实验，如
三轴和各向异性实验，要求岩样为方形的或同深度位置的不同取样方向
岩石电阻率与岩性孔隙度含油饱和度的关系;3普通电阻率测井原理
主要讨论:
1、井壁介质的电阻率分布; 2、岩石电阻率与岩性孔隙度含油饱和度的
关系; 3、普通电阻率测井原理; 4、普通电阻率测井曲线； 5、普通电阻率测井曲线应用。 6、介绍标准测井
3.1井壁介质的电阻率分布
一、泥浆侵入现象
在钻井过程中, 通常保持泥浆柱压力稍微 大于地层压力,在压力差作用下,泥浆滤液向渗 透层侵入,泥浆滤液替换地层孔隙所含的液体而 形成侵入带,同时泥浆中的颗粒附在井壁上形成 泥饼,这种现象叫泥浆侵入.
4 AN
Rt 4 AM AN Umn
MN
I
当MN距离较远时（理想N无穷远）
Rt 4 AM Um
I
Hale Waihona Puke 电位电极系测量记录的是M点电位
2梯度电极系 定义:成对电极距离小于不成对电极到成对电极 距离的电极系叫梯度电极系
Um Rt I
4 AM
Un Rt I
三、岩石电阻率与孔隙度关系 1、建立测井解释模型
泥质：细粉砂与湿黏土组成，有孔隙，但无效。 岩石骨架：岩石中除了泥质以外的固体部分。
2、建立响应方程
岩石电阻率与孔隙度大小有关. 一般孔隙度越大,含流体越多,岩石的导 电能力越强,电阻率越小. 实验表明: 孔隙中完全充满水的岩石的电阻率Ro 与所含水的电阻率Rw的比值只与孔隙 度 岩性有关.即当孔隙度 岩性一定时
第三章普通电阻率测井
主讲人：唐军 长江大学
地球物理与资源学院
第三章普通电阻率测井
• 普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一 梯度电极系测井
• 电阻率测井 普通电阻率测井 电位电极系测井 微电阻率测井
侧向测井(三/七/双) 感应测井 • 岩石的电阻率和岩性含油性有密切的关系,因此研究岩石电阻率 的差异区分岩性划分油水层是普通电阻率测井的主要任务.
岩石电阻率参数实验室测量及计算
岩石电阻率参数的测量及导出参数的长计城钻算录探井工公程司有限公司
1.电阻率参数ρw,ρo的测量及地层因素F的计算。 1.1测量时的环境温度控制在20±2℃. 1.2校准电阻率测量仪。 1.3测岩心饱和后的溶液电阻，按公式（2）计算岩心饱和后的溶 液电阻率。
ρw=Rw·C… … … … … … … … … … … （2） 式中：ρw———岩心饱和后的溶液的电阻率， Ω,m;
真空表：量程为0~0.1MPa， 精度为2.5级
试剂
氯化钠：分析纯 乙醇：分析纯 甲醇：分析纯 苯：分析纯 硝酸银：分析纯 硅胶：干燥剂
长城钻探工程有限公司 录井公司
岩心样品的制备
长城钻探工程有限公司 录井公司
1.将岩心样品加工成直径为25mm、长度为30mm的圆
柱体。端面数据，以算数平均值作为岩心样品的直径 与长度）
此图版对应值相符合。
岩心样品的抽空与饱和 长城钻探工程有限公司 录井公司
岩心样品饱和装置如右图所示。 1.真空装置各部件的连接应严密， 真空度接近0.1MPa时应保持密 封。 2.将干岩心样品和溶液（盐水） 同时抽空1h，打开放水阀，将溶 液缓慢注入存放岩心样品的真空 瓶内，再继续抽真空，直至岩心 内无气泡排出为止（一般连续抽 空8h) 3.真空饱和后的岩心样品在其溶 液中静置10d左右。
岩心样品的处理
1.岩心样品内的盐分及残余油的清洗。
长城钻探工程有限公司 录井公司
洗盐：用甲醇浸泡岩心样品5~7d。用滴管取浸泡过岩心样品的
甲醇液，滴入硝酸银溶解，观察颜色，如有乳白色沉淀
物，则更换甲醇再洗。
洗油：洗油装置如图1所示，用脂肪抽提器和三比一的苯与乙醇
混合液，一般岩心样品抽洗7~15小时（稠油可延长清洗
第五节 岩芯物性测量
第五节 岩芯物性测量根据工区勘查测线布置，选择多块钻井岩芯进行视电阻率与电阻率测量。
CSAMT 法是电磁勘探方法中一种，主要是以地壳中岩、矿石的电物性（电阻率）差异为物质基础，测量取样岩芯的电阻率可以为CSAMT 反演结果提供很好的参考样本。
