第2章-側(cè)向測(cè)井

1、1石油地球物理測(cè)井原理石油地球物理測(cè)井原理成都理工大學(xué)能源學(xué)院成都理工大學(xué)能源學(xué)院2泥漿礦化度很高、地層電阻泥漿礦化度很高、地層電阻率很高，地層很薄圍巖影響很率很高，地層很薄圍巖影響很大的情況下，普通電極系電阻大的情況下，普通電極系電阻率法測(cè)井由于分流作用強(qiáng)而無率法測(cè)井由于分流作用強(qiáng)而無法求準(zhǔn)地層電阻率法求準(zhǔn)地層電阻率為解決這一類問題，發(fā)展了為解決這一類問題，發(fā)展了聚流方式的電阻率法測(cè)井聚流方式的電阻率法測(cè)井側(cè)側(cè)向測(cè)井。其基本原理是在主供向測(cè)井。其基本原理是在主供電電極兩側(cè)加上與主電流極性電電極兩側(cè)加上與主電流極性相同、電位相等的屏蔽電極，相同、電位相等的屏蔽電極，使主電極的電流線不能在井中使

2、主電極的電流線不能在井中上下流動(dòng)，直接進(jìn)入地層中。上下流動(dòng)，直接進(jìn)入地層中。三側(cè)向、七側(cè)向、雙側(cè)向、微側(cè)向三側(cè)向、七側(cè)向、雙側(cè)向、微側(cè)向、鄰近側(cè)向、微球形聚焦、鄰近側(cè)向、微球形聚焦32.3.1 三側(cè)向測(cè)井三側(cè)向測(cè)井一、一、三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)根據(jù)三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以把三側(cè)向分為深三側(cè)向和淺三側(cè)向兩類三根據(jù)三側(cè)向電極系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以把三側(cè)向分為深三側(cè)向和淺三側(cè)向兩類三側(cè)向電極系。側(cè)向電極系。1、深三側(cè)向電極系、深三側(cè)向電極系由三個(gè)圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔開。中間為主電極由三個(gè)圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔開。中間為主電極A0，上，上

3、下對(duì)稱分布的電極為屏蔽電極下對(duì)稱分布的電極為屏蔽電極A1、A2，對(duì)比電極，對(duì)比電極N和回路電極和回路電極B位于電極系上位于電極系上方較遠(yuǎn)處，為了提高其探測(cè)深度，要求屏蔽電極方較遠(yuǎn)處，為了提高其探測(cè)深度，要求屏蔽電極A1、A2較長。較長。42、淺三側(cè)向電極系、淺三側(cè)向電極系有有5個(gè)圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔開。中間為主電極個(gè)圓柱狀的金屬電極組成，電極之間有絕緣片隔開。中間為主電極A0，上，上下對(duì)稱分布的電極為屏蔽電極下對(duì)稱分布的電極為屏蔽電極A1、A2，及回路電極，及回路電極B1、B2，對(duì)比電極，對(duì)比電極N位于電位于電極系上方較遠(yuǎn)處極系上方較遠(yuǎn)處淺三側(cè)向測(cè)井的電流分布淺三側(cè)向測(cè)井的

4、電流分布深三側(cè)向測(cè)井的電流分布深三側(cè)向測(cè)井的電流分布5二、二、三側(cè)向電極系的測(cè)量原理三側(cè)向電極系的測(cè)量原理深、淺三側(cè)向的測(cè)量原理基本相同。均采用恒流法深、淺三側(cè)向的測(cè)量原理基本相同。均采用恒流法測(cè)量，即在測(cè)量過程中，主電極發(fā)出的電流測(cè)量，即在測(cè)量過程中，主電極發(fā)出的電流I0保持保持不變。另外為保證主電極產(chǎn)生的電場(chǎng)分布在有限范不變。另外為保證主電極產(chǎn)生的電場(chǎng)分布在有限范圍內(nèi)，要求屏蔽電極發(fā)出的電流圍內(nèi)，要求屏蔽電極發(fā)出的電流Is與主電極電流的與主電極電流的極性相同。在測(cè)量過程中，極性相同。在測(cè)量過程中，保證主電極與兩個(gè)屏蔽保證主電極與兩個(gè)屏蔽電極的電位相等，通過調(diào)節(jié)屏蔽電極的電流以滿足電極的電位

5、相等，通過調(diào)節(jié)屏蔽電極的電流以滿足這一條件這一條件。測(cè)量過程中，隨儀器周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的。測(cè)量過程中，隨儀器周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，電位相等的局面將被打破，通過不斷調(diào)節(jié)屏變化，電位相等的局面將被打破，通過不斷調(diào)節(jié)屏蔽電流蔽電流Is的大小，以保證此條件的成立。測(cè)量的視的大小，以保證此條件的成立。測(cè)量的視電阻率為：電阻率為：003IVKRALLVA0 主電極的電位差；主電極的電位差；K電極系系數(shù)，與電極電極系系數(shù)，與電極系的結(jié)構(gòu)及尺寸有關(guān)：系的結(jié)構(gòu)及尺寸有關(guān)：)2/(ln400rLLK式中：式中：2L主電極長度；主電極長度；2L0電極系全長；電極系全長；r0電電極系的半徑極系的半徑主電極的接主電極的接

