七侧向测井原理3

（3－1）式可写成
Ra k Rg
主电极的接地电阻Rg——相当于主电流所流经的泥浆、泥 饼、冲洗带、侵入带、原状地层电阻的串联。
Rg Rm Rmc Rxo Ri Rt
三侧向电极系系数
k 4L
ln 2L0 r0
P85→(3-3)
其中：L——主电极全长2L
L0——电极系全长2L0 r0——电极系半径（r0<<L0）
•利用同性电流相排斥的原理，使电流聚焦
→聚焦测井
聚焦测井的种类
•三侧向（三电极侧向）
•六侧向（六电极侧向）
•七侧向（七电极侧向）
•八侧向（八电极侧向）
•双侧向（九电极侧向）
•微侧向 •邻近侧向 •微球形聚焦测井
环形电极， 贴井壁
•方位侧向
一、测井原理
三电极侧向测井——三侧向测井
电极系
由三个柱状电极组成。主电极 A0较短，位于中间；屏蔽电极A1、 A2较长，对称排列在A0两端，电 极之间用绝缘材料隔开。 A1、 A2短路相接
一、测井原理 电极系
由7个体积较小的环状电极组成。 A0—主电极 A1、A2—屏蔽电极 M1与M2、M1′与M2′—两对监督电极
以主电极为中心，3对电极对称排列
A1与A2等电位， M1与M2(M1′与M2′)等电位→迫使主电流 水平地流入地层
主电流层厚度等于O1O2之 间长度
视电阻率
Ra
k U M1 Io
4、视电阻率曲线特点
P85→图3-4
r—主电流采样电阻，非常小，常用0.01 Rp—记录仪测程电阻
Ga—检流计 VD—比较电压
恒流原理
主电流I0→r→电压降I0r
经B2、K1、K2→V2
在K3中，比较V2与VD→控 制K3的增益
采样信号(I0)↑→V1↑→V2>VD→K3增益↓→V3↓→V4↓ 采样信号(I0)↓→V1↓→V2<VD→K3增益↑→V3↑→V4↑
（3－3）式表明：仪器的电极 系系数只与仪器本身结构有关， 而与其它任何因素无关。
二、三侧向测井方框图
测量方法
恒流法 恒压法 恒功率法 自由式
适用于高阻剖面 适用于低阻剖面 动态范围大 动态范围大
现场一般常用恒流法测量
恒流法测量原理
B—回流电极 N—无穷远参考电极
B1—测量信号输入变压器 B2—平衡信号输入变压器 B3—屏流输出变压器
电极系长度 主电极长度 电极系直径
电极系参数 地层参数
参见P86→图3-7
电极系越长→主电流聚焦越好→进入地层越深
电极系尺寸大到一定程度后，再改变电极系长度，对探 测深度几乎没有影响
主电极越短→分层能力越强（主电极长度一般 是井径的0.5～0.75倍）
电极系直径→泥浆分流作用→Ra
四、三侧向测井资料应用
P94→(3-4)
K—— 电 极 系 系 数 ( 可 通 过 理 论计算、也可通过实验求出)
P94→图3－14
UM1——M1点处电位。即M1点与无穷远处N（参考电极）之间的电位 差。因UN≈0，所以，M1点与N之间的电位差≈M1点处电位
浅七侧向
在深七侧向电极系基础上增 加了一对回流电极
确保主电流I0主要流经侵入带 测量侵入带地层电阻率
现场实际使用的三侧向
为了进行组合测量，探测侵入带、原状地层的电阻率，现 场通常使用深、浅三侧向。
深三侧向——探测深度较深→探测原状地层电阻率。
浅三侧向——探测深度较浅→探测侵入带电阻率。
浅三侧向特点——屏蔽电极A1、A2尺寸较短，在 A1、A2外 又加极性相反的回路电极B1、B2，这样使得A0、A1、A2流 出的电流进入地层不远（侵入带）、就流向B1、B2电极
0.25M 2 0.083
M
2 0.167
0.02 A0
0.167
M10.083 M10.25
0.025 A1
0.5
0.025 B1
分布比s=2.4 电极系长度L0=1.07m 电极系系数kd=1.175m
仪器直径：0.102m
二、七侧向测井方框图
三、七侧向视电阻率曲线
P98→图3－17 上下围岩电阻率相同，视电阻率曲线对称于地层中部；上下界面处 有两个“尖子”——测量点通过界面时，屏流作用所至。
三侧向尺寸
深三侧向—A1与A1′相连，A2与A2′ 相连
1.6 0.7
0.15
0.7 1.6
0.3 0.025 0.025 0.3