测量岩芯电阻率的原理如图2-2所示，将一圆柱形岩芯固定在夹具之间，通常岩芯的电阻率较大，因而电流微弱，图中的电流表是一种能够检测弱电流的灵敏电流计。
设岩芯长度为L ，直径为D ，长度单位均为m ，电阻率的单位为Ω.m 。
则岩芯的电阻大小为24D LS L R πρρ== 又由欧姆定律得IU R ∆∆=上式中U ∆和I ∆表示电压和电流的变化量。
由以上两式整理得到岩芯电阻率的计算公式为IL UD ∆∆=42πρ测定时用面粉与过饱和硫酸铜溶液搅拌成糊状面团,作为铜环与标本接触介质, 以减少欧姆表接触电阻,提高观测精度。
值得注意的是,用盐水溶液搅拌的面团,其电阻随时间变化很大,不宜使用。
在选择欧姆表（万能表）测量时,为了提高读数精度, 应使指针所指示的被测电阻值,尽可能指示在刻度盘中间一段。
每次读数前,要用电零点改正器,迫使指针归零。
岩芯电阻率测量结果见表2-11，根据1-D6钻井现有电阻率测井结果，对现有电阻率测井进行分析，在1-D6井，96.4m 处进行分析，此段钻井编录结果为此处为泥岩，测井结果电阻率的值约为13.4Ω.m 。
测量此段的岩芯的平均电阻率值为为13.67Ω.m 。
实验内岩芯电阻率测量结果与野外测井结果基本一致。
E夹具图2-2 实验原理图表2-11 岩芯电阻率测量结果表视电阻率是电阻率法用来反映岩石和矿石导电性变化的参数。
在地下存在多种岩石的情况下用电阻率法测得的电阻率，不是某一种岩石的真电阻率。
它除受各种岩石电阻率的综合影响外，还与岩、矿石的分布状态(包括—些构造因素)、电极排列等具体情况有关，所以称它为视电阻率。
决定视电阻率大小的因素有:①各岩层地质体的真电阻率；②地下不同电性体实际分布状况（各电性体的厚度、大小和形状、埋藏的深浅）；③供电电极和测量电极的相互位置以及与不均匀电性层的相对位置。
岩石电阻率及其影响因素..
由普通物理可知，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，与导体的长度成正比，表达式为：
rR L S
Rr
S L
岩石电阻率只与导体的材料性质有关，而与导体的几何形状无关，单
位Ω.m，在数值上相当于截面积为1m2，长度单位为1m的单位体积岩石的电
阻值。
1.岩石电阻率概念
在实验室内常用“四极法”测定岩石的电阻率。对于一个给定的圆柱
2.岩石电阻率影响因素
(1) 岩石电阻率与岩性的关系
石油测井的主要探测对象是沉积岩。不同沉积岩之间以及同种岩石电阻
率的差异变化，是由多种因素影响造成的 , 其中主要的因素是：岩石孔隙度
的大小、孔隙结构、孔隙中所含流体电阻率，以及岩石所处温度等。 岩石是由矿物和孔隙中流体以及胶结物组成，沉积岩的主要造岩矿物电 阻率都在 106欧姆· 米以上，因此，大多数沉积岩，当其不含导电流体时，由 造岩矿物组成的岩石骨架几乎是不导电的。许多沉积岩之所以能导电，则是 因为它们在地下不同程度的具有一定的孔隙，在其中充填了一定数量的盐水 溶液造成的。这些存在于岩石中的盐溶液，由于盐类离解形成了正离子 ( 如 Na+，Ca2+和Mg2+等)和负离子(如C1-，SO2-等)，离子在电场作用下发生运动， 就构成了沉积岩中电流流动的媒介物。于是，电流通过孔隙水流过岩石，岩 石因此具有了一定的导电性。
2.岩石电阻率影响因素 (1) 岩石电阻率与岩性的关系
表 1-1-1 岩 石 名 称 粘土 泥岩 页岩 泥质页岩 疏松砂岩 致密砂岩 含油砂岩 贝壳石灰岩 泥灰岩 石灰岩 白云岩 玄武岩 花岗岩 电 阻 率(Ω ·m) 1～10 5～60 10～102 5～103 2～50 20～103 2～103 20～2×102 5～5×102 60～6×103 50～6×103 6×102～105 6×102～105 常见岩石、矿物的电阻率 矿 物 名 称 石英 白云母 长石 方解石 硬石膏 无水石膏 岩盐 石墨 磁铁矿 黄铁矿 黄铜矿 石油 无烟煤
