一种改进的侧向测井电极系探测深度表征方法
《地球物理测井方法》第4章 侧向测井
Rt I 0
4L
ln
2L0 r0
Rt
4L
ln 2L0
U A0 I0
r0
K 4L
ln 2(L0 / r0 )
12
四、接地电阻 rg 及视电阻率Ra
rg U AON I0 主电流流经路径的等效电阻
Ra
K U A0 N I0
Ra Krg K (rm ri rt rs )
线电极可分成无限多个小的电流元dI(点电极)
8
设坐标原点在电极系中 点，Z轴与电极轴线重合
设电极全长2L0,主电极长 2L,电极半径r0,且r0<<L0
设整个电极流出电流I， 主电流I0，电流均匀分布 在线电极上，电流密度为：
j I0 2L
9
RI
d在意U线一电点极M（上x任，R取tyd，一I z电）流处元产d生ξ的，电U它位在为介：质4中任r
29
探测特性
深度记录点：A0 中点 分辨率：深0.632m，浅0.437m 探测深度：深1.1m，浅的0.35m
探测深度：深七比深三深
分辨率：三侧向比七侧向高
深浅三侧向分辨率相同,深浅七侧向分辨率不同
五、曲线特点(自学)
六、应用：同三侧向
30
三侧向测井
深三侧向
浅三侧向
七侧向测井
深七侧向电极系
B2(A' 2)A2M
' 2
M2
A0
M1
M
' 1
A1 A1' (B1)
34
二、测量原理(恒功率测量)
用ΔUM1M2调节I0 使 ΔUM1M2=0
测I0和UM1
用VA2-VA1的差值调节IS， 使I0UM1=选定功率
《测井仪器方法及原理课程》第一章 双侧向测井
第一章 双侧向测井双侧向测井是应用最广泛的一种电阻率测井方法，它测量地层电阻率。
自然界中不同岩石和矿物的导电能力是不相同的尤其地层中所含流体性质不同时，导电性能差别很大。
因此 ，电阻率是地层的重要的物理参数之一。
在油气井中进行电阻率测井是我们寻找和定量确定油气存在的基本方法。
根据所测得的电阻率，可以区分含导电流体（如盐水，泥浆滤液）的地层和含非导电流体（如油气）的地层，应用阿尔奇公式，可以计算出地层中油气水的比例：2WW S FR =ρ （1-1） 式中：ρ—地层电阻率；R W —地层水电阻率；S W —地层含水饱和度；F ——地层因素。
电阻率测井是发展最早并一直沿用至今的一种测井方法。
最早使用的电阻率测井方法称普通电阻率测井。
经改进后，发展成为目前广泛使用的聚焦式电阻率测井，或称侧向测井。
自1950年，首批侧向测井仪投入商业使用后，老式的普通电阻率测井方法就逐渐被淘汰。
1.1 普通电阻率测井原理为测量某一电阻的阻值R ，可应用一个电源给该电阻供电，测量流过该电阻的电流I 和电阻两端的电压降V 。
由欧姆定律即可求出该电阻的阻值。
IV R = （1-2） 普通电阻率测井原理也是采用与此类似的方法，测量地层电阻率。
在介质中设置一个供电电极A ，回流电极B 放在距电极A 无限远的地方，在距电极A 一定距离处放置一对测量电极M,N （见图1-1），进行电位差测量。
假定电极为点电极，介质是均匀无限的，介质电阻率为ρ。
则从电极A 流出的电流呈辐射状向四面八方均匀散开，等电位面是以A 为球心的球面，如果测量电极M,N 与供电电极的距离分别为AM ，AN （注意电阻ρ的量纲为m ⋅Ω长度量纲为m ）则M 点的电位：AM I V M πρ4=（1-3） N 点的电位： ANI V N πρ4= （1-4） 式中I 为电极A 流出的电流强度（安培）。
由上式可得M,N 两点的电位差V ：I ANAM MN V V V N M ρπ4=-=电阻率：I V MN AN AM ⋅=πρ4 （1-5） 式中，MN 为电极M,N 两点间的距离令 MNAN AM K π4= 则 IV K ⋅=ρ （1-6） 式中：K 称为电极系常数。
高分辨率双侧向和双感应测井联合反演
高分辨率双侧向和双感应测井联合反演刘振华;成志刚;仵杰【摘要】利用电阻率测井理论和反演技术,建立了高分辨率双侧向(HRDL)和高分辨率双感应(HRDI)测井响应的联合反演算法,对HRDL和HRDI测井曲线进行连续反演.构造不同层厚的地层模型,将联合反演结果和单一HRDL反演以及HRDI反演结果进行了对比,结果表明:联合反演不仅可以同时确定地层真电阻率、侵入深度和侵入带电阻率,而且还可以改善测井反演问题中解的局部收敛性和多解性.对现场HRDL和HRDI测井曲线的联合反演结果也证明了其有效性和可靠性.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(025)006【总页数】5页(P23-27)【关键词】高分辨率双侧向测井;高分辨率双感应测井;联合反演【作者】刘振华;成志刚;仵杰【作者单位】西安石油大学,机械工程学院,陕西,西安,710065;中国石油集团测井有限公司,陕西,西安,710021;西安石油大学,电子工程学院,陕西,西安,710065【正文语种】中文【中图分类】TE12;P631.8受井眼、泥浆侵入和围岩等环境因素的影响,电阻率测井响应一般偏离地层真值.从测井数据反演地层参数是电阻率测井的最终目的.电测井响应的反演属于非线性问题,若测量数据有限,会导致反演结果具有局域收敛性或非惟一性,这增加了测井解释的难度.利用测井数据提高测井解释精度的途径之一是增加测井信息,如使用可以获得多个测井数据的阵列测井仪器,对多个测井响应进行反演[1-4],或在获得目的层段岩心分析资料和试油资料等多种信息后,通过综合分析进行测井解释研究[5].另一途径就是对测量原理不同的仪器测量结果进行联合反演[6-9],联合反演尤其适用于地层模型参数完全相同,只是由于测量仪器原理不同而使测量数据具有不同含义的情况.