地层倾角测井原理及应用-测量原理
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六臂倾角：哈里伯顿—SED 阿特拉斯—HEXDIP
地层倾角测井仪（实物）
2、仪器结构（四臂倾角）
相对方位 角测量
地层倾角测井仪测什么？
地层的倾角和倾斜方 位角，即地层面在空间
井斜角测 量系统
的位置。 如何定地层面在空间的
方位角测 量系统
位置? 至少要有三个以上空间
井径、微电阻 率测量
点的座标（采用柱状坐
得到井斜角。
井斜角测量原理
（5）井斜方位角与相对方位角
什么是井斜方位角 ？ 井眼倾斜的方向。
地层倾角仪能直接测量井斜 方位角吗？ 不能！测量的是相对方位角。
RB（）
什么是相对方位角？
从Ⅰ号极板开始逆时针 方 向 到 井 斜 方 向 的 角 度 RB （），简称相对方位角。
四臂倾角测井仪测量原理图
相对方位角RB（）测量原理
当 井 斜 角 δ≤20º时 ， 这种测量方法能满足需 要；
当井斜角δ较大时， 必须进行适当的校正。
Ⅰ号极板方位测量原理
方位角是从正北方向开始顺时 针计量的，四个极板顺时针方向 排列，间隔90º。
在柱状坐标系中，根据地层层 面在仪器平面上的四个点：
M1（ d13 /2，，Z1） M2（ d24 /2, ＋/2,Z2） M3（ d13 /2, ＋ ,Z3） M4（ d24 /2, ＋3/2,Z4） 就可以确定层面方程Z=AX+BY+C， 并进一步计算出地层面在仪器平 面上的倾角和倾斜方位角。
（二）
1、如何描述地层产状？
2、四臂地层倾角仪能测量那些信息？测量原 理如何？
3、已知Ⅰ号极板方位角＝80º，相对方位角 ＝170º，求井斜方位角 ，并用图表示。
第一节 地层倾角仪测量原理
第二节 确定地层层面倾角和倾向 的基本原理
地层倾角测井测量内容：地层的倾角 和倾斜方位角，即地层层面在空间的位 置——亦即地层产状。
地层面倾角：在倾斜方向上的地层面与水 平面的夹角，或倾斜线与倾向线的夹角； 亦称真倾角，是倾斜地层的最大倾角。如 图所示，∠BEA为真倾角，用θ表示。
视倾向
视倾向：任意方向的
铅直面与地层面相交，
其交线在水平面的投
影与正北方的夹角称 为视倾向。该交
真倾角与视倾角
线称为视倾斜线（图中AD、AC）。它的水平投
标系r、、Z）。通过
计算就可以求得地层倾
角和倾斜方位角。
四臂倾角测井仪测量原理图
地层倾角是直接测量出来的吗？
ห้องสมุดไป่ตู้
不！地层的倾角不
是直接测出来的，而是 间接测量、再进行处理 计算出来的。
在实际中，地层倾角测 井仪至少需测量9条曲 线。右图是阿特拉斯公 司四臂倾角测井仪 （1009）测量原理图。
四臂倾角测井仪测量原理图
地层面走向：地层面与水平面的交线的方 向。用它与正北方向（按顺时针）的夹角 表示。如图所示，CD的方向。
地层面倾向
真倾角与视倾角
地层面倾向：地层面倾斜的方向。即地层面由 高到低变化最大的方向在水平面上的投影与正 北方向的夹角的方向——亦称倾斜方位。如图 所示，BE的方向。
地层面倾角
真倾角与视倾角
影称为视倾向线（图中BD、BC）
视倾角
视倾角：视倾斜线 与视倾向线之间的 夹角。图中θa1、 θa2。视倾角总是 小于真倾角。
真倾角与视倾角
真倾角为θ与真倾角θa之间的关系：
tg a tg cos
ω——真倾向与视倾向之间的夹角。
二、地层倾角测井的基本原理
1、地层倾角仪的类型
四臂倾角：斯仑贝谢—HDT、SHDT 阿特拉斯—HDIP
用什么测量相对方位角？ 用定位摆及环形电位器
定位摆由于重力作用而 下垂，它的连线OD为井 轴截面上的倾斜线（井 斜方向），OA与Ⅰ号极 板方位相同，OA与OD的 夹角就是Ⅰ号极板相对 方位角。
1号极板相对方位角测量原理
分析
相对方位角越大，电阻
RAD也越大，根据电阻RAD上的 电位差大小就可测出Ⅰ号极
通过四条微电阻率 曲线对比，就可以确定 地层层面上四个点M1、 M2 、 M3 、 M4 沿 井 轴 方 向 的高度Z1、Z2、Z3、Z4。
四臂倾角测井仪测量原理图
（2）两条井径曲线
即分别由1、3号极 板和2、4号极板组 成两套井径测量装 置，测得井径曲线 CAL1（d13）和CAL2 （d24）。
Ⅰ号极板方位测量原理
Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）测量原理
如何测量？
图中A点与井轴O点的连 线与Ⅰ号极板同方位， 称A点为Ⅰ号极板方位基 准点。
