第二章普通电阻率测井资料.ppt

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1、电电阻阻率率测测井井：是是一一类类通通过过测测量量地地层层电电阻阻率率来来研研究究井井剖剖面面地地层层性性质质的的测测井井方方法法。普普通通电电阻阻率率测测井井包包括括梯梯度度电电极极系系测测井井、电位电极系测井。电位电极系测井。3/3/20231电阻的表达式电阻的表达式电阻率的表达式：电阻率的表达式：电电阻阻率率仅仅于于介介质质的的物物理理状状态态、结结构构、成成分分有有关关，与与介介质质的的几几何何状状态态无无关关，其其单单位位为为欧欧姆姆米米（m ）。）。3/3/20232“四四极极法法”测测定定岩岩石石的的电电阻阻率率：将将岩岩样样切切成成圆圆柱柱状状，长长度度为为l，横横截截面面积积

2、为为S。岩岩样样两两端端放放两两块块金金属属板板A、B，作作为为岩岩样样的的供供电电电电极极，在在岩岩样样上上任任取取两两点点，放放置置两两个个金金属属环环M、N（MN之之间间的的长长度度为为L），作作为为测测量量电电极极，通通过过测测量量流流过过岩岩样样的的电电流流强强度度I和和M、N之之间间的的电电位位差差UMN，得到岩样，得到岩样MN之间的电阻之间的电阻r。3/3/20233当当岩岩样样形形状状和和测测量量电电极极位位置置一一定定时时K为为常常数数称称为为测测量量装装置置系系数数，取取决决于于岩岩心心的的的的几几何何形形状状及及测测量量装装置置。只只要要测测出出UMN和和I，即可计算出岩

3、样电阻率，即可计算出岩样电阻率R。3/3/20234第二章 普通电阻率测井第第一一节节 岩岩石石电电阻阻率率与与岩岩性性、孔孔隙隙度度、含含油油饱饱和度的关系和度的关系第二第二节节 普通电阻率测井原理普通电阻率测井原理第三节第三节 视电阻率曲线特点及影响因素视电阻率曲线特点及影响因素第四节第四节 视电阻率测井曲线的应用视电阻率测井曲线的应用第五节第五节 标准测井标准测井3/3/20235第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系一、一、岩石电阻率岩石电阻率与岩性的关系与岩性的关系离离子子导导电电的的岩岩石石主主要要靠靠连连通通孔孔隙隙中中所所含

4、含溶溶液液中中溶溶解解的的正正负负离子导电。离子导电。电电子子导导电电的的岩岩石石靠靠组组成成岩岩石石颗颗粒粒本本身身的的自自由由电电子子导导电电。金金属矿物、无烟煤、石墨，以电子导电为主，电阻率极低。属矿物、无烟煤、石墨，以电子导电为主，电阻率极低。含含水水沉沉积积岩岩（如如砂砂岩岩、页页岩岩等等）主主要要以以离离子子导导电电为为主主，其其造造岩岩矿矿物物的的自自由由电电子子相相对对于于离离子子导导电电来来说说是是次次要要的的。离离子子导导电电的的岩岩石石，岩岩石石电电阻阻率率的的大大小小主主要要取取决决于于岩岩石石孔孔隙隙的的大大小小、孔孔隙隙结结构构及及孔孔隙隙中中所所含含溶溶液液的的性

5、性质质、浓浓度度和和含含量量等等，其其电电阻阻率率比比较较低低。烟烟煤煤、褐褐煤煤等等炭炭化化程程度度较较低低的的煤煤以以离离子子导电为主，电阻率常高于围岩。导电为主，电阻率常高于围岩。3/3/20236第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系岩石名称岩石名称电电阻率阻率(m)矿矿物名称物名称电电阻率阻率(m)粘土粘土12102石英石英10121010泥岩泥岩560白云母白云母41011页岩页岩10102长长石石41011疏松砂岩疏松砂岩250石油石油1091016泥质页岩泥质页岩5103方解石方解石510351012致密砂岩致密砂岩2010

