微电阻率扫描成像测井
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地层微电阻率扫描测井及应用
孙建孟
石油大学（华东） 石油大学（华东）地球资源与信息学院
FMI是斯仑贝谢（Schlumberger）MAXIS 500C成象测井 是斯仑贝谢（ 是斯仑贝谢 ） 成象测井 系列中的电阻率成象测井仪。 系列中的电阻率成象测井仪。 它由四个主极板和四个负极板组成， 它由四个主极板和四个负极板组成 ， 每个极板上有两排 电极，每排有12个电极 上下两排电极之间距离0.3英寸 个电极， 英寸， 电极， 每排有 个电极， 上下两排电极之间距离 英寸， 电极之间的横向间隔0.1英寸 英寸， 电极之间的横向间隔 英寸， 主极板和副极板之间的垂 向距离为5.7英寸 英寸。 向距离为 英寸。 测井采样间距为0.1英寸 纵向分辨率为0.2英寸 英寸， 英寸。 测井采样间距为 英寸，纵向分辨率为 英寸。共计 个测量钮扣电极。 有4×2×2×12=192个测量钮扣电极。直接记录每个电极 × × × 个测量钮扣电极 的电流强度及所施加的电压， 的电流强度及所施加的电压 ， 再由仪器系数换算出反映 井壁四周的地层微电阻率。 井壁四周的地层微电阻率 。 FMI传感器测量的电流有三 传感器测量的电流有三 个分量，高频分量反映微电阻率、 低频分量探测深度与 个分量， 高频分量反映微电阻率 、
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浅侧向相当，直流分量被滤掉。 浅侧向相当，直流分量被滤掉。
早期的FMS分别是由两极板 个电极 、 四极板 个电 分别是由两极板54个电极 四极板96个电 早期的 分别是由两极板 个电极、 极组成。 英寸井眼中得出的微电阻率成像图， 极组成。在8.5英寸井眼中得出的微电阻率成像图， 其井 英寸井眼中得出的微电阻率成像图 眼覆盖率分别为20%和 40%。 FMI的井眼覆盖率则接近 眼覆盖率分别为 和 。 的井眼覆盖率则接近 80%。 。
它有三种工作方式，分别是全井眼方式、 它有三种工作方式，分别是全井眼方式、四极板方式和 倾角方式： 倾角方式： 1）全井眼方式下，192个电极全部工作，可测得 个电极全部工作， ）全井眼方式下， 个电极全部工作 可测得192条微 条微 电阻率曲线， 极板和 极板井径曲线， 极板和2-4极板井径曲线 电阻率曲线，1-3极板和 极板井径曲线，井斜角和井眼 倾斜方位曲线，1号极板方位角和相对方位角曲线，自然 倾斜方位曲线， 号极板方位角和相对方位角曲线， 号极板方位角和相对方位角曲线 伽马曲线，仪器加速度曲线等。 伽马曲线，仪器加速度曲线等。 2）四极板方式下，4个主极板工作，4个副极板不工作， ）四极板方式下， 个主极板工作 个主极板工作， 个副极板不工作 个副极板不工作， 与早期的FMS类似。 类似。 与早期的 类似 3）倾角方式下，只采用8个钮扣电极工作，形成失量图 ）倾角方式下，只采用 个钮扣电极工作 个钮扣电极工作， 类似。 与SHDT类似。 类似
主要认识：
FMI 井 周 构 造 分 析 改 进 钻 井 设 计
经成像测井分析，洋 渡3井栖二地层（井深 4875m）以上的地层倾角总 体上为北西倾，倾向在 307~345度之间，地层倾角 9~24度；从栖二到栖一A段， 地层倾向为127~170度之间 向南倾，倾角为5~17度， 最小仅2度，表明该段处于 洋渡 南 ； 栖一B 地层（井深4902m） ， 南 ，倾角 井深 到84度，倾向 的北西向 为南 向 （ 2） 明 洋 渡 的 南 ，
FMI识别层理应用实例 水平层理、包卷层理 识别层理应用实例—水平层理 识别层理应用实例 水平层理、
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FMI识别 裂缝发育方位 蝌蚪图 识别l裂缝发育方位 识别 裂缝发育方位—蝌蚪图
FMI多井识别裂缝发育方向分布图 多井识别裂缝发育方向分布图
主要认识：
FMI识别岩性与沉积相