6、地電阻地電阻rg三側(cè)向電極系以及測(cè)量原理三側(cè)向電極系以及測(cè)量原理6接地電阻接地電阻rg ：即主電極的電流從主電極到回路電：即主電極的電流從主電極到回路電極所經(jīng)過的介質(zhì)的電阻極所經(jīng)過的介質(zhì)的電阻 即即視電阻率反映主電極的接地電阻視電阻率反映主電極的接地電阻。實(shí)際上接地電。實(shí)際上接地電阻主要是決定于電極附近的電阻率。側(cè)向測(cè)井的主阻主要是決定于電極附近的電阻率。側(cè)向測(cè)井的主電極電流呈薄片狀水平進(jìn)入地層，主電流在到達(dá)回電極電流呈薄片狀水平進(jìn)入地層，主電流在到達(dá)回路電極的回路上所經(jīng)過的介質(zhì)是井孔、侵入帶和末路電極的回路上所經(jīng)過的介質(zhì)是井孔、侵入帶和末受侵入影響的原狀地層，接地電阻組成：受侵入影響的原狀地

7、層，接地電阻組成：gLLKrR3timgrrrrrm泥漿電阻，泥漿電阻，ri侵入帶電阻，侵入帶電阻，rt原狀地層原狀地層電阻。它們?nèi)邔?duì)總電阻電阻。它們?nèi)邔?duì)總電阻rg的影響與以下兩個(gè)因的影響與以下兩個(gè)因素有關(guān)：素有關(guān)：1)、電極系本身的聚焦能力、電極系本身的聚焦能力2)、各部分介質(zhì)的電阻率、徑向深度、各部分介質(zhì)的電阻率、徑向深度mRiRsRtR主電流通過的介主電流通過的介質(zhì)及其等效電路質(zhì)及其等效電路7三、深、淺三、深、淺三側(cè)向曲線的特點(diǎn)三側(cè)向曲線的特點(diǎn)1)、當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時(shí)，三側(cè)向測(cè)井曲線關(guān)于地層中心對(duì)稱、當(dāng)上下圍巖的電阻率相同時(shí)，三側(cè)向測(cè)井曲線關(guān)于地層中心對(duì)稱2)、隨地層厚度的減小

8、，圍巖電阻率對(duì)視電阻率的影響增加。、隨地層厚度的減小，圍巖電阻率對(duì)視電阻率的影響增加。若圍巖電阻率小若圍巖電阻率小于地層電阻率，則視電阻率小于地層電阻率；反之，若圍巖電阻率大于地層電于地層電阻率，則視電阻率小于地層電阻率；反之，若圍巖電阻率大于地層電阻率，則視電阻率大于地層電阻率。在這二種情況下，二者差異均隨地層厚度阻率，則視電阻率大于地層電阻率。在這二種情況下，二者差異均隨地層厚度的減小而增加。的減小而增加。3)、井內(nèi)流體電阻率的影響減小、井內(nèi)流體電阻率的影響減?。ㄅc普通電阻率測(cè)井相比較）（與普通電阻率測(cè)井相比較）讀取數(shù)據(jù)的方法：讀取數(shù)據(jù)的方法：取地層中點(diǎn)的視電阻率值或取地層中部的幾何平均值

9、取地層中點(diǎn)的視電阻率值或取地層中部的幾何平均值深三側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地層的電阻率深三側(cè)向視電阻率曲線主要反映原狀地層的電阻率Rt，而淺三側(cè)向視電阻率曲，而淺三側(cè)向視電阻率曲線主要反映侵入帶的電阻率線主要反映侵入帶的電阻率Ri單一高阻深三側(cè)向視電阻率曲線單一高阻深三側(cè)向視電阻率曲線maRR /8四、影響四、影響三側(cè)向視電阻率的因素三側(cè)向視電阻率的因素與普通電阻率測(cè)井類似，深、淺側(cè)向測(cè)井測(cè)量結(jié)果也是地層視電阻率，與地層與普通電阻率測(cè)井類似，深、淺側(cè)向測(cè)井測(cè)量結(jié)果也是地層視電阻率，與地層電阻率有一定差異，為了利用三側(cè)向視電阻率確定地層的真電阻率，需要考慮電阻率有一定差異，為了利用三側(cè)向視電

10、阻率確定地層的真電阻率，需要考慮三側(cè)向視電阻率的影響因素。根據(jù)測(cè)量原理及測(cè)量環(huán)境，可把影響因素歸結(jié)為三側(cè)向視電阻率的影響因素。根據(jù)測(cè)量原理及測(cè)量環(huán)境，可把影響因素歸結(jié)為井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）、圍巖層厚（圍巖電阻率、地層厚井眼（井眼尺寸、井內(nèi)介質(zhì)的電阻率）、圍巖層厚（圍巖電阻率、地層厚度）、侵入（侵入特征、侵入半徑），應(yīng)用圖版或相應(yīng)的計(jì)算公式，即可對(duì)三度）、侵入（侵入特征、侵入半徑），應(yīng)用圖版或相應(yīng)的計(jì)算公式，即可對(duì)三側(cè)向視電阻率按上述順序依次進(jìn)行校正，得到地層電阻率。側(cè)向視電阻率按上述順序依次進(jìn)行校正，得到地層電阻率。1、幾何因子、幾何因子表示了主電流經(jīng)過的空間各部分介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果

11、的相對(duì)貢獻(xiàn)，是指與介質(zhì)空間表示了主電流經(jīng)過的空間各部分介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)貢獻(xiàn)，是指與介質(zhì)空間位置、體積大小和形狀等幾何因素有關(guān)的各種影響因素的總和，把主電流經(jīng)過位置、體積大小和形狀等幾何因素有關(guān)的各種影響因素的總和，把主電流經(jīng)過的整個(gè)空間的幾何因子看作的整個(gè)空間的幾何因子看作1。這樣，空間各部分對(duì)接地電阻的貢獻(xiàn)，可以看作這樣，空間各部分對(duì)接地電阻的貢獻(xiàn)，可以看作是各部分幾何因子與它的電阻率兩部分的總和，寫成視電阻率的表示式為：是各部分幾何因子與它的電阻率兩部分的總和，寫成視電阻率的表示式為：式中式中Gm、Gi、Gt分別為井孔泥漿、侵入帶和未受侵入地層的幾何因子。即視電分別為井孔泥漿、侵入帶和