6、3硬石膏硬石膏104106含油砂岩含油砂岩2103无水石膏无水石膏109贝壳石灰岩贝壳石灰岩202102石墨石墨/无烟煤无烟煤10-6310-4泥灰岩泥灰岩55102褐煤褐煤100103石灰岩石灰岩606103烟煤烟煤102104白云岩白云岩506103磁磁铁矿铁矿10-4610-3玄武岩玄武岩6102105黄黄铁矿铁矿10-4花冈岩花冈岩61022105黄铜矿黄铜矿10-33/3/20237第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、二、岩石电阻率岩石电阻率与地层水性质的关系与地层水性质的关系岩岩石石骨骨架架：组组成成沉沉积积岩岩石石的的造

7、造岩岩矿矿物物的的固固体体颗颗粒粒部部分分叫叫做做岩石骨架。岩石骨架。岩岩石石骨骨架架主主要要靠靠很很少少的的自自由由电电子子导导电电，其其导导电电能能力力很很差差，因此沉积岩石的导电能力主要取决于所含地层水的电阻率。因此沉积岩石的导电能力主要取决于所含地层水的电阻率。1.地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系在在温温度度、浓浓度度相相同同的的条条件件下下，溶溶液液内内所所含含盐盐类类不不同同，其其电电阻阻率率不不同同。地地层层水水中中常常含含有有NaCl，KCl，CaCO3，Na2SO4，MgSO4等盐类，且各种成份含量不同。等盐类，且各种成份含

8、量不同。3/3/20238第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、二、岩石电阻率岩石电阻率与地层水性质的关系与地层水性质的关系1.地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系求取地层水电阻率求取地层水电阻率 R w 的方法如下：的方法如下：1）当地层水内只有）当地层水内只有NaCl，或除，或除 NaCl 外只含有微量的外只含有微量的非非 NaCl 盐类，则可将地层水视为纯盐类，则可将地层水视为纯 NaCl 溶液，利用溶液，利用“NaCl溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版溶液电阻率与其浓度和温度的关系

9、图版”求出求出地层水的电阻率。地层水的电阻率。3/3/20239第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系3/3/202310第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、二、岩石电阻率岩石电阻率与地层水性质的关系与地层水性质的关系1.地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系求取地层水电阻率求取地层水电阻率 R w 的方法如下：的方法如下：2）当当地地层层水水中中所所含含的的非非NaCl盐盐类类的的含含量量不不可可忽忽略略时时，应应先先用用“不不同同离

10、离子子的的换换算算系系数数关关系系图图版版”，求求出出地地层层水水中中所所含含各各种种盐盐类类离离子子的的换换算算系系数数，得得出出该该地地层层水水中中等等效效的的NaCl 溶溶液液矿矿化化度度，再再利利用用“NaCl 溶溶液液电电阻阻率率与其浓度和温度的关系图版与其浓度和温度的关系图版”确定确定 Rw。3/3/202311第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系3/3/202312第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系二、二、岩石电阻率岩石电阻率与地层水性质的关系与地层水性质的关系2.地

11、层水电阻率与矿化度和温度的关系地层水电阻率与矿化度和温度的关系当当溶溶液液温温度度升升高高时时，离离子子迁迁移移率率增增大大，溶溶液液的的导导电电能能力力加加强强，也也使使溶溶液液电电阻阻率率降降低低；此此外外，有有些些盐盐类类由由于于温温度度升升高高，溶溶解解度度增增加加，使使溶溶液液电电阻阻率率降降低低。通通过过“NaCl 溶溶液液电电阻阻率率与与其其浓浓度度和和温温度度的的关关系系图图版版”可可以以求出已知矿化度的地层水在不同温度下的电阻率。求出已知矿化度的地层水在不同温度下的电阻率。地地层层水水的的温温度度取取决决于于地地层层水水的的埋埋藏藏深深度度，当当已已知知地地层层深度时，可用深

12、度时，可用“估计地层温度图版估计地层温度图版”确定温度。确定温度。3/3/202313第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、三、岩石电阻率岩石电阻率与孔隙度的关系与孔隙度的关系沉沉积积岩岩的的导导电电能能力力主主要要取取决决于于孔孔隙隙度度和和地地层层水水电电阻阻率率Rw。岩岩石石孔孔隙隙度度越越大大或或地地层层水水的的电电阻阻率率越越低低，岩岩石石导导电电能能力力越越强强，电电阻阻率率就就越越低低；反反之之，则则岩岩石石导导电电能能力力差差，岩石电阻率高岩石电阻率高。当当砂砂岩岩的的颗颗粒粒之之间间有有胶胶结结物物存存在在时时，因因为

