地层倾角测井原理及应用2-测量原理1.ppt

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1、地层倾角测井原理及地层倾角测井原理及应用应用2-测量原理测量原理1第一章第一章 地层倾角测井的基本原理地层倾角测井的基本原理第一节第一节 地层倾角仪测量原理地层倾角仪测量原理地层产状地层产状 地层倾角测井的基本原理地层倾角测井的基本原理 斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进 哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进 地地层层倾倾角角测测井井测测量量内内容容：地地层层的的倾倾角角和和倾倾斜斜方方位位角角，即即地地层层层层面面在在空空间间的的位位置置亦亦即即地层产状地层产状。第一节第一节 地层倾角仪测量原理地层倾角仪测量原理一、地层产状一

2、、地层产状地层产状三要素：倾角、倾向、走向地层产状三要素：倾角、倾向、走向描述地层产状的描述地层产状的5个基本名词个基本名词：地层面走向地层面走向 地层面倾向地层面倾向 地层面倾角地层面倾角 视倾向视倾向 视倾角视倾角地层产状地层产状真倾角与视倾角真倾角与视倾角地地层层面面走走向向：地地层层面面与与水水平平面面的的交交线线的的方方向向。用用它它与与正正北北方方向向（按按顺顺时时针针）的的夹夹角角表表示示。如如图所示，图所示，CD的方向。的方向。地层产状地层产状真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层面倾向地层面倾向：地层面倾斜的方向。即地层面由高：地层面倾斜的方向。即地层面由高到低变化最大的方向在水平

3、面上的投影与正北方到低变化最大的方向在水平面上的投影与正北方向的夹角的方向向的夹角的方向亦称亦称倾斜方位倾斜方位。如图所示，。如图所示，BE的方向。的方向。地地层层面面倾倾角角：在在倾倾斜斜方方向向上上的的地地层层面面与与水水平平面面的的夹夹角角，或或倾倾斜斜线线与与倾倾向向线线的的夹夹角角；亦亦称称真真倾倾角角，是是倾倾斜斜地地层层的的最最大大倾倾角角。如如图图所所示示，BEA为为真真倾倾角角，用，用表示。表示。真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层产状地层产状视倾向视倾向：任意方向的铅直面与地层面相交，其交：任意方向的铅直面与地层面相交，其交线在水平面的投影与正北方的夹角称为线在水平面的投影与正

4、北方的夹角称为视倾向视倾向。该交线称为该交线称为视倾斜线视倾斜线（图中（图中ADAD、ACAC）。它的水平）。它的水平投影称为投影称为视倾向线视倾向线（图中（图中BDBD、BCBC）真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层产状地层产状视倾角视倾角：视倾斜线与视倾向线之间的夹角。图中：视倾斜线与视倾向线之间的夹角。图中a1a1、a2a2。视倾角总是小于真倾角。视倾角总是小于真倾角。真倾角为真倾角为与视倾角与真倾角与视倾角与真倾角aa之间的关系：之间的关系：真倾向与视倾向之间的夹角。真倾向与视倾向之间的夹角。真倾角与视倾角真倾角与视倾角地层产状地层产状二、地层倾角测井的基本原理二、地层倾角测井的基本原理1

5、、地层倾角仪的类型、地层倾角仪的类型 四臂倾角四臂倾角：斯仑贝谢：斯仑贝谢HDTHDT、SHDTSHDT 阿特拉斯阿特拉斯HDIPHDIP 六臂倾角六臂倾角：哈里伯顿：哈里伯顿SEDSED 阿特拉斯阿特拉斯HEXDIPHEXDIP2 2 2 2、仪器结构（四臂倾角）、仪器结构（四臂倾角）、仪器结构（四臂倾角）、仪器结构（四臂倾角）地地层层倾倾角角测测井井测测量量的的内内容容：地地层层的的倾倾角角和和倾倾斜斜方方位位角角，即即地层层面在空间的位置地层层面在空间的位置。要要确确定定地地层层层层面面在在空空间间的的位位置置，至至少少要要有有三三个个以以上上空空间间点点的的座座标标（采采用用柱柱状状坐

6、坐标标系系r、Z）。通通过过计计算算就就可可以以求求的地层倾角和倾斜方位角。的地层倾角和倾斜方位角。当当井井为为斜斜井井时时，还还有有进进行行井斜角和井斜方位角的校正。井斜角和井斜方位角的校正。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图仪器结构仪器结构仪器结构仪器结构 因因此此，地地层层的的倾倾角角，不不是是直直接接测测出出来来的的，而而是是间间接接测测量量、在进行处理计算出来的。在进行处理计算出来的。在在实实际际中中，地地层层倾倾角角测测井井仪仪至至少少需需测测量量9 9条条曲曲线线。右右图图是是阿阿特特拉拉斯斯公公司司四四臂臂倾倾角角测测井井仪（仪（1009）测量原理图。）测量原理图