1）一套滨浅湖沼泽相沉积。 2）一套多期爆发相火山角砾 岩为主的沉积序列， 3）三套火山溢流相的流纹岩。 第一套为风化变异流纹岩，第二 套流纹面清晰，第三套流纹面倾 角较高，成像图上有“似结核” 状流动构造显示，气孔，杏仁构 造发育，局部具风化变异特征。 4）一套冲积扇、辫状河流相 沉积的砂泥岩、砂砾岩。
本井裂缝、气孔主要集中在流纹岩和凝灰岩中，而火山角砾岩、砂砾岩井段 则不发育裂缝。裂缝性质以一条贯穿整个井壁的高角度垂直裂缝为主，在这条主 裂缝的两侧伴有同生的小的垂直裂缝和斜交裂缝，部分井段呈网状交织在一起， 主裂缝面不规则，锋内部充填的阻凝灰和泥质，主裂缝缝面倾角达80度以上，缝 宽大小不均。气孔较发育，具有一定方向性，大小不均，分布具一定规律，多发 育在3521.0~3625.0m流纹面较高的流纹岩中。
FMI主要应用 主要应用 1、识别岩性（泥岩、砂岩、砾岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩、侵 、识别岩性（泥岩、砂岩、砾岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩、 入岩和喷出岩等，确定储集层的位置、厚度和方位等） 入岩和喷出岩等，确定储集层的位置、厚度和方位等） 2、识别沉积构造， 1）断裂构造，如断层、裂缝（包括开启裂缝、 、识别沉积构造， ）断裂构造，如断层、裂缝（包括开启裂缝、 闭合裂缝、收缩裂缝和钻井诱生裂缝）； ）层理构造，如水平 闭合裂缝、收缩裂缝和钻井诱生裂缝）；2）层理构造， ）； 层理、交错层理、波状层理等等； ）层面构造，如波痕、 层理、交错层理、波状层理等等；3）层面构造，如波痕、冲刷 面等；变形构造，如褶皱、包卷层理、滑塌等； 4） 面等；变形构造，如褶皱、包卷层理、滑塌等； 4）生物成因构 造；5）化学成因构造等等。 ）化学成因构造等等。 3、精细描述裂缝，识别天然裂缝与钻井诱生裂缝，描述裂缝产 、精细描述裂缝，识别天然裂缝与钻井诱生裂缝， 裂缝开度、裂缝孔隙度、裂缝有效性等， 状、裂缝开度、裂缝孔隙度、裂缝有效性等，应用裂缝和其它构 造特征来分析现今和古应力场。 造特征来分析现今和古应力场。 4、储集层综合评价（性质、成分、结构、沉积环境、区域展布） 、储集层综合评价（性质、成分、结构、沉积环境、区域展布） 5、沉积环境分析； 、沉积环境分析； 6、评价薄层 、
192条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐、平衡 条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐、 条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐 处理、加速度校正、标准化、坏电极处理、 处理、加速度校正、标准化、坏电极处理、图象生成等一系列步骤 得到FMI图象。通常首先计算出微电阻率资料的频率直方图，然后 图象。 得到 图象 通常首先计算出微电阻率资料的频率直方图， 把它们分成42个等级 每个等级具有相同的数据点（ 个等级， 把它们分成 个等级，每个等级具有相同的数据点（这使得每种颜 色在最终图象上具有相同的面积） 个等级对应着42种颜色等级 色在最终图象上具有相同的面积），42个等级对应着 种颜色等级， 个等级对应着 种颜色等级， 从白色（高电阻）到黄色，一直到黑色（低电阻）。或者由灰色变 从白色（高电阻）到黄色，一直到黑色（低电阻） 化到褐色。 处理可提供三种图象： 化到褐色。FMI处理可提供三种图象： 处理可提供三种图象 1）静态平衡图象， 该类图象全井段统一配色， 每种颜色代表着 ） 静态平衡图象，该类图象全井段统一配色， 固定的电阻率范围，因此反映了整个测量井段的相对电阻率变化。 固定的电阻率范围，因此反映了整个测量井段的相对电阻率变化。 2）标定到浅侧向的静态图象 ， 它是专门为了计算裂缝宽度等参 ） 标定到浅侧向的静态图象， 数设计的，标定后的静态图象不仅反映井段微电阻率变化（不是相 数设计的，标定后的静态图象不仅反映井段微电阻率变化（ 对变化） 而且与浅侧向测井值对应，可用于岩相分析和地层划分。 