研究结果表明,测量原理迥异的材料数据可以为联合反演提供互为补充的信息,提高解估计的精度,改善测井反演问题中的多解性[6-9],联合反演是推动反演技术更加实用化的途径之一.基于感应型的双感应测井和基于电流型的双侧向测井是目前测井作业中的必测项目,在传统双侧向测井仪器基础上重新设计的高分辨率双侧向测井仪 (High Resolution Dual Laterolog,HRDL)[10-11]和经过信号处理具有高分辨率的双感应测井仪 (HRD I)[12],均具有足够的纵向分辨率和径向探测深度,解决了原仪器纵向分辨率和径向探测深度不能兼顾的矛盾.目前,HRDL和 HRD I逐渐应用于国内部分油气田.但是,无论是高分辨率双侧向测井反演还是高分辨率双感应测井反演,一般只能进行两参数(侵入带深度 ri和地层真电阻率 Rt)反演,而侵入带电阻率 Rxo通常是由其他更浅探测深度的电阻率测量结果获得.为了提高反演精度,充分利用测井数据,克服单一测井仪器反演的缺陷,建立了HRDL/HRD I联合反演理论模型和相应算法,同时利用HRDL和HRD I的 4个测量数据,进行三参数(Rt、Rxo和 ri)反演.构造不同的理论地层模型验证了模型算法的正确性,对比了单一的 HRDL和单一的HRD I反演结果和联合反演结果的优劣,讨论了目的层厚度变化对反演收敛性、反演精度的影响,最后给出了现场应用实例.HRDL/HRD I联合反演结果不仅有助于提高解估计的精度,缩小解的存在范围,而且还可进行多参数反演,得到较准确的地层电阻率和侵入参数.1 高分辨率双侧向及高分辨率双感应测井响应正演计算图1示意出二维地层模型,在径向上包括井眼(半径 rh、泥浆电阻率 Rm)、侵入带(深度 ri、电阻率Rxo)和原状地层 (电阻率 Rt),纵向则包含 N层 (厚度 h),地层模型关于井轴旋转对称.图1 地层模型1.1 高分辨率双侧向测井(HRDL)仪器响应传统的双侧向测井仪器的纵向分辨率一般为0.6～0.9 m,高分辨率双侧向测井仪器在原双侧向电极系基础上,将主电极分为三部分:中间为测量电极,两侧为短路的主电极,仍属于电流型测量仪器(图 2).与原双侧向测井电极系比较,中间的测量电极M相当于监督电极M1(M1′).工作时,调整屏蔽电极A1(A1′)或A2(A2′)的电流使监督电极M和M1等电位,通过测量M上的电位 U,用下式计算视电阻率式中:K为电极系的仪器常数,IA0和IA0′分别对应主电极A0和A0′发出的电流.将深、浅模式下测量到的电压和电流代入式 (1)就可得到深、浅测井响应, HRDL的纵向分辨率可以达到 0.4 m.图2 高分辨率双侧向测井仪器的电极系对应于图 1的二维非均匀介质模型,在电阻率等于常数的每一个区域中,电位分布函数U(r,z)满足的微分方程为式中:R为地层电阻率.上式的定解条件是在相邻α、β区域的交界面上满足其中,n为交界面的法线.在无穷远边界满足U=0.由于所考虑的地层介质模型在纵向和径向上都不均匀,故采用有限元方法求解上述方程,求出测量电极M的电位U后,代入式(1)可得视电阻率的数值解.1.2 高分辨率双感应测井(HRD I)仪器响应HRD I的仪器结构和传统的双感应测井线圈系相同,通过信号处理改善了深中双感应测井的探测特性,使之具有和高分辨率双侧向测井仪器相同的0.4 m分辨率[8],而感应测井仪器响应的计算则基于电场强度 E所满足的 Helmholtz方程式中:J是电流密度,μ是磁导率,ω是圆频率,α是求解区域的分区数传播常数κ满足式中:ε是介电常数.在区域α和β的边界,电场强度的切向分量满足如下边界条件利用数值模式匹配方法求解以上方程,求出电场强度 E后,可得到感应测井仪器的视电阻率2 联合反演算法对高分辨率双侧向测井和高分辨率双感应测井响应的联合反演,采用的是阻尼最小二乘法,即用具有m个待定参数的正演模型去拟合 k个测井数据值,其数学表达式为式中:Rn表示测井数值,由于HRDL和HRD I共提供4组测量数据,这里的n=1、2、3、4,记R1=R ID和R2= RIM分别代表高分辨率的深、中感应测井值,R3= RLD和R4=RLS分别代表高分辨率的深、浅侧向测井值.式 (8)中函数 F表示正演模型,Rt、Rxo、ri表示待反演的模型参数,Sn表示正演模型中的其他参数.式(8)是非线性方程组,可以在模型的初始猜测处用泰勒级数把右边展开为线性形式把上式写成矩阵形式式中:R =(R ID,R IM,RLD,RLS)T为测井数据,R0=为正演模型预测数据,ε为测井值和预测值之差,P=(Rt,Rxo,ri)T为待反演参数(地层电阻率、侵入电阻率和侵入半径),J为 Jacobi矩阵.式(9)是关于反演参数修正步长δP的线性方程组,相应的阻尼最小二乘解为式中:η为阻尼因子,I0为单位矩阵.由上式求出参数 P的增量δP后,可以得到新的参数把这组新的参数代入正演模型,求出新的差值ε= R-R′以及新的参数增量δP′,由此构成迭代过程,直到满足收敛条件为止.一般地层电测井的视电阻率变化范围可达 2～4个数量级,若不做处理,按前述的迭代流程进行迭代,结果会很不稳定.因此,对这些变化梯度大的量用对数来表示,可以有效增加迭代的稳定性.把现场测井响应值和正演模拟值分别记为 Rman和 Rsan(n = 1,2,3,4),将式 (9)中的电阻率一类的量都换成用对数表示的形式 (变化梯度小的侵入半径不做变换),式(9)变换为令α1=Rt,α2=Rxo,α3=ri,则第 k次迭代时矩阵中各量的变换结果为将变换后的各量代入式 (10),解出δP＊后,可得第 k+1次的迭代结果利用上述方法进行联合反演计算,可以使迭代具有较好的稳定性和收敛性.3 理论地层模型的反演采用构造目的层厚度在 0.4～5.0 m之间变化的理论地层模型计算相应的HRDL和HRD I的测井响应,并对此进行了反演计算,结果如图 3所示.