第1章

自然電位測井

和電阻率測井§1.4側向測井Laterolog

§1.4側向測井概述側向測井又稱聚焦電阻率測井，它是具有一個測量電極和多個屏蔽電極的測井方法。屏蔽電極的作用：使電流呈水平圓盤狀流進井眼周圍的地層。對于石油勘探開發(fā),評價油層含油性、計算含油飽和度需要精確的地層電阻率。在鹽水泥漿情況下，普通電阻率測井過程中泥漿會產生分流，因而不能得到精確的地層電阻率；高阻屏蔽使普通電阻率測井無法進行。所以，發(fā)展了側向測井方法。

1、發(fā)展側向測井的原因相同點：從數學和物理學角度看，側向測井和普通視電阻率一樣，都屬于穩(wěn)定電流場問題，滿足相同的關系式。

不同點：供電方式不一樣。2、側向測井和普通視電阻率的異同按電極系結構特點和電極系數目的不同，側向測井可以分為:三側向（LL3）七側向（LL7）八側向（LL8）雙側向（DLL），等等。3、側向測井的分類一、三側向測井基本原理1、原理主供電電極兩側分別加一個屏蔽電極，并供以相同極性和大小的電流，使屏蔽電極電位與主電極的相等，迫使主電極電流不能在井眼中上下流動，只能近似水平地流進地層。2、電極系

三側向電極系是一個被絕緣物質分成三段的金屬圓柱體,中間為主電極A0,兩側分別為屏蔽電極A1、A2。電極A1、A2用導線連接在一起，保持等電位。主電極的電流I0被屏蔽電極的電流I1、I2所屏蔽，近似成水平狀進入地層。A0主電極，A1、A2屏蔽電極位于兩側，它們短路相接?；芈冯姌OB置遠處測井過程中，主電極A0和A1、A2供以同一極性電流，并使它們之間保持恒定電位

3、視電阻率根據測量的電位和主電極電流計算出

。4、接地電阻

是主電極的接地電阻，表示主電極電流由主電流到回路電極所經過的介質的電阻，即

由于反映主電極的接地電阻，所以三側向測井也被稱作屏蔽電極測井或屏蔽接地電阻法測井。

5、幾何因子

幾何因子指與介質空間位置、體積和形狀等幾何因素有關的各種影響因素的總和。主電流經過的整個空間的幾何因子看作是1，這樣空間各部分對電阻率的貢獻，可以看作是各部分幾何因子與其電阻率兩部分影響的總和：、、分別為泥漿、侵入帶和原狀地層的幾何因子。對于側向測井，一般稱為近似幾何因子或假幾何因子。主電流流過的介質以及其等效電路2、探測深度改變屏蔽電極長度、B電極位置，可組成不同探測深度的三側向電極系。B放置于無窮遠時，為深三側向電極系；B電極分成兩個，分別置于靠近A1、A2的地方，則為淺三側向電極系。(a)深三側向電極系(b)淺三側向電極系3.000.0250.0250.150.0890.0890.150.0250.0250.40.40.20.21.11.1三、三側向測井的影響因素1、電極系參數的影響(1)電極系長度LL越大，聚焦能力好。(2)主電極長度L0主電極長度決定于電流片的厚度，L0越小，分層能力強。(3)電極系直徑直徑小，電極系到井壁之間泥漿層厚度大，受泥漿影響大。2、井眼以及地層參數的影響

(1)井眼直徑和泥漿井眼小、且含鹽水泥漿，其幾何因子和都小，影響可以忽略。井眼擴大，泥漿范圍擴大，電流散開，接地電阻降低，則降低；井眼擴大是不利因素。(2)層厚和圍巖當>時，圍巖分流作用，使電流線散開，使Ra降低；當＜時，屏蔽作用，使電流線擴散面積減小，電阻值增大，因而增大。(3)侵入帶影響侵入越深，電極系聚焦能力越差。四、三側向測井曲線形態(tài)單一高阻層的電阻率曲線(1)上下圍巖一致時，曲線中心對稱，對高阻層上升，層愈厚，電阻越高；(2)上下圍巖不一致時，曲線不對稱，極大值向高阻圍巖一方；(3)h＞4d時，極值不變，曲線對稱；h變薄，地層中心出現(xiàn)峰值；(4)曲線分層能力強，特別對薄層，分層能力取決于L0長度,A0長度取決于電流層的厚度。五、三側向測井的應用1、劃分巖性剖面