12、未受侵入地層的幾何因子。即視電阻率阻率(Ra)等于井孔泥漿的貢獻(xiàn)等于井孔泥漿的貢獻(xiàn)(GmRm)、侵入帶的貢獻(xiàn)、侵入帶的貢獻(xiàn)(GiRi)和未受侵入地層的貢和未受侵入地層的貢獻(xiàn)獻(xiàn)(GtRt)之和。因而，各部分貢獻(xiàn)大小，與各部分介質(zhì)的電阻率、幾何因子有關(guān)。之和。因而，各部分貢獻(xiàn)大小，與各部分介質(zhì)的電阻率、幾何因子有關(guān)。如果如果GmRm和和GiRi的貢獻(xiàn)部分大，則說明測(cè)量結(jié)果受井孔和侵入帶的影響大。的貢獻(xiàn)部分大，則說明測(cè)量結(jié)果受井孔和侵入帶的影響大。ttiimmaRGRGRGR1timGGGG92、井眼以及泥漿的影響、井眼以及泥漿的影響當(dāng)井孔直徑擴(kuò)大時(shí)（井孔直徑比儀器直徑大很多），井孔影響會(huì)使電流層散

13、開，當(dāng)井孔直徑擴(kuò)大時(shí)（井孔直徑比儀器直徑大很多），井孔影響會(huì)使電流層散開，泥漿分流影響很大，電流層的截面積增大，接地電阻泥漿分流影響很大，電流層的截面積增大，接地電阻rg減小，測(cè)得的視電阻率值減小，測(cè)得的視電阻率值下降。在井眼擴(kuò)大很多的情況，要進(jìn)行下降。在井眼擴(kuò)大很多的情況，要進(jìn)行井眼校正井眼校正。三側(cè)向井眼校正圖版三側(cè)向井眼校正圖版井徑井徑參數(shù)參數(shù)深三側(cè)向井眼校正圖版深三側(cè)向井眼校正圖版淺三側(cè)向井眼校正圖版淺三側(cè)向井眼校正圖版sLLsdLLRR3, 3msLLRR/3mdLLRR/3sLLddLLRR3, 3103、層厚和圍巖的影響、層厚和圍巖的影響三側(cè)向測(cè)井曲線是劃分薄層的有效方法之一。在

14、目的層厚度小于或接近于電流層三側(cè)向測(cè)井曲線是劃分薄層的有效方法之一。在目的層厚度小于或接近于電流層厚度時(shí)，視電阻率就要受圍巖的影響。目的層的電阻率高于圍巖電阻率厚度時(shí)，視電阻率就要受圍巖的影響。目的層的電阻率高于圍巖電阻率(RtRs)時(shí)，電流層變圍巖分流影響而散開，而測(cè)得的視電阻率有所降低。當(dāng)目的層的電時(shí)，電流層變圍巖分流影響而散開，而測(cè)得的視電阻率有所降低。當(dāng)目的層的電阻率小于圍巖電阻率阻率小于圍巖電阻率(RtRs)時(shí)，測(cè)得的視電阻率比地層的真電阻率值大。這是時(shí)，測(cè)得的視電阻率比地層的真電阻率值大。這是因?yàn)閲鷰r電阻高，使電流層向低阻層集中，減小了電流層的橫截面積，使電阻值因?yàn)閲鷰r電阻高，使電

15、流層向低阻層集中，減小了電流層的橫截面積，使電阻值增大，因此，對(duì)薄層求地層真電阻率時(shí)，要進(jìn)行層厚增大，因此，對(duì)薄層求地層真電阻率時(shí)，要進(jìn)行層厚圍巖校正。圍巖校正。圍巖對(duì)電流層分布的影響圍巖對(duì)電流層分布的影響電流電流層過層過于集于集中中mRsRsRtRsRsRstRRstRRmR11三側(cè)向圍巖校正圖版三側(cè)向圍巖校正圖版地層厚度地層厚度h（m）地層厚度地層厚度hddLLdsLLRR3, 3sdLLssLLRR3, 3ssdLLRR, 3sddLLRR, 3124、侵入帶影響、侵入帶影響泥漿侵入帶的影響，一方面和電極系的聚焦能力有關(guān)；另一方面和泥漿侵入帶的影響，一方面和電極系的聚焦能力有關(guān)；另一方面

16、和侵入帶深度和侵入帶電阻率有關(guān)。侵入帶深度和侵入帶電阻率有關(guān)。侵入帶愈深，或電極系聚焦能力侵入帶愈深，或電極系聚焦能力愈差，愈差，Gi值對(duì)值對(duì)Ra的影響將相對(duì)地增加。同樣，當(dāng)?shù)挠绊憣⑾鄬?duì)地增加。同樣，當(dāng)Ri值增大時(shí)，值增大時(shí)，GiRi在總的測(cè)量值中占的分量就大。一般情況下，在總的測(cè)量值中占的分量就大。一般情況下，泥漿高侵比泥漿低侵泥漿高侵比泥漿低侵對(duì)對(duì)R Ra a的影響大的影響大?？偟膩碚f，侵入帶對(duì)視電阻率?？偟膩碚f，侵入帶對(duì)視電阻率Ra是有影響的，如果是有影響的，如果要準(zhǔn)確的求要準(zhǔn)確的求Rt，必須對(duì)侵入帶影響進(jìn)行校正。，必須對(duì)侵入帶影響進(jìn)行校正。經(jīng)井眼和圍巖校正后的介質(zhì)變成只有地層和侵入帶了