图3(a)示意出具有不同层厚的地层模型,为了研究联合反演算法对不同层厚的适应性,选取层厚分别为0.4、0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 m和 5.0 m.选取地层真电阻率Rt=5Ω·m,侵入带电阻率Rxo= 20Ω·m,侵入带深度 ri=0.68 m,上下围岩电阻率均为2Ω·m.图3(b)、图 3(c)分别给出高分辨率双侧向测井(HRDL)和高分辨率双感应测井(HRD I)的仪器响应(实线为深侧向或深感应测井响应,虚线为浅侧向或中感应测井响应).正演计算结果表明,无论是 HRDL还是 HRD I,对目的层均有明显响应,分辨率比传统的双感应和双侧向有了明显改善.但是,受侵入的影响,视电阻率都偏离了地层电阻率真值.图3 理论地层模型及正反演计算结果图3(d)分别给出对地层真电阻率的反演结果,其中,实线为联合反演的结果,为便于比较,还给出了仅用高分辨率双侧向测井(HRDL)数据进行反演的结果(图中长虚线)和仅用高分辨率双感应测井(HRD I)数据进行反演的结果 (图中短虚线),单一反演时,把中感应或浅侧向测井数值近似视为侵入带电阻率.从图看出,无论是薄层还是厚层,联合反演均能较好地反映侵入特性,表 1列出联合反演和HRDL、HRD I反演的地层真电阻率相对误差.从表中数据看出,对于1.5 m以上的目的层,联合反演误差在10%以内,比 HRDL和 HRD I单一反演结果的误差明显减小,即使是薄层,联合反演误差也远远低于单一测井数据的反演误差.所以,联合反演明显优于单一测井数据的反演结果,这是联合反演的优点之一.表1 联合反演和 HRDL、HRD I反演的地层真电阻率相对误差层厚H/m 0.4 0.6 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0联合反演误差/% 45.2 42.8 18.4 10.6 5 3.4 4.4 3.4 3.4 HRDL反演误差/% 376.0 363.0 286.0 263.0 251.0 204.0 180.0 166.0 100.1 HRD I反演误差/% 188.0 106.0 51.4 32.2 13.5 33.6 19.2 14.8 14.2图3(e)是利用联合反演得到的侵入带电阻率,与侵入带电阻率真值(Rxo=20Ω·m)较为接近.联合反演是同时利用了 HRDL和HRD I的 4组测井数据,使同时反演地层真电阻率、侵入带电阻率、侵入带深度 3个参数成为可能.而无论是 HRDL还是HRD I的单一反演,通常利用的是一种仪器的 2组测井数据,只能反演地层真电阻率和侵入带深度 2个参数.所以,联合反演的优点之二是增加了反演的地层信息量.图3(f)中实线为联合反演算法对侵入带深度 ri的反演结果,它和侵入带深度真值(0.68 m)较接近.为便于比较,还给出了 HRDL(图中长虚线)和HRD I(图中短虚线)对ri的反演结果.结果表明,对侵入带深度的联合反演结果也明显优于单一测井数据的反演结果.上面的理论地层模型反演结果验证了本文反演算法的正确性,联合反演精度不仅明显优于单一测井数据的反演结果,而且联合反演还充分利用了测井数据,增加了反演的地层信息量,从两参数反演增加为三参数反演.另外,联合反演的收敛性也优于单一反演的结果.4 现场应用实例对某油田某井 540～590 m井段的高分辨率双侧向和高分辨率双感应测井数据进行了联合反演计算,结果如图 4所示.图 4(a)、图 4(b)分别给出高分辨率双侧向测井(HRDL)和高分辨率双感应测井(HRD I)的现场测井曲线.图 4(c)是对 HRDL和HRD I测井数据进行联合反演得到的地层真电阻率Rt(实线)和侵入带电阻率 Rxo(虚线).反演结果表明,该井段属高侵,侵入带电阻率较高,所以较浅探测深度的测井响应值大于深探测深度的测井响应.图 4(d)则给出联合反演得到的侵入深度,联合反演的结果和测井综合解释结果相吻合.图4 对某油田某井段的 HRDL和 HRD I测井曲线进行联合反演的结果5 结论(1)联合反演把测量原理迥异的测井数据综合起来进行反演,能够利用不同类型测量数据的互补性,从而提高解估计的精度,改善测井反演问题中的多解性,是推动反演技术更加实用化的途径之一.因此联合反演正逐渐得到研究者和现场测井工作者的重视.(2)高分辨率双侧向测井和高分辨率双感应测井联合反演算法,充分利用了不同测井仪器的测量数据,可以同时反演三参数:地层真电阻率、侵入带电阻率和侵入带半径,增加了反演的地层信息量.而单一的双侧向或双感应测井反演,只能进行地层真电阻率和侵入带半径两参数反演.(3)对于实际测井作业及测井解释,在侵入带电阻率未知的情况下,单一的双侧向或双感应测井反演是把其他浅探测仪器的电阻率测量结果近似作为侵入带电阻率,降低了反演精度.联合反演直接把侵入带电阻率作为待反演参量,可以综合利用 4个测井数据进行三参数反演,反演得到的地层电阻率和侵入带电阻率比单一仪器的反演更符合测井响应特性,反演收敛性有明显改善,减小了解估计的分布范围,不失为一种较为合理、有效的反演方法.参考文献:[1] Barger T D,Rosthal R ing a multiarray induction tool to achieve high-resolution logs with minimun environmental effects[C].Presented at the 66th SPE Annual Technical Conference and Exihibition,1991.[2] Smits J W,Dubourg I. 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2022年中国石油大学测井解释与生产测井三次作业和考试
