第4章侧向测井

二、侧向测井的分类
高阻地层用侧向 LL3、LL6、LL7、LL8、双测向邻近侧向，微侧向
微球形聚焦
1.三电极侧向测井 2.七电极侧向测井（简称七侧向） 3.微球形聚焦测井
4.双侧向测井
三、三侧向测井LL3
1.
侧向测井原理图
1)
Ao主电极，A1、A2屏 蔽电极位于两则， 它们短路相接。回 路电极B置远处(计 为无限远)
第四章 侧向测井 Laterolog 或Focused Log
总述 1. 2. 3.电流聚焦测量深、中、浅三种不同径 向
电阻率Rt、Ri、Rxo 4.用于划分岩性、
一、为什么要提出侧向测井
1.盐水泥浆、高阻薄层，将产生泥浆分流、
2.高阻屏蔽使普通电阻率法无法进行，所以提出聚焦测井法使 电流进入地层。其办法是把主电流聚焦，用电子线路把电流 挤入地层，与普通视电阻率差别在于供电方式不一样。
用三侧向测井可以求得Rt
四、七侧向测井
七侧向测井由主电极A0、两对监督电极Ml、M2、Ml′、 M2′及两个屏 蔽电极A1、A2构成，电极呈环状，每对电极相对A0是对称的，且短路连接。
测量时A0电极供以恒定电流I0，屏蔽电极Al、 A2流出相同极性的屏蔽电流IS，通过自动调节， 使监督电极M1与M1′(M2与M2′)之间的电位 差为零，因此无论从A0或A1、A2来的电流都 不能穿过M1与M2′(M2与M2′)之间的介质， 迫使电流沿径向流入地层（图2-34），主电极 I0电流呈圆盘状沿径向流入地层。
为了说明层间各部分对测量结果相对影响，引入几何因子的概念：几何因 子是指与介质空间位置、体积大小、形状等几何因素有关的各种影响因 素的总和。
几何因子理论：地层各个分测量结果的相对贡献可用相对几何位置描述。 电极系测定各部分贡献总和为1 Ra=GmRm+GiRi+GtRt
其中G
2.三侧向测井框间： 聚焦过程：振荡器—A1、A2、Ao供Io恒定,调整电压→放大整流→Uo比较稳
然后在图版上投点A(x，y)，并记下A点所
落实线的曲线号码v 值，因v＝Rt/RXO，故 Rt =v RXO；同时记下A点所落虚线的曲线
号码即为侵入带直径di(单位：m)。如果A点 不正落在某一条曲线上，则应用内插法求
出v值和di值。
图3-10 侵入校正图版
应当指出，受图版制作条件限制，在用三侧向视电阻率求岩层真电阻率时， 必须按照井眼校正、围岩-层厚校正，侵入校正顺序进行，而不能任意颠倒。
1).形态，单一高阻层的电
(1)上下围岩一致时，曲线 中心对称，对高阻层Ra上升
(2)上下围岩不一致时，Ra 曲线不对称，极大值向高阻
(3)h＞4d时，极值不变，曲 线对称，h变薄。对地层中
(4)曲线分层能力强，特别 对薄层，分层能力取决于Lo 长度,Ao长度取决于电流层
三侧向测井适用于高阻薄层盐水泥浆。深侧向也受侵入带影响。而一条曲 难以区分油气水层。引入浅三侧向屏蔽电极短，聚焦能力差；电流很快 发散。探测深度浅，侵入带为重要影响因素，根据深浅三侧向重叠，可
电极系三个柱状金属电极组成，测井时，自动调节主电 流强度使其值恒定，屏蔽电流使主电流聚焦，水平流 入地层，测任一电极的电位。LL3测得的R正比于主电 极的接地电阻ro由于主电流水平流入地层，围岩影响 小分层能力强，主电流经过泥浆、侵入带和地层，所 以R受泥浆、侵入带和地层电阻的影响。在高矿化度泥 浆井中，泥浆侵入带的电阻率很小，主要是反映地层 的电阻率，在淡水泥浆增阻侵入时R受Ri
⑴划分岩性剖面
三侧向测井曲线比普通电阻率测井曲线受井眼、围岩-层 厚、侵入影响小。纵向分辨能力强，适于划分薄层。三侧向 曲线上视电阻率急剧变化处定为高阻层的界面位置。
⑵判断油、水层
将深、浅三侧向曲线重叠绘制(两条曲线绘在同一坐标系中)，以出现 “幅度差”
为描述渗透层的标志。一般具有Rmf＞Rw条件时，在油层井段，通常是深三 侧向视电阻率大于浅三侧向视电阻率，即RLdL3 RLsL3 ，这种幅度差叫“正幅 度差”
如果岩层无侵入(或侵入
很浅)则
RLdL 3 , s
和R
s LL
3
,
s
即为