13、为胶胶结结物物电电阻阻率率一一般般比比较较高高，对对电电流流起起阻阻碍碍作作用用，使使电电流流经经过过的的路路径径更更曲曲折折，相相当当于于导导体体的的长长度度增增加加，而而导导体体的的横横截截面面积积变变小小，胶胶结结砂砂岩岩的的电电阻阻率率增增高高，因因而而胶胶结结砂砂岩岩的的导导电电能能力力比比未未胶结砂岩差胶结砂岩差。3/3/202314第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、三、岩石电阻率岩石电阻率与孔隙度的关系与孔隙度的关系3/3/202315第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和

14、度的关系三、三、岩石电阻率岩石电阻率与孔隙度的关系与孔隙度的关系实实验验证证明明，对对于于给给定定的的岩岩样样，孔孔隙隙中中完完全全含含水水时时的的岩岩石石电电阻阻率率Ro与与地地层层水水电电阻阻率率Rw有有正正比比关关系系，即即Ro/Rw为为一一常常数数。这这个个比比值值只只与与岩岩石石的的孔孔隙隙度度和和胶胶结结情情况况、孔孔隙隙形形状状有有关关，而而与与饱饱和和在在岩岩样样中中的的地地层层水水电电阻阻率率无无关关。通通常常称称比比值值Ro/Rw为为岩岩石石的的地地层层因因素素或或相相对电阻对电阻，用，用F表示，即表示，即其中：其中：Ro 孔隙中充满地层水时的岩石电阻率；孔隙中充满地层水时

15、的岩石电阻率；Rw 地层水电阻率。地层水电阻率。3/3/202316第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、三、岩石电阻率岩石电阻率与孔隙度的关系与孔隙度的关系F与与的的关关系系是是从从实实验验中中得得出出的的。取取n 块块孔孔隙隙度度不不同同的的同同类类岩岩石石岩岩样样，使使各各岩岩样样饱饱和和水水，分分别别测测出出各各岩岩样样的的电电阻阻率率，然然后后在在以以F为为纵纵坐坐标标、为为横横坐坐标标的的双双对对数数坐坐标标纸纸上上，得得到到上上述述实实验验数据曲线。由此可归纳出下列关系式：数据曲线。由此可归纳出下列关系式：3/3/2023

16、17第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系三、三、岩石电阻率岩石电阻率与孔隙度的关系与孔隙度的关系a 比例系数，不同岩性值不同，变化范围在比例系数，不同岩性值不同，变化范围在0.61.5；m 胶结指数，随岩石胶结程度而变化，一般为胶结指数，随岩石胶结程度而变化，一般为2，变化变化 范围范围1.53；岩石孔隙度岩石孔隙度。在应用该公式时，可根据各地区、各地层的实验统计结在应用该公式时，可根据各地区、各地层的实验统计结果确定果确定a、m值。若无条件确定值。若无条件确定a、m时，可根据岩性在时，可根据岩性在F关系图版中选计算公式，或由岩性选择关系

17、图版中选计算公式，或由岩性选择F 关系关系曲线求出。曲线求出。3/3/202318第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系含油饱和度含油饱和度So：含油孔隙体积占孔隙体积的百分比。含油孔隙体积占孔隙体积的百分比。含水饱和度含水饱和度Sw：含水孔隙体积占孔隙体积的百分比。含水孔隙体积占孔隙体积的百分比。在在亲亲水水岩岩石石孔孔隙隙中中含含有有水水和和油油时时，油油水水在在孔孔隙隙中中的的分分布布特特点点是是：水水包包围围在在岩岩石石颗颗粒粒的的表表面面，孔孔隙隙的的中中

18、央央充充满满石石油油，周周围围是是地地层层水水。石石油油的的电电阻阻率率很很高高，可可看看作作是是不不导导电电的的，所所以以含含油油岩岩石石电电阻阻率率Rt比比该该岩岩石石完完全全含含水水时时的的电电阻率高，在这种情况下，当岩性固定时，有：阻率高，在这种情况下，当岩性固定时，有：3/3/202319第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系对对于于给给定定的的岩岩样样，Rw和和都都一一定定时时，So越越高高，Rt越越大大，反反之之，Rt 越越小小。但但自自然然界界中中R