2022年中国石油大学测井解释与生产测井三次作业和考试第一阶段在线作业单选题（共28道题）收起1.（2.5分）离子的扩散达到动平衡后A、正离子停止扩散B、负离子停止扩散C、正负离子均停止扩散D、正负离子仍继续扩散我的答案：D此题得分：2.5分2.（2.5分）与岩石电阻率的大小有关的是A、岩石长度B、岩石表面积C、岩石性质D、岩层厚度我的答案：C此题得分：2.5分3.（2.5分）在高阻层顶界面出现极大值，底界面出现极小值，这种电极系是A、顶部梯度电极系B、底部梯度电极系C、电位电极系D、理想梯度电极系我的答案：A此题得分：2.5分4.（2.5分）下面几种岩石电阻率最低的是A、方解石B、火成岩C、沉积岩D、石英我的答案：C此题得分：2.5分5.（2.5分）电极距增大，探测深度将A、减小B、增大C、不变D、没有关系我的答案：B此题得分：2.5分6.（2.5分）与地层电阻率无关的是A、温度B、地层水中矿化物种类C、矿化度D、地层厚度我的答案：D此题得分：2.5分7.（2.5分）利用阿尔奇公式可以求A、含油饱和度B、泥质含量C、矿化度D、围岩电阻率我的答案：A此题得分：2.5分8.（2.5分）N0.5M1.5A是什么电极系A、电位B、底部梯度C、顶部梯度D、理想梯度我的答案：C此题得分：2.5分9.（2.5分）地层的电阻率随地层中流体电阻率增大而A、减小B、增大C、趋近无穷大D、不变我的答案：B此题得分：2.5分10.（2.5分）侧向测井适合于A、盐水泥浆B、淡水泥浆C、油基泥浆D、空气钻井我的答案：A此题得分：2.5分11.（2.5分）深三侧向主要反映A、原状地层电阻率B、冲洗带电阻率C、侵入带电阻率D、泥饼电阻率我的答案：A此题得分：2.5分12.（2.5分）当地层自然电位异常值减小时，可能是地层的A、泥质含量增加B、泥质含量减少C、含有放射性物质D、密度增大我的答案：A此题得分：2.5分13.（2.5分）微梯度电极系的电极距微电位电极系。
侧向测井
M
' 1
0.083
M1
0.167
0.02 Ao
0.167
M
2
0.083
M
' 2
0.25
0.025 A2
0.5
0.025 B2
分布比S=2.4；电极系长度L0=1.07m；电极距L=0.437m
勘探开发工程监督管理中心
A1 M2’ M1’ A0 M1 M2 A1‘
勘探开发工程监督管理中心
2
测量原理
勘探开发工程监督管理中心
1
七侧向测井电极系
将回路电极B分成两部分B1、B2，对 称地放在深三侧向电极系的A1、A2点击的 外侧，由于回路电极靠近， A1、A2发出 的屏蔽电流IS很快通过B电极形成回路， 对主电流I0的控制作用减弱，所以I0深入 地层不远处就开始发散，从而使电极系的 探测深度减小。图中阴影部分是浅七侧向 主电流的分布范围。
勘探开发工程监督管理中心
1
三侧向测井电极系
电极系在井内的工作状态 及电流分布如图3-2所示。
勘探开发工程监督管理中心
1
三侧向测井电极系
测井过程中，主电极A0和屏蔽电极A1、A2
分别通以相同极性的电流I0和Is，并使I0 保持为一常数，通过自动控制Is方法， 使A1、A2的电位始终保持和A0的电位相等
，沿纵向的电位梯度为零。这就保证了 电流不会沿井轴方向流动，而绝大部分 呈水平层状进入地层，这样大大减小了 井和围岩的影响，测量的是主电极（或 任一屏蔽电极）上的电位值。因为主电 流保持恒定，故测得的电位依赖于地层 电阻率的大小。从电场的分布看出三侧 向测井所测的视电阻率曲线主要取决于 深部原状地层的电阻率值。
侧向测井
一种新型的高分辨率双侧向测井方法
一
种新 型 的 高分 辨 率双 侧 向测 井 方 法
朱 军 ， 冯琳伟 ，李剑浩 ，赵养真 ，王敬农
西安 ７０２ ； ２中国石油天然气股份有限公 司勘探开发研究院， １０ １ ． 北京 １０８） ００３ （。 １中国石油集团测井有限公司 ， 陕西 摘要 ：针对 目前 广泛使用 的常规双侧 向测井仪分辨率不高 、 电极系很长 、 不便 于现场组合测 井等缺点 ， 一种新 型的 高分辨率双侧向测井仪被 提出、 设计 、 研制完成并投 入生产 。介 绍 了高分辨率 双侧 向的电极 系结构 、 工作 原理 ， 并 通 过数 值模 拟结果 阐述 了它 的分层能力 、 探测深 度和围岩 、 侵入及井 眼等影 响。结 果表 明， 高分辨率 双侧 向在大 大 缩 短了仪器 长度 的情况下 ， 同时取得了高分 辨率 和深 的探测深度 ； 尽管高分辨率 双侧 向井 眼影 响较大 ， 但在大多 数 情 况下高分 辨率 双侧 向可 以取 代 常规 双侧 向用 于常 规测 井 。高分 辨 率 双侧 向测 井 仪是 快 速 与成 像 测井 系 统
ｏ ｅｃ ｍｅ ｔ ｅ ｅ ｄｓ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｅ Ｈ ｉ ｈ Ｒｅ ｏ ｕ ｉｎ Ｄｕ ｌＬａ ｅｏ ｏ （ ＲＤＬ） ｔ ｏ ａ ｅ ｎ ｖ ｒ ｏ ｈ ｓ ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ，ａ ｎ ｗ ｇ ｓ ｌ ｔ ａ ｔｒ ｌｇ Ｈ ｏ ｏ ｌｈ ｓ ｂ ｅ
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《地球物理测井》-课后思考题
