微电阻率成像测井
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英文 Borehole drift Gammy Ray (GR) 井斜角 自然伽玛 中文注解
Caliper 1 (C14)
井径（1-4极板）
井径（2-5极板） 井径（3-6极板） 钻头尺寸 倾角方位 1号极板电极1的视电阻率曲线 2号极板电极1的视电阻率曲线
EMI DIP 曲线 说明
Caliper 2 (C25) Caliper 3 (C36) Bit Size (BS) Bordip dip Fanplot F1B1-EMI F2B1-EMI
中文注解
EMI 图象 1号极板的方位 角 井眼方位角 自然伽玛 井斜 井径（1-4极板） 井径（2-5极板）
电极的电阻率。
成 像 方 式 ： 记 录 所有钮扣电极的电
阻率曲线。
Caliper 3 (C36)
Image Orientation
井径（3-6极板）
EMI 图象定向
4.采集的信息及用途
下仪器，探测深度也减少很多，主要用来测量侵
入带或冲洗带的电阻率 R X o。
1.发展历程 电极距极小的电极系 微 电 极 系 测 井 微电极
贴井壁测量
探测深度很浅 提高分辨率（分层能力）
目的
区分薄层和判断渗透层 求取冲洗带电阻率Rxo
1.发展历程
测井仪器上有3个弹簧片扶正
器，夹角为120。。其中一个弹
测量范围
最大耐压 最大耐温 井壁覆盖率 采样率
0.2-5000.m 0.2-10000.m
0.2-10000.m
2000psi 175°C 80% (8in井眼) 0.1in
1-3000.m
2000psi 204°C 64% (8.5in井眼) 0.1in
分辨率
测井方式
0.2in
成像、倾角
0.2in
EMI 图象定向
4.采集的信息及用途
倾 角 方 式 ： 上 传
极板上的中心钮扣
英文
EMI Image Pad One Azimuth (P1AZ) Hole Azimuth (HAZI) Gamma Ray (GR) Deviation (DEVI) Caliper 1 (C14) Caliper 2 (C25)
2.EMI测量原理 为保持较高的纵向分辨率， 和较深的探测深度。 微电阻率测井仪采用侧向 测井的屏蔽原理 ，使得 纽 扣电极发射出的电流具 有 聚焦能力。 位于遥测短节外壳上部的 电极产生交流电 ，交流 电 通到下部电极。
2.EMI测量原理
电极的极板为导电金属 体，电极与金属板间保 持很好的绝缘；
3.仪器结构
3.仪器结构
3.仪器结构
3.仪器结构
参数 极板及电极数 采集系统 最大测井速度 EMI 6个、150个 Excell-2000 成像模式 548m/h 2000psi (137MPa) 175°C 64% (8.5in井眼) 0.1in XRMI 6个、150个 INSITE 成像模式 548m/h 2000psi 175°C 64% (8.5in井眼) 0.1in FMI 8个、192个 MAXIS-500 全井眼方式 548m/h STAR 6个、144个 5700 成像模式 548m/h
反映纽扣电极覆盖处地层电阻率变化的图像。
2.EMI测量原理 该方法采用了微电极及侧向聚焦的测量原理；
探测深度与浅测向的探测深度基本一致； 测量的电阻率反映了地层冲洗带处的电阻率；
探测深度受原状地层和冲洗带电阻率的影响。
3.仪器结构 隔离短节 遥测短节 电子线路 导航包：由三个正交的 磁感应加速度仪和三个正 交的磁倾角仪组成，提供 仪器在井中位置、运动方 向和方位。 外部绝缘
2.EMI测量原理
在 极 板 和 回 路 电 极 之
间供一定的电流，测量
纽扣电极的电流并刻度
为电阻率。 该 电 阻 率 代 表 着 纽 扣 电极正对着地层的电阻 率。
2.EMI测量原理 定义电极纽扣测得的视 电阻率为：
Ra K
V I
V ：纽扣电极和回路之间 的电位差； I：纽扣电极的发射电流； K：为电阻率系数； R a ：为地层的视电阻率。
1.发展历程 为确定地层的方位，从上世纪60年代起，发展
了基于多极板微电阻率测井的地层倾角测井仪。
该仪器由若干个臂组成，测量的时候可以用机
械或液压手段把极板压向井壁，装在极板上的微
