双侧向测井原理

1双侧向测井原理第三节双侧向测井第二节七电极侧向测井第一节三电极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四章侧向测井第八节侧向测井视电阻率计算第七节电阻率测井方法综合第1页/共39页第三节双侧向测井是在三、七侧向测井基础上发展起来的。双侧向测井测量精度较高，动态范围大，适用于高阻碳酸盐岩地层，也适用于低阻砂泥岩地层是目前油气田应用最广泛的电阻率测井方法之一第2页/共39页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、视电阻率曲线特点前节知识回顾三侧向、七侧向存在那些不足？为什么要发展双侧向？三侧向——靠增加屏蔽电极长度聚焦→提高探测深度七侧向——控制监督电极的电位差→控制屏流→分布比(L0/L)大→屏流大→探测深度大→主电流层收敛强烈→井眼与围岩影响复杂→电阻率校正困难第3页/共39页一、测井原理与七侧向类似，不同的是在七电极系的外面再加上两个屏蔽电极A1′、A2′。为了增加探测深度，屏蔽电极A1′、A2′不是环状，而是柱状（与三侧向屏蔽电极相同）电极系结构第4页/共39页测井原理测井时，主电极A0发出恒定电流I0，并通过两对屏蔽电极A1、A1和A2、A2发出与I0极性相同的屏蔽电流I1和I1。在主电流I0恒定不变的条件下，测得的电位差和地层的视电阻率成正比。测井通过自动调节使得满足：屏蔽电极A1与A1（或A2与A2）的电位比值为一常数，即UA1/UA1=；监督电极M1与M1（M2与M2）之间的电位差为零。然后，测量任一监督电极（如M1）和无穷远电极N之间的电位差（即UM1）。第5页/共39页测得的视电阻率RaP101→(3-16)其中：UM1——监督电极M1面电位I0——主电流强度k——电极系系数(可通过理论计算、也可通过实验求出)第6页/共39页浅侧向——屏蔽电极A1、A2改成了电流的回路电极，因此，探测深度小于深侧向，主要反映侵入带电阻率双侧向测井根据探测深度又分深、浅侧向测井深侧向——由于屏蔽电极加长，测出的视电阻率主要反映原状地层的电阻率深、浅侧向第7页/共39页电极系k值：，仪器全长：仪器直径：双侧向尺寸屏蔽电极A1、A2很长→确保深侧向探测深度大深、浅侧向电极系的尺寸完全一样。不同处：将深侧向的屏蔽电极A1、A2改成回路电极后，就构成了浅侧向电极系→这样，深、浅侧向的纵向分辨率是相同的，且受围岩、层厚影响基本一样→用深、浅侧向测出的电阻率判别油、气、水层具有良好效果。有错第8页/共39页电极系确定原则：分层能力强（0102间距离要小）、探测深度大（A1、A2要长）、井眼影响小纵向分辨率一般左右深侧向探测深度一般2～3m浅侧向探测深度一般左右第9页/共39页二、双侧向视电阻率曲线及校正P104→图3-22电模型实验与七侧向视电阻率曲线相似对称于地层中部界面有屏流效应，随着层厚增加，屏流效应减小影响Ra因素：电极系特性、介质电阻率自学P105－106（校正图版）井眼、围岩、侵入第10页/共39页碎屑岩地层碳酸盐岩地层实测双侧向曲线双侧向双侧向第11页/共39页气层：深浅双侧向“正差异”第12页/共39页水层：深浅双侧向“负差异”第13页/共39页三、双侧向、三侧向、七侧向比较1.探测深度三侧向—探测深度小，侵入影响大，深浅三侧向探测深度差异不大，判别油、气水层效果差。原因：主电极与屏蔽电极同电位，电极系长度有限，主电流发散快七侧向—探测深度高于三侧向，但高侵时，探测深度变浅。原因：采用监督电极M1´、M1´同电位来控制电流场。分布比s↑→屏流↑→屏蔽电极电位↑→探测深度↑双侧向—探测深度最大。原因：将屏蔽电极分成多段（两对）加长→控制各段电压→探测深度↑第14页/共39页2.纵向分辨率三侧向—纵向分辨率高，能分辩～地层七侧向、双侧向—纵向分辨率基本相同（左右），略低于三侧向。取决于O1、O2间距离双侧向—围岩、层厚对深、浅双侧向的影响相同。受井眼影响最小3.影响因素三侧向—井眼、围岩影响较小，侵入影响大七侧向—深、浅七侧向受围岩影响程度不同（监督电极、屏蔽电极位置不同→主电流厚度不同）第15页/共39页电阻率测井在油气勘探开发中应用非常广泛四、双侧向测井资料应用主要应用⑸估算裂缝参数⑴地层对比⑵裂缝识别⑶油、气、水层判别⑷计算地层含水饱和度第16页/共39页⑴地层对比决定地层电阻率大小的主要因素四是岩石孔隙中地层水的性质一是岩石的组织结构二是岩石的孔隙度（）大小三是岩石的含水饱和度的高低进行地层对比时，通常采用自然伽马（GR）曲线与电阻率（RLLD、RLLS）曲线。特别是在碳酸盐岩剖面，软地层（如泥岩、页岩）导电性好，电阻率测井值都较低，而碳酸盐岩（灰岩、白云岩、硬石膏等）导电性较差，电阻率测井值都较高。