思考题第一课自然电位测井SP？*1.分析自然电位的成因，写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势表达式。
答：自然电场的产生(原理)扩散电动势、扩散吸附电动势、过滤电动势1.扩散电动势产生原因：泥浆和地层水矿化度不同——电化学过程——电动势——自然电场产生过程：溶液浓度不同——离子扩散——离子迁移率不同——两边分别富集正、负离子 (延缓离子迁移速度)——产生电动势(直到正负离子达到动态平衡为止 ) 公式：2.扩散吸附电动势产生原因：泥浆和地层水矿化度不同——产生阳离子交换——产生电动势——自然电场产生过程：溶液浓度不同——带电离子扩散——阳离子交换——孔隙内溶液阳离子增多——浓度小的一方富集正电荷，浓度大的一方富集负电荷产生电动势（扩散吸附）公式：3.过滤电动势产生原因：泥浆柱与地层之间的压差造成离子的扩散。
一般在近平衡钻井情况下不考虑。
总电动势公式：*2.不同Cw、Cmf情况下自然电位测井曲线有哪些特征？1.当Cw>Cmf：（Rmf>Rw,E<0）负异常（淡水泥浆）2.当Cw<Cmf：（Rmf<Rw,E>0）正异常（咸水泥浆）3.当Cw=Cmf：（Rmf=Rw, E=0）无异常，自然电位测井失效*4.自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面？1.划分渗透层（半幅点法，砂泥岩剖面较常用）2.估算泥质含量3.地层对比依据： 1)相同沉积环境下沉积的地层岩性特征相似; 2)同一段地层有相同或相似的沉积韵律组合; 3)由1)和2)决定同层、同沉积（相）的SP曲线特征一致。
4.确定、划分沉积相5.确定油水层及油水界面（△USP油小于△USP水）6.识别水淹层(依据 Cw <或> Cwz) 渗透层水淹后SP基线偏移，偏移量与Cw/Cwz(注入)有关7.确定地层水电阻率Rw3.影响自然电位测井的因素有哪些？1.Cw/Cmf影响（地层水矿化度/泥浆滤液矿化度）当Cw>Cmf：（Rmf>Rw,E<0）负异常（淡水泥浆）.当Cw<Cmf：（Rmf<Rw,E>0）正异常（咸水泥浆）当Cw=Cmf：（Rmf=Rw, E=0）无异常，自然电位测井失效2 .岩性影响砂泥岩剖面泥岩(纯泥岩)——基线纯砂岩——SSP(h>4d)当储层Vsh 增大，自然电位幅度△USP（变小）<SSP 靠近泥岩基线3..温度影响温度对离子运动，离子扩散速率有影响不同深度地层温度不同4.地层水、泥浆滤液中含盐性质影响（溶液中离子类型不同，迁移速率不同，直接影响Kd、Kda）5.地层电阻率影响（当地层电阻率较大时，其影响不容忽视。
一种新颖的阵列侧向测井方法
一种新颖的阵列侧向测井方法
陈勇华;安英;吴继余
【期刊名称】《天然气勘探与开发》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】人们已广泛地使用了双侧向测井并作为常规方法来探测地层的电阻率剖面。
本文指出了常规方法的一些缺点,并介绍了一种新仪器的设计一阵列侧向测井仪。
用有限元素法可模拟双侧向测井和阵列测井在不同地层模型的视电阻率曲线。
数值模拟结果表明阵列侧向测井比双侧向测井有较高的垂直分辨率和更灵活的径向探测范围。
从理论上讲,阵列侧向测井有独特的新电极结构。
能测量无限多条视电阻率曲线。
当深阵列侧向测井〈ALD〉测量近似地具有同样高的垂直分辨率时,每一条深侧向测井曲线都有着不同的探测深度。
这些浅阵列侧向测井(ALS)曲线与ALD曲线组合,能提供整个地层的径向电阻率剖面。
【总页数】5页(P41-45)
【作者】陈勇华;安英;吴继余
【作者单位】四川石油管理局地质勘探开发研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P631.84
【相关文献】
1.一种阵列侧向测井仪设计 [J], 陈文峰
2.一种新型的高分辨率双侧向测井方法 [J], 朱军;冯琳伟;李剑浩;赵养真;王敬农
3.新颖的阵列侧向测井方法 [J], Chen.,YH;邱玉春
4.一种高分辨率阵列侧向测井仪聚焦方法 [J],
5.一种高分辨率阵列侧向测井仪聚焦方法 [J],
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《地球物理测井》考试要点
《地球物理测井》考试要点（一）填空题（20分）1. 测井技术发展阶段根据采集系统特点可分为模拟测井阶段（1927-1964）、数字测井阶段（1965-1972）、数控测井阶段（1973-1990）、成像测井阶段（1990年以后）四个阶段。
2. 测井系列主要有岩性测井系列、孔隙度测井系列、电阻率测井系列。
岩性测井系列有自然电位测井（SP）、自然伽马测井（GR）、井径测井（CAL）；孔隙度测井系列有声波测井（AC）、密度测井（DEN）、中子测井（CNL）；电阻率测井有微球形聚焦测井（MSFL）、双侧向测井（RDLL）、感应测井（RT）。
3. 自然电位产生原因：①地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和附电动势；②地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势。
5. 井径变小时，自然电位异常值增大（填“增大”、“减小”下同），当泥质含量增大时，自然电位值减小，泥质含量减小时，自然电位值增大。
6. 自然电位测井曲线在淡水泥浆井中(Cw<Cmf)，渗透层井段出现负异常，在盐水泥浆井中(Cw<Cmf)，渗透层井段出现正异常。
7. 自然电位测井中，岩石含泥质越多，总电动势越低。
井径扩大，从而导致ΔUsp降低。