电极可以测量与极板接触点的井壁电阻率，倾斜 地层对不同方位不同深度产生电阻率异常，经过 处理可以获取地层的产状信息。
Hole Azimuth (HAZI)
Gamma Ray (GR) Deviation (DEVI) Caliper 1 (C14) Caliper 2 (C25) Caliper 3 (C36)
井眼方位角
自然伽玛 井斜 井径（1-4极板） 井径（2-5极板） 井径（3-6极板）
Image Orientation
簧片上装有硬橡胶绝缘极板，
极板上嵌有三个电极 A,M1,M2,A
为供电电极， M1 和 M2 为测量电
极，电极间的距离为0.025m。 测井时电极系紧贴井壁，消
除泥浆对测量结果的影响。
1.发展历程 微梯度电极系 A0.025M１0.025M2 电极距：0.0375m
探测深度：40mm
微电位电极系 A0.05M2 电极距：0.05m
3.仪器结构
探头： EMI 仪器上下部位均采取了居中措施， 优化了六个极板在井壁四周的分布，在水平井和 大斜度井中作用尤为明显。
EMI 的六个臂彼此独立，任何一个臂的张开程 度与其它臂无关，适合各种情况的井眼条件。
3.仪器结构
XRMI™ Expanded Range Micro-Imager 增强 型微电阻率成像仪 ； XRMI™ 增强型电成像仪是专为提供岩心般高
由电源供给极板和电极 相同极性的电流，并使 极板与电极等电位；
电极流出的电流受到极 板的屏蔽作用，沿径向 流入地层。
2.EMI测量原理 在不同位置 r处，由钮扣电极产生的电流密度与 该处的电阻率：
j
dU Rdr
2.EMI测量原理
穿过每个钮扣电极的平均电流密度等于在其在 圆形电极与地层接触面积内的积分：
向覆盖范围，使得测井由平均化测量向阵列化测
量演变。 突出对地层非均质性做出的响应。
2.EMI测量原理
为了把测量数据转化为图像，必须有足够的采
样密度。 极板和纽扣电极的设计非常重要。 为了获得好的图像分辨率，不丢失数据，极板
的个数、纽扣电极的尺寸及间隔、采样速度都要
经过严格设计。
2.EMI测量原理
测量每个钮扣电极的电流变
化，就能够反映井壁上地层电 阻率的变化。
2.EMI测量原理 EMI六个极板上的 150个钮扣电极，通过一个低
阻抗测量电路与下部电极系相连。测量的钮扣电
极上的电流强度反映出钮扣电极正对着的地层。 由于岩石结构或电化学的非均质性引起的电阻
率的变化，通过数据处理和图像处理，可以获得
i ( , z )
r 0 0
R
2
j (
r cos Rb
, z r sin )rdrd
i( , z) 为钮扣电极对应面
的电流密度，
R
为钮扣电极半径，
为井眼半径。
Rb
2.EMI测量原理 积分结果表明：地层电阻率 高，电极的接地电阻大，纽扣 电极发射的电流强度变小； 地层电阻率低，电极的接地 电阻小，电流强度变大；
1.发展历程
“ 微电阻率成像测井”也称为“电成像测井”。
HES、SLB、BH在上世纪90年代分别推出了各 自的微电阻率成像仪 EMI 、 FMI 、 STAR ，代表
了电成像测井技术的最高水平，成为井壁成像的 重要测井方法。
1.发展历程
EMI：High-Resolution Electrical MicroImaging Tool；XRMI: 为EMI的增强型
1.发展历程
在地层倾角测井技术基础之上发展起来的地层
微电阻率成像测井仪，在极板上安装了许多钮扣
状的小电极。
由于地层的非均质性，电极接触的岩石成份、 结构及所含流体的不同，引起流向井壁地层电流
的变化，通过不同颜色显示不同电阻率值，可以 为测井解释提供丰富的地质信息。
获得井中测遇地层序列岩心般的微电阻率成像图，
探测深度：100mm
1.发展历程 最早的微电极测井仪以电位电极为基础，没有 聚焦装置，两个电极分别测量较浅处泥饼的电阻 率值和较深处冲洗带的电阻率值 R X o ，二者的差
异反映了地层的渗透特性。
为了克服由于泥饼存在以及高阻地层和高电导
率地层泥饼厚度的影响，微测向测井仪采用屏蔽
聚焦原理，使得电流可以穿过泥饼，测量井壁附 近的电阻率。
成像、倾角
0.2in
全井眼、四极 板、倾角
0.2in
成像、倾角
4.采集的信息及用途
英文 中文注解