因此，电阻RAB随Ⅰ号极 板方位角的变化而变
化。这样，根据RAB的大 小就可以确定Ⅰ号极板
方位角。
Ⅰ号极板方位测量原理
Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）测量原理
注意
仪器组成
无论那种地层倾角 测井仪，总是由两个 主要部分组成：
一是极板系统 二是测斜系统
测斜系统
极板系统
四臂倾角测井仪测量原理图
3、地层倾角测井仪的测量信息
四臂倾角仪能测量那些信息？ 4条微电导率曲线 2条井径曲线 3条角度（方位）曲线
（1）四条微电导率曲线
DIP1、DIP2、DIP3 和DIP4
第一节 地层倾角仪测量原理
•地层产状 •地层倾角测井的基本原理 •斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进 •哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进
一、地层产状
地层产状三要素：倾角、倾向、走向
描述地层产状的5个基本名词： •地层面走向 •地层面倾向 •地层面倾角 •视倾向 •视倾角
地层面走向
真倾角与视倾角
说明
Ⅰ号极板方位测量原理
（4）井斜角
DEV （）
什么是井斜角？ 即井轴与铅垂线之间 的夹角DEV（）
四臂倾角测井仪测量原理图
井斜角（）测量原理 用什么测量井斜角？
用弧形电位器及铅锤 来确定井斜角。
当井铅直时，电阻
ROC=0 ， 井 斜 角 越 大 ， ROC就越大。通过测量ROC 上的电位差就可以间接
板相对方位角。
相对方位角是从Ⅰ号极
板开始逆时针方向计算的。
当 井 斜 不 大 时 （ δ≤20º） ，
根据Ⅰ号极板方位角和相
对方位角就可以近视计算
出井斜方位角。
1号极板相对方位角测量原理
四臂倾角测井仪测量原理图
（3）Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）
AZ（）
定义：Ⅰ号极板方 向的水平投影与正 北方向的夹角（从 正北开始、顺时 针）。
四臂倾角测井仪测量原理图
Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）测量原理
用什么测量Ⅰ号极板 方位角？
阿特拉斯公司的地 层倾角仪用磁针罗盘测 量Ⅰ号极板相对磁北极 得方位角AZ（）。
地层倾角测井仪（实物）
2、仪器结构（四臂倾角）
相对方位 角测量
地层倾角测井仪测什么？
地层的倾角和倾斜方 位角，即地层面在空间
井斜角测 量系统
的位置。 如何定地层面在空间的
方位角测 量系统
位置? 至少要有三个以上空间
井径、微电阻 率测量
点的座标（采用柱状坐
得到井斜角。
井斜角测量原理
（5）井斜方位角与相对方位角
什么是井斜方位角 ？ 井眼倾斜的方向。
地层倾角仪能直接测量井斜 方位角吗？ 不能！测量的是相对方位角。
RB（）
什么是相对方位角？
从Ⅰ号极板开始逆时针 方 向 到 井 斜 方 向 的 角 度 RB （），简称相对方位角。
四臂倾角测井仪测量原理图
相对方位角RB（）测量原理
当 井 斜 角 δ≤20º时 ， 这种测量方法能满足需 要；
当井斜角δ较大时， 必须进行适当的校正。
Ⅰ号极板方位测量原理
方位角是从正北方向开始顺时 针计量的，四个极板顺时针方向 排列，间隔90º。
在柱状坐标系中，根据地层层 面在仪器平面上的四个点：
M1（ d13 /2，，Z1） M2（ d24 /2, ＋/2,Z2） M3（ d13 /2, ＋ ,Z3） M4（ d24 /2, ＋3/2,Z4） 就可以确定层面方程Z=AX+BY+C， 并进一步计算出地层面在仪器平 面上的倾角和倾斜方位角。
（二）
1、如何描述地层产状？
2、四臂地层倾角仪能测量那些信息？测量原 理如何？
3、已知Ⅰ号极板方位角＝80º，相对方位角 ＝170º，求井斜方位角 ，并用图表示。
第一节 地层倾角仪测量原理
第二节 确定地层层面倾角和倾向 的基本原理
地层倾角测井测量内容：地层的倾角 和倾斜方位角，即地层层面在空间的位 置——亦即地层产状。
地层面倾角：在倾斜方向上的地层面与水 平面的夹角，或倾斜线与倾向线的夹角； 亦称真倾角，是倾斜地层的最大倾角。如 图所示，∠BEA为真倾角，用θ表示。
视倾向
视倾向：任意方向的
铅直面与地层面相交，
其交线在水平面的投
影与正北方的夹角称 为视倾向。该交
真倾角与视倾角
线称为视倾斜线（图中AD、AC）。它的水平投