17、。經(jīng)井眼和圍巖校正后的介質(zhì)變成只有地層和侵入帶了。經(jīng)侵入校正后的視電阻率經(jīng)侵入校正后的視電阻率RLL3c視為地層電阻率與侵入帶電阻率的加權(quán)平均值。視為地層電阻率與侵入帶電阻率的加權(quán)平均值。2ixodJ是侵入帶直徑是侵入帶直徑di的函數(shù)，稱的函數(shù)，稱侵入帶的幾何因子侵入帶的幾何因子，可以計(jì)算得出。對(duì)，可以計(jì)算得出。對(duì)深、淺三側(cè)向分別有：深、淺三側(cè)向分別有：sxodxoJJ ,分別是深、淺三側(cè)向的侵入帶幾何因子分別是深、淺三側(cè)向的侵入帶幾何因子根據(jù)此公式制根據(jù)此公式制作校正圖版作校正圖版2123ixotixoxocLLdJRdJRR2123idxotidxoxodcLLdJRdJRR2123isx

18、otisxoxoscLLdJRdJRR13三側(cè)向侵入校正圖版三側(cè)向侵入校正圖版選擇侵入校正圖版選擇侵入校正圖版找出Rt/Rxo地層厚度地層厚度h（m）xosRRxotRRxodcLLRR, 3scLLdcLLRR,3,3/14用深、淺三側(cè)向組合圖版用深、淺三側(cè)向組合圖版求地層真電阻率求地層真電阻率Rt和侵入和侵入帶直徑帶直徑di值：值：有一滲透層從三側(cè)向測(cè)井有一滲透層從三側(cè)向測(cè)井資料中得到資料中得到 52.5 ，只只526.5 0 ，微側(cè)向，微側(cè)向測(cè) 井 資 料 得 到測(cè) 井 資 料 得 到 R x o 5m ，d20cm。最后得到：最后得到：Rt102.5 m ，di0.5m。dLLR3ms

19、LLR3mxodLLRR/3xosLLRR/3找出Rt/Rxo深、淺三側(cè)向組合圖版深、淺三側(cè)向組合圖版ddi/xotRR /15五、應(yīng)用五、應(yīng)用1、劃分巖性剖面劃分巖性剖面：由于電極距較小，三側(cè)向測(cè)井曲線的縱向分層能力強(qiáng)，適宜：由于電極距較小，三側(cè)向測(cè)井曲線的縱向分層能力強(qiáng)，適宜于劃分薄層。于劃分薄層。2、判斷油水層判斷油水層：將深、淺三側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。：將深、淺三側(cè)向曲線重疊繪制，在滲透層出現(xiàn)幅度差。當(dāng)當(dāng)RmfRw（淡水泥漿）時(shí)，在油層層段，深三側(cè)向讀數(shù)大于淺三側(cè)向讀數(shù)，含（淡水泥漿）時(shí)，在油層層段，深三側(cè)向讀數(shù)大于淺三側(cè)向讀數(shù)，含油飽和度越高，差異越大，為泥漿低侵；在

20、水層層段，深三側(cè)向讀數(shù)小于淺三油飽和度越高，差異越大，為泥漿低侵；在水層層段，深三側(cè)向讀數(shù)小于淺三側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為側(cè)向讀數(shù)，含水飽和度越高，差異越大，為泥漿高侵泥漿高侵。用深、淺三側(cè)向曲線判斷油水層的實(shí)例用深、淺三側(cè)向曲線判斷油水層的實(shí)例當(dāng)當(dāng)RmfRw（鹽水泥漿）時(shí)，（鹽水泥漿）時(shí)，無論是油層，還是水層，無論是油層，還是水層，均為均為泥漿低侵泥漿低侵，但此時(shí)油，但此時(shí)油層的視電阻率高于水層，層的視電阻率高于水層，且深淺幅度差比水層的幅且深淺幅度差比水層的幅度差大。度差大。3、確定巖層電阻率確定巖層電阻率油層油層水層水層負(fù)差異油層為正差異，水層為16六、深、淺三側(cè)向測(cè)井的優(yōu)

21、缺點(diǎn)六、深、淺三側(cè)向測(cè)井的優(yōu)缺點(diǎn)1)、優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：由于屏流作用，使得視電阻率曲線受井眼影響??；主電由于屏流作用，使得視電阻率曲線受井眼影響?。恢麟姌O尺寸小，圍巖影響小，縱向分辨率高，有利于薄層劃分，在高阻極尺寸小，圍巖影響小，縱向分辨率高，有利于薄層劃分，在高阻剖面和鹽水泥漿井中更為突出。剖面和鹽水泥漿井中更為突出。2)、缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：深三側(cè)向探測(cè)深度不夠大，而淺三側(cè)向探測(cè)深度不夠淺，深三側(cè)向探測(cè)深度不夠大，而淺三側(cè)向探測(cè)深度不夠淺，在滲透層層段，幅度差不明顯。當(dāng)侵入較深時(shí)，深三側(cè)向讀數(shù)受侵在滲透層層段，幅度差不明顯。當(dāng)侵入較深時(shí)，深三側(cè)向讀數(shù)受侵入帶影響大；而淺三側(cè)向讀數(shù)受原狀地層影響大。入帶