井地电阻率法
井地电阻率法井地电阻率法是一种地球物理勘探方法，用于确定地下岩石或土壤的电性质。
本文将从以下几个方面进行详细介绍：井地电阻率法的原理、仪器和设备、实施步骤、数据处理及应用。
一、井地电阻率法的原理井地电阻率法基于电流在不同介质中传播的速度不同，从而通过测量电流在不同介质中的传播速度来推断介质的电性质。
该方法利用钻孔作为测量点，通过在钻孔中放置一对电极并注入一定强度的直流电流，测量出在不同深度处的电位差，并计算出相应深度处的电阻率值。
根据这些数据，可以绘制出反演剖面图，以显示不同深度处土壤或岩石层之间的边界和物性变化。
二、仪器和设备井地电阻率法需要使用特定的仪器和设备进行测量。
常见设备包括：1. 井下放线轮组：主要用于将测量线缆从钻孔中放入或拉出。
2. 野外控制箱：用于控制仪器和采集数据。
3. 电极：一般使用四极电极，分别为两个电流电极和两个电位电极。
4. 直流发生器：用于注入直流电流。
5. 数据采集仪：用于记录测量数据。
三、实施步骤井地电阻率法的实施步骤如下：1. 钻孔：首先需要进行钻孔，以达到所需深度。
钻孔的深度应根据勘探目的而定，通常在100米以下。
2. 安装电极：在钻孔中安装四极电极，其中两个为电流电极，另外两个为电位电极。
安装时应确保四个电极平行且距离相等。
3. 连接设备：将井下放线轮组与野外控制箱相连，并将直流发生器和数据采集仪连接到野外控制箱上。
4. 注入直流电流：通过直流发生器向地下注入一定强度的直流电流。
注入过程中应注意保持恒定的注入强度和时间，并记录相关参数。
5. 测量数据：在注入直流后，使用数据采集仪记录不同深度处的电位差值，并计算出相应深度处的阻抗值。
6. 数据处理：将采集到的数据进行处理，根据测量数据和地质资料绘制出反演剖面图。
四、数据处理井地电阻率法采集到的数据需要进行处理才能得到有用的信息。
常见的数据处理方法包括：1. 反演：将测量得到的电阻率值反演为地下介质的电性质分布图，以显示不同深度处土壤或岩石层之间的边界和物性变化。
岩石的电阻率
常见矿物及其电阻率
常见岩石的电阻率变化范围
由于岩石在天然条件下生存条件不尽相同，因此同类 岩石的电阻率也不尽相同，而是有一定的变化范围
常见矿物及其电阻率
由表可以看出：
1、同类岩石的电阻率在在一定范围类变化
2、三大类岩石中，岩浆岩、变质岩和沉积岩中的化学沉积 岩的电阻率均较高，而沉积岩中的碎屑岩类的电阻率较低。 3、在特殊情况下例外，如碎屑岩在结冻后或者不含水时， 电阻率很大；岩浆岩、变质岩在破碎风化后，电阻率 变小
如图，在垂直层理方向，相当于电阻的串联， 其电阻率由下式计算
ρn
h h
i i
n
i
在垂直层理方向，相当于电阻的并联，其电阻 率由下式计算
ρt
h h /
i i
t
i
式中， n 也叫横向电阻率； t 也叫纵向电阻率； i 和 分别为各薄层的电阻率和厚度。显然， n 应大于 t
影响岩石电阻率的因素
（1） 岩石电阻率与矿物成分的关系
导电矿物含量相当大(≥80％)时，对岩石电阻率才有明显作用。
导电矿物含量越大，岩石的导电性越好
（2） 岩石电阻率与岩（矿）石中的矿物结构有关
主要决定于它们的连通情况， 连通者起的作用大， 孤立者起的作用小。
（a） （b） （c） 岩矿石不同结构的示意图
2、自然状态下影响岩石电阻率的因素
物质的导电性
物质的导电性
电子导电： 是由物质中的自由电子的定向运动 形成电流的，如：金属、金属硫化 物、石 墨、磁铁矿
离子导电: 是带电粒子（离子）的定向运 动形成电流的，充填在岩石空 隙中的含盐水溶液属于此类。
注意： 自然状态下的一般岩石，其导电性能主要取决于含水的多少及水 溶液的含盐浓度，因此，一般属于离子导电
岩石的岩电实验
岩石的岩电实验[摘要] 岩电实验作为岩石物理研究的一个重要手段,主要通过测量岩石的孔隙度、电阻率和饱和度等参数来求取阿尔奇公式中的4个关键参数,进而准确地计算地层含油气饱和度。