标系r、、Z）。通过
计算就可以求得地层倾
角和倾斜方位角。
四臂倾角测井仪测量原理图
地层倾角是直接测量出来的吗？
ห้องสมุดไป่ตู้
不！地层的倾角不
是直接测出来的，而是 间接测量、再进行处理 计算出来的。
在实际中，地层倾角测 井仪至少需测量9条曲 线。右图是阿特拉斯公 司四臂倾角测井仪 （1009）测量原理图。
四臂倾角测井仪测量原理图
地层面走向：地层面与水平面的交线的方 向。用它与正北方向（按顺时针）的夹角 表示。如图所示，CD的方向。
地层面倾向
真倾角与视倾角
地层面倾向：地层面倾斜的方向。即地层面由 高到低变化最大的方向在水平面上的投影与正 北方向的夹角的方向——亦称倾斜方位。如图 所示，BE的方向。
地层面倾角
真倾角与视倾角
影称为视倾向线（图中BD、BC）
视倾角
视倾角：视倾斜线 与视倾向线之间的 夹角。图中θa1、 θa2。视倾角总是 小于真倾角。
真倾角与视倾角
真倾角为θ与真倾角θa之间的关系：
tg a tg cos
ω——真倾向与视倾向之间的夹角。
二、地层倾角测井的基本原理
1、地层倾角仪的类型
四臂倾角：斯仑贝谢—HDT、SHDT 阿特拉斯—HDIP
用什么测量相对方位角？ 用定位摆及环形电位器
定位摆由于重力作用而 下垂，它的连线OD为井 轴截面上的倾斜线（井 斜方向），OA与Ⅰ号极 板方位相同，OA与OD的 夹角就是Ⅰ号极板相对 方位角。
1号极板相对方位角测量原理
分析
相对方位角越大，电阻
RAD也越大，根据电阻RAD上的 电位差大小就可测出Ⅰ号极
通过四条微电阻率 曲线对比，就可以确定 地层层面上四个点M1、 M2 、 M3 、 M4 沿 井 轴 方 向 的高度Z1、Z2、Z3、Z4。
四臂倾角测井仪测量原理图
（2）两条井径曲线
即分别由1、3号极 板和2、4号极板组 成两套井径测量装 置，测得井径曲线 CAL1（d13）和CAL2 （d24）。
Ⅰ号极板方位测量原理
Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）测量原理
如何测量？
图中A点与井轴O点的连 线与Ⅰ号极板同方位， 称A点为Ⅰ号极板方位基 准点。
因此，电阻RAB随Ⅰ号极 板方位角的变化而变
化。这样，根据RAB的大 小就可以确定Ⅰ号极板
方位角。
Ⅰ号极板方位测量原理
Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）测量原理
注意
仪器组成
无论那种地层倾角 测井仪，总是由两个 主要部分组成：
一是极板系统 二是测斜系统
测斜系统
极板系统
四臂倾角测井仪测量原理图
3、地层倾角测井仪的测量信息
四臂倾角仪能测量那些信息？ 4条微电导率曲线 2条井径曲线 3条角度（方位）曲线
（1）四条微电导率曲线
DIP1、DIP2、DIP3 和DIP4
第一节 地层倾角仪测量原理
•地层产状 •地层倾角测井的基本原理 •斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进 •哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进
一、地层产状
地层产状三要素：倾角、倾向、走向
描述地层产状的5个基本名词： •地层面走向 •地层面倾向 •地层面倾角 •视倾向 •视倾角
地层面走向
真倾角与视倾角
说明
Ⅰ号极板方位测量原理
（4）井斜角
DEV （）
什么是井斜角？ 即井轴与铅垂线之间 的夹角DEV（）
四臂倾角测井仪测量原理图
井斜角（）测量原理 用什么测量井斜角？
用弧形电位器及铅锤 来确定井斜角。
当井铅直时，电阻
ROC=0 ， 井 斜 角 越 大 ， ROC就越大。通过测量ROC 上的电位差就可以间接
板相对方位角。
相对方位角是从Ⅰ号极
板开始逆时针方向计算的。
当 井 斜 不 大 时 （ δ≤20º） ，
根据Ⅰ号极板方位角和相
对方位角就可以近视计算
出井斜方位角。
1号极板相对方位角测量原理
四臂倾角测井仪测量原理图
（3）Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）
AZ（）
定义：Ⅰ号极板方 向的水平投影与正 北方向的夹角（从 正北开始、顺时 针）。
四臂倾角测井仪测量原理图
Ⅰ号极板方位角曲线AZ（）测量原理
用什么测量Ⅰ号极板 方位角？
阿特拉斯公司的地 层倾角仪用磁针罗盘测 量Ⅰ号极板相对磁北极 得方位角AZ（）。