22、影響大；而淺三側(cè)向讀數(shù)受原狀地層影響大。172.3.2 七側(cè)向測(cè)井七側(cè)向測(cè)井在三側(cè)向基礎(chǔ)上，把柱狀電極改變?cè)谌齻?cè)向基礎(chǔ)上，把柱狀電極改變?yōu)榄h(huán)狀電極增加了為環(huán)狀電極增加了兩對(duì)監(jiān)督電極兩對(duì)監(jiān)督電極，共有共有7個(gè)電極：主電極個(gè)電極：主電極A0，屏蔽電，屏蔽電極極A1、A2，二對(duì)監(jiān)督電極電極。，二對(duì)監(jiān)督電極電極。通以恒定電流通以恒定電流I0，另外通過屏蔽電，另外通過屏蔽電極極A1與與A2發(fā)出可調(diào)整的電流，使兩發(fā)出可調(diào)整的電流，使兩對(duì)監(jiān)督電極對(duì)監(jiān)督電極M1和和N1、M2和和N2都保都保持相同的電位，并使測(cè)量電流聚焦持相同的電位，并使測(cè)量電流聚焦成為水平方向的層狀電流流入地層。成為水平方向的層狀電流流入地

23、層。測(cè)量出該電位的數(shù)值就可求得地層測(cè)量出該電位的數(shù)值就可求得地層的視電阻率。淺七側(cè)向的回路電極的視電阻率。淺七側(cè)向的回路電極在屏蔽電極外側(cè)，減弱對(duì)主電流在屏蔽電極外側(cè)，減弱對(duì)主電流I0的控制，探測(cè)深度減小。的控制，探測(cè)深度減小。由于深淺由于深淺七側(cè)向電極系的電極距不相同，兩七側(cè)向電極系的電極距不相同，兩條視電阻率曲線受圍巖影響不同，條視電阻率曲線受圍巖影響不同，縱向分辨能力不同?？v向分辨能力不同。七側(cè)向電極系和電流線分布圖七側(cè)向電極系和電流線分布圖182.3.3 雙側(cè)向測(cè)井雙側(cè)向測(cè)井為了克服三側(cè)向測(cè)井的不足，同時(shí)為了克服三側(cè)向測(cè)井的不足，同時(shí)利用其優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上發(fā)展了雙利用其優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上

24、發(fā)展了雙側(cè)向測(cè)井。雙側(cè)向測(cè)井是由一個(gè)主側(cè)向測(cè)井。雙側(cè)向測(cè)井是由一個(gè)主電極電極A0和兩組屏蔽電極裝在一個(gè)井和兩組屏蔽電極裝在一個(gè)井下儀器主體上，通過調(diào)節(jié)屏蔽電流下儀器主體上，通過調(diào)節(jié)屏蔽電流來達(dá)到同時(shí)對(duì)深、淺探測(cè)的目的。來達(dá)到同時(shí)對(duì)深、淺探測(cè)的目的。一、雙側(cè)向測(cè)井電極系及電一、雙側(cè)向測(cè)井電極系及電場(chǎng)分布場(chǎng)分布由由9個(gè)電極組成（個(gè)電極組成（7個(gè)環(huán)形電極，個(gè)環(huán)形電極，2個(gè)柱狀電極），個(gè)柱狀電極），2對(duì)監(jiān)督電極，最對(duì)監(jiān)督電極，最外側(cè)的兩個(gè)柱狀電極外側(cè)的兩個(gè)柱狀電極A2、A2在深在深側(cè)向電極系中為屏蔽電極，在淺側(cè)向電極系中為屏蔽電極，在淺側(cè)向電極系中為回路電極側(cè)向電極系中為回路電極B1、B2。對(duì)比電極對(duì)

25、比電極N和深側(cè)向的回路電極和深側(cè)向的回路電極B在遠(yuǎn)處在遠(yuǎn)處雙側(cè)向測(cè)井原理動(dòng)畫雙側(cè)向測(cè)井原理動(dòng)畫191)、深雙側(cè)向電場(chǎng)分布特點(diǎn)、深雙側(cè)向電場(chǎng)分布特點(diǎn)由于深側(cè)向電極系有由于深側(cè)向電極系有兩個(gè)柱狀屏蔽電極兩個(gè)柱狀屏蔽電極，對(duì)主電流的控制作用加強(qiáng)，主電極發(fā)，對(duì)主電流的控制作用加強(qiáng)，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層很遠(yuǎn)才分散與出的電流徑向流入地層很遠(yuǎn)才分散與B電極形成回路。電極形成回路。主電流層的厚度為兩對(duì)監(jiān)督電極中點(diǎn)的距離，即主電流層的厚度為兩對(duì)監(jiān)督電極中點(diǎn)的距離，即電極系的電極距電極系的電極距。由于兩個(gè)柱。由于兩個(gè)柱狀屏蔽電極比較長（狀屏蔽電極比較長（3米），對(duì)主電極電流的屏蔽作用強(qiáng)，使得主電流流到地米

26、），對(duì)主電極電流的屏蔽作用強(qiáng)，使得主電流流到地層很遠(yuǎn)處才分散，因此，電極系的探測(cè)深度大，測(cè)量結(jié)果主要反映原狀地層的層很遠(yuǎn)處才分散，因此，電極系的探測(cè)深度大，測(cè)量結(jié)果主要反映原狀地層的電阻率電阻率2)、淺雙側(cè)向電場(chǎng)分布特點(diǎn)、淺雙側(cè)向電場(chǎng)分布特點(diǎn)由于淺側(cè)向電極系的由于淺側(cè)向電極系的兩個(gè)柱狀電極為回路電極兩個(gè)柱狀電極為回路電極，距主電極較近；而環(huán)形屏蔽電，距主電極較近；而環(huán)形屏蔽電極的尺寸小，其對(duì)主電流的控制能力較弱，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層不極的尺寸小，其對(duì)主電流的控制能力較弱，主電極發(fā)出的電流徑向流入地層不遠(yuǎn)處就開始分散，返回回路電極。遠(yuǎn)處就開始分散，返回回路電極。主電流層的厚度為兩對(duì)監(jiān)督電