7、。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图仪器结构仪器结构仪器结构仪器结构仪器组成：仪器组成：无无论论那那种种地地层层倾倾角角测测井井仪仪，总总是是由由两两个个主主要要部部分分组成：组成：一是极板系统一是极板系统 二是测斜系统二是测斜系统四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角仪的测量信息：四臂倾角仪的测量信息：4 4条微电导率曲线条微电导率曲线 2 2条井径曲线条井径曲线 3 3条角度（方位）曲线条角度（方位）曲线地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息 四四条条微

8、微电电导导率率曲曲线线：四四臂臂倾倾角角测测井井仪仪有有四四个个贴贴井井壁壁的的极极板板，每每个个极极板板上上都都嵌嵌有有一一个个微微电电极极，可可测测出出四四条条微微电电导导率率曲曲线线DIP1、DIP2、DIP3和和DIP4。通通过过四四条条微微电电阻阻率率曲曲线线对对比比，就就可可以以确确定定地地层层层层面面上上四四个个点点M1、M2、M3、M4沿沿井井轴轴方方向向的的高高度度Z1、Z2、Z3、Z4。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息 两两条条井井径径曲曲线线：四四臂臂倾倾角角测

9、测井井仪仪的的四四个个臂臂（极极板板）加加压压后后贴贴井井壁壁，在在测测量量四四条条微微电电导导率率曲曲线线的的同同时时，可可起起到到井井径径的作用。的作用。即即分分别别由由1、3号号极极板板和和2、4号号极极板板组组成成两两套套井井径径测测量量装装置置，测测得得井井径径 曲曲 线线 CAL1（d13）和和CAL2（d24）。）。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图号号极极板板方方位位角角曲曲线线AZAZ（）：定定义义为为号号极极板板方方向向的的水水平平投投影影与与正正北北方方向向的的夹夹角角（顺时针）。（顺时针）。地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测

10、量信息地层倾角测井仪的测量信息四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图AZAZ（）号号极板方位测量原理极板方位测量原理阿阿特特拉拉斯斯公公司司的的地地层层倾倾角角仪仪用用磁磁针针罗罗盘盘测测量量号号极极板板相相对对磁磁北北极极得得方方位位角角AZ（）。测测量量原原理如右图所示。理如右图所示。号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZAZAZ（）测量原理测量原理测量原理测量原理图图中中A点点与与井井轴轴O点点的的连连线线与与号号极极板板同同方方位位，称称A点点为为号号极极板板方方位位基基准准点点。因因此此，电电阻阻RAB随随号号极极板板方方位位角角 的的变变

11、化化而而变变化化。这这样样，根根据据RAB的的大大小小就就可可以以确确定定号号极极板板方位角方位角。号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZAZAZ（）测量原理测量原理测量原理测量原理号号极板方位测量原理极板方位测量原理 当当井井斜斜角角20 时时，这种测量方法能满足需要；这种测量方法能满足需要；当当井井斜斜角角较较大大时时，必必须进行适当的校正。须进行适当的校正。号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZAZAZ（）测量原理测量原理测量原理测量原理注意注意号号极板方位测量原理极板方位测量原理 方方位位角角 是是从从正正北北方方向向

12、开开始始顺顺时时针针计计量量的的，四四个个极极板板顺顺时时针针方方向向排排列列，间间隔隔90。分分别别与与四四个个极极板板相相接接触触的的地地层层层层面面上上的的4 4个个点点M M1 1、M M2 2、M M3 3、M M4 4在在柱柱状状坐坐标标系系方方向向的的角角度度分分别别为为：、/2/2、。在在柱柱状状坐坐标标系系中中，根根据据地地层层层层面面在在仪仪器器平平面面上上的的四四个个点点M M1 1（d13 /2/2，Z Z1 1）、M M2 2（d24 /2,/2,/2/2,Z,Z2 2）、M M3 3（d13 /2,/2,Z,Z3 3）、M M4 4（d24 /2,/2,Z,Z4 4

13、）就就可可以以确确定定层层面面方方程程Z=AX+BY+CZ=AX+BY+C，并并进进一一步步计计算算出出地地层层面面在在仪仪器器平平面面上上的的倾倾角角和和倾斜方位角倾斜方位角。号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线号极板方位角曲线AZAZAZAZ（）测量原理测量原理测量原理测量原理号号极板方位测量原理极板方位测量原理地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息井井斜斜角角：即即井井轴轴与与铅铅垂垂线线之之间间的的夹夹角角DEV（）四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图DEV（）井斜角（井斜角（）测量原理测量原理测量原理测