19、w和和都都是是变变化化的的，并并对对Rt有有影影响响。为为消消除除此此影影响响，引引入入“电电阻阻增增大大系系数数I”，即即含含油油岩岩石电阻石电阻Rt与该岩石完全含水时的电阻率与该岩石完全含水时的电阻率Ro之比：之比：3/3/202320第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系在在同同样样的的岩岩石石中中，I只只与与So有有关关，而而与与Rw和和及及孔孔隙隙形形状状无无关关。RtSo的的关关系系也也可可由由实实验验得得出出。选选择择本本地地区区有有代代表表性性的的岩

20、岩样样，先先测测出出完完全全含含水水时时的的Ro，然然后后向向完完全全含含水水岩岩样样中中逐逐步步压压入入石石油油，改改变变岩岩样样的的So，并并测测出出对对应应的的Rt，在在双双对对数数坐坐标标纸纸上上，以以I为为纵纵坐坐标标，Sw为为横横坐坐标标，作作出出关关系系曲曲线。对不同岩性的岩石，有：线。对不同岩性的岩石，有：3/3/202321第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系3/3/202322第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系四、含油岩石电

21、阻率与含油气饱和度的关系式中：式中：b：系数，：系数，b 1 n：饱和度指数，：饱和度指数，n 2 b，n只与岩性有关，表示油水在孔隙中的分布状况对含只与岩性有关，表示油水在孔隙中的分布状况对含油岩石电阻率的影响。油岩石电阻率的影响。合称为合称为阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式）公式，它们是应用电阻率测井资，它们是应用电阻率测井资料解释具有粒间孔隙的含水岩石和含油岩石的两个基本料解释具有粒间孔隙的含水岩石和含油岩石的两个基本解释公式。解释公式。3/3/202323第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式的应

22、用）公式的应用1.确定地层孔隙度确定地层孔隙度 已已知知纯纯水水层层水水电电阻阻率率及及地地层层水水电电阻阻率率和和岩岩性性，由由地地层层因因素和孔隙度的关系即可计算地层孔隙度：素和孔隙度的关系即可计算地层孔隙度：3/3/202324第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式的应用）公式的应用2.确定地层水电阻率和视地层水电阻率确定地层水电阻率和视地层水电阻率已已知知含含水水岩岩层层电电阻阻率率、地地层层岩岩性性及及孔孔隙隙度度，应应用用地地层层因因素素和和孔孔隙隙度度的的关关系系即即可可计计算算地地层层水水电

23、电阻阻率率，当当地地层层含含油油气时应用地层因素表达式计算视地层水电阻率气时应用地层因素表达式计算视地层水电阻率Rwa。3/3/202325第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（Archie）公式的应用）公式的应用2.确定地层水电阻率和视地层水电阻率确定地层水电阻率和视地层水电阻率视视地地层层水水电电阻阻率率Rwa：地地层层孔孔隙隙内内含含多多相相流流体体时时，孔孔隙隙流体的电阻率。流体的电阻率。3/3/202326第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第一节 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系阿尔奇（阿尔奇（A

24、rchie）公式的应用）公式的应用3.确定孔隙流体性质确定孔隙流体性质已已知知地地层层岩岩性性、地地层层水水电电阻阻率率、地地层层电电阻阻率率、地地层层孔孔隙隙度度，应应用用阿阿尔尔奇奇公公式式即即可可计计算算地地层层的的含含水水饱饱和和度度和和含含油油饱和度：饱和度：3/3/202327第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理埋藏在地下的岩石的电阻率，是一个既不能直接观察又不埋藏在地下的岩石的电阻率，是一个既不能直接观察又不能直接测量的物理量，只有当电流通过它的时候才能间接能直接测量的物理量，只有当电流通过它的时候才能间接地测出来。因此，在测量电阻率时，必须向岩层

25、通入一定地测出来。因此，在测量电阻率时，必须向岩层通入一定的电流，然后研究岩石电阻率不同对电场分布的影响，从的电流，然后研究岩石电阻率不同对电场分布的影响，从而进一步找出电位与电阻率之间的关系。而进一步找出电位与电阻率之间的关系。普通电阻率测井研究的是稳定的电流场，电场强度普通电阻率测井研究的是稳定的电流场，电场强度E、电、电位位U和电流密度和电流密度J的关系：的关系：3/3/202328第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理一、均匀介质中的电阻率测量一、均匀介质中的电阻率测量在在电电阻阻率率为为R均均匀匀各各向向同同性性的的介介质质中中，放放入入一一个个点点电电