8.普通电阻率测井中根据电极系中成对电极与不成对电极之间的距离不同，可将电极系分为：梯度电极系，其含义是成对电极相距较近，不成对电极相距较远、电位电极系，其含义是成对电极相距较远，不成对电极相距较近。
9.侧向测井仪主要由主电极和屏蔽电极构成，主电极决定了分层能力（主电极长度越小分层能力越好，Lo＜h/4时效果好）；屏蔽电极决定了聚焦能力（电极系长度越大，聚焦能力好。
一般是L=5～8d）。
10. 用深浅三侧向重叠法定性判断油水层时，油层为正差异（深三侧向大于浅三侧向）、水层为负差异（浅三侧向大于深三侧向）。
11. 感应测井的六线圈系就是在双线圈系基础上，加上一对井眼补偿线圈和一对围岩补偿线圈。
感应测井中接受线圈中二次感应电动势大小与地层电阻率成正比（“正比”、“反比”），因此构成了用电动势测量电阻率的方法。
阵列侧向测井仪rtex的研究
356当前油气储层的复杂度越来越高，尤其是非常规油气藏的开发，对地层的高分辨率、阵列化测量成为提高油气产量的必要手段。
侧向测井作为电法测井的一种，先后出现了三侧向、七侧向及双侧向等仪器[1]，但是这些仪器普遍存在分辨率低、探测深度浅、信息少等缺点。
贝克休斯公司推出的高分辨阵列侧向测井仪RTeX，克服了常规侧向的缺点，纵向分辨率为1英尺，可以提供4种径向深度的地层电阻率（18in、26in、38in和74in），可以实时的反演得到原状地层电阻率Rt，侵入深度Lxo和冲刷带电阻率Rxo [2]。
1 机械结构如图1，RTeX仪器的电极系与电子线路采用融合设计，将电子线路置于电极系内部，而常规的侧向仪器采用的是电极系与电子电路分离的方式。
其优势在于因增大探测深度而加长电极系尺寸的同时，缩短了仪器的总长。
该公司的双侧向DLL总长5.73米（电极系4.03米，电子线路2.54米），最大探测深度为55in，本仪器长度为4.27米，最大探测深度为74in。
这在仪器的机械制造上要做到以下要求：（1）电极系同时作为电子线路外壳，要单向承受最大140MPa的压力。
（2）安装的22个图2所示信号馈入插针，将各个电极环在保持与外壳绝缘的条件下与电路连接，此处的耐压设计要求很高。
（3）为了做到各电极环之间相互绝缘，该电极系采用三层结构：金属材质的承压内层、玻璃钢材质的绝缘中层、电极环与绝缘环交互的外层。
图2 电极系结构示意图图3 电路功能框图2 电路研究如图3，仪器由主控板、A/D驱动板、监督板、前置放大板和驱动板组成。
各个电路板的功能如下：（1）主控板以FPGA+DSP芯片为核心，以程控增益的方式采用DDS技术产生4种频率（105Hz、195Hz、165Hz和135Hz）的正弦波信号，对关键信号进行DTFT 处理和数字信号滤波等处理，并与地面系统进行通讯。
（2）A/D驱动板以FPGA芯片为核心，采集4种发射波形的电压、电流信息，并进行堆栈滤波处理，提高测量精度。
3侧向测井(定稿)
分布比S=2.4；电极系长度L0=1.07m；电极距L=0.437m
4.七侧向测井应用 应用：
基本上与三侧向测井相同
Rmf<Rw时：水层、油层（油水同层）——减阻侵入，但Rt油层>Rt水层。 注意： 对薄层必须进行影响因素校正
3)确定真电阻率
对影响因素（井眼、围岩—层厚、侵入）校正后得到地层真电阻率Rt(P47)
增阻侵入
减阻侵入
正幅度差
负幅度差
淡水泥浆
5.三侧向测井应用特点
1）优点 与普通电阻率相比：纵向分辨率提高 受井眼、围岩（主电极短）影响减小 主要在高阻剖面和盐水泥浆中测量 2）缺点
七侧向是三侧向的改进版本。
改进方法： 不通过屏蔽电 极长度，而通 过对主电流的 干预。
屏蔽电极 监督电极 主电极 监督电极 屏蔽电极
电极距L 电极系Lo
1.七侧向电极系 及电流分布
屏蔽电流的调节：一般通过调节S=Lo/L实现 S不能无限大，一般为3~3.5为好 记录点：主电极系的中心
2.测量结果
Rllds/Rs
3)确定真电阻率 • 影响因素：井眼
围岩—层厚 泥浆滤液侵入 • 校正方法：实验图版 根据地质条件作电极系屏 蔽电极尺寸和电极距校正
地层厚度 地层厚度
Rllds/Rs
五、不同侧向测井特性比较
探测特性
测井系列 三侧向
七测量 双侧向
深侧向探 测深度
浅侧向探 测深度
纵向分辨 率
性能级别
第三章侧向测井
2)屏蔽电流与主电极电流的极性相同。
3)主电极与两个屏蔽电极的电位相等。
为了满足条件3,在测量过程中，不断调节屏蔽电极 的电流。
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测井方法
6
测量的视电阻率为：
Ra
K
U IO
(3-1)
其中：△U为主电极的电位与对比电极N的电位差；
为I主0 电流；
K为电极系系数，与电极系的结构及尺寸有关。
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使用方法： 已知：泥浆电阻率， 井径，（横坐标，曲 线号） 求：纵坐标及井眼校 正后的深浅双侧向电 阻率。
图3—13深浅双侧向井眼校正图版
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使用方法： 已知：地层厚度，围 岩电阻率，（横坐标， 曲线号） 求：纵坐标及围岩－ 层厚校正后的深浅双 侧向电阻率。
度不够浅。在渗透层层段，幅度差不明显。侵入 较深时，深三侧向读数受侵入带影响大。侵入较 浅时，浅三侧向读数受原状地层影响大。
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第二节 七电极侧向测井 一、七侧向电极系
1、深七侧向电极系
由7个金属环状电极组成。
如图3-10所示.