EMI 图象 1号极板方位角
EMI 主曲线：图像，EMI Image
AZI ，
HAZI ，
Pad One Azimuth (P1AZ)
DEVI，井径1-6； 二次曲线：微电阻 率，倾角方位，井斜 等。
精细地层成像而设计的； 其测量环境较之 EMI 拓宽了很多，主要是提高
了复杂的井眼适应能力（高矿化度井眼，高阻地
层）、成像质量。
3.仪器结构
XRMI™ Expanded Range Micro-Imager增强型 微电3.仪器结构
3.仪器结构
3.仪器结构
《测井新方法》
第3 讲
微电阻率成像测井
张元中 地球物理与信息工程学院测井系
《测井新方法》
主要内容
1、电成像测井的发展历程 2、EMI测量原理
3、仪器结构
4、采集的信息及用途
1.发展历程 电阻率测井是最早使用的测井方法之一，通过
不同电极结构可以实现不同探测深度和不同纵向
分辨率的测量，在地层评价中发挥着重要的作用。 微电极测井仪是一种电极距尺寸减少很多的井
EMI共6个极板，每个极板上有25个钮扣电极， 共有150个钮扣电极。 每个电极阵列包括上下两排电极，上排 12个， 下排13个。 两排相距0.3英寸，相错0.1英寸，即上下相邻的 两个电极之间有半个电极是重叠的。
2.EMI测量原理
在测量的时候，在电极阵列所控制的横向范围 内所有的井壁表面全部被电极扫过，横向分辨率 可以达到0.1in。 每个电极都是由直径为 0.16 英寸的金属钮扣和 0.24 英寸的绝缘环组成。电极之采用分立绝缘环， 有益于信号聚焦，达到0.2英寸的分辨率。
F3B1-EMI
F4B1-EMI F5B1-EMI F6B1-EMI
3号极板电极1的视电阻率曲线
4号极板电极1的视电阻率曲线 5号极板电极1的视电阻率曲线 6号极板电极1的视电阻率曲线
4.采集的信息及用途
EMI原始数据与二维图像
STAR：Simultaneously Acoustic Imaging and Resistivity imaging FMI：Fullbore Formation Micro-Imager
2.EMI测量原理 微电阻率成像测井采用阵列式传感器，即在多 极板上安装多个纽扣状的测量电极。 测量的时候考虑了探测深度、纵向分辨率和周
Caliper 1 (C14)
井径（1-4极板）
井径（2-5极板） 井径（3-6极板） 钻头尺寸 倾角方位 1号极板电极1的视电阻率曲线 2号极板电极1的视电阻率曲线
EMI DIP 曲线 说明
Caliper 2 (C25) Caliper 3 (C36) Bit Size (BS) Bordip dip Fanplot F1B1-EMI F2B1-EMI
中文注解
EMI 图象 1号极板的方位 角 井眼方位角 自然伽玛 井斜 井径（1-4极板） 井径（2-5极板）
电极的电阻率。
成 像 方 式 ： 记 录 所有钮扣电极的电
阻率曲线。
Caliper 3 (C36)
Image Orientation
井径（3-6极板）
EMI 图象定向
4.采集的信息及用途
下仪器，探测深度也减少很多，主要用来测量侵
入带或冲洗带的电阻率 R X o。
1.发展历程 电极距极小的电极系 微 电 极 系 测 井 微电极
贴井壁测量
探测深度很浅 提高分辨率（分层能力）
目的
区分薄层和判断渗透层 求取冲洗带电阻率Rxo
1.发展历程
测井仪器上有3个弹簧片扶正
器，夹角为120。。其中一个弹
测量范围
最大耐压 最大耐温 井壁覆盖率 采样率
0.2-5000.m 0.2-10000.m
0.2-10000.m
2000psi 175°C 80% (8in井眼) 0.1in
1-3000.m
2000psi 204°C 64% (8.5in井眼) 0.1in
分辨率
测井方式
0.2in
成像、倾角
0.2in
EMI 图象定向
4.采集的信息及用途
倾 角 方 式 ： 上 传
极板上的中心钮扣
英文
EMI Image Pad One Azimuth (P1AZ) Hole Azimuth (HAZI) Gamma Ray (GR) Deviation (DEVI) Caliper 1 (C14) Caliper 2 (C25)
