测井方法原理 期末复习一．绪论1.测井技术发展根据采集系统特点大致可分为：模拟测井，数字测井，数控测井，成像测井2.常规测井方法按照测井系列可分为：岩性测井系列、孔隙度测井系列、电阻率测井系列；3.岩性测井系列包括：自然电位、自然伽马、井径测井；4.孔隙度测井系列包括：声波时差测井、密度测井、中子测井；5.电阻率测井系列包括：深、中、浅探测的普通时电阻率测井、侧向测井、感应测井二．自然电位测井1.自然电场产生的原因：（1）地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸附电动势（2）底层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势2. 由砂岩，泥岩、泥浆所组成的导 电回路中，电动势Ed 和Eda 是串联的， 因此，在该回路中扩散作用的总电动势 Es 为该两电动势的代数和。
Es = Ed+Eda = Kd •lg(Cw/Cmf)+ Kda •lg(Cw/Cmf) = Ks •lg(Cw/Cmf)Ks=Kd+KdaKs---总的扩散、扩散吸附电动势系数; Es-井内自然电动势通常把Es 记作SSP ，称为自然电位，此 时的E d 的幅度称为砂岩线，E da 称为泥 岩线。
实际测井是通常都是以泥岩线作 为自然电位测井曲线的基线。
3.自然电位测井曲线的影响因素：（1）岩性影响、（2）温度影响、（3）地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响、（4）地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响、（5）地层电阻率的影响、（6）底层厚度的影响、（7）井径扩大和泥浆倾入的影响4.自然电位测井的应用：（1）判断岩性、划分渗透层;(2)判断储层中流体性质；(3)计算地层水电阻率；（4）估计泥质含量：①泥质系数法②经验公式法③关系曲线法;（4)判断水淹层;(5)地层对比和沉积相研究三．普通电阻率法测井1.地层因素：也叫相对电阻率，用F 表示，F=Ro/Rw ，式中: Ro —孔隙中100％含水时的地层电阻率；Rw —地层水电阻率。
2.电阻增大系数：即含油岩石的电阻率Rt 与该岩石完全含水时的电阻率R0之比，I=Rt/Ro3.阿尔奇公式： 上式合称为Archie 公式，它们是应用电阻率测井资料解释具有颗粒孔隙的含水岩石和含油气岩石的两个基本解释公式。
式中 b — 系数，仅与岩性有关；n — 饱和度指数，n ≈2。
4.阿尔奇公式的重要意义：1）奠定了测井定量解释的基础；2）架起了孔隙度测井（一般为声测井与核测井）与饱和度测井（一般为电阻率测井）之间的桥梁。
5.视电阻率：这个电阻率值既不可能等于某一岩层的真电阻率，也不是电极周围各部分介质电阻率的平均值，而是在离电极装置一定距离范围内各介质电阻率综合影响的结果。
我们称之为视电阻率，记作Ra 。
m w a R R F φ==0()n o n w t S b S b R R I -===10nm t w w R abR S 1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=φ6.泥浆低侵：泥浆侵入后，Ri<Rt ，一般对应油层泥浆高侵：泥浆侵入后，Ri>Rt ，一般对应水层7.梯度电极系：梯度电极系就是成对电极靠得很近，而不成对电极离得较远的电极系。
电位电极系：电位电极系就是在电极的相互距离中，成对电极相距较远的电极系。