主电极A0,
两对监督电极M1 、M2及
M1’、M2’
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读值方法：取地层中点的视电阻率值或取地层中部的 几何平均值。深双侧向视电阻率曲线主要反映原状地 层的电阻率；而浅双侧向视电阻率曲线主要反映侵入 带的电阻率。 2、深、浅双侧向测井曲线的应用
1）、影响因素 深、浅双侧向测井测量结果也是地层视电阻率，与 地层电阻率有一定差异。
3104微侧向测井仪的改进及应用
～
１ ６ｉ 范围 。另 一 部分是 推靠 臂 ， 靠臂 因为使 用 ｎ的 推
年限较长 ， 磨损相对严重。对磨损严重的重新加工制 作， 推开合拢后仍然上下活动的， 固垫片使之稳定不 加 动 。这样 ， 一方 面提 高 了极 板 与井 壁 的贴 合程 度 ， 另一
方 面提高 了井 径刻度 质量 。
提 高他 的一 次测井 成功 率 。
对 １ 支微侧向做全部加温实验 ， ０ 发现仪器都存在 不同程度的温漂 ， 须对其进行改进。首先 ， 去掉信号检 测板 相敏 检波 后并 联 的输 出 电阻 ， 得 温度 变 化 造 成 使 变压器内阻改变时 ， 输出值仍然可以达到稳定不变 ； 其
次 ， 了满 足 标 准 中 Ａ 档 和 “ ” 数 值 比是 ３ １的 要 为 ３档 ：
石 ２１ 年 ０１
・
油
仪
器
第２卷 ５
第 ４期
Ｐ ＥＴＲＯＬＥＵＭ ＮＳ Ｉ ＴＲＵＭ ＥＮＴＳ
经 验交 流 ・
３０ ４微侧 向测井仪的改进及应 用 １
王 海 军 王 小 红
（ 渤海钻探测井公 司勘探开发作业部 摘 天津 ）
要 ：３ ０ １４微侧 向 由于 自身的原 因导致一次测井成功率下 降， 不能取得合格 的测井资料 ， 对微侧 向仪器进 行改造和
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图 ３ 微侧 向 改 进 后 电 路 图
质极 板 ， 解决 了生锈 和接 触 电阻 大的 问题 。 ２ ３ 检 测元器 件性 能 ．
《地球物理测井方法》考试复习题 (2)
1,简述扩散电动势和扩散吸附电动势产生的原因:2,利用自然伽马测井曲线进行地层对比有什么优点: （1）与地层水矿化度无关;（2）一般与地层流体性质无关;（3）容易找到标准层.3, 伽玛射线和物质相互作用可能有几种效应?各种效应特点是什么?答:光电效应: γ射线能量较低时，穿过物质与原子中的电子相碰撞，将其能量交给电子，使电子脱离原子而运动，γ整个被吸收，释放出光电子。
光电效应发生几率随原子序数的增大而增大，随γ能量增大而减小;康普顿效应: 中等能量的γ与原子的外层电子发生作用时，把一部分能量传给电子，使电子从一个方向射出——康普顿电子，损失了部分能量的射线向另一个方向散射出去——康普顿射线。
效应吸收系数Σ=σe Z⋅ N A⋅ρb/A;γ发生康普顿效应时，γ损失的能量与原子序数及单位体积内的电子数成正比;电子对效应: 当γ能量大于1.022MeV时，它与物质作用就会使γ转化为电子对（正、负电子），而本身被吸收。
4,自然伽马能谱测井可定量测量哪几种放射性核素含量: U铀、Tb钍、K钾.二5,写出阿尔奇公式,说明变量:地层因素:F=R0/RW=a/φm;电阻增大系数:I=Rt /R=b/Swn;R完全充满水的岩石电阻率, RW空隙所含水的电阻率,a与岩性有关的比例系数, φ孔隙度,m胶结指数, Rt含油岩石电阻率,b和饱和指数n只和岩性有关, Sw含水饱和度.6,简述普通电阻率测井的基本原理:7, 电极系分类依据：按成对电极与单电极之间的距离和相对位置不同分类.1)电位电极系:单电极到相邻成对电极的距离小于成对电极的间距，即AM <MN,深度记录点：AM的中点;2)梯度电极系:单电极到相邻成对电极的距离大于成对电极的间距，即AM>MN,深度记录点：MN的中点.8, 电极系的测量深度主要决定于什么？答：探测半径（深度）：当球面内介质对测量结果贡献为50%时的半径（深度）。
随着电极距L的加大，电极系的横向探测深度加深。
地球物理测井的几种方法
地球物理测井的几种方法张福彦【摘要】在地质勘探中,地球物理测井是由地面物探演变而来的,测井是在钻孔内进行的物探工作.钻孔内有各种岩层和煤层,它们具有不同的地球物理特性,为了研究这些特性,产生了不同的测井方法、探测仪器和解释手段.包括侧向测井、密度测井、中子测井、声波测井等方法,可以确定岩性、划分渗透性岩层,按不同的测井曲线确定不同岩性的岩层.【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2016(007)008【总页数】2页(P54-55)【关键词】地球物理;测井;方法;地质勘探【作者】张福彦【作者单位】黑龙江省煤田地质二○四勘探队,黑龙江七台河 154600【正文语种】中文【中图分类】P631.8+1目前应用于煤田测井的主要方法有：自然电位测井法、电阻率测井法、侧向测井法、自然放射性测井法、密度测井法和声波测井法。
煤田测井主要解决的地质问题有：第一，确定岩层岩性，判断地层岩性组合。
第二，划分煤、岩层界面，估算煤层厚度，进行煤质分析，计算煤层的碳、灰、水分含量。
第三，寻找构造，为勘探矿山提供速度参数和岩石的各种弹性模量。
从这些物理特性中推断出岩石和煤的特性，从而获得井下地质信息。
由于它的工作领域、观测方式和所要解决的任务与地面地球物理学方法有较大差别，因此成为地球物理学的一个独立分支学科。
煤田测井是利用钻孔内不同煤、岩层的电性、密度及放射性等物理性质的差异，通过测井仪器测出反应不同物性的曲线，然后对曲线进行综合解释，用以确定煤层的深度、厚度、结构，划分并对比煤、岩层，了解煤质、断层、含水层、水文、水量、井温、孔斜以及煤和岩层的产状，确定煤层气、页岩气储层特征等。
