最新地球物理测＃（第一章电法测井ppt课件.ppt

进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 电法测井包括测量岩层电法测井包括测量岩层导电、介电导电、介电和和电电化学化学特性的所有测井方法。这类方法通过测特性的所有测井方法。这类方法通过测量岩层的导电、介电和电化学特性，来划分量岩层的导电、介电和电化学特性，来划分井下油气储层和确定油气层的含油气饱和度。井下油气储层和确定油气层的含油气饱和度。 岩石具有连通孔隙岩石具有连通孔隙（其中含有地层水）（其中含有地层水）2 2、 孔隙岩石中含有粘土矿物时，孔隙中离子导电情况变得孔隙岩石中含有粘土矿物时，孔隙中离子导电情况变得更加复杂。更加复杂。 由粘土（呈片状颗粒，比表面积大）粘土（呈片状颗粒，比表面积大） （多层铝氧八面体（多层铝氧八面体 或硅氧四面体堆砌而成）或硅氧四面体堆砌而成） AlAl+3 +3 粘土表面粘土表面 出现了过剩的负电荷出现了过剩的负电荷 吸附附在粘土表面的吸附附在粘土表面的阳离子形成偶电层。阳离子形成偶电层。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性为了保持电中性为了保持电中性由于由于替换替换导致导致粘土粘土 补偿阳补偿阳 离子离子 （：单位体积所含的补偿阳离子量。：单位体积所含的补偿阳离子量。 单位：单位： 毫克当量毫克当量 / 100/ 100克克 库仑力：库仑力：F= F= （q1 q2q1 q2）/ / （4 4 r r2 2 ）（）（ ：介电常数）：介电常数） 因此，干粘土放在水中，因此，干粘土放在水中，因水的因水的 最大，最大，F F水水 F F平衡平衡，使一使一 部分阳离子变成自由离子，使水中的电阻率下降，因此，部分阳离子变成自由离子，使水中的电阻率下降，因此，在在 相同条件下含有粘土与不含粘土相比相同条件下含有粘土与不含粘土相比R R要低，纯粘土更低要低，纯粘土更低。 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性通常补偿阳离子是通常补偿阳离子是NaNa+ +。同种粘土矿物的同种粘土矿物的CECCEC为一为一常数常数。常见粘土矿物中，常见粘土矿物中，蒙脱石的蒙脱石的CECCEC伊利石伊利石CECCEC高岭石高岭石CECCEC；颗粒越小，；颗粒越小，CECCEC越大越大。CECCEC的大小与的大小与粘土矿物类型粘土矿物类型以及以及颗粒分散度颗粒分散度有关。有关。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性三、影响岩石电阻率的因素三、影响岩石电阻率的因素以以电子导电电子导电为主（岩性致密，不含地层水）为主（岩性致密，不含地层水）以以离子导电离子导电为主为主(主要靠孔隙中地层水的主要靠孔隙中地层水的盐类离子导电盐类离子导电)火成岩火成岩:沉积岩：沉积岩：地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性岩石岩石电阻电阻率率 R R离子数目离子数目离子速度离子速度离子运动路径离子运动路径地层水含盐量地层水含盐量CwCw地层水含量地层水含量粘土含量粘土含量 、分布、分布孔隙度孔隙度（物性物性）含水饱和度含水饱和度Sw （含油气性含油气性）温度温度t盐类盐类油水分布油水分布(岩石的亲水性岩石的亲水性）孔隙结构（孔隙结构（岩性岩性）地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 粘土含量、孔隙结构是岩石的岩性因素；地粘土含量、孔隙结构是岩石的岩性因素；地层水中的盐类、含量和它的温度是水性因素，可层水中的盐类、含量和它的温度是水性因素，可综合反映地层水电阻率综合反映地层水电阻率RwRw；孔隙度是物性因素；孔隙度是物性因素；含水饱和度和油水分布是含油气性因素。含水饱和度和油水分布是含油气性因素。因此，因此，岩石电阻率与岩石的岩石电阻率与岩石的岩性、水性、物性和含油气岩性、水性、物性和含油气性性有关有关。