2.EMI测量原理 为保持较高的纵向分辨率， 和较深的探测深度。 微电阻率测井仪采用侧向 测井的屏蔽原理 ，使得 纽 扣电极发射出的电流具 有 聚焦能力。 位于遥测短节外壳上部的 电极产生交流电 ，交流 电 通到下部电极。
2.EMI测量原理
电极的极板为导电金属 体，电极与金属板间保 持很好的绝缘；
3.仪器结构
3.仪器结构
3.仪器结构
3.仪器结构
参数 极板及电极数 采集系统 最大测井速度 EMI 6个、150个 Excell-2000 成像模式 548m/h 2000psi (137MPa) 175°C 64% (8.5in井眼) 0.1in XRMI 6个、150个 INSITE 成像模式 548m/h 2000psi 175°C 64% (8.5in井眼) 0.1in FMI 8个、192个 MAXIS-500 全井眼方式 548m/h STAR 6个、144个 5700 成像模式 548m/h
反映纽扣电极覆盖处地层电阻率变化的图像。
2.EMI测量原理 该方法采用了微电极及侧向聚焦的测量原理；
探测深度与浅测向的探测深度基本一致； 测量的电阻率反映了地层冲洗带处的电阻率；
探测深度受原状地层和冲洗带电阻率的影响。
3.仪器结构 隔离短节 遥测短节 电子线路 导航包：由三个正交的 磁感应加速度仪和三个正 交的磁倾角仪组成，提供 仪器在井中位置、运动方 向和方位。 外部绝缘
2.EMI测量原理
在 极 板 和 回 路 电 极 之
间供一定的电流，测量
纽扣电极的电流并刻度
为电阻率。 该 电 阻 率 代 表 着 纽 扣 电极正对着地层的电阻 率。
2.EMI测量原理 定义电极纽扣测得的视 电阻率为：
Ra K
V I
V ：纽扣电极和回路之间 的电位差； I：纽扣电极的发射电流； K：为电阻率系数； R a ：为地层的视电阻率。
1.发展历程 为确定地层的方位，从上世纪60年代起，发展
了基于多极板微电阻率测井的地层倾角测井仪。
该仪器由若干个臂组成，测量的时候可以用机
械或液压手段把极板压向井壁，装在极板上的微
电极可以测量与极板接触点的井壁电阻率，倾斜 地层对不同方位不同深度产生电阻率异常，经过 处理可以获取地层的产状信息。
Hole Azimuth (HAZI)
Gamma Ray (GR) Deviation (DEVI) Caliper 1 (C14) Caliper 2 (C25) Caliper 3 (C36)
井眼方位角
自然伽玛 井斜 井径（1-4极板） 井径（2-5极板） 井径（3-6极板）
Image Orientation
簧片上装有硬橡胶绝缘极板，
极板上嵌有三个电极 A,M1,M2,A
为供电电极， M1 和 M2 为测量电
极，电极间的距离为0.025m。 测井时电极系紧贴井壁，消
除泥浆对测量结果的影响。
1.发展历程 微梯度电极系 A0.025M１0.025M2 电极距：0.0375m
探测深度：40mm
微电位电极系 A0.05M2 电极距：0.05m
3.仪器结构
探头： EMI 仪器上下部位均采取了居中措施， 优化了六个极板在井壁四周的分布，在水平井和 大斜度井中作用尤为明显。
EMI 的六个臂彼此独立，任何一个臂的张开程 度与其它臂无关，适合各种情况的井眼条件。
3.仪器结构
XRMI™ Expanded Range Micro-Imager 增强 型微电阻率成像仪 ； XRMI™ 增强型电成像仪是专为提供岩心般高
由电源供给极板和电极 相同极性的电流，并使 极板与电极等电位；
电极流出的电流受到极 板的屏蔽作用，沿径向 流入地层。
2.EMI测量原理 在不同位置 r处，由钮扣电极产生的电流密度与 该处的电阻率：
j
dU Rdr
2.EMI测量原理
穿过每个钮扣电极的平均电流密度等于在其在 圆形电极与地层接触面积内的积分：
向覆盖范围，使得测井由平均化测量向阵列化测
量演变。 突出对地层非均质性做出的响应。
2.EMI测量原理
为了把测量数据转化为图像，必须有足够的采
样密度。 极板和纽扣电极的设计非常重要。 为了获得好的图像分辨率，不丢失数据，极板
的个数、纽扣电极的尺寸及间隔、采样速度都要
经过严格设计。
2.EMI测量原理
测量每个钮扣电极的电流变
化，就能够反映井壁上地层电 阻率的变化。
2.EMI测量原理 EMI六个极板上的 150个钮扣电极，通过一个低