对变化），而且与浅侧向测井值对应，可用于岩相分析和地层划分。 3）动态加强图象， 它是一种在用户选定的滑动深度窗口内 （ 通 ） 动态加强图象，它是一种在用户选定的滑动深度窗口内（ 常不超过3英尺 英尺） 重新进行颜色刻度，突出局部井段电阻率变化， 常不超过 英尺） ， 重新进行颜色刻度 ，突出局部井段电阻率变化 ， 使得图象显示更详细的局部静态（全井段内动态）的图象显示方法。 使得图象显示更详细的局部静态（全井段内动态）的图象显示方法。 此时颜色更能揭示各种地质事件，如结构、构造、裂缝、结核、粒 此时颜色更能揭示各种地质事件，如结构、构造、裂缝、结核、 序变化、层理等，但此时颜色不再与电阻率具有一一对应关系， 序变化、层理等，但此时颜色不再与电阻率具有一一对应关系，解 释时需特别注意。 释时需特别注意。
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早期的FMS分别是由两极板 个电极 、 四极板 个电 分别是由两极板54个电极 四极板96个电 早期的 分别是由两极板 个电极、 极组成。 英寸井眼中得出的微电阻率成像图， 极组成。在8.5英寸井眼中得出的微电阻率成像图， 其井 英寸井眼中得出的微电阻率成像图 眼覆盖率分别为20%和 40%。 FMI的井眼覆盖率则接近 眼覆盖率分别为 和 。 的井眼覆盖率则接近 80%。 。
它有三种工作方式，分别是全井眼方式、 它有三种工作方式，分别是全井眼方式、四极板方式和 倾角方式： 倾角方式： 1）全井眼方式下，192个电极全部工作，可测得 个电极全部工作， ）全井眼方式下， 个电极全部工作 可测得192条微 条微 电阻率曲线， 极板和 极板井径曲线， 极板和2-4极板井径曲线 电阻率曲线，1-3极板和 极板井径曲线，井斜角和井眼 倾斜方位曲线，1号极板方位角和相对方位角曲线，自然 倾斜方位曲线， 号极板方位角和相对方位角曲线， 号极板方位角和相对方位角曲线 伽马曲线，仪器加速度曲线等。 伽马曲线，仪器加速度曲线等。 2）四极板方式下，4个主极板工作，4个副极板不工作， ）四极板方式下， 个主极板工作 个主极板工作， 个副极板不工作 个副极板不工作， 与早期的FMS类似。 类似。 与早期的 类似 3）倾角方式下，只采用8个钮扣电极工作，形成失量图 ）倾角方式下，只采用 个钮扣电极工作 个钮扣电极工作， 类似。 与SHDT类似。 类似
主要认识：
FMI 井 周 构 造 分 析 改 进 钻 井 设 计
经成像测井分析，洋 渡3井栖二地层（井深 4875m）以上的地层倾角总 体上为北西倾，倾向在 307~345度之间，地层倾角 9~24度；从栖二到栖一A段， 地层倾向为127~170度之间 向南倾，倾角为5~17度， 最小仅2度，表明该段处于 洋渡 南 ； 栖一B 地层（井深4902m） ， 南 ，倾角 井深 到84度，倾向 的北西向 为南 向 （ 2） 明 洋 渡 的 南 ，
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主要认识：
FMI识别岩性与沉积相
1）一套滨浅湖沼泽相沉积。 2）一套多期爆发相火山角砾 岩为主的沉积序列， 3）三套火山溢流相的流纹岩。 第一套为风化变异流纹岩，第二 套流纹面清晰，第三套流纹面倾 角较高，成像图上有“似结核” 状流动构造显示，气孔，杏仁构 造发育，局部具风化变异特征。 4）一套冲积扇、辫状河流相 沉积的砂泥岩、砂砾岩。
本井裂缝、气孔主要集中在流纹岩和凝灰岩中，而火山角砾岩、砂砾岩井段 则不发育裂缝。裂缝性质以一条贯穿整个井壁的高角度垂直裂缝为主，在这条主 裂缝的两侧伴有同生的小的垂直裂缝和斜交裂缝，部分井段呈网状交织在一起， 主裂缝面不规则，锋内部充填的阻凝灰和泥质，主裂缝缝面倾角达80度以上，缝 宽大小不均。气孔较发育，具有一定方向性，大小不均，分布具一定规律，多发 育在3521.0~3625.0m流纹面较高的流纹岩中。