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性本小节应掌握的内容本小节应掌握的内容： 1 1、岩石导电机理、岩石导电机理 2 2、常见岩石的电阻率及其大小关系、常见岩石的电阻率及其大小关系 3 3、影响岩石电阻率的主要因素、影响岩石电阻率的主要因素地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 Archie Archie认为，对于饱含矿化度大于认为，对于饱含矿化度大于20000mg/L20000mg/L的地层水的纯砂岩样品，孔隙中的地层水的纯砂岩样品，孔隙中100%100%含水时的电阻含水时的电阻率率RoRo与地层水电阻率与地层水电阻率RwRw之比值，即地层因素之比值，即地层因素FR0/RwR0/Rw为一为一常数常数，且与岩样的孔隙度、胶结程度和，且与岩样的孔隙度、胶结程度和孔隙形状有关，与地层水电阻率无关。在以孔隙形状有关，与地层水电阻率无关。在以F F为纵为纵坐标、坐标、为横坐标的双对数坐标上，为横坐标的双对数坐标上， F- F- 关系基关系基本为一条直线。（本为一条直线。（P24P24图图2-32-3）四、地层因素四、地层因素F F与孔隙度与孔隙度的关系的关系地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性10203050100孔隙度孔隙度% %12351020地地层层因因素素FF=F=0.6750.675/F=F=/地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性假设：假设：1、岩石为纯地层岩石（岩石骨架不含导电矿物和泥质）、岩石为纯地层岩石（岩石骨架不含导电矿物和泥质）2、岩石孔隙中、岩石孔隙中100含地层水含地层水地层因素地层因素 FR0/Rwa/m阿尔奇阿尔奇aa岩性系数岩性系数，0.40.41.51.5，与孔隙结构有关，与孔隙结构有关mm胶结指数胶结指数，1.31.32.52.5，随胶结程度增加而增大，随胶结程度增加而增大一般情况下，一般情况下，a=1,m=2a=1,m=2地层因数地层因数F F只与孔隙度和孔隙结构有关，而与地层水电阻率无关只与孔隙度和孔隙结构有关，而与地层水电阻率无关（Archie公式公式1）地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 a a、m m对解释结果有着非常重要的影响，而且对解释结果有着非常重要的影响，而且a a与与m m是互相制约、密切相关的。一般说，是互相制约、密切相关的。一般说， a a大，大， m m就小；就小；a a小，小， m m就大就大。由于。由于a a与与m m与岩石性质、胶与岩石性质、胶结情况、孔隙结构等有密切关系，因此，解释时结情况、孔隙结构等有密切关系，因此，解释时应根据本地区的岩性来合理选择应根据本地区的岩性来合理选择a a与与m m值。值。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性五、电阻增大系数五、电阻增大系数I I与含水饱和度与含水饱和度SwSw的关系的关系 ArchieArchie同样用实验发现，对于同样纯砂岩，在同样用实验发现，对于同样纯砂岩，在地层水电阻率和孔隙度一定时，岩样的含油饱和度地层水电阻率和孔隙度一定时，岩样的含油饱和度So=1-SwSo=1-Sw越高，则岩样的电阻率也越高；含油饱和越高，则岩样的电阻率也越高；含油饱和度越低，则岩样的电阻率也越低。度越低，则岩样的电阻率也越低。 为了消除地层水和孔隙度的影响，采用电阻增为了消除地层水和孔隙度的影响，采用电阻增大系数大系数I I，即，即含油岩石电阻率含油岩石电阻率RtRt与该岩石完全含水与该岩石完全含水时的电阻率时的电阻率R0R0之比之比I= Rt/ R0I= Rt/ R0。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 在同样岩石中，电阻增大系数在同样岩石中，电阻增大系数I I只与岩石含油饱只与岩石含油饱和度和度SoSo( (或或Sw)Sw)有关，而与地层水电阻率有关，而与地层水电阻率RwRw和岩石孔和岩石孔隙度等因素无关。隙度等因素无关。I=Rt/Ro=b/SwI=Rt/Ro=b/Swn n=b/(1-So)=b/(1-So)n n（Archie公式公式2） 在以在以I I为纵坐标、为纵坐标、 SwSw为横坐标的双对数坐标上，为横坐标的双对数坐标上， I-SwI-Sw关系基本为关系基本为一条直线。