在岩电实验过程中,由于实验设备和条件以及实验人员等因素常影响着孔隙度、电阻率和饱和度等参数的测量结果,导致难以求准m 、n 参数,因此很有必要制定一套合适的测井岩电实验分析标准与规范。
在介绍岩电实验操作规范流程的基础上,针对实验设备、实验条件以及实验人员等诸多因素对测量结果的影响,综合分析了岩电实验过程中误差产生的原因,并提出了相应的校正方法,使实验测量值更能反映实际地层的岩石物理特征,提高了利用阿尔奇公式解释地层含油气饱和度的精度。
[关键词]：岩电实验 原理 设备 误差一、前言在油气储层测井评价中, 胶结指数m 和饱和度指数n 的精确与否尤为重要。
胶结指数m 值和饱和度指数n 值的误差不仅会影响到油气储量计算精度, 还会影响到油气层的正确识别和对储层的客观评价[1]。
确定m 值和n 值的方法一般是通过岩心测试获得的, 在岩心实验测试过程中, 由于受测量方法、测量设备及测量环境的影响, 岩石孔隙度的测量会存在一定的误差[2-3]。
孔隙度误差大小会直接影响到胶结指数m 和饱和度指数n 的求解精度, 进而也会影响到含水饱和度的计算[4]；同样地, 由于受岩心饱和程度、驱替效果、测量条件等多种因素的影响, 通常会使饱和度指数n 值产生误差, 这些误差不仅会影响参数本身, 还会传递并影响到目标参数。
研究孔隙度误差对m 值的影响程度以及n 值误差对岩石含水饱和度的计算影响, 有助于搞清岩电实验参数误差对其他参数的影响程度, 提高岩电实验参数的应用效果, 也有助于储层地质参数的准确求取。
二、实验原理阿尔奇公式包含地层因素(F)、电阻率增大指数(I) 和含水饱和度(Sw)这样3 个系列公式,即m W O a R R F φ//==、n w O t R b R R I //==、()t n w n wR R b a S ⨯⨯⨯=φ/ 。
《地球物理测井》-第02章 电阻率
2012-6-4
中国石油大学（华东）张福明
19
第二章 电阻率测井
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 普通电阻率测井原理 聚焦电阻率测井原理 微电阻率测井方法 常用电阻率组合测井 标准测井 电阻率测井新技术简介
2012-6-4
中国石油大学（华东）张福明
20
2.2 聚焦电阻率测井原理
侧向测井与感应测 井是常规测量原状地层 电阻率的主要方法，都 采用了聚焦工作方式。
侧向测井提出的主要原因:
井眼中低阻泥浆分流作用 显著； 泥浆侵入造成单条曲线难 以准确反映地层电阻率。
侧向电阻率测井 电流聚焦示意图
21
2012-6-4
中国石油大学（华东）张福明
1. 侧向测井原理（三侧向为例）
A0：主电极（供主电流I0） A1、A2：屏蔽电极（供屏蔽电流Is，与I0同极性）
R 4 r U I
测量思路：人工电场、测电场参数、刻度转换为电阻率。
2012-6-4
中国石油大学（华东）张福明
4
一、岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油饱和度的关系
1. 电阻率与岩性的关系
不同岩石和矿物的电阻率各不相同，这是电阻率测井的基 础。主要原因是岩石的导电类型不同（离子导电、电子导电和 附加导电等）。
② 涡流分别在其中流动；
③ 每个单元环独立存在，在R中产生有用信号deR； ④ 总有用信号E有用＝ΣdeR。
教材中基本上是按此思路介绍感应测井原理的。
2012-6-4
中国石油大学（华东）张福明
30
（3）双线圈系探测特性：
lT l R
称为单元环微分几何因子， gdrdz称为单元
g d rd z 1
测井解释电阻率测井
极较近，深三测向的回路电极 离屏蔽电极较远。
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一、三电极侧向测井
1、测量原理
测井过程中，A1、A0、 A2具有相同有极性和电位 且与B的极性相反。
