自然电位测井普通电阻率测井

岩石 疏松 名称 砂岩 a m 1 1.3
弱胶 结砂 岩 0.7 1.9
中等 胶结 砂岩 0.5 2.2
疏松灰 中等致密 致密灰岩 岩及白 灰岩与白 与白云岩 云岩 云岩 0.55 0.6 0.8 1.85 2.5 2.3
P79 表2－7
100000 磨22井和潼4井 10000 地 层 因 素 F 1000 100 10 1 0 0.001 0.01 0.1 1
地 层 水 分 析 结 果 为 Na++Cl- 20000ppm ， Ca++ 600ppm ， K+ 1000ppm 。求等效 NaCl 的 矿化度，再求地层水电阻率（70°C)。
三、岩石电阻率与孔隙度的关系
磨22
岩石孔隙空间－岩心
罗 家 5
岩石孔隙空间－薄片
岩石孔隙空间－扫描电镜
任28井3.2/25-6样品
目前所使用的测井方法：自 然电位测井、普通电阻率测 井、侧向测井、感应测井、 介电测井、电磁波传播测井 自然电 位测井 普通电 阻率
方波 (<15Hz)
频率 范围
感应 测井
直流→微波
侧向 测井
30300Hz
介电 测井
电磁波 传播
直流
10-40kHz
几十MHz源自文库
1.1GHz
研究岩石电学性质的频率特性对合理建立电法测井方 法，正确使用不同频率的测井信息是很重的。
★超高频（UHF）段，即200MHz～3000MHz基本无频散
不同岩石电阻率不同，岩石电阻率的大小 主要取决于下列因素：
★岩石的组织结构——岩性 ★岩石孔隙内地层水的盐类的化学成分、浓度、温度 ★岩石孔隙度 ★岩石含水饱和度
一、岩石电阻率与岩性的关系 主要岩石、矿物的电阻率
岩石名称 粘土 页岩 疏松砂岩 致密砂岩 电阻率 1－200 10－100 2－50 20－1000 矿物名称 电阻率 石英 白云母 长石 石油 1012－1014 41011 41011 109－1016
任48井5.14/22-2样品
1.孔隙度
孔隙度
岩石孔隙空间体积与岩石总体积之比， 是描述储层储积能力的重要常数
孔隙度 种类
总孔隙度 有效孔隙度
基质孔隙度 裂缝孔隙度
2.地层因素F
实验
选一块孔隙度为 、不含泥质的岩样，改 变岩样孔隙中水的电阻率（分别为 Rw1 、 Rw2 、 Rw3…Rwn ，对应测得岩石的电阻率为 Ro1、Ro2、Ro3…Ron，发现——岩石电阻率 不但随所含水的电阻率变化而变化，并且 它们之间有近似的正比关系。
P——极化强度 E——外加电场强度
石油大学测试
★饱和水的岩样有明显频 散现象，
频率增高↑→介电常数↓
★频散特性分三段：
低于100kHz→频散剧烈 100kHz～100MHz→频散较明显 高于100MHz→频散很弱
★100Hz时含水岩石介电常数 可高达103 泥土颗粒表面双电层界面极化是低频段介电常数频散的 主要原因，其次是岩石骨架结构中含有某些纵、横比例 特别小的扁平体和薄片状杂质引起的特殊效应
比值为常数
RO n RO1 RO 2 F RW 1 RW 2 RW n
地层因素
上述比值只与岩样的孔隙度、胶结情况 和孔隙形状有关，而与孔隙中所含水的 电阻率无关 ——岩石的地层因素（或相 对电阻率）
3.阿尔奇公式
公式
——最经典的电法测井理论 P78 (2-110) (2-111)
Ro a F m Rw
a——岩性系数，变化范围0.5～1.5 m——胶结指数，变化范围1.5～3，一般取2 ——岩石孔隙度 F——地层因素
参见P78 图2－39
含水 砂岩
岩石孔隙度越高
地层水电阻率越低 胶结程度越差
岩石电阻率越低
阿尔奇公式 关键参数—m、a
Ro a F m Rw
参见P74表2－6
地层水中常见盐类
NaCl 、 KCl 、 MgCl2 、 NaSO4 等，其中， NaCl占优势
不同离子的换算系数
由于地层水中 NaCl占优势，因此在研究地层水性质时， 通常先将其它盐类含量换算成等效NaCl的含量
参见P74图2－35
P75例题
2.地层水电阻率与溶液浓度、温度的关系
含油气砂岩
泥灰岩 石灰岩
2－1000
5－500 600－6000
方解石
石墨
5108－ 51012
10-6－310-4
无水石膏 109
白云岩
硬石膏 无烟煤 烟煤 玄武岩、花岗岩
50－6000
104－106 0.01－1 10－10000 600－105
磁铁矿
黄铁矿 黄铜矿
10-4－310-3
10-4 10-3
地层因素F -孔隙度 Φ 关 系 图 (溶液矿化度：120000mg/l) N=35
100
－F关系
y = 1.2257x-1.8349 R2 = 0.9545
一、岩石电阻抗的频率特性 电阻
岩样电阻在 105Hz 时发生 急剧变化 频率↑→电阻↓
频率变化→物资某种 性质发生急剧变化
导电率
频率↑→导电率↑→电阻率↓
二、岩石介电常数的频率特性
介电常数 反映介质极化能力的宏观物理量
P ( 1) 0 E
★干岩样不存在频散，饱 和油的岩样也不存在频散
电法测井
（二）
司马立强
西南石油大学资源与环境学院
绪言 第一节 岩石电学性质的频率特性 第二节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、 饱和度的关系
电学性质 表征参数
电阻率R
介电常数 电阻率R
电导率 磁导率
普通电阻率测井 侧向测井 感应测井 介电测井 电磁波传播测井
测井使 用的电 学参数
电导率 介电常数
参见P73表2－5
二、岩石电阻率与地层水性质的关系
沉积岩岩石的电阻率主要取决于岩石孔隙中地层水 的电阻率——地层水电阻率↑→地层岩石电阻率↑
1.地层水电阻率与地层水化学成分的关系
溶液浓度 (g/l) 0.01 0.1 1 18°C时的溶液电阻率(.m) NaCl 536 44.6 5.75 KCl 572 58.2 6.11 MgCl2 431 45 4.99
★浓度↑→溶液在离子数↑→导电性↑→电阻率↓
★温度↑→离子迁移率↑→导电性↑→电阻率↓ ★温度↑→溶解度↑→导电性↑→电阻率↓ NaCl溶液电阻率－浓度、温度关系 t 21.7 Rt Rt 参见P76图2－36 t 21.7
不同温度电阻 率换算公式 要求会使用 地面Rt→地下Rt