所求的岩层真电阻率，否则
还必须进行侵入校正。
深三侧向围岩校正图版
浅三侧向围岩校正图版
三侧向围岩校正图版
最后进行侵入校正。先利用“选择侵入校正图版”（见图）选出一块合 适的三侧向侵入校正图版。该图版分十个区，编号为I，Ⅱ，Ⅲ，……，X， 对应每个区制作一块侵入校正图版。
但是，实践中发现，在地层侵入较深（大约di＝1.6m）时， RLdL3 受侵入
带影响较大，而
Rs LL 3
受原状地层影响较大，这说明深三侧向测井探测深度不
够深，而浅三侧向测井的探测深度又不够浅，致使深、浅三侧向所测的视电
阻率曲线的幅度差不明显，难于判断油、水层，给解释带来一定困难。
三侧向是一种聚焦电阻率测井法，适合于解决高矿化度
选择侵入校正图版
图版的横坐标为是经过井眼、围岩校正后的深、浅三侧向视电阻率的比 值 RLdL3 ,c RLsL3 ,c ；纵坐标为 RLdL3 ,c RXO ；实线族曲线号码表示Rt/RXO值；虚线 族曲线号码表示侵入带直径di值。
使用图版时，只需计算出横坐标
x＝ RLdL3,c RLsL3,c 和纵坐标 y＝ RLdL3,c RXO ，
3.利用三侧向视电 阻率确定岩层的 真电阻率
对三侧向视电阻率 的影响因素可归结为井 眼、围岩-层厚、侵入 三个方面，因此将三侧 向视电阻率经过单项图 版校正即可得到岩层的 真电阻率Rt。
井眼校正
下图为三侧向井眼校正图版，该图版是在地层无穷厚、无侵入条件下绘制 的。它是在井径dh为常量时，RLdL3 ,d RLdL3 f (RLdL3 Rm )或 RLsL3 ,d RLsL3 f (RLsL3 Rm ) 的关系曲线族。其中 RLdL3 ,d 和RLsL3 ,d 分别为经过井眼校正后的深、浅三侧向视 电阻率值。
(ii)侵入带影响： Gi Ri的影响， 侵入深、电极聚 焦能力差，Gi值 大，
Ri在总测量值中占 的分量大，所以 高阻侵入比低阻
iii)围岩Rs的影响： 当Rt＞Rs时，围岩 分流作用，使电流 线散开，使Ra降低， 当Rt＜Rs时，
屏蔽、扩散面积减小， R值增大，因而测 量Ra比真电阻值大。
4.三测向曲线形态及应用
基本原理：与LL3一致，电极系 结构上略有不同，由七个金属电 极组成。
需要注意：
① 上述方法虽然可以快速、直观地对油、水层作出判断，但最后认定油、 水层还要经过综合解释，根据地质参数而定。
② 在盐水泥浆井中，即Rmf ＜Rw时，在油层和水层处，深、浅三侧向曲线 上均出现“正幅度差”，但油层的视电阻率高于水层，且幅度差比水层处的 幅度差亦大，以这个特征来识别油水层。
③ 在井眼规则时，井中的厚渗透层井段，用此法判断油、水层，可靠程度 较高。对薄地层来说，应当将深浅三侧向视电阻率值分别进行影响因素校正 后，再利用上述方法判断油、水层较妥当。
单一高阻层电阻率R
①对着高阻层的R
③从围岩到地层曲线升高，上升的陡度与主电极长度有关，主电极越短，
H＞L时，位于地层中点；L/2＜h2L时，极值点向边界偏离， h=L ⑤h＞4d h＜4d时层厚和围岩影响校正，以消除其影响
间互层岩层组的电阻率曲线
由于h很薄，高阻邻层影响主电流的分布，高阻厚层，低阻分布使R的分布 呈指状。
在水层井段，通常为深三侧向视电
阻率小于浅三侧向视电阻率，即
Rd LL 3

RLsL 3，这种幅度差叫“负幅度
差”（见右图中下部渗透层）。
由于LL3系泥浆侵入油层，而油、水层的泥浆侵入性质不同，油层多为减阻 侵入，水层多为增阻侵入LLd、LLs重迭比较法判断油水层。 深侧向值＞浅侧向值为油层。反之为水层
根据图版结构，首先以目的层厚度h为横坐标；以围岩电阻率RS和冲洗带 电阻率RXO的比值为纵坐标,在“选择”图版上投点A(h，RS/RXO)，观察A点所 落区域的号码，并用此区域编号选出对应的“侵入校正图版”。
假设A点落在 Ⅱ区内，则应选 出编号为Ⅱ的 “侵入校正图版” 如图所示。
侵入校正图版
I Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