主要有侧向电流法测井、三电极侧向测井和侧向梯度测井。
这些方法，都是在解决低阻井液和高阻薄岩层对电流分流作用的基础上发展起来的，目前，已成为煤田测井中解决煤中薄层夹矸的行之有效的方法。
侧向电流法供电电极的电流是聚焦的，且集中成水平层状垂直于井轴流入地层。
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法对 ５ ０ ７０双侧 向测井仪器（ ２ ９ 电极系 、 Ｉ ｏ １３） ＥＬ ｇ高分辨率双侧 向测井仪器（ Ｄ ） ＨＲ Ｌ 电极系和 Ｅ Ｉ ｇ阵列侧 向测井 Ｉｏ
仪器 （ 电极 系的 ３ ＨＡＩ ） 种侧 向测井仪器的响应曲线幅度进行对 比， 结果 在 ６ 以下厚度 的地层 中 ３种 电极 系 ～８ｍ
ｏｏ ｏ ｄ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｌｎ ｉ ｄｎ ｌｎ ｉ ｉ ｈｃ ｔａ ｕ ｍｏ ｅ ｏｕ ｅｐ ｅ ｄ ｅ ｍ ｅｒｃｆｃｏ ｌｇ ｓ ｎ ｅｂ ｓ ｄｏ ｈ ｏ ｇ ｔ ｉ ａ ｆ ｔ ｔ ｉｋｓｒ ｔ ｍ ｄ ｌ ｓｔ ｓ ｓ ｕ ｏｇ ｏ ｔｉ ａ ｔ ｒ ｕ ｉ ｎ ｅ ｉ
冯琳伟 ，尹 志军 ，贺飞 ，阮亦军 ，王炜 ，黄继 贞
（． １ 中国 石 油 集 团 测井 有 限公 司技 术 中心 ，陕西 西 安 ７０ ７ ；２ 中 国石 油 大 学 地 球 科 学 学 院 ， 京 １２ ４ ） １０７ ． 北 ０ ２ ９
摘要 ：侧 向测井 电极 系探测深度 的传统定义方法是采用伪几 何因子理论 ， 这种基于纵 向无 限厚地层模 型定义 的侧 向测 井电极 系的探测深度具有一定局限性 ， 不能合理表现 电极系 的径 向探测能力 。通过对侧 向测井 电极 系探 测深 度表征方法的分析 ， 给出了一种改进 的有 限厚地层探测 深度伪几何 因子公 式表征方 法 ， 用有 限元 方法对 双侧 向 利 测井和阵列侧 向测井 的探测深度进行计算分析 ， 电极 系的径 向探测特性进行综合描述 。利用有限元数 值模 拟方 对
Ｆ ＮＧ Ｌ ｎ ｉ， Ｙ Ｎ Ｚ ｉ ｎ ，ＨＥ Ｆ ｉ，Ｒ Ｅ ｉｗｅ Ｉ ｈｕ ｊ ｅ ＵＡＮ Ｙｉ ｎ ｊ ，Ｗ ＡＮ Ｗｅ ， ＨＵＡＮ Ｊｚ ｅ ｕ Ｇ ｉ Ｇ ｈ ｎ ｉ
（ ． ｃ ｎ ｃ ｌＣｅ ｅ ，Ｃｈ ｎａ Ｐｅ ｒ ｌｕ ｏ ｇ ｎ １ Ｔｅ ｈ ｉａ ｎｔ ｒ ｉ ｔ ｏ ｅ ｍ Ｌ ｇ ｉ ｇ ＣＯ．ＬＴＤ．，Ｘｉ ａ ’ ｎ，Ｓｈ ａ ｘ １ ０ ７，Ｃｈ ｎａ ａ ｎ ｉ７ ０ ７ ｉ ；
根据伪几何因子地层模型 ， （） 式 １可改写为
Ｒ （）Ｒ１Ｊ２ （ ａ 专＋ｔ一 ） ２ 一 ［ ｒ］ ）
基 于式 （） 以得 到伪 几何 因子计 算公 式 ２可
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第 ３ ５卷
增刊
测
井
技
术
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ Ｓ Ｉ３ ．０
Ｄｅ ２ ｃ Ｏ１１
２ １ 年 １ 月 ０１ ２ 文 章 编 号 ：０ ４１３ （ ０ １ Ｓ一６ ８０ １０ —３ ８２ １） Ｏ０ ３—４
Ｗ ＥＩＩ Ｌ（ × Ｉ ＮＧ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
一
种 改 进 的 侧 向测 井 电极 系 探 测 深 度 表 征 方 法
探测 深度 接 近 。 随地 层 厚 度 的不 断 加 大 ，２ ９ ＨＲ Ｌ探 测 深 度 趋 向无 限 厚 数 值 ， １３ 和 Ｄ ＨＡＩ探 测 深 度 基 本 保 持 不 变 。 ３ 电极 系结 构 的实 测 曲线 也 说 明 了在 ６ 种 ～８ｒ 度 以 下 的地 层 ， 电极 系 的测 量 曲 线 幅度 接 近 ， 有 限厚 探 测 ｎ厚 ３种 与 深 度 指 标 吻 合 ， 明 无 限 厚 探 测 深 度 指标 不 能 反 映该 厚 度 的实 际特 性 。改 进 后 的表 征 方 法 更 合 理 。 说
作者简介 ：冯琳伟 ， ，９ ６ 男 １７ 年生 ， 工程师 ， 从事测井仪 器方 法研究 。
第 ３ ５卷
增刊
冯琳伟 ， ： 等 一种改进 的侧 向测井 电极系探测深度表征方法
０ 引 言
探测 深度 是表征 测井 仪器 径 向探 测 能力 的一个
重要 指标 。对 于侧 向测 井 ， 户更 青 睐于 探 测深 度 用 深 的仪器 ， 如双侧 向测 井仪器 ， 例 深探 测半 径可 以达 到 １ ４１ 以上 。很 多 用 户 往 往 认 为 仪 器 标 定 的探 ． ｌ Ｔ
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关键词 ：测井仪器 ； 探测深度 ；表征方法 ； 伪几何因子 ； 双侧 向测井 ；阵列侧 向测井 ；数值模 拟 ；围岩影响
中图 分 类 号 ：Ｐ ３ ． １ ６ １ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ａｎ ｍ ｐｒ ｖ ｄ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉ ｇ Ｉ ｅ ｔｇ ｔｏ Ｄｅ ｈ ｏ ｔ ｒ ｌ ｇ Ｓ ｎ ｓ Ｉ ｏ ｅ Ｍ ｔ ｏ ｏ ａ ａ ｔ ｒｚ ｎ ｎｖ ｓｉ ａ ｉｎ ｐｔ ｆ Ｌａ ｅ ｏ ｏ ｏ ｄｅ