8.普通视电阻率测井曲线特征：（1）梯度电极系视电阻率理论曲线：对于高阻厚层模型，理论曲线特征：①顶部和底部梯度电极系视电阻率曲线形状正好是相反的；②顶部梯度曲线上的视电阻率极大值、极小值分别出现在高阻层Rt 的顶界面和底界面，而底部梯度曲线上的极大值和极小值分别出现在高阻层的底界面和顶界面。
③中部视电阻率测量时不受上下围岩的影响，故在地层中部，曲线出现一个直线段其幅度为Rt 。
对于高阻中等厚度层模型，其理论曲线特征如下：①曲线在高阻层界面附近的特点和厚地层视电阻率曲线界面特征基本相同；②地层中部差异较大，随着地层的变薄，地层中部的平直线段部分不再存在，曲线变化陡直，幅度变低。
对于高阻薄层模型，其理论曲线特征如下：①在高阻薄层处只有极大值是明显的；②在高阻层的下方(成对电极一方)距高阻层底界面一个电极距的深度上出现一个假极大b 点。
（2）电位电极系视电阻率理论曲线： ①当上、下围岩电阻率相等时，曲线对 地层中点上下对称；②视电阻率曲线在地层中点取得极值③在地层界面处，曲线出现“小平台”，小平台中点正对着地层的界面。
9.普通视电阻率测井曲线影响因素：（1）井的影响（2）电极系的影响（3).侵入影响(4).高阻邻层的屏蔽影响(5).围岩的影响10.普通视电阻率测井的地质应用：①确定岩层界面；②确定地层电阻率Rt ；③地层对比；④用于标准测井图11.标准测井：在一个油田或一个区域内，为了研究岩性变化、构造形态和大段油层组的划分等工作，常使用几种测井方法在全地区的各口井中，用相同的深度比例（1:500）及相同的横向比例对全井段进行测井，这种组合测井叫做标准测井。
四．侧向测井1.三电极测井工作原理：(1)测井过程中，主电极Ao 和A1、A2供以相同极性的电流Io 和Ia ，并使它们之间处于等电位状态。
(2)当Ao 与A1、A2电位不相等时，其电位差被送到调整线路上，通过调节A1、A2电路中的屏蔽电流Ia ，保持整个电极系处于等电位状态。
(3)三侧向的电场: 由于主电流Io 被A1、A2所屏蔽。
主电流水平流入地层。
(4）仪器记录的是任意屏蔽电极A1或A2，或主电极Ao 与回流电极B 之间的电位差△U 和主电极电流Io ro —表示主电极的接地电阻，表示主电电极到回流电极所经过的 介质的电阻。
(5)三侧向的主电流基本上是垂直射入地层。
接地电阻定义:ro ro=rm+rt+ri(等效串联电路) 其中rm 、ri 、rt 对Ra 贡献，取决于聚焦能力大小，聚焦能力强，rt 贡献大，反之rt 对Ro 贡献就小。
2..影响三侧向测井的因素：1）电极系参数的影响；23.三侧向曲线特征：单一高阻层的电阻率曲线形态(1)上下围岩一致时，曲线中心对称，对高阻层，Ra 上升；层愈厚，电阻越高。
(2)上下围岩不一致时，Ra 曲线不对称，极大值偏向高阻围岩一方；3)h ＞4d 时，极值不变，曲线对称，对地层中心出现极大值。
4.三侧向测井曲线的应用：（1）划分岩性剖面：地层界面一般划在曲线开始急剧变化的位置（2）可用LLd 、LLs 重叠法定性判断油水层：油、水层的泥浆侵入性质不同，（Rmf>Rw 时）油层多为减阻侵入，水层多为增阻侵入。
深侧向RLLD ＞浅侧向RLLS 为油层；反之为水层。
3）求地层真电阻率Rt ：对于较厚的高阻层可以通过深浅三侧向组合图版求出岩层的真电阻率Rt 和侵入带直径Di 。
5.双侧向测井与三侧向的比较：1)电极系结构：LL3由三个柱状电极构成，双侧向由“七环、两柱”状电极构成。
(2)探测深度：双侧向探测深度大于三侧向。
在泥浆侵入深时，LL3所o a r K I U K R ⋅=∆=0测视电阻率受侵入带影响大，深浅三侧向探测深度差别小，给判断油(气)、水层带来困难。
其原因是：三侧向的探测深度取决于电极系长度，LL3电极系长度有限，主电流从一开始就缓慢发散，到一定程度后扩散剧烈，致使主电流不能进入较深的地层。