26、源源A，电流强度为，电流强度为I，电场分布如图所示。，电场分布如图所示。3/3/202329第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理一、均匀介质中的电阻率测量一、均匀介质中的电阻率测量在均匀介质中点电源场中任意点的电流密度值为：在均匀介质中点电源场中任意点的电流密度值为：r为点电源为点电源A到测量点的距离。到测量点的距离。点电源场内任意点上电场强度点电源场内任意点上电场强度E的表达式为：的表达式为：3/3/202330第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理一、均匀介质中的电阻率测量一、均匀介质中的电阻率测量场内任意点的电位场内任意点的电

27、位U为：为：则介质电阻率表达式为：则介质电阻率表达式为：3/3/202331第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理电极系：电极系：能够在钻孔中实施供电和测量的装置。能够在钻孔中实施供电和测量的装置。电位电极系电位电极系 梯度电极系梯度电极系3/3/202332第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理假假设设钻钻孔孔所所在在的的地地层层是是均均匀匀无无穷穷分分布布的的地地层层，其其电电阻阻率率为为Rt，忽忽略略井井的的影影响响。将将电电极极系系放放入入

28、井井内内通通过过供供电电电电极极A、B向向井井中中供供电电，其其电电流流强强度度为为I，测测量量电电极极M、N处处的的电位为：电位为：3/3/202333第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理二、普二、普通电阻率测量原理通电阻率测量原理电位电极系电位电极系 在在电位电极系电位电极系测量电路中测量电路中电位电极系系数电位电极系系数3/3/202334第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理梯度电梯度电极系系数极系系数梯度电极系梯度电极系 在在梯度电极系梯度电极系测量电路中测量电路中3/3/202

29、335第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理二、普通电阻率测量原理二、普通电阻率测量原理电位电极系和梯度电极系电阻率公式的通式为电位电极系和梯度电极系电阻率公式的通式为公公式式中中K值值随随电电极极系系不不同同而而不不同同。电电极极系系确确定定则则K值值为为常常数。数。沿沿井井筒筒提提升升电电极极系系，测测量量UU随随井井深深的的变变化化曲曲线线，经经横横向向比比例例刻刻度度后后即即为为岩岩层层电电阻阻率率测测井井曲曲线线，在在均均匀匀介介质质中中所所测得电阻率曲线测得电阻率曲线应应为一条直线。为一条直线。3/3/202336第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率

30、测井第二节 普通电阻率测井原理三、非均匀介质中的电阻率测井三、非均匀介质中的电阻率测井在实际井孔剖面上是有限厚度的不同电阻率的岩层，在在实际井孔剖面上是有限厚度的不同电阻率的岩层，在渗透层渗透层其顶部和底部都为非渗透的地层，称为目的层的其顶部和底部都为非渗透的地层，称为目的层的上下围岩，其电阻率为上下围岩，其电阻率为Rs。由由于于泥泥浆浆侵侵入入在在渗渗透透层层径径向向形形成成泥泥浆浆、泥泥饼饼、泥泥浆浆侵侵入入带带（冲冲洗洗带带、过过渡渡带带）、原原状状地地层层其其电电阻阻率率分分别别为为Rm、Rmc、Ri（冲冲洗洗带带电电阻阻率率用用Rxo表示）、表示）、Rt。RsRmRmcRiRxoRt

31、3/3/202337第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理三、非均匀介质中的电阻率测井三、非均匀介质中的电阻率测井视视电电阻阻率率Ra：在在井井剖剖面面的的情情况况下下，测测量量的的电电位位差差除除了了受受地地层层真真电电阻阻率率Rt影影响响外外，还还要要受受Ri、Rmc、Rs、Rm，井井径径d，侵侵入入带带直直径径D，以以及及地地层层厚厚度度h和和电电极极系系结结构构等等因因素素的的影影响响，因因此此不不能能用用均均匀匀介介质质中中的的电电阻阻率率计计算算公公式式简简单单地地求求解解地地层层的的真真电电阻阻率率。但但是是在在井井中中实实际际测测量量的的电电位位差

