普通电阻率测井

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1、地球物理测井资源与环境学院桑琴2007年7月第一章电法测井地球物理测井——普通电阻率测井普通电阻率测井，是把一根普通的电极系放入井内，测量井筒周围地层电阻率随井深变化的曲线，用以研究井所穿过的地质剖面和油气水层的测井方法。梯度电极系电位电极系地球物理测井——普通电阻率测井一、基本原理RprA(I)1、均匀无限介质电场中电位与介质电阻率的关系假设：均匀无限介质电阻率为R点电极A并供以强度为I的电流电流将以A点为中心呈辐射状向各方向均匀流出，电流线以A为中心指向四周地球物理测井——岩石的导电特性由电流

2、密度的定义可知，离点电源A为r距离的任意一点P的电流密度为：j＝Ir0/4πr2（1－6）电流密度j是一个向量，r0是单位矢量，数值为1，其方向是射线r的方向。根据微分形式的欧姆定律，p点的电场强度E为：E＝Rj＝RIr0/4πr2（1－7）对于恒定的电流场，电场强度等于电位梯度的负值，即E＝－gradV（1－8）gradV＝（dV/dr）*r0称为电位梯度，表示电位在变化最大的方向上每单位长度的增量地球物理测井——岩石的导电特性E＝－（dV/dr）*r0（1－10）将（1－10））式代入（1－7

3、），可得－dV/dr＝RI/4πr2V＝RI/4πr+C由于r∞时，电位V=0，故积分常数c＝0，因此V＝RI/4πr（1－13）上式表明，在均匀无限介质中，任意一点的电位V与介质的电阻率R及供电电流I成正比，与该点至电源点之间的距离r成反比。地球物理测井——岩石的导电特性2、均匀无限介质电阻率的测量由（1－13）式可知，要测量均匀无限介质的电阻率，只须在介质中放入点电源，测出场中一点的电位V，在已知供电电流I和测点与电源点的距离r的情况下，就可以计算出介质的电阻率R。假定被测定的地层很厚，没有泥

4、浆侵入，井筒中的泥浆电阻率等于地层的电阻率，则井下介质就其导电性，可视为无限均匀介质。地球物理测井——岩石的导电特性电源检流计oMNA电极矩井下介质电阻率的测定BA——供电电极B——供电回路电极M、N——测量电极供电回路测量电路地球物理测井——岩石的导电特性由V＝RI/4πr可知，在点电源A所形成的电场中，M、N点的电位为：VM=RI/4π·AMVN=RI/4π·ANM、N两个测量电极之间的电位差为：ΔVMN＝VM－VN＝ＲＩ／4π（１／ＡＭ－１／ＡＮ）＝ＲＩ／4π（ＭＮ／ＡＭ·ＡＮ）Ｒ＝（4π·

5、ＡＭ·ＡＮ／ＭＮ）·ΔVMN／Ｉ地球物理测井——岩石的导电特性令Ｋ＝4π·ＡＭ·ＡＮ／ＭＮK是与各电极之间距离有关的系数，称为电极系系数。A、M、N组成电极系电极之间的距离是固定的，因此电极系系数K是一个常数。RaH地球物理测井——岩石的导电特性3、井下非均质介质情况（1）泥浆侵入储层的情况侵入：当P泥>P地时，井眼周围的储层受到不同程度的泥浆滤液和固体微粒的侵入。且侵入将改变原来储集层的渗透性、电、声、放射性等物理特性，尤其是渗透率K和电阻率特性R。在钻井过程中为了防止井喷，往往使泥浆柱的压力大

6、于地层孔隙流体压力。地球物理测井——岩石的导电特性原状地层侵入带冲洗带泥饼井中泥浆地球物理测井——岩石的导电特性Rm------泥浆电阻率(mud)Rmf-----泥浆滤液电阻率(mudfluid)Rmc-----泥饼电阻率(mudcakes)Rw------地层水电阻率(water)Rxo-----冲洗带电阻率Ri------侵入带电阻率(invasion)Rt------原状地层电阻率(true)hmc-----泥饼厚度d-------井的直径di------侵入带直径相应参数：地球物理测井—

7、—岩石的导电特性（2）井眼周围孔隙地层电阻率的径向变化冲洗带：岩层中有绝大部分的流体被泥浆滤液所代替的环带。冲洗带电阻率用RXO。过渡带：冲洗带后边，离井眼越远，孔隙中被泥浆滤液取代的地层流体越来越少，形成一个过渡带。侵入带=冲洗带+过渡带原状地层：侵入带以外的地层地球物理测井——岩石的导电特性高侵（增阻侵入）：侵入带电阻率大于原状地层电阻率的侵入状态低侵（减阻侵入）：侵入带电阻率小于原状地层电阻率的侵入状态侵入剖面电阻率的高、低侵特征与储层所含流体性质有关，还与泥浆滤液电阻率Rmf有关。地球物理

8、测井——岩石的导电特性F＝Ro/RmfI=Rxo/Ro=Rxo/FRmf=1/Sw2冲洗带：F＝R0/RwI=Rt/Ro=Rt/FRW=1/Sw2原状地层：Rt＝FRW/Sw2RXO＝FRmf/Sxo2两式相除，根据经验公式Sxo＝Sw1/5RXO/Rt＝Rmf（1－S0）8/5/Rw（P20表1-3）地球物理测井——岩石的导电特性d泥岩泥岩泥岩泥岩水层油层ddidi冲洗带侵入带泥饼diRtRiRxoRmRmcRtRiRxoRmcRm增阻泥浆侵入减阻泥浆侵入地球物理测井——岩石的导