而双侧向的探测深度由屏蔽电极A1，A2的长度决定。
双侧向采用将屏蔽电极分为两段，通过控制各段的电压，达到增加探测深度目的。
(3)纵向分层能力：三侧向的分层能力由主电极长度决定。
由于主电极较短，主电流呈水平状进入地层，降低了上下围岩的影响，纵向分层能力较强，可划分出h=0.4～0.5m以上地层电阻率的变化。
双侧向的纵向分层能力与O1O2的距离有关，可划分出h> O1O2的地层电阻率变化。
(4)影响因素：三侧向受井眼、围岩影响，探测深度不深，使用受限制。
层厚、围岩对深、浅双侧向的影响是相同的，浅双侧向比浅三侧向受井眼影响小得多。
(5)应用：两种侧向测井都可用于划分地质剖面，判断油水层，确定地层电阻率Rt 和侵入带直径Di。
6.双向测井资料应用：（1）确定地层的真电阻率需要做必要的井眼、围岩、侵入三种因素的校正后即可用来确定地层的真电阻率。
（2）划分岩性剖面（3）快速直观地判断油水层。
7. 将深、浅侧向视电阻率曲线重叠绘制如图，观察两条曲线幅度的相对关系，在渗透层井段会出现幅度差。
深侧向曲线幅度大于浅侧向曲线幅度，叫正幅度差（意味着泥浆低侵)，这种井段一般可以认为是含油气井段，反之，当深侧向曲线幅度小于浅侧向曲线幅度时，称之为负幅度差（意味着高侵），这种井段可以认为是含水井段。
当然最后确定油气，水层还得参考其他测井资料综合判断做出可靠结论。
五．感应测井1.感应测井原理：把装有发射线圈T和接收线圈R的感应测井探管放入井中，给发射线圈通交流电(常为20kHz)，在发射线圈周围地层中产生交变磁场Φ1，这个交变磁场通过地层，在地层（假想线圈）中感应出电流I1，此电流环绕井轴流动，称为涡流。
涡流在地层中流动又产生交变磁场，这个磁场是地层中的感应电流产生的，称为二次磁场φ2二次磁场φ2穿过接收线圈R，并在R中感应出电流，从而被记录仪记录。
2.纵向微分几何因子：实际反映的是单位厚度水平地层几何因子在纵向(轴向)上变化规律。
物理意义是：厚度为1个单位，z值一定的无限延伸薄板状介质对视电导率的相对贡献。
纵向积分几何因子：双线圈系处于厚度为h的地层中心时，地层对测量结果所作的贡献。
物理意义是：当双线圈系中点与地层中点重合时，厚度为h的地层对视电导率的相对贡献。
径向微分几何因子：就是研究以井轴为中心的单位厚度无限延伸圆筒状介质的几何因子。
物理意义是：厚度为1，半径为r的无限长圆筒状介质对视电导率的相对贡献。
径向积分几何因子：就是讨论以井轴为中心的整个圆柱状介质的几何因子。
物理意义是：半径不同无限长圆柱状介质对视电导率相对贡献。
3.六线圈系与双线圈系的主要区别：从结构上看，六线圈系比双线圈系增加了一对聚焦线圈和一对补偿线圈，其中聚焦线圈对放在主线圈外侧对称位置，补偿线圈对通常放在主双线圈之间且绕轴方向与主线圈相反，补偿线圈是为了消除井和侵入带的影响。
改变探测深度，聚焦线圈功能是减小围岩影响，提高纵向辨别能力。
双线圈系只由两个线圈组成，它的纵向特征和径向特征都不够理想。
在纵向特征上：均匀介质中有50%的信号是线圈系以外的介质贡献的，在比较薄的底层情况下，上、下围岩的影响比较大，同时底层界面在曲线上反映不够明显。
在径向上特征：1)靠近线圈系的介质r<0.45L，对读数有较大影响，说明了井对测量结果的影响很大.2)分析显示，简单双线全系的无用信号远大于有用信号，所以，相对双线圈，六线圈系有改善，压制了无用信号，克服和抵消了井、侵入岩、围岩等对测量时的影响。
4.感应测井曲线的应用:1.划分地层;2.确定地层的真电阻率Rt;3确定储层流体性质5.感应测井的曲线特征：1上、下围岩电导率相同的单一岩层的感应测井曲线特征：曲线的共同特点是曲线对称，正对岩层处视电导率增大。