深、浅三侧向的电流侧 向流入地层。
深三侧向的主电流能流 入到地层较深的地方才开 始发散。这主要是屏蔽电 极长，回路电极远，聚焦 能力强所导致的。
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四、三、七、双侧向对比
2、纵向分层能力：
三侧向的分层能力最好（层厚：0.4～0.5m） 七侧向与双侧向相同且较三侧向差。
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四、三、七、双侧向对比
3、影响因素：
影响因素相同，但影响的大小不同。 三侧向受井眼、围岩及侵入的影响最大，且深、 浅三侧向的探测深度差不大，不利于对比分析。 双侧向受井眼、侵入的影响最小，且深、浅侧 向的电流层厚度相同有利于对比分析。 七侧向介于三侧向和双侧向之间，且深、浅七 侧向的主电流厚度不同不利于对比。
记录点：A0的中点。
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二、七电极侧向测井
1、测量原理
测量过程中：A1、A0、A2的极性相 同;主电流强度Ｉ0不变，通过自动调 节电路调整Is的大小使 Um1=Um1’,Um2=Um2’,即使主电流 Io侧向流入地层之中.
深浅七侧向的电极系分布比S不同， 聚丝能力不同。深七侧向的主电流 能流入到地层的深部，而浅七侧向 的主电流进入地层后不久就开始发 散。
加大探测深度，减小井眼及泥浆侵入的影响。 使深浅探测的主电流层厚度相同，且受围岩和影 响小。
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三、双侧向测井
1、测量原理
电极的结构及电流分布： 电极的数目：9个 电极的形状:
标本小四极法及岩石露头电阻率测定试验总结
标本小四极法及岩石露头电阻率测定试验总结标本小四极法（SmallFour-PoleMethod，SFP）是一种广泛应用于岩石电学领域的测量技术，该技术可用于测量不同岩石和土壤的电阻率。
本文综述了标本小四极法及岩石露头电阻率测定所进行的试验，旨在总结标本特定地质体的电阻率测定结果，以及该数据如何用于研究岩石和土壤和环境问题。
标本小四极法用于测量岩石和土壤的电阻率，其原理是：利用四根探头测量每个点的正弦电压，并可根据每个点的电压差和电流比得到每个点的电阻率。
这个方法相对于其他测量方法而言，有两个主要优势：一是可以用于深层介质的测量；其次是可以准确的计算多点的电阻率，从而更好的衡量面临的地质条件。
本文主要针对标本小四极法及岩石露头电阻率测定展开研究。
首先，经过实验研究，本文记录了标本小四极法及岩石露头电阻率测定所涉及的实验参数，研究参数包括电流频率（frequency）、脉冲幅度（amplitude）、频率均匀度（uniformity）、频谱（spectrum）等。
其次，通过实验对不同标本的电阻率进行了测量，结果表明：四根探头的电阻率测量结果与其他常规技术（例如电阻率电容效应）的测量结果基本一致，表明该技术具有良好的准确性。
此外，本文还就如何更有效利用标本小四极法及岩石露头电阻率测定结果来解决岩石和土壤以及环境问题，提出了相关的实验经验、结果分析和有关报告等。
本文综述了有关标本小四极法及岩石露头电阻率测定的实验，试验结果表明：该技术具有良好的准确性，并可用于测量深层岩石和土壤的电阻率。
同时，本文还提出了一些实用性的建议，借此可以更好的运用标本小四极法及岩石露头电阻率测定，为研究岩石和土壤以及环境问题提供参考依据。
总之，本文对标本小四极法及岩石露头电阻率测定进行了详细介绍，结果表明该技术是一种可以准确测量电阻率的有效方法。
未来，希望可以利用该技术探索更多关于岩石和土壤的研究结果，并运用其结果解决更多的环境问题。
岩电关系实验
岩电关系实验一、实验目的弄清建立岩电关系的基本原理及方法，了解岩电参数的意义及影响因素，加深对理论课教学的理解。