阻抗测量电路与下部电极系相连。测量的钮扣电
极上的电流强度反映出钮扣电极正对着的地层。 由于岩石结构或电化学的非均质性引起的电阻
率的变化，通过数据处理和图像处理，可以获得
i ( , z )
r 0 0
R
2
j (
r cos Rb
, z r sin )rdrd
i( , z) 为钮扣电极对应面
的电流密度，
R
为钮扣电极半径，
为井眼半径。
Rb
2.EMI测量原理 积分结果表明：地层电阻率 高，电极的接地电阻大，纽扣 电极发射的电流强度变小； 地层电阻率低，电极的接地 电阻小，电流强度变大；
1.发展历程
“ 微电阻率成像测井”也称为“电成像测井”。
HES、SLB、BH在上世纪90年代分别推出了各 自的微电阻率成像仪 EMI 、 FMI 、 STAR ，代表
了电成像测井技术的最高水平，成为井壁成像的 重要测井方法。
1.发展历程
EMI：High-Resolution Electrical MicroImaging Tool；XRMI: 为EMI的增强型
1.发展历程
在地层倾角测井技术基础之上发展起来的地层
微电阻率成像测井仪，在极板上安装了许多钮扣
状的小电极。
由于地层的非均质性，电极接触的岩石成份、 结构及所含流体的不同，引起流向井壁地层电流
的变化，通过不同颜色显示不同电阻率值，可以 为测井解释提供丰富的地质信息。
获得井中测遇地层序列岩心般的微电阻率成像图，
探测深度：100mm
1.发展历程 最早的微电极测井仪以电位电极为基础，没有 聚焦装置，两个电极分别测量较浅处泥饼的电阻 率值和较深处冲洗带的电阻率值 R X o ，二者的差
异反映了地层的渗透特性。
为了克服由于泥饼存在以及高阻地层和高电导
率地层泥饼厚度的影响，微测向测井仪采用屏蔽
聚焦原理，使得电流可以穿过泥饼，测量井壁附 近的电阻率。
成像、倾角
0.2in
全井眼、四极 板、倾角
0.2in
成像、倾角
4.采集的信息及用途
英文 中文注解
EMI 图象 1号极板方位角
EMI 主曲线：图像，EMI Image
AZI ，
HAZI ，
Pad One Azimuth (P1AZ)
DEVI，井径1-6； 二次曲线：微电阻 率，倾角方位，井斜 等。
精细地层成像而设计的； 其测量环境较之 EMI 拓宽了很多，主要是提高
了复杂的井眼适应能力（高矿化度井眼，高阻地
层）、成像质量。
3.仪器结构
XRMI™ Expanded Range Micro-Imager增强型 微电3.仪器结构
3.仪器结构
3.仪器结构
《测井新方法》
第3 讲
微电阻率成像测井
张元中 地球物理与信息工程学院测井系
《测井新方法》
主要内容
1、电成像测井的发展历程 2、EMI测量原理
3、仪器结构
4、采集的信息及用途
1.发展历程 电阻率测井是最早使用的测井方法之一，通过
不同电极结构可以实现不同探测深度和不同纵向
分辨率的测量，在地层评价中发挥着重要的作用。 微电极测井仪是一种电极距尺寸减少很多的井
EMI共6个极板，每个极板上有25个钮扣电极， 共有150个钮扣电极。 每个电极阵列包括上下两排电极，上排 12个， 下排13个。 两排相距0.3英寸，相错0.1英寸，即上下相邻的 两个电极之间有半个电极是重叠的。
2.EMI测量原理
在测量的时候，在电极阵列所控制的横向范围 内所有的井壁表面全部被电极扫过，横向分辨率 可以达到0.1in。 每个电极都是由直径为 0.16 英寸的金属钮扣和 0.24 英寸的绝缘环组成。电极之采用分立绝缘环， 有益于信号聚焦，达到0.2英寸的分辨率。
F3B1-EMI
F4B1-EMI F5B1-EMI F6B1-EMI
3号极板电极1的视电阻率曲线
4号极板电极1的视电阻率曲线 5号极板电极1的视电阻率曲线 6号极板电极1的视电阻率曲线
4.采集的信息及用途
EMI原始数据与二维图像
STAR：Simultaneously Acoustic Imaging and Resistivity imaging FMI：Fullbore Formation Micro-Imager
2.EMI测量原理 微电阻率成像测井采用阵列式传感器，即在多 极板上安装多个纽扣状的测量电极。 测量的时候考虑了探测深度、纵向分辨率和周