27、極中點(diǎn)的距離，即主電流層的厚度為兩對(duì)監(jiān)督電極中點(diǎn)的距離，即電極系的電極距電極系的電極距。此電極系的。此電極系的探測(cè)范圍小，測(cè)量結(jié)果主要反映侵入帶的電阻率探測(cè)范圍小，測(cè)量結(jié)果主要反映侵入帶的電阻率20二、測(cè)量原理二、測(cè)量原理在整個(gè)測(cè)量過程中，主電極發(fā)出的電流在整個(gè)測(cè)量過程中，主電極發(fā)出的電流I0不變，即恒流測(cè)量。環(huán)狀和柱狀屏蔽不變，即恒流測(cè)量。環(huán)狀和柱狀屏蔽電極分別發(fā)出與主電極電流同極性的電流（電極分別發(fā)出與主電極電流同極性的電流（I1、I2）。柱狀屏蔽電極電位和環(huán)狀）。柱狀屏蔽電極電位和環(huán)狀屏蔽電極電位的比值為常數(shù)屏蔽電極電位的比值為常數(shù)(a)，使兩對(duì)監(jiān)督電極的，使兩對(duì)監(jiān)督電極的M1M2之間沒

28、有電流流過，之間沒有電流流過，電位差為零，即電位差為零，即要求要求4個(gè)監(jiān)督電極的電位是相等的個(gè)監(jiān)督電極的電位是相等的。測(cè)量時(shí)，保證測(cè)量時(shí)，保證I0恒定，隨周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，恒定，隨周圍介質(zhì)導(dǎo)電性的變化，I0的分布隨之改變，反映為監(jiān)的分布隨之改變，反映為監(jiān)督電極電位的改變，測(cè)量任一監(jiān)督電極與對(duì)比電極督電極電位的改變，測(cè)量任一監(jiān)督電極與對(duì)比電極N的電位差，可反映介質(zhì)電的電位差，可反映介質(zhì)電阻率的變化。阻率的變化。0011 IUKRIUKRMsLLsMdLLd；式中：式中：RLLd深側(cè)向測(cè)井的電阻率；深側(cè)向測(cè)井的電阻率； RLLs淺側(cè)向側(cè)井的電阻率；淺側(cè)向側(cè)井的電阻率； Kd、Ks深、淺雙側(cè)向的

29、電極系系數(shù)，它們由實(shí)驗(yàn)確定。深、淺雙側(cè)向的電極系系數(shù)，它們由實(shí)驗(yàn)確定。雙側(cè)向測(cè)井吸取了三側(cè)向和七側(cè)向的優(yōu)點(diǎn)，它的探測(cè)深度和分層能力比三側(cè)向雙側(cè)向測(cè)井吸取了三側(cè)向和七側(cè)向的優(yōu)點(diǎn)，它的探測(cè)深度和分層能力比三側(cè)向和七側(cè)向都好。可用來劃分地層剖面和求地層真電阻率。和七側(cè)向都好?？捎脕韯澐值貙悠拭婧颓蟮貙诱骐娮杪?。21三、資料的應(yīng)用三、資料的應(yīng)用1、確定地層的真電阻率、確定地層的真電阻率RLLD、RLLS經(jīng)過井眼、圍巖、侵入三種影響因素校正后，可以確經(jīng)過井眼、圍巖、侵入三種影響因素校正后，可以確定定Rt和和di。2、劃分巖性剖面、劃分巖性剖面對(duì)于電阻率不同的巖層都有明顯的曲線變化，厚度在對(duì)于電阻率不同的

30、巖層都有明顯的曲線變化，厚度在0.6m以上的以上的地層都可分辨地層都可分辨。3、快速、直觀判斷油、水層、快速、直觀判斷油、水層正幅度差（意味著泥漿低侵）：正幅度差（意味著泥漿低侵）：深側(cè)向幅度大于深側(cè)向幅度大于淺側(cè)向曲線幅度。淺側(cè)向曲線幅度?？赡苁呛蜌饩慰赡苁呛蜌饩呜?fù)幅度差（意味著泥漿高侵）：負(fù)幅度差（意味著泥漿高侵）：深側(cè)向幅度小于淺側(cè)向曲線幅度。深側(cè)向幅度小于淺側(cè)向曲線幅度。含水井段含水井段222.3.4 不同側(cè)向測(cè)井特性比較不同側(cè)向測(cè)井特性比較探測(cè)特性 測(cè)井系列 深側(cè)向探測(cè)深度 淺側(cè)向探測(cè)深度 縱向分辨率 最好側(cè)向測(cè)井 三側(cè)向 一般 較深 一般 七側(cè)向 中等 中等 較好 雙側(cè)向

31、深 淺 好 ok 普通電阻率 一般較淺 較深 不好 232.4.1 微電極系測(cè)井微電極系測(cè)井普通電阻率測(cè)井儀的電極距較大，儀器的縱向分層能力差，為了不漏掉任一有普通電阻率測(cè)井儀的電極距較大，儀器的縱向分層能力差，為了不漏掉任一有價(jià)值的（?。﹥?chǔ)層，提出了微電極系測(cè)井。價(jià)值的（薄）儲(chǔ)層，提出了微電極系測(cè)井。一、微電極測(cè)井原理一、微電極測(cè)井原理微電極系的尺寸（微電極系的尺寸（A0.025mM10.025mM2），三），三個(gè)電極根據(jù)不同組合分別構(gòu)成個(gè)電極根據(jù)不同組合分別構(gòu)成微梯度電極系微梯度電極系（A0.025mM10.025mM2）和）和微電位電極系微電位電極系（A0.05mM2）。微梯度電極系的電