下图为三侧向围岩校正图版，它是曲线号 RLdL3 ,d Rs (或RLsL3 ,d / Rs ) 取一定值
时，所作的一族
R
d LL
3
,
s
RLdL3 ,d f (h)[ RLsL3 , s
RLsL3 ,d f (h)]
的关系曲线。其中h为岩层厚度，
RLdL3 ,s 和RLsL3 ,s 分别为经过井眼和围岩校正后的视电阻率值。图版使用方法与井 眼校正图版使用相同。
2)主电极长度2Lo：主电极长度决定于电流层厚度，2Lo→小，分层能力 强，2Lo＜h/4 时效果好，2Lo＞ h/4
3)电极直径Dn
直径小，泥浆层厚度大，那么Ra则小，反之dn大，Ra
4)
Ra=jmRm+jiRi+jtRt j=jm+ji+jt=1
i)井径影响：井径不大时井内为盐水泥浆，其几何因子和Rm都小，影响 可以忽略。井径变大时，泥浆范围扩大，电流散开，ro降低，则Ra降
答案：Rt＝102.5Ω·m；di＝0.5m
虚线为di/d 实线为Rt/Rxo
图3-11 深、浅三侧向组合图版
三侧向测井的优点及不足
三侧向测井由于屏流作用使主电流径向地流入地层，所测视电阻率曲线 受井眼影响小。又因主电极很短，围岩影响减弱，纵向分辨能力加强，有利 于划分薄层。这些方面均优越于普通电阻率测井，尤其在高阻剖面和盐水泥 浆井中更为突出。
ro—表示主电极的接地电阻，表示 主电极的电流层由主电极到回路 电极所经过的介质的电阻，到无
Lm=Lo+2e/3
6)三侧向的主电流基本上是 垂直射入地层。接地电阻 定义。ro可看成是三组成
ro=rm+rt+ri(串联电路) 其中rm、ri、rt对Ra贡献，
取决于聚焦能力大小，聚 焦能力强，rt贡献大，反 之rt对Ro贡献就小。另外 与径向深度也有关系
2)测井过程中，主电 极Ao和A1、A2供以 同一极性电流，并 使它们之间保持恒 定电位
3)当Ao与A1、A2电位不相等时，其 电位差被送到调整线路上，通过 调节A1、A2电路的电流，保持整
4)三侧向的电场和一完整金属圆柱 体电场基本一样，Io被A1、A2所
5)仪器记录的是任意屏蔽电极A1或 A2与Ao的电位差△U和主电极电 流Io
定，当ro端电压未超出某一值时，Uo值不变。ro两端电压变化→振荡器 输出发生变化→ro调节→Io恒定。A1、A2与A0 3.影响三侧向测井的因素：电极系+地层
1) 电极系聚焦能力强，电流层进入地层深度大，Rt 仪器聚焦能力取决于电极距L长度，L→ 而实验证明，当L＞10d，Ra与L无关，一般是L=5～8d
此外，对于很厚的高阻层也可以用深 三侧向和浅三侧向组合图版（图3-11所示） 求出岩层的真电阻率Rt 和侵入带直径di值。
例如，有一渗透层，从三侧向测井资 料中得 RLdL3 52.5 • m； RLsL3 26.5 • m ； 从微侧向测井资料得到冲洗带电阻率RXO ＝5Ω·m；井径曲线上得到d＝0.2m。用 组合图版可以求出岩层的真电阻率Rt和侵 入带直径di值。
RLdL 3 ,d
RLdL 3
(浅三侧向图版中则为


R
s LL
3
,dΒιβλιοθήκη Rs LL3
) ，所以
RLdL3 ,d • RLdL3 (或RLsL3 ,d • RLsL3 ) 。
当所解释的岩层相当厚又 无侵入时，该值即为岩层的 真电阻率，否则必须进行后 两项校正。
三侧向井眼校正图版
围岩-层厚校正
浅三侧向
浅三侧向测井的基本原理与深三侧向相同。
需要注意的是，因为两者电极系结构有差别，电场的径向分 布深浅不同，所以深三侧向视电阻率曲线主要反映深部原状地层 的电阻率，而浅三侧向视电阻率曲线主要反映了侵入带电阻率。
资料应用
⑴ 划分岩性剖面 ⑵ 判断油、水层 ⑶ 利用三侧向视电阻率确定岩层的真电阻率
Rw—地层水电阻率 Rm—井内泥浆电阻率 Rs—上下围岩电阻率
三侧向井眼校正图版
使用图版进行井眼校正时，用井径值选择一条曲线，用测井资料算出
RLdL3 Rm (或 RLsL3 Rm ) 值，并在横坐标轴上找到对应点，过此点作纵坐标轴的平 行线，该线与所选曲线的交点之纵坐标即为所求校正系数μ值，由于