二、实验要求熟悉岩样选取、加工和测量的全过程；掌握测量原理和仪器操作方法；对测量数据进行处理和分析三、基本原理阿尔奇的研究结果表明：岩石完全含水时的电阻率（R o ）与地层水电阻率（R w ）的比值为一定值，且不同的岩石其值不同，其大小与岩性、孔隙度、胶结情况有关，即m w o a R R F φ==。
对上式两边取对数后变为：φlg lg lg m a F -=即地层因素的对数与孔隙度的对数之间为线性关系。
所以，只要对每块岩心测量其地层因素和孔隙度，就可以利用数学的方法（回归分析）确定a 、m 值，即确定出岩石电阻率与孔隙度关系。
阿尔奇的另一研究结果表明：岩石电阻率（R t ）与岩石完全含水时电阻率（R o ）的比值的大小，取决于岩性、含水饱和度（S w ）及油气的分布状况，即n wo t S b R R I ==两边取对数后变为：w S n b I lg lg lg -=，即电阻率指数的对数与含水饱和度的对数之间为线性关系。
所以，只要测量每块岩心各种含水饱和度状态下的电阻率指数，就可以利用数学的方法（回归分析）确定b 、n 值，即确定出岩石电阻率与含水饱和度的关系。
四、仪器设备1．高温高压三轴岩心多参数测量仪（CMM150/70-A ） 2．智能LCR 测量仪（ZL5） 3．电子天平（FA2004） 4．游标卡尺5．岩心切磨机（HQM-1）6．真空高压饱和装置（ZYB-Ⅲ） 7．电热干燥箱（FN202-2） 8．岩心快速洗油仪（HDY-Ⅱ） 9．微量泵（DBZ-1） 10．计量管五、实验步骤1 岩石样品的选取和加工利用岩心切磨机将岩心加工成直径为2.5cm、长度为2.5~6cm的圆柱体。
经切磨合格的岩心用碳素墨水标注地区、井名、岩心编号等相关信息。
2 岩心洗油、洗盐孔隙度、渗透率是岩石本身的属性，如果有油和盐附于岩石的孔隙喉道中，就会影响数据的测定。
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岩心样品的处理
1.岩心样品内的盐分及残余油的清洗。 洗盐：用甲醇浸泡岩心样品5~7d。用滴管取浸泡过岩心样品的 甲醇液，滴入硝酸银溶解，观察颜色，如有乳白色沉淀 物，则更换甲醇再洗。 洗油：洗油装置如图1所示，用脂肪抽提器和三比一的苯与乙醇 混合液，一般岩心样品抽洗7~15小时（稠油可延长清洗 时间），用紫外光仪检查无荧光显示即为洗净。 2.岩心样品的烘烤。 将洗净的岩心样品，用电热鼓风干燥箱烘烤，温度为105± 2℃ ，恒温8小时。 将烘干的岩心样品，放入盛有硅胶的干燥器中，待温度降至与 室温相同时，用天平称取干岩心样品的质量，并作记录。
脂肪抽提器 紫外光仪 高压气瓶 容量瓶：500，1000， 2000ml 干燥器：直径300mm 真空瓶：直径300mm 刻度计量管：0~10ml 干燥塔：500ml 试管：10ml
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试剂
氯化钠：分析纯 乙醇：分析纯 甲醇：分析纯 苯：分析纯 硝酸银：分析纯 硅胶：干燥剂
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岩石电阻率参数的测量及导出参数的计算
1.电阻率参数ρw,ρo的测量及地层因素F的计算。 1.1测量时的环境温度控制在20±2℃. 1.2校准电阻率测量仪。 1.3 1.3测岩心饱和后的溶液电阻，按公式（2）计算岩心饱和后的溶 2 液电阻率。 ρw=Rw·C… … … … … … … … … … … （2） 式中：ρw———岩心饱和后的溶液的电阻率， Ω,m; Rw ———岩心饱和后的溶液的电阻， Ω; C ———液体电阻计常数，m。 1.4测量溶液温度。
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岩石电阻率参数的测量及导出参数的计算
1.5