（一条直线。（P25P25图图2-52-5）b-b-与岩性有关的系数，常取与岩性有关的系数，常取1 1 n-n-饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取2 2地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性10203050100含水饱和度含水饱和度% %12351020电电阻阻增增大大系系数数II=I=0.750.75/Sw/Sw2 2I=I=/Sw/Sw979770地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性已知：一岩层的孔隙度为已知：一岩层的孔隙度为10%10%，RW =0.2RW =0.2欧姆米欧姆米, ,电阻电阻率为率为8080欧姆米欧姆米, ,求该岩层的含水饱和度及含油饱和度求该岩层的含水饱和度及含油饱和度, ,并判断该岩层的流体性质。（并判断该岩层的流体性质。（a=b=1, m=n=2）例题：例题：地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性六、六、 ArchieArchie公式及其应用公式及其应用F FR R0 0/R/Rw wa/a/m mI=Rt/Ro=Rt/FRI=Rt/Ro=Rt/FR0 0=b/Sw=b/Swn n=b/(1-So)=b/(1-So)n na a与岩性有关的岩性系数，与岩性有关的岩性系数，0.40.41.51.5，与孔隙结构有关，与孔隙结构有关m m胶结指数，胶结指数，1.31.32.52.5，随胶结程度增加而增大，一般情况下，随胶结程度增加而增大，一般情况下，a=1,m=2a=1,m=2b-b-与岩性有关的系数，常取与岩性有关的系数，常取1 1n-n-饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取饱和度指数，与油气水在孔隙中的分布状况有关，常取2 2岩石有效孔隙度，小数岩石有效孔隙度，小数R0R0100%100%饱含地层水的岩石电阻率，饱含地层水的岩石电阻率，m mRwRw地层水电阻率，地层水电阻率，m mRtRt岩石真电阻率，岩石真电阻率，m mSw-Sw-岩石含水饱和度，小数岩石含水饱和度，小数Sh(So)-Sh(So)-岩石含油气饱和度，小数岩石含油气饱和度，小数F-F-地层因素，它是地层因素，它是100%100%饱含地层水的岩石电阻率饱含地层水的岩石电阻率R R0 0与所含与所含地层水电阻率地层水电阻率RwRw的比值，其大小主要取决于地层孔隙度，且的比值，其大小主要取决于地层孔隙度，且与岩石性质、胶结情况和孔隙结构等有关，但与地层水电阻与岩石性质、胶结情况和孔隙结构等有关，但与地层水电阻率率RwRw无关无关I-I-电阻增大系数，它是含油气岩石真电阻率电阻增大系数，它是含油气岩石真电阻率RtRt与该岩石与该岩石100%100%饱含地层水时的电阻率饱含地层水时的电阻率R0R0的比值，其大小基本决定于的比值，其大小基本决定于SwSw（S Sh h） ，但与地层的孔隙度和地层水电阻率无关，但与地层的孔隙度和地层水电阻率无关 ArchieArchie公式可用于绝大多数常见储集层公式可用于绝大多数常见储集层地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 在目前常用的测井解释关系式中，只有在目前常用的测井解释关系式中，只有ArchieArchie公式最公式最具有综合性质，它是连接具有综合性质，它是连接孔隙度测井孔隙度测井和和电阻率测井电阻率测井的桥梁，的桥梁，因而成为测井资料综合定量解释得最基本的关系式。实际因而成为测井资料综合定量解释得最基本的关系式。实际应用时，一般：应用时，一般：先用孔隙度测井资料计算地层孔隙度先用孔隙度测井资料计算地层孔隙度，用，用ArchieArchie公式公式计算地层因素计算地层因素F F；根据地层真电阻率根据地层真电阻率RtRt和地层水电阻率和地层水电阻率RwRw，由，由ArchieArchie公式公式计算地层含水饱和度计算地层含水饱和度SwSw或含油气饱和度或含油气饱和度S Sh h。