32、極距是）。微梯度電極系的電極距是0.0375m，探測(cè)深度為，探測(cè)深度為4cm；微電位電極系的電；微電位電極系的電極距是極距是0.05m，探測(cè)深度為，探測(cè)深度為10cm；由于電極尺；由于電極尺寸小，測(cè)井方式為寸小，測(cè)井方式為貼井壁測(cè)量貼井壁測(cè)量。微梯度電極系。微梯度電極系的測(cè)量結(jié)果主要反映泥餅的導(dǎo)電性，微電位電的測(cè)量結(jié)果主要反映泥餅的導(dǎo)電性，微電位電極系的測(cè)量結(jié)果主要反映沖洗帶的導(dǎo)電性，因極系的測(cè)量結(jié)果主要反映沖洗帶的導(dǎo)電性，因此，在滲透性地層層段，由于泥餅的出現(xiàn)，使此，在滲透性地層層段，由于泥餅的出現(xiàn)，使得兩種電極系的測(cè)量值不同，一般為微梯度電得兩種電極系的測(cè)量值不同，一般為微梯度電極系的測(cè)量

33、值小于微電位電極系的測(cè)量值極系的測(cè)量值小于微電位電極系的測(cè)量值微電極系結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理圖微電極系結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理圖24二、曲線特點(diǎn)二、曲線特點(diǎn)通常采用重疊法將微電位和微梯度兩條測(cè)井曲線繪制在一張成果圖中通常采用重疊法將微電位和微梯度兩條測(cè)井曲線繪制在一張成果圖中1)、有的井段是重合的，有的井段兩條曲線是分離的，曲線分離叫有、有的井段是重合的，有的井段兩條曲線是分離的，曲線分離叫有幅度差幅度差。2)、正幅度差：正幅度差：當(dāng)微電位曲線幅度大于微梯度曲線幅度時(shí)當(dāng)微電位曲線幅度大于微梯度曲線幅度時(shí) 負(fù)幅度差：負(fù)幅度差：當(dāng)微電位曲線幅度小于微梯度曲線幅度時(shí)當(dāng)微電位曲線幅度小于微梯度曲線幅度時(shí)3)、滲透層井段

34、基本都有幅度差，淡水鉆井液是正幅度差滲透層井段基本都有幅度差，淡水鉆井液是正幅度差，幅度差的大小與只，幅度差的大小與只Rmc/Rxo值以及泥餅的厚度有關(guān)。幅度的高低與巖性有關(guān)。值以及泥餅的厚度有關(guān)。幅度的高低與巖性有關(guān)。4)、非滲透層無幅度差，或正負(fù)不變的小幅度差。非滲透層無幅度差，或正負(fù)不變的小幅度差。砂泥巖剖面中泥巖數(shù)值低，砂泥巖剖面中泥巖數(shù)值低，且無幅度差。致密高阻層段，兩條曲線基本重合，讀數(shù)高且無幅度差。致密高阻層段，兩條曲線基本重合，讀數(shù)高5)、兩條曲線能很好地反映電阻率突變點(diǎn)的位置、兩條曲線能很好地反映電阻率突變點(diǎn)的位置U：當(dāng)為微梯度測(cè)井時(shí)，是當(dāng)為微梯度測(cè)井時(shí)，是M1與與M2間的電

35、位差，間的電位差，UM1M2為微電位測(cè)井時(shí)，為微電位測(cè)井時(shí)，是是M2與對(duì)比電極與對(duì)比電極N間電位差間電位差K：微電極系數(shù)，與電極距、極板形狀和大小有關(guān)，一般在校驗(yàn)池測(cè)量得到。微電極系數(shù)，與電極距、極板形狀和大小有關(guān)，一般在校驗(yàn)池測(cè)量得到。每次測(cè)井前均應(yīng)做每次測(cè)井前均應(yīng)做K值校驗(yàn)工作。值校驗(yàn)工作。IUKRML21MMUNMU225正幅度差的滲透層正幅度差的滲透層泥巖基線泥巖層泥巖層石灰?guī)r薄層石灰?guī)r薄層自然電位自然電位SP微電極微電極26三、微電極測(cè)井曲線的應(yīng)用三、微電極測(cè)井曲線的應(yīng)用1)、劃分巖性劃分巖性 根據(jù)曲線是否重合，將滲透層與非滲透層分開根據(jù)曲線是否重合，將滲透層與非滲透層分開見書中第見

36、書中第5858頁頁 A、含油砂巖和含水砂巖：有幅度差，讀數(shù)中等、含油砂巖和含水砂巖：有幅度差，讀數(shù)中等 B、泥巖：幅度低，無幅度差或較小的正、負(fù)不定的幅度差，曲線呈直線狀、泥巖：幅度低，無幅度差或較小的正、負(fù)不定的幅度差，曲線呈直線狀 C、致密灰?guī)r：幅度高，呈鋸齒狀，有幅度不大的正或負(fù)的幅度差、致密灰?guī)r：幅度高，呈鋸齒狀，有幅度不大的正或負(fù)的幅度差 D、生物灰?guī)r：讀數(shù)高，正幅度差大、生物灰?guī)r：讀數(shù)高，正幅度差大 E、孔隙性、裂縫性石灰?guī)r：讀數(shù)低，有明顯幅度差、孔隙性、裂縫性石灰?guī)r：讀數(shù)低，有明顯幅度差2)、確定巖層界面確定巖層界面 根據(jù)曲線的縱向分層能力強(qiáng)，劃分薄層及薄夾層較好根據(jù)曲線的縱向分

