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视电阻率法测井中探测电极距选择的探讨 　　摘 要：电阻率曲线是油、煤田测井中很重要的一条参数曲线，结合其它的测井曲线可以解决各种地质问题。但要准确得到目的层的真电阻率值，就要考虑各地区、井的结构的影响，消除这些影响就必须选择合适的电极距。文章通过具体数据讨论分析各种因素影响下如何有效地选择电极距的大小，对利用好该曲线有一定的借鉴意义。 　　关键词：电阻率；电极距；曲线；探测半径 　　1 视电阻率测井的原理 　　视电阻率法是以研究岩石电阻率（导电能力）为基础的测井方法。它是通过测量人工电场沿着井剖面的变化来反映电阻率变化，从而解决地质问题。其理论公式为ρs=k?■其中ΔUmn为M N两点间的电位差 ，I为供电电流，K为电极系系数，它的大小取决于电极之间的距离，不同的电极排列具有不同的系数。所以说ρs的大小即决定于电极的排列和电极之间的距离的大小，又决定于介质不均匀的程度以及电极和介质中不均匀体的相对位置，同时还与地质体的大小（即岩、煤层的厚度）有关。理论和实践都证明，只要合理地选择测量的技术条件，譬如供电及测量电极的排列；电极之间的距离（电极距）等，起主导作用的因素就是与电极系最靠近的岩层。这个岩层的真电阻率越大，测量与求解出来的视电阻率也就越大，反之越小。 　　2 电极系及电极距的选择 　　对于不同地层厚度，理论曲线的异常幅值是不一样的。地层厚度越小，异常幅值越小。在考虑到井的影响时，同样可以看到，井的影响越大，曲线异常幅值越小。在视电阻率测井中，要求对于目的层测出的ρs曲线具有异常幅值大的特点，以利区别于非目的层的其它岩层。另外，在某些需要用ρs值来近似代表目的层真电阻率值时，也希望ρs值尽量地大，这样就更接近于真电阻率值。为了使实际使用该方法时达到应有的效果，就应很好地选择所使用的电极系与电极距。 　　2.1 电极系的探测半径 　　在钻孔中测视电阻率曲线时，电极系置于井内，以探测半径来表征电极系周围的介质对ρs值的影响范围的大小。 　　2.1.1 电位电极系的探测半径 　　如果在电阻率为ρ的均匀介质中，取一点P，它离供电电极A的距离为r，当供电电流为I时，比较一下M、P二点间的电位差和M、N二点间的电位差（N电极离A电极无限远），就不难看出电位电极系的影响范围。可知： 　　式中，Um、Up、Un分别为M、P、N点的电位；AM、AN分别为A、M和A、N之间的距离。 　　上面两式相除得到： （1-1） 　　根据（1-1）来讨论=f（r）的关系，纵坐标以表示，横坐标以（横坐标这样表示是为了使探测半径以AM的距离为单位）。可以看出：值在2以内变化时，的值上升很急剧；在2以后变化时，的变化就缓慢得多；最后当值达到8时，的值就基本不变化了；随着继续增大，的值就趋于一个常数值。因此，决定M点电位（或者说MN两点之间的电位差）基本上是电极A附近的介质，而总的影响范围为5～10倍的电极距（即=5～10）。所以所测得的视电阻率值主要是位于电极系影响范围内的岩石电阻率所决定。所以，电位电极系的探测半径等于2倍电极距，即R=2L。 　　2.1.2 梯度电极系的探测半径 　　可以用同样的方式来讨论梯度电极系的探测半径，所不同的是在电位电极系中是讨论M点的电位，讨论ΔUmp/Um=50%的r值；而在梯度电极系中是讨论MN的中点O点的电场强度的值，讨论Ep/E=50%的r值（式中E为所设梯度电极系记录点O点的电场强度，Ep为相当于E的P点的电场强度）。因此可得： 　　L2=0.5 r2=2L2 　　∴r=L≈1.4L 　　即梯度电极系的探测半径R为1.4倍的电极距。 　　比较一下电位电极系与梯度电极系的探测半径可以看出，在相同的电极距（即AM=AO）条件下，电位电极系的探测半径要大于梯度电极系的探测半径。 　　2.2 电极系与电极距的选择 　　2.2.1 电极系的选择 　　比较两种电极系（即梯度电极系及电位电极系）可以看出： 　　（1）梯度电极系具有极大值明显，易于比较精确地确定高阻岩层界面的优点。但由于它的极小值反映不突出，故其位置难以确定。为了较精确地定出高阻岩层顶底界面的位置，势必同时测量顶部与底部梯度电极系的视电阻率曲线。电位电极系视电阻率曲线对高阻岩层中心上、下对称。根据实际曲线在高阻岩层上反映的转折点，可以以一条曲线确定岩层顶底界面。 　　（2）在相同电极距的条件下，电位电极系的探测半径大于梯度电极系。因此要达到相同的探测范围，梯度电极系的电极距就必须大于电位电极系。这样，用大电极距所带来的屏蔽影响将不可避免。 　　（3）在岩层倾角比较大的情况下，使用梯度电极系测出的ρs曲线，由于形状严重畸变，不易于划分目的层的界面位置，而用电位电极系，因为仅仅影响一些幅值，仍然可以用它的特征来确定