A2
A2
A0
A1
A1
浅 三 侧 向 — 用 深 三 侧 向 的 A1′ 作 B1 ， 用深三侧向的A2′作B2
1.6 0.7
0.15
0.7 1.6
0.3 0.025 0.025 0.3
测井时
A0与A1、A2通以相同极性的电流Io和Is，
主
且Io为常数。
电 流
环
通过调节Is，使A0与A1、A2三个电极的 电位相等。
沿纵向的电位梯度为零，确保主电流
不沿井轴方向流动。迫使Io电流呈源 盘状沿径向流入地层（减小了井和围
岩的影响，提高了纵向分层能力）。
参见P84图3-1
测得的视电阻率Ra
电法测井
（八）
司马立强
西南石油大学资源与环境学院
第一节 三电极侧向测井 第二节 七电极侧向测井 第三节 双侧向测井 第四节 微侧向测井 第五节 邻近侧向测井 第六节 微球形聚焦测井 第七节 电阻率测井方法综合 第八节 侧向测井视电阻率计算
•普通电阻率测井在盐水泥浆井中存在的问题 •普通电阻率测井在高阻薄层井中存在的问题 •针对泥浆的分流作用、低阻围岩与高阻屏蔽等 影响→解决问题的方法、思路？
P94→图3－15
七侧向电极系参数
1.电极系长度L0
L0 A1A2
L0越大→探测深度越大
2.电极距L
L O1O2
L越小→分层能力越强
3.分布比s
s L0 / L
影响主电流层形状。s过大→要求屏流比大，s过小→
主电流聚焦差。s一般在3～3.5较合适
4.聚焦参数q
q (L0 L) / L s 1
B2
A2
A0
A1
B1
电极系系数：kd=0.24m，ks=0.35m
P86→图3-5
仪器全长：5.4m
仪器直径：0.089m
三、三侧向视电阻率曲线
三侧向测井视电阻率Ra——曲线对地层中点呈对称形状， 视电阻率极大值恰好位于地层中点。
电模型实验 理论计算
P86→图3-6
影响三侧向视电阻率的因素
电极系参数
U Ra k I o
P83→(3-1)
其中：U——电极表面电位（相对于参考电极N）,v
I0——主电流强度,A K——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出),m
由（3－1）式知：三侧向测得的视电阻率Ra与比值U/I0 （通常称主电极的接地电阻Rg）成正比。
主电极的接地电阻Rg——指的是从主电极流出的电流，在 其经历的地层范围内的电阻。
V2≈VD
I0恒定不变
测量过程
r非常小→主电极A0与屏 蔽电极A1、A2同电位
电极系附近介质电阻率 变化→接地电阻Rg变化
要 使 IO 不 变 → 主 电 极 A0 （或屏蔽电极A1、A2）电 位必须变化
Ao电压变化→反映了地层电阻率变化
测量电压放大检波器接在A1与N之间→放大A1与N之间的 电位差→检流计记录
四、七侧向测井资料应用
1.分层 2.求Rt 3.判断油水层
五、七侧向视电阻率曲线校正
主要影响因素
井眼（大小，泥浆电阻率） 围岩电阻率 侵入深度
三侧向视电阻率校正 （井眼、围岩、侵入）
图3－18 图3－19 图3－20
本节要点
1、三侧向、七侧向测井原理 2、深浅三侧向、七侧向电极系特点 3、恒流法测量原理
1.分层
三侧向测井受井眼、层厚、邻 层影响较小，纵向分辨率较强 →确定地层界面。
2.求Rt
查图版，程序计算
3.判断油水层
油气层：电阻率高，正差异 水层：电阻率低，负差异或无差异
实
测
三侧向
三
侧
底1米
向
曲
线
深三侧向 浅三侧向
五、三侧向视电阻率曲线校正
主要影响因素
井眼（大小，泥浆电阻率） 围岩电阻率 侵入深度
决定电极系的电流分布，q大→聚焦好
七侧向电极系尺寸
深七侧向
0.025 A2
0.638
M
2
0.112
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M
2
0.25
0.02 A0
0.025
M 1 0.112
M10.638
0.025 A1
分布比s=3.27 电极系长度L0=2.07m 电极系系数kd=0.636m
浅七侧向
0.025 B2
0.5
0.025 A2