01普通电阻率测井解释.doc

PAGE  PAGE 137 第八章 电阻率测井 　　电测井是以研究岩石电阻率、电化学活动性和介电常数等电学性质为基础的一系列测井方法。它可分为电阻率测井、电化学测井、感应测井、激发极化测井和介电常数测井等, 已广泛用于石油、煤田、金属非金属、水文与工程勘查中。 　电阻率测井基于在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并根据电阻率的差异，来划分钻孔地质剖面，研究和解决井下的一些地质问题。电阻率测井可分为普通电阻率测井、侧向测井和微电阻率测井等。 第一节　普通电阻率测井 　　普通电阻率测井又称视电阻率测井，它是使用最早、应用较广的电阻率测井方法。 　　一、基本概念 　　(一)测量原理 　　根据电场理论，岩石电阻率只有当给岩石供以一定的电流时才能测定，所以在进行电阻率测井时，必须要有电源、供电线路和测量线路（??8-1）。图中，电源和供电电极A、B 组成的回路为供电线路，它通过A电极供给电流I，通过B电极返回电源， 由此在钻孔内建立电场。由检流计和测量电极M、N组成的回路为测量线路，测量 M与N电极之间的电位差为 。 图8-1 普通电阻率测井的测量原理图 　　置于井中的电极，称为下井电极；留在地面的电极，称为地面电极。由下井电极组成的一个可移动但相对位置不变的体系，常称为电极系。测井是在电极系从井底以一定的速度向井口移动时进行的。在电极系提升过程中，由记录仪测量并绘制M、N之间沿井深变化的电位差曲线，再根据电场与电阻率的关系，可换算成沿井深变化的岩石电阻率曲线。由此可知，电阻率测井的实质是研究钻井剖面各种不同岩层中电场分布特征。 　　当不考虑钻孔影响，设电极系周围的介质是电阻率为ρ的均匀无限各向同性的岩石。考虑到电极的尺寸远小于电极之间的距离，以及地面电极至电极系的距离远超过电极系长度，则电极可视为点电极，且地面电极的影响忽略不计。这样普通电阻率测井的理论就简化为计算点电源在均匀无限各向同性介质中的电场分布问题（图8-2），则该电场中测量电极M、N之间的电位差为 并由此得到岩石电阻率为 (8-1) 式中 — 电极系系数； — 供电电流(恒流供电),； 　 — 测量电极M、N之间的电位差， 。 图8-2　点电源电场 (二)电极系 　　在电极系中，把连接在同一回路如供电线路或测量线路中的电极叫做成对电极；把电极系中与地面电极构成同一回路的单独电极叫做不成对电极。将电极系中两个成对电极之间的距离，称为成对电极的距离；把不成对电极至邻近的成对电极之间的距离，称为不成对电极的距离。电极系的书写形式为电极在井中自上而下排序的符号串。若需表示电极系的长度，则可将成对电极和不成对电极之间的距离以米为单位注示在相应的电极符号之间。如图8-5 的电极系，，，则其书写形式为。 　1.电极系分类 在普通电阻率测井中，按照成对电极和不成对电极之间距离的差异，将电极系分为电位电极系和梯度电极系两类（表8-1）。 　 　　　　 表8-1　电 极 系 分 类 类型电位电极系梯度电极系单极供电双极供电单极供电双极供电正装倒装正装倒装正装倒装正装倒装图示电极距AMAMAMAMAOAOAOAO书写形式AMNNMAMABBAMAMNNMAMABBAM电极系全名单极供电正装电位电极 系单极供电倒装电位电极 系双极供电正装电位电极 系双极供电倒装电位电极 系单极供电正装梯度电极 系单极供电倒装梯度电极 系双极供电正装梯度电极 系双极供电倒装梯度电极 系记录点不成对电极距离的中点，即O点成对电极距离的中点，即O点 　　1)电位电极系 成对电极的距离远大于不成对电极的距离的电极系称为电位电 极系，其特点是该电极系测定的电阻率与电位成正比。即当时,，由式(8-1)可得 （8-2） 式中 —电位电极系的电极距，，； 　—电位电极系系数，； 　—M电极的电位，； 　　 —供电电流，。 　　2)梯度电极系 当成对电极的距离远小于不成对电极的距离时，该电极系称为梯度电极系，其特点是测定的电阻率与电场强度成正比。因 ，且时，式(8-1)的极限为