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岩石电阻率参数的测量及导出参数的计算
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岩石电阻率参数的测量及导出参数的计算
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岩心样品的制备
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1.将岩心样品加工成直径为25mm、长度为30mm的圆 柱体。端面数据，以算数平均值作为岩心样品的直径 与长度） 2.岩心样品常数平整且与圆柱体轴线垂直。 3.对岩心样品编号。 4.测量岩心样品的直径与长度。（测量岩心样品的直 径与长度时，取三个均匀分布的三个位置的测量K值的 计算公式（1）： K=πd2/4L… … … … … … （1） 式中：K-----岩心样品常数 d-----岩心样品直径 L-----岩心样品长度
此图版对应值相符合。
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岩心样品的抽空与饱和
岩心样品饱和装置如右图所示。 1.真空装置各部件的连接应严密， 真空度接近0.1MPa时应保持密 封。 2.将干岩心样品和溶液（盐水） 同时抽空1h，打开放水阀，将溶 液缓慢注入存放岩心样品的真空 瓶内，再继续抽真空，直至岩心 内无气泡排出为止（一般连续抽 空8h) 3.真空饱和后的岩心样品在其溶 液中静置10d左右。
岩石电阻率参数的测量及导出参数的计算
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图1
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洗油装置示意图
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氯化钠溶液的配制
1.确定所需矿化度溶液的量。 2.烘干氯化钠，温度为105 ±2℃，恒温2h. 3.确定所需氯化钠的量。 4.用天平称取所需氯化钠的质量，倒入用蒸馏水洗净 的容量瓶中，加入所需量的蒸馏水使氯化钠完全溶解。 水的凹液面应与容量瓶刻度线重合。 5.检查所配制的溶液浓度是否正确。 a.用电阻率测量仪测溶液电阻率； b.测量溶液温度； c.用氯化钠溶液电阻率与温度关系图版检查溶液电阻率，应与
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主题内容与适用范围
本标准规定了岩石电性（以下简称岩电）实验室测量及计算岩石 电阻率参数的方法。 本标准适用于岩电实验室进行岩心样品电阻率参数的测量及计算。
测量装置
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高压岩心样品夹持器 常压岩心样品夹持器 电阻率测量仪 液体电阻计 双柱塞超微量泵 天平：最大称量为2000g,分 度值为0.01g 电热鼓风干燥箱：升温范围 为50~250°C 直连高速旋片式真空泵：抽 气速率为4l/s,极限压强为 0.07Pa 真空表：量程为0~0.1MPa， 精度为2.5级
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岩石电阻率参数实验室测量及计算方法
长城钻探工程有限公司录井公司地质检测中心 2008年11月29日 年 月 日
目次
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1.主题内容与适用范围 2.测量装置 3.试剂 4.岩心样品的制备 5.岩心样品的处理 6.氯化钠溶液的配制 7.岩心样品的抽空与饱和 .岩石电阻率参数的测量及导出参数的 计算