32、差，仍仍然然可可以以代代入入公公式式计计算算电电阻阻率率，在在这这种种复复杂杂情情况况下下求出的电阻率称为地层的视电阻率，用求出的电阻率称为地层的视电阻率，用Ra表示。表示。3/3/202338第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理三、非均匀介质中的电阻率测井三、非均匀介质中的电阻率测井一一般般来来说说，地地层层的的视视电电阻阻率率不不同同于于地地层层的的真真电电阻阻率率，但但是是选选择择适适当当的的电电极极系系和和测测量量条条件件，可可以以使使测测量量的的视视电电阻阻率率主主要要反反映映地地层层电电阻阻率率的的变变化化。因因而而可可以以利利用用在在井井内内测测量

33、量的的视视电电阻阻率率曲曲线线，来来研研究究钻钻井井剖剖面面地地层层电电阻阻率率的的相相对对变变化化。可可以以直直接接用用来来划分井孔岩性剖面。划分井孔岩性剖面。在在计计算算地地质质参参数数时时，则则需需要要将将岩岩层层的的视视电电阻阻率率经经过过井井眼眼、围围岩岩、侵侵入入影影响响校校正正求求出出地地层层真真电电阻阻率率后再进行计算。后再进行计算。3/3/202339第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理四、电极系四、电极系1.电极系的分类电极系的分类电电极极系系：是是由由供供电电电电极极A、B和和测测量量电电极极M、N按按一一定定的的相相对对位位置置、距距离离

34、组组成成的的测测量量系系统统。电电极极系系一一般般三三个个电极在井下，一个电极在地面。电极在井下，一个电极在地面。成成对对电电极极：下下井井的的三三个个电电极极中中两两个个在在同同一一线线路路(供供电电线线路或测量线路路或测量线路)中，或叫中，或叫同名电极同名电极，如，如A和和B、M和和N。不不成成对对电电极极：另另外外一一个个和和地地面面电电极极在在同同一一线线路路（测测量量线路或供电线路）中，叫不成对电极或线路或供电线路）中，叫不成对电极或单电极单电极。根根据据电电极极间间的的相相对对位位置置的的不不同同，可可以以分分为为梯梯度度电电极极系系和和电位电极系电位电极系。3/3/202340第

35、二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系2.电位电极系电位电极系不不成成对对电电极极到到成成对对电电极极中中靠靠近近它它的的那那个个电电极极之之间间的的距距离小于成对电极间距离的电极系为电位电极系。离小于成对电极间距离的电极系为电位电极系。电电位位电电极极系系的的电电极极距距 ，的的中中点点O称称为为电电位位电电极极系系的的深深度度记记录录点点。当当电电极极系系处处于于某某个个位位置置进进行行测测量量时所测得的电阻率是记录点时所测得的电阻率是记录点O所在深度的测量结果。所在深度的测量结果。当当成成对对电电极极系系中中的的一一个个电电极极放放到到无无

36、限限远远处处时时，这这种种电电位位电电极极系系称称为为理理想想电电位位电电极极系系。所所测测得得视视电电阻阻率率Ra与与M电极测量的电位值成正比，所以称为电位电极系。电极测量的电位值成正比，所以称为电位电极系。3/3/202341第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系3.梯度电极系梯度电极系单单电电极极到到成成对对电电极极中中靠靠近近它它的的那那个个电电极极之之间间的的距距离离大于成对电极间距离的电极系为梯度电极系。大于成对电极间距离的电极系为梯度电极系。梯梯度度电电极极系系的的深深度度记记录录点点O在在成成对对电电极极的的中中点点。单单电极距

37、到电极距到O点的距离是梯度电极系的点的距离是梯度电极系的电极距电极距。成成对对电电极极的的距距离离无无穷穷小小时时，称称为为理理想想梯梯度度电电极极系系，所所测测得得视视电电阻阻率率Ra与与记记录录点点O处处沿沿井井轴轴方方向向的的电电位位梯度梯度EO成正比，这是梯度电极系名字的由来。成正比，这是梯度电极系名字的由来。3/3/202342第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系4、正装电极系和倒装电极系、正装电极系和倒装电极系正正装装电电极极系系（底底部部电电极极系系）：成成对对电电极极在在不不成成对对电电极极之下的电极系。之下的电极系。倒倒装装

38、电电极极系系（顶顶部部电电极极系系）：成成对对电电极极在在不不成成对对电电极极之上的电极系。之上的电极系。根据供电电极的多少，电极系又分为根据供电电极的多少，电极系又分为单极供电电极系单极供电电极系和和双极供电电极系双极供电电极系。综上所述，根据梯度或电位、正装。综上所述，根据梯度或电位、正装或倒装、单极供电或双极供电，可把电极系分为八种不或倒装、单极供电或双极供电，可把电极系分为八种不同的电极系。同的电极系。3/3/202343第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系3/3/202344第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻

39、率测井原理三、电极系三、电极系5.电极系的表示方法电极系的表示方法通通常常按按照照电电极极在在井井中中的的次次序序，由由上上到到下下写写出出代代表表电电极极的的字字母母，字字母母间间写写出出相相应应电电极极间间的的距距离离（以以米米为为单位）单位），表示电极系的类。，表示电极系的类。如如：A0.4M0.1N表表示示电电极极距距为为0.45m的的单单电电极极供供电电底底部部梯梯度度电电极极系系，电电极极A、M之之间间的的距距离离为为0.4m，M、N之间的距离为之间的距离为0.1m。3/3/202345第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电阻率测井原理三、电极系三、电极系6.电极

40、系互换原理电极系互换原理在在一一个个电电极极系系中中，保保持持电电极极之之间间的的相相对对位位置置不不变变，把把电电极极系系中中的的电电极极功功能能互互换换（原原供供电电电电极极改改为为测测量量电电极极，原原测测量量电电极极改改为为供供电电电电极极），则则所所得得到到的的视视电电阻阻率率值值不不变变，这称为电极系互换原理。这称为电极系互换原理。根根据据互互换换原原理理，根根据据所所测测电电阻阻率率曲曲线线形形态态梯梯度度电电极极系系实实质上只有两种类型，电位电极系只有一种类型。质上只有两种类型，电位电极系只有一种类型。3/3/202346第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第二节 普通电

41、阻率测井原理三、电极系三、电极系7.电极系探测深度电极系探测深度电电极极系系探探测测深深度度通通常常以以探探测测半半径径r表表示示，在在均均匀匀介介质质中中，以以供供电电电电极极为为中中心心，以以某某一一半半径径划划一一假假想想球球面面，若若假假想想球球面面内内包包含含的的介介质质对对电电极极系系测测量量结结果果的的贡贡献献占占整整个个测测量量结结果果的的50%，则则此此半半径径r就就是是该该电电极极系系的的探探测测深深度度或或探探测半径。测半径。一一般般梯梯度度电电极极系系的的探探测测范范围围是是1.4倍倍电电极极距距L，而而电电位位电电极系的极系的r=2L。由此可知，。由此可知，L越大探测

42、深度也越大。越大探测深度也越大。3/3/202347第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一、梯度电极系理论曲线在在相相当当厚厚的的高高阻阻目目的的层层附附近近，用用理理想想梯梯度度电电极极系系进进行行测测量量,得到的视电阻率曲线如图所示。得到的视电阻率曲线如图所示。均匀介质理论电均匀介质理论电流密度流密度井内非均匀介质井内非均匀介质实际电流密度实际电流密度3/3/202348第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一、梯度电极系理论曲线在在相相当当厚厚的的高高阻阻层层附附近近

43、，用用理理想想梯梯度度电电极极系系进进行行测测量量,得得到到的视电阻率曲线所示。的视电阻率曲线所示。3/3/202349第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一、梯度电极系理论曲线高阻目的层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下：高阻目的层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下：（1）曲线与地层中点不对称，对着高阻层，）曲线与地层中点不对称，对着高阻层，底部梯度电底部梯度电极极曲线在地层底界面出现极大值，顶界面出现极小值；曲线在地层底界面出现极大值，顶界面出现极小值；顶部梯度电极曲线在高阻层顶界面出现极大值，底界面顶部梯度电极曲线在高阻层顶界面出

44、现极大值，底界面出现极小值，而且两者的曲线形状正好倒转。这是确定出现极小值，而且两者的曲线形状正好倒转。这是确定地层界面的重要特征。地层界面的重要特征。（2）地层厚度很大时，在地层中点附近，有一段视电阻）地层厚度很大时，在地层中点附近，有一段视电阻率曲线和深度轴平行的直线，其值接近地层的真电阻率率曲线和深度轴平行的直线，其值接近地层的真电阻率曲线（用来确定地层的真电阻率）。曲线（用来确定地层的真电阻率）。3/3/202350第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素一、梯度电极系理论曲线一、梯度电极系理论曲线高阻目的层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下：高阻目的