37、層能力強(qiáng)，劃分薄層及薄夾層較好3)、確定含油砂巖的有效厚度確定含油砂巖的有效厚度 根據(jù)曲線變化情況，可以很準(zhǔn)確地剔除致密薄夾層，以確定有效厚度根據(jù)曲線變化情況，可以很準(zhǔn)確地剔除致密薄夾層，以確定有效厚度4)、確定井徑擴(kuò)大井段確定井徑擴(kuò)大井段 在擴(kuò)徑井段，極板往往懸空，測(cè)量結(jié)果非常低，接近泥漿電阻率在擴(kuò)徑井段，極板往往懸空，測(cè)量結(jié)果非常低，接近泥漿電阻率5)、確定沖洗帶電阻率確定沖洗帶電阻率Rxo及泥餅厚度及泥餅厚度hmc272.4.2 微球形聚焦測(cè)井微球形聚焦測(cè)井主電極主電極輔助電極輔助電極測(cè)量電極測(cè)量電極微電極測(cè)井由于有泥餅的分流作用，使得視電阻率和真電阻率存在較大的誤差，微電極測(cè)井由于有泥

38、餅的分流作用，使得視電阻率和真電阻率存在較大的誤差，而微側(cè)向探測(cè)的太淺，鄰近側(cè)向探測(cè)的又太深，不能準(zhǔn)確反映沖洗帶電阻率。而微側(cè)向探測(cè)的太淺，鄰近側(cè)向探測(cè)的又太深，不能準(zhǔn)確反映沖洗帶電阻率。微球形聚焦測(cè)井微球形聚焦測(cè)井是一種探測(cè)深度較淺，又不受泥餅的影響，使主電流就分布在是一種探測(cè)深度較淺，又不受泥餅的影響，使主電流就分布在沖洗帶中的測(cè)井方法沖洗帶中的測(cè)井方法微球形聚焦測(cè)井微球形聚焦測(cè)井原理動(dòng)畫原理動(dòng)畫28一、微球形聚焦電極系一、微球形聚焦電極系電極系包括片狀的主電極電極系包括片狀的主電極A0、矩形框的測(cè)量電極、矩形框的測(cè)量電極M0、輔助電極、輔助電極A1、監(jiān)督電極、監(jiān)督電極M1、M2，各電極均

39、嵌在極板上。回路電極，各電極均嵌在極板上?；芈冯姌OB設(shè)置在儀器外殼上或極板支撐架上。電設(shè)置在儀器外殼上或極板支撐架上。電極系貼井壁測(cè)量極系貼井壁測(cè)量。二、測(cè)量原理二、測(cè)量原理采用恒壓法測(cè)量采用恒壓法測(cè)量，即測(cè)量時(shí)，測(cè)量電極與兩個(gè)監(jiān)督電極中點(diǎn)的電位差為一給定，即測(cè)量時(shí)，測(cè)量電極與兩個(gè)監(jiān)督電極中點(diǎn)的電位差為一給定值值Uref。主電流發(fā)出的電流分為兩部分，一部分與輔助電極形成回路叫輔助電流。主電流發(fā)出的電流分為兩部分，一部分與輔助電極形成回路叫輔助電流Ia，主要分布在泥餅中；另一部分與回路電極，主要分布在泥餅中；另一部分與回路電極B形成回路，叫主電流形成回路，叫主電流I0，主要分，主要分布在沖洗帶中

40、。自動(dòng)調(diào)節(jié)布在沖洗帶中。自動(dòng)調(diào)節(jié)Ia和和I0，直到兩個(gè)監(jiān)督電極之間的電位相等，同時(shí)還使，直到兩個(gè)監(jiān)督電極之間的電位相等，同時(shí)還使測(cè)量電極測(cè)量電極Mo與兩個(gè)監(jiān)督電極與兩個(gè)監(jiān)督電極M1和和M2的中點(diǎn)的中點(diǎn)O之間的電位差為一給定值，即之間的電位差為一給定值，即UM0OUref（稱參考電壓）為止。（稱參考電壓）為止。當(dāng)電極系周圍介質(zhì)的電阻率變化時(shí)，電場(chǎng)分布隨之改變，因此平衡條件破壞，當(dāng)電極系周圍介質(zhì)的電阻率變化時(shí)，電場(chǎng)分布隨之改變，因此平衡條件破壞，即即 ，則不平衡信號(hào)送入輔助電流的自動(dòng)調(diào)解電路，調(diào)解，則不平衡信號(hào)送入輔助電流的自動(dòng)調(diào)解電路，調(diào)解Ia的大小，調(diào)到的大小，調(diào)到使使 為止；同時(shí)隨電場(chǎng)分布改變，另一平衡條件亦被破壞，即為止；同時(shí)隨電場(chǎng)分布改變，另一平衡條件亦被破壞，即 0， 這這個(gè)電位差信導(dǎo)送至個(gè)電位差信導(dǎo)送至I0的自動(dòng)調(diào)整線路，調(diào)解的自動(dòng)調(diào)整線路，調(diào)解I0大小，使大小，使 AUMl為止。測(cè)井過程為止。測(cè)井過程中始終保持中始終保持 L噸噸o不變，這是恒壓法測(cè)量的基本點(diǎn)。隨著環(huán)境改變，不變，這是恒壓法測(cè)量的基本點(diǎn)。隨著環(huán)境改變，I0和和Ia隨隨之改變，之改變，記錄的是主電流隨井深的變化曲線記錄的是主電流隨井深的變化曲線，電流變化與介質(zhì)電阻率有反比關(guān)，電