Question

微电阻率扫描成像测井的基本原理

Answer 1

20世纪80年代地层微电阻率扫描测井仪（FMS）出生了，它采用两个地层学倾角测井仪（SHDT）极板和两个微电阻率成像极板（每个分4排安置27个高分辨率电扣），这样在8英寸井眼中图像覆盖率达20%，由此获得的高质量井壁地质图像使人们通过电测井就可得到储层真实复杂性的可视化图像，而且这种测井几乎不受井眼形状、泥浆密度及泥浆固体颗粒含量的影响。

（一）微电阻率扫描成像测井仪原理

该测井仪是利用推靠器将发射交变电流的极板推靠在井壁上，使电流通过井内泥浆柱、地层再回到极板的回路电极（从阵列电扣发射出的电流需要垂直井壁而进入地层），测量阵列电扣上的电流强度变化就能知道电扣正对着的岩石结构及其电化学上的非均质性（微电阻率变化）。阵列电扣电流经过适当处理就能刻度为彩色或灰度图像，反映岩石结构。

井壁微电阻率扫描仪在测量均匀介质时，发自极板体的电扣电流I_b和推靠臂及推靠器中心支架上的聚焦电流I_f总是相似的，而与介质的电阻率无关。极板上电流密度随极板上的位置而变化，处在极板中心部位的电流密度较小而均匀，而极板边缘部位的电流密度较大。在均匀介质中每个电扣电流和总电流的比值是确定的。在裸井眼情况下，泥浆电阻率R_m和地层电阻率R_t的不同改变了聚焦电流和电扣电流的分布线。井眼直径越大，R_t/R_m越大，I_b/I_f越小，测量精度越小（表4-1）。

表4-1 不同井径条件下I_b/I_f与R_t/R_m的关系

（二）微电阻率测量的影响因素

极板和井壁之间间隙会降低仪器垂向分辨率，而且极板边缘部位的分辨率将更差。实验证明，当极板和井壁之间的间隙在0.3cm以下时，分辨率的下降不明显；间隙在0.6cm以上时，垂向分辨率明显下降。因此，在微电阻率成像数据处理和解释中应注意极板和井壁的贴合程度。

泥浆侵入会降低微电阻率扫描中的中低频电流的强度，其影响原因和效果与浅侧向（LLS）相似。对于无限厚的地层，微电阻率扫描探测的深度受泥浆侵入半径的控制，一般情况下微电阻率扫描探测半径在0.5m左右，如果泥浆侵入半径在0.4m以上，则微电阻率成像反映的地层信息就很少。对于薄互层的地层，泥浆侵入对其微电阻率成像的影响更大。例如厚度为18cm的储层微电阻率成像探测的深度只有15cm。

微电阻率扫描在储层中的应用方兴未艾，目前主要应用于：①裂缝识别和评价；②高分辨率地层评价；③储层沉积环境分析；④构造地质解释；⑤帮助岩心定位和描述。

（三）方位侧向成像测井

侧向测井是盐水泥浆和坚硬岩石的标准地层含水饱和度的评价方法。将常规双侧向测井仪进行阵列改造，即在双侧向A2屏蔽电极的中部增加一个方位电极阵列，就可得到方位电阻率成像测井仪（ARI）。它测量井周围12个方位的定向电阻率，同时还测量深、浅侧向电阻率。其中方位电阻率测量的垂向分辨率为20cm，方位分辨率为30°，探测深度与深侧向电阻率相近。

方位侧向测井可用于裂缝评价、薄层分析、储层非均质性评价、地层倾角计算和水平井储层评价等方面。