LL3受井眼、層厚、鄰層影響小，分層能力較強，是劃分不同電阻率地層最好方法之一。地層界面劃在曲線開始急劇變化的位置。2、判斷油、水層

由于LL3系泥漿侵入油層，而油、水層的泥漿侵入性質不同，油層多為減阻侵入，水層多為增阻侵入LLd、LLs重迭比較法判斷油水層。深側向值＞淺側向值為油層；反之為水層。3、求地層真電阻率Rt五、三側向測井小結1、三側向是一種聚焦電阻率測井法，適合于解決高礦化度泥漿和高阻薄層的測井問題。2、電極系三個柱狀金屬電極組成，測井時，自動調節(jié)主電流強度使其值恒定，屏蔽電流使主電流聚焦，水平流入地層，測任一電極的電位。LL3測得的Ra正比于主電極的接地電阻ro。由于主電流水平流入地層，圍巖影響小分層能力強，主電流經過泥漿、侵入帶和地層，所以Ra受泥漿、侵入帶和地層電阻的影響。在高礦化度泥漿井中，泥漿侵入帶的電阻率很小，主要是反映地層的電阻率，在淡水泥漿增阻侵入時Ra受Ri影響很大。3、用三側向測井可以計算得到Rt?！?.4.2七側向測井（LL7）與LL3一致，電極系結構上略有不同：由七個金屬電極組成。1、電極結構主電極A0和三對分布在A0兩側的A1A2、M1M2、M1’M2’。兩對監(jiān)督電極分別短路相接。2、測量原理測量時A0供以I0恒定，A1、A2通以同極性但強度可以調節(jié)的電流I1。調節(jié)I1、保持M1M1’、M2M2’等電位。M1、M1’電極間電位不等時，自動調節(jié)A1、A2。測量M或N與無限遠處電極之間電位差V,根據公式計算出Ra。3、探測深度和三測向一樣，將B電極放在不同的位置可以得到深、淺兩種探測深度的測量結果。一、基本原理淺七側向電極系深七側向電極系二、七側向測井視電阻率曲線的特點1、對著高阻層，視電阻率為高值；2、用曲線的拐點確定地層界面時，得到的地層厚度將比實際厚度小一個電極距。三、七側向測井小結1、與三側向一樣，七側向也是一種聚焦電阻率測井法，其極系特點是七個電極，以主電極為中心，兩對監(jiān)督電極，一對屏蔽電極上下對稱分布，測井時自動調節(jié)屏蔽電流強度，使主電流聚焦，并水平地進入地層；2、七側向記錄的是任一監(jiān)督電極的電位，該電位大小與地層電阻率有關，所以七側向測井曲線反映地層電阻率變化情況與三側向一樣；3、七側向受圍巖、泥漿的影響也很小，分層能力強，但受侵入帶影響大，在高礦化度泥漿井中使用效果最好，用于求地層真電阻率；4、與三側向比較，七側向分層能力不如三側向高，主要是由于三側向的電流層厚度約0.3m比七側向電流層度(約0.8m)小，受井眼影響大。七測向的探測深度略大于三側向。1、雙側向測井原理1.1電極系結構(1)雙側向測井是在三側向和七側向的基礎上發(fā)展起來的；(2)電極系排列與七側向非常相似，在七側向的基礎上增加了兩個屏蔽電極A1’和A2’；(3)另外,A1’和A2’的形狀與三側向的屏蔽電極相似，不是環(huán)狀而是柱狀。雙側向吸取了三側向和七側向優(yōu)點，它的探測深度和分層能力均優(yōu)于三、七側向，可用來劃分地層剖面，求取地層電阻率Rt，定性判斷含油性。§1.4.3雙側向測井（DLL）1.2測量原理

(1)M1

、M2(M1’

、M2’)為測量電極，A1、A2(A1’

、A2’)為屏蔽電極，發(fā)出與I0極性相同的屏蔽電流Is。屏蔽電極的不同組合可以完成深、淺側向測井。(2)進行深側向測井時，A1、A2合并為上屏蔽電極，A1’

、A2’合并為下屏蔽電極，得到深側向視電阻率曲線Rlld；(3)進行淺側向測井時，A1、A1’合并為屏蔽電極，極性與A0相同，A2

、A2’為回路電極，極性與A0相反,得到深側向視電阻率曲線Rlls；(4)雙側向測井適用于電阻率高和侵入深的地層，但仍然受鉆井液濾液和圍巖的影響，其縱向分辨率為24英寸。(5)雙側向測井常常和自然伽馬測井或自然電位測井組合進行測量。1.3深側向電流分布圖(圖右半部分)，測量值反映原狀地層電阻率Rt。1.4淺側向電流分布圖(圖左半部分)，測量值反映侵入帶電阻率Ri。2、雙側向測井曲線以及影響因素2.1理想雙側向測井曲線在上下圍巖相同時，視電阻率曲線對稱于地層中部，在地層的上下界面附近也出現(xiàn)兩個小尖，隨著層厚增加這兩個小尖也就逐漸消失；對于高阻厚層的中部視電阻率值最高，且曲線較平直、變化不大。2.2雙側向測井實例2.2雙側向測井的影響因素以及校正(1)井眼影響(2)圍巖影響(3)侵入影響3、雙側向測井資料的應用3.1確定地層真電阻率3.2劃分巖性剖面3.3快速直觀區(qū)分油、氣、水層3.4識別裂縫八側向在設計上與七側向類似，源距較小、回路電極很近。其探測深度較淺，縱向分辨率為14英寸，測量沖洗帶電阻率Rxo。八側向常常與雙感應測井組合測量?！?.4.4八側向測井（LL8）雙側向和三側向、七側向測井方法的比較1、探測深度雙側向中深側向的探測深度比三、七側向的要深；三、七側向的深測深度很近似，七側向的略高于三側向的。

2．縱向分層能力三側向測井的縱向分層能力是較好的，能清楚反映厚度在0.4～0.5m以上的地層電阻率變化。七側向測井分層能力略低于三側向測井;雙側向測井的分層能力與七側向的相同。3、影響因素3.1三側