利用利用ArchieArchie公式求地层水电阻率：公式求地层水电阻率：FR0/Rwa/a/mI=Rt/Ro=b/SwnRwR R0 0m m/a/aRo=RtSwn/bR Rw wR Rt tS Sw wn nm m/ab/ab地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性 在解释井段内选出岩性均匀、含泥质少、较厚在解释井段内选出岩性均匀、含泥质少、较厚的的标准水层标准水层，采用，采用深探测电阻率深探测电阻率和和孔隙度孔隙度测井资料，测井资料，既可用上式计算出地层水电阻率既可用上式计算出地层水电阻率RwRw。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性地层水电阻率地层水电阻率RwRw的确定方法：的确定方法：1、用水分析资料确定用水分析资料确定Rw用本井或邻井相同层位用本井或邻井相同层位的水分析资料确定地层水电阻率是目前确定的水分析资料确定地层水电阻率是目前确定Rw最有效最有效的方法。的方法。2、用自然电位计算用自然电位计算适用于地层水中主要含适用于地层水中主要含NaCl，可从可从SP曲线能得到好的静自然电位值。曲线能得到好的静自然电位值。3、利用利用Archie公式以及相应的交会图确定公式以及相应的交会图确定Rw。4、由地区统计规律确定由地区统计规律确定Rw。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性七、地层水电阻率与化学成分、浓度及温度的关系七、地层水电阻率与化学成分、浓度及温度的关系 如前所述，沉积岩的导电能力主要取决于岩石如前所述，沉积岩的导电能力主要取决于岩石孔隙中地层水的导电能力，并且岩石的电阻率与所孔隙中地层水的导电能力，并且岩石的电阻率与所含地层水的电阻率成正比，要计算含油气岩石的含含地层水的电阻率成正比，要计算含油气岩石的含油气饱和度，就必须知道地层水电阻率油气饱和度，就必须知道地层水电阻率RwRw。 地层水电阻率地层水电阻率RwRw是计算地层含水饱和度是计算地层含水饱和度SwSw或含或含油气饱和度油气饱和度S Sh h的极为重要的参数。的极为重要的参数。RwRw取决于地层水取决于地层水含盐成分、矿化度和温度。随着地层水矿化度和温含盐成分、矿化度和温度。随着地层水矿化度和温度的增加，度的增加，RwRw降低。降低。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性1、地层水电阻率与化学成分间的关系地层水电阻率与化学成分间的关系方法：方法：一般以一般以1818C C时的时的NaClNaCl溶液为标准（即取溶液为标准（即取NaNa+ +、ClCl- -离子的离子的加权系数为加权系数为1 1），确定出其它各种溶液与），确定出其它各种溶液与NaClNaCl溶液具有相同电溶液具有相同电导率时各种离子的等效系数导率时各种离子的等效系数K Ki i，然后按下式计算出等效，然后按下式计算出等效NaClNaCl总总矿化度矿化度PwePwe： 地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性不同化学成分的溶液，其中盐类的电离度、离子价和离子移不同化学成分的溶液，其中盐类的电离度、离子价和离子移动速度是不同的。因此，在相同浓度和温度的情况下，地层动速度是不同的。因此，在相同浓度和温度的情况下，地层水的电阻率也是不同的。水的电阻率也是不同的。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性2、地层水电阻率与溶液浓度和温度的关系地层水电阻率与溶液浓度和温度的关系 如果溶液的浓度增加，溶液中的离子数就增多，溶液如果溶液的浓度增加，溶液中的离子数就增多，溶液的导电能力增强，电阻率降低。如果温度升高，一方面使溶的导电能力增强，电阻率降低。如果温度升高，一方面使溶液中盐类的溶解度（电离度）增加，离子数目增多，一方面液中盐类的溶解度（电离度）增加，离子数目增多，一方面温度增加使溶液粘度降低，离子迁移率增大，结果使溶液电温度增加使溶液粘度降低，离子迁移率增大，结果使溶液电阻率降低。阻率降低。地球物理测井地球物理测井岩石的导电特性岩石的导电特性本小节应掌握的内容本小节应掌握的内容：1、 Archie 公式公式（ ）2 2、地层水电阻率的确定、地层水电阻率的确定3 3、等效矿化度的计算及相关图版的使用、等效矿化度的计算及相关图版的使用