14、量原理井斜角测量原理井斜角测量原理 阿阿特特拉拉斯斯公公司司的的地地层层倾倾角角测测井井仪仪用用弧弧形形电电位位器器及及铅铅锤锤来来确确定定井井斜斜角角。如如右右图所示。图所示。当当井井铅铅直直时时，电电阻阻，ROC=0,井井斜斜角角 越越大大，ROC就就越越大大。通通过过测测量量ROC上上的的电电位位差差就就可可以以间间接接得得到到井斜角井斜角。地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息地层倾角测井仪的测量信息井井斜斜方方位位角角 ：井井眼眼倾倾斜的方向。斜的方向。地地层层倾倾角角仪仪不不直直接接测测量量井井斜斜方方位位角角，而而是是测测量相对方位角。量相对方位

15、角。四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图相相对对方方位位角角：号号极极板板开开始始逆逆时时针针方方向向到到井井斜斜方方向向的的角角度度RBRB（），简称简称相对方位角相对方位角。RBRB（）井斜方位角（井斜方位角（井斜方位角（井斜方位角（）相相相相对对对对方位角方位角方位角方位角RBRBRBRB（）测量原理测量原理测量原理测量原理 相相对对方方位位角角RBRB（）是是用用定位摆及环形电位器测量的。定位摆及环形电位器测量的。如如右右图图所所示示。定定位位摆摆由由于于重重力力作作用用而而下下垂垂，它它的的连连线线OD为为井井轴轴截截面面上上的的倾倾斜斜线线（井井斜斜方方向向），OA与与

16、号号极极板板方方位位相相同同，OA与与OD的的夹夹角就是角就是号号极板相对方位角。极板相对方位角。1号极板相对方位角测量原理号极板相对方位角测量原理井斜方位角（井斜方位角（井斜方位角（井斜方位角（）相相相相对对对对方位角方位角方位角方位角RBRBRBRB（）测量原理测量原理测量原理测量原理 相相对对方方位位角角越越大大，电电阻阻RAD也也越越大大，根根据据电电阻阻RAD上上的的电电位位差差大大小小就就可可测测出出号号极极板板相相对方位角对方位角。相相对对方方位位角角 是是从从号号极极板板开开始始逆逆时时针针方方向向计计算算的的。当当井井斜斜不不大大时时（20），根根据据号号极极板板方方位位角角

17、 和和相相对对方方位位角角 就可以近视计算出就可以近视计算出井斜方位角井斜方位角。注意注意注意注意1号极板相对方位角测量原理号极板相对方位角测量原理井井斜斜方方位位角角：定定义义为为井井斜斜方方向向在在水水平平面面的的投投影影与与正正北北方方向向的的夹夹角角（顺顺时时针针），变变化范围化范围0360，计算公式：，计算公式：-在水平面上的投影。在水平面上的投影。号号极极板板方方位位角角 、相相对对方方位位角角 、井井斜斜方方位位角角 关关系系如右图所示。如右图所示。井斜方位角（井斜方位角（）计算）计算号号极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关 系系因为：

18、因为：当当20 时时，coscos0.940.94，所以，所以号号极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关极板方位角、相对方位角、井斜方位角之间关 系系例例1：已知：已知 120，60，求井斜方位角，求井斜方位角 -120 60 6060例例2：已知：已知 50，140，求井斜方位角，求井斜方位角 -50 140 9090（或或 9090 2 2 270270）例例1例例1井斜方位角（井斜方位角（）计算）计算举例举例四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图 相对方位角相对方位角井斜角井斜角号极板方位角号极板方位角双井径双井径微电阻率曲线微电阻率曲线 阿阿特特拉拉斯斯

19、公公司司的的四四臂臂地地层层倾倾角角测测井井仪仪一一次次下下井井可可测测量量9 9条条曲曲线线：4 4条条微微电电导导（阻阻）率率曲曲线线，2 2条条井井径径曲曲线线，3 3条条角角度（方位）曲线。度（方位）曲线。测量信息测量信息小结与要求小结与要求1 1、掌掌掌掌握握握握地地地地层层层层产产产产状状状状的的的的三三三三要要要要素素素素与与与与描描描描述述述述地地地地层层层层产产产产状状状状的的的的5 5个个个个基基基基本名词的含义。本名词的含义。本名词的含义。本名词的含义。2 2、掌掌掌掌握握握握条条条条微微微微电电电电导导导导（阻阻阻阻）率率率率曲曲曲曲线线线线，2 2 2 2条条条条井井

20、井井径径径径曲曲曲曲线线线线，3 3 3 3条角度（方位）曲线的测量原理。条角度（方位）曲线的测量原理。条角度（方位）曲线的测量原理。条角度（方位）曲线的测量原理。3、掌握、掌握井斜方位的计算方法。井斜方位的计算方法。1 1、如何描述地层产状？、如何描述地层产状？、如何描述地层产状？、如何描述地层产状？2 2、四臂地层能测量那些信息？测量原理如何、四臂地层能测量那些信息？测量原理如何、四臂地层能测量那些信息？测量原理如何、四臂地层能测量那些信息？测量原理如何？3 3、已知已知号极板方位角号极板方位角 80，相对方位角，相对方位角 170，求井斜方位角，求井斜方位角 ，并用图表示。，并用图表示。