FMI主要应用 主要应用 1、识别岩性（泥岩、砂岩、砾岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩、侵 、识别岩性（泥岩、砂岩、砾岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩、 入岩和喷出岩等，确定储集层的位置、厚度和方位等） 入岩和喷出岩等，确定储集层的位置、厚度和方位等） 2、识别沉积构造， 1）断裂构造，如断层、裂缝（包括开启裂缝、 、识别沉积构造， ）断裂构造，如断层、裂缝（包括开启裂缝、 闭合裂缝、收缩裂缝和钻井诱生裂缝）； ）层理构造，如水平 闭合裂缝、收缩裂缝和钻井诱生裂缝）；2）层理构造， ）； 层理、交错层理、波状层理等等； ）层面构造，如波痕、 层理、交错层理、波状层理等等；3）层面构造，如波痕、冲刷 面等；变形构造，如褶皱、包卷层理、滑塌等； 4） 面等；变形构造，如褶皱、包卷层理、滑塌等； 4）生物成因构 造；5）化学成因构造等等。 ）化学成因构造等等。 3、精细描述裂缝，识别天然裂缝与钻井诱生裂缝，描述裂缝产 、精细描述裂缝，识别天然裂缝与钻井诱生裂缝， 裂缝开度、裂缝孔隙度、裂缝有效性等， 状、裂缝开度、裂缝孔隙度、裂缝有效性等，应用裂缝和其它构 造特征来分析现今和古应力场。 造特征来分析现今和古应力场。 4、储集层综合评价（性质、成分、结构、沉积环境、区域展布） 、储集层综合评价（性质、成分、结构、沉积环境、区域展布） 5、沉积环境分析； 、沉积环境分析； 6、评价薄层 、
192条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐、平衡 条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐、 条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐 处理、加速度校正、标准化、坏电极处理、 处理、加速度校正、标准化、坏电极处理、图象生成等一系列步骤 得到FMI图象。通常首先计算出微电阻率资料的频率直方图，然后 图象。 得到 图象 通常首先计算出微电阻率资料的频率直方图， 把它们分成42个等级 每个等级具有相同的数据点（ 个等级， 把它们分成 个等级，每个等级具有相同的数据点（这使得每种颜 色在最终图象上具有相同的面积） 个等级对应着42种颜色等级 色在最终图象上具有相同的面积），42个等级对应着 种颜色等级， 个等级对应着 种颜色等级， 从白色（高电阻）到黄色，一直到黑色（低电阻）。或者由灰色变 从白色（高电阻）到黄色，一直到黑色（低电阻） 化到褐色。 处理可提供三种图象： 化到褐色。FMI处理可提供三种图象： 处理可提供三种图象 1）静态平衡图象， 该类图象全井段统一配色， 每种颜色代表着 ） 静态平衡图象，该类图象全井段统一配色， 固定的电阻率范围，因此反映了整个测量井段的相对电阻率变化。 固定的电阻率范围，因此反映了整个测量井段的相对电阻率变化。 2）标定到浅侧向的静态图象 ， 它是专门为了计算裂缝宽度等参 ） 标定到浅侧向的静态图象， 数设计的，标定后的静态图象不仅反映井段微电阻率变化（不是相 数设计的，标定后的静态图象不仅反映井段微电阻率变化（ 对变化） 而且与浅侧向测井值对应，可用于岩相分析和地层划分。 对变化），而且与浅侧向测井值对应，可用于岩相分析和地层划分。 3）动态加强图象， 它是一种在用户选定的滑动深度窗口内 （ 通 ） 动态加强图象，它是一种在用户选定的滑动深度窗口内（ 常不超过3英尺 英尺） 重新进行颜色刻度，突出局部井段电阻率变化， 常不超过 英尺） ， 重新进行颜色刻度 ，突出局部井段电阻率变化 ， 使得图象显示更详细的局部静态（全井段内动态）的图象显示方法。 使得图象显示更详细的局部静态（全井段内动态）的图象显示方法。 此时颜色更能揭示各种地质事件，如结构、构造、裂缝、结核、粒 此时颜色更能揭示各种地质事件，如结构、构造、裂缝、结核、 序变化、层理等，但此时颜色不再与电阻率具有一一对应关系， 序变化、层理等，但此时颜色不再与电阻率具有一一对应关系，解 释时需特别注意。 释时需特别注意。