45、层梯度电极系视电阻率曲线的特点如下：（3）对对于于hL的的中中厚厚度度岩岩层层，其其视视电电阻阻率率曲曲线线与与厚厚地地层层的的视视电电阻阻率率曲曲线线形形状状相相似似，但但随随着着厚厚度度的的减减小小，地地层层中中部视电阻率曲线的平直段变小直到消失。部视电阻率曲线的平直段变小直到消失。（4）当当用用底底部部梯梯度度电电极极系系时时，在在薄薄的的高高阻阻层层下下方方出出现现一一个个假假极极大大值值，它它距距高高阻阻层层底底界界面面为为一一个个电电极极距距。当当用用顶顶部部梯梯度度电电极极系系时时，在在薄薄的的高高阻阻层层上上方方出出现现一一个个假假极极大大值值，它距高阻层顶界面为一个电极距。它

46、距高阻层顶界面为一个电极距。3/3/202351第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素3/3/202352第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素二、电位电极系理论曲线二、电位电极系理论曲线假假定定只只有有一一个个高高电电阻阻率率地地层层，上上下下围围岩岩的的电电阻阻率率相相等等，并并且没有井的影响，采用理想电位电极系进行测量。且没有井的影响，采用理想电位电极系进行测量。（1）电位电极系的视电阻率曲线关于地层中点对称。）电位电极系的视电阻率曲线关于地层中点对称。（2）当当地地层层厚厚度度大大于于电电极极距距时时，对对应应

47、高高电电阻阻率率地地层层中中心心，视视电电阻阻率率曲曲线线显显示示极极大大值值；地地层层厚厚度度越越大大，极极大大值值越越接接近近于于地地层层真真电电阻阻率率；当当地地层层厚厚度度小小于于电电极极距距时时，对对应应高高阻阻层层中心，曲线出现极小值。中心，曲线出现极小值。3/3/202353第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素3/3/202354第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素二、电位电极系理论曲线二、电位电极系理论曲线（3）在在地地层层界界面面处处，曲曲线线上上出出现现“小小平平台台”，其其中中点点正正对对着着

48、地地层层的的界界面面，随随层层厚厚降降低低，“小小平平台台”发发生生倾倾斜斜；当当地地层层厚厚度度小小于于电电极极距距时时，“小小平平台台”靠靠地地层层外外侧侧一一点点为高值点，出现假极大值。为高值点，出现假极大值。（4）对厚层取曲线的极大值作为电位电极系的视电阻）对厚层取曲线的极大值作为电位电极系的视电阻率数值，围岩上下界面对应界面处平直段的中点。率数值，围岩上下界面对应界面处平直段的中点。在选择电极系时，电极距在选择电极系时，电极距L不能太大，一般选不能太大，一般选L hmin；由于；由于井的影响，井的影响，L 又不能太小。一般选取又不能太小。一般选取L0.5m，对于，对于h0.5m的地层

49、，不能用电位电极系视电阻率曲线去分辨。在实际应的地层，不能用电位电极系视电阻率曲线去分辨。在实际应用中，用中，“小平台小平台”和和“假极大假极大”均难以分辨。均难以分辨。3/3/202355第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素三、视电阻率实测曲线三、视电阻率实测曲线由于井的影响实测视电阻率曲线与理论曲线基本相同，由于井的影响实测视电阻率曲线与理论曲线基本相同，实测曲线幅度降低，实测曲线幅度降低，比较平滑。比较平滑。梯度电极系测井曲线可用极大值和极小值确定高阻地梯度电极系测井曲线可用极大值和极小值确定高阻地层界面，但极小值一般不明显，借助其它曲线确定。层界

50、面，但极小值一般不明显，借助其它曲线确定。一般不用电位电极系测井曲线划分岩层界面，如果没一般不用电位电极系测井曲线划分岩层界面，如果没有其它曲线，对于较厚高阻地层可用有其它曲线，对于较厚高阻地层可用“半幅点法半幅点法”来来估计地层界面。估计地层界面。3/3/202356第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井第三节 视电阻率曲线特点及影响因素四四、实测视电阻率曲线影响因素、实测视电阻率曲线影响因素1.电极系的影响电极系的影响从理论曲线分析中可知，电极系类型不同，所测视从理论曲线分析中可知，电极系类型不同，所测视电阻率曲线形状不同。即使同一类型的电极系在同电阻率曲线形状不同。即使同一类型的电极