因此，电阻率（RLLD、RLLS）曲线在碳酸盐岩剖面软、硬地层的特征差异明显，可以较好地区分典型地层界面。　主要岩石、矿物的电阻率岩石名称电阻率矿物名称电阻率粘土1－200石英1012－1014　页岩10－100白云母41011　疏松砂岩2－50　长石41011致密砂岩20－1000　石油109－1016　含油气砂岩2－1000　方解石5108－51012　泥灰岩5－500　无水石膏109　石灰岩600－6000　石墨10-6－310-4　白云岩50－6000　磁铁矿10-4－310-3　硬石膏104－106　黄铁矿10-4　无烟煤0.01－1　黄铜矿10-3　烟煤10－10000　石油109－1016　玄武岩、花岗岩600－105　　　第17页/共39页第18页/共39页磨溪地区储层多井测井对比图第19页/共39页⑵裂缝识别四川测井研究所水槽模型实验结果：裂缝的产状与深、浅双侧向的“差异”有着直接关系裂缝产状、发育程度不同，双侧向测井的响应也不同高角度（75以上）缝，“正差异”低角度（60以下）缝，“负差异”6075裂缝，差异较小和无差异45裂缝时，“负差异”，且差异幅度最大斯仑贝谢公式1984年用有限元素法得出了类似的结论第20页/共39页结论裂缝性地层，双侧向差异主要受裂缝的产状、发育程度控制角度越高，张开度越大，“正差异”的差异幅度也越大低角度缝双侧向呈“负差异”高角度缝双侧向呈“正差异”第21页/共39页双侧向实测双侧向裂缝特征（高角度）渡1井：（4270m4305m），双侧向明显的“正差异”。射孔测试：获日产天然气44.15104m3/d第22页/共39页实测双侧向裂缝特征（低角度）东山12井：长兴组（23682402m），中子孔隙度接近于0，声波曲线除个别井段有“跳波”现象，而双侧向曲线则在高阻地层背景下出现了一串低阻“尖子”，且为“负差异”，是典型的低角度裂缝发育段。测试结果：获天然气104m3/d双侧向第23页/共39页⑶油、气、水层判别油、气层：电阻率较高；水层：电阻率相对较低。油、气层：侵入带孔隙空间中的油、气部分被泥浆滤液取代，导致侵入带地层电阻率降低，在双侧向曲线上表现为“正差异”，即RLLD＞RLLS水层：泥浆滤液电阻率一般大于地层水电阻率，深浅双侧向呈“负差异”，即RLLD≤RLLS判别原理油、气基本不导电；地层水含有NaCl、KCl等盐份而导电，矿化度越高，其导电性越好。钻井时，泥浆滤液侵入渗透层，井壁附近由近及远形成冲洗带、侵入带和原状地层。第24页/共39页大天5井：石炭系上段：深侧向电阻率值在500.m左右，深浅双侧向呈“正差异”；气层。中段：深侧向电阻率值在200500.m左右，深浅双侧向也逐渐由“正差异”、无差异、最后过渡到“负差异”；气水过渡带。下段：深侧向电阻率值在20050.m之间，深浅双侧向呈“负差异”；水层碳酸盐岩地层双侧向第25页/共39页双侧向碎屑岩地层遂25井：须二上段：气层。中段：油水层。下段：水层第26页/共39页气层：大于8Ω.m，水层：一般小于、气水过渡带：5～之间。深侧向电阻率绝对值法油气水层须二储层第27页/共39页须四气层气层：大于，水层：小于8Ω.m，气水层：8～之间。须四储层第28页/共39页孔隙型储层可以近似看作均匀、各向同性介质，可直接用阿尔奇公式计算含水饱和度Sw⑷计算地层含水饱和度a、m、n－分别为岩性系数、孔隙度指数、饱和度指数；Rw、Rt－分别为地层水电阻率、深侧向电阻率测井值；Φ－地层孔隙度。第29页/共39页第30页/共39页⑸估算裂缝参数裂缝的产状、张开度及发育程度不同，双侧向电阻率的响应也不同。基于这一原理，可以用双侧向测井信息估算裂缝的孔隙度、张开度等参数，并评价裂缝的发育程度裂缝孔隙度裂缝张开度水层油气层高角度缝低角度缝第31页/共39页裂缝孔隙度裂缝张开度第32页/共39页练习电阻率测井实验报告第33页/共39页实验安排实验目的：定性了解普通电极系在不同电阻率地层所得视电阻率曲线形态特征；了解电阻率测井的刻度原理；加深对理论曲线的理解。实验设备：EL-85型电测井实验仪、函数记录仪、稳压电源、双踪示波器、万用电表等。实验项目名称：普通电极系视电阻率测井模拟实验地点：重点实验楼B109要求：掌握原理、熟悉过程、编写实验报告第34页/共39页实验安排实验目的：测量不同厚度地层的双侧向测井曲线；高阻邻层的屏蔽影响，加深对侧向测井优点的理解，掌握双侧向测井曲线的特点，重点掌握聚焦电极系的工作原理。实验设备：EL-85型电测井实验仪、函数记录仪、稳压电源、双踪示波器、万用电表等。实验项目名称：双侧向测井模拟实验地点：重点实验楼B109要求：掌握原理、熟悉过程、编写实验报告第35页/共39页本节要点1、双侧向测井原理3、双侧向、三侧向、七侧向特点2、双侧向电极系结构4、双侧向测井资料应用第36页/共39页ThankYou！第37页/共39页第38页/共39页