Question

侧向测井的原理

Answer 1

（一）三侧向测井

三侧向测井的电极系由主电极A₀和屏蔽电极A₁、A₂构成（图1-10），电极呈圆棒状。我国曾使用过主电极A₀长0.15 m，屏蔽电极A₁、A₂各长1.70 m，A₀和A₁、A₂之间隔以长度为0.025 m的绝缘环，A₁与A₂短路相接。测量时，A₀电极通以恒定电流I₀，A₁和A₂电位通以屏蔽电流，通过自动调节，使得A₁、A₂电极的电位与A₀电位相等，从而迫使I₀电流呈圆盘状沿径向流入地层，减小了井和围岩的影响，提高了纵向分层能力。测得的视电阻率R_a表示为

地球物理测井

式中：U为电极表面电位；I₀为主电流；K为电极系常数，可用理论计算方法测得，也可用实验方法求出。

三侧向测井视电阻率，曲线对地层中点呈对称形状，视电阻率极大值恰好位于地层中点。

为了能够进行组合测量，探测侵入带和原状地层的电阻率，又提出浅探测三侧向测井（简称浅三侧向）。除保留深三侧向的A₁和A₂作为屏蔽电极外，在A₁、A₂的外端又加上回路电极B₁和B₂，极性与A₀、A₁、A₂相反，A₀、A₁、A₂电极流出的电流进入地层后不远，就会流向B₁、B₂电极，因此使其探测深度变浅，从而达到探测侵入带电阻率的目的。

我国曾用深、浅三侧向进行组合测井，并计算了组合图版，以求取侵入带和原状地层的电阻率，该图版适用的电极系为

地球物理测井

这是二套深、浅三侧向电极系的表示符号，其中电极之间的数字，如0.025则表示A₀电极与A₁和A₂电极之间的间隔，而电极上边的数字表示该电极的长度，如1.7、0.15、0.4等则表示A₁、A₀、A₂电极的长度。

（二）七侧向测井

七侧向测井由主电极A₀、两对监督电极M₁和M₂、及两个屏蔽电极A₁、A₂构成如图1-11所示，电极呈环状，每对电极相对A₀是对称的，并短路相接。测量时A₀电极供以恒定电流I₀，屏蔽电极A₁、A₂流出相同极性的屏蔽电流I_s，通过自动调节，使监督电极M₁与之间的电位差为零。因此，无论从A₀或从A₁、A₂来的电流都不能穿过M₁、之间的介质，迫使电流沿径向流入地层。主电极的I₀电流呈圆盘状沿径向流入地层，圆盘的厚度约为（O₁和O₂分别为的中点）。七侧向的视电阻率可用下式表示：

地球物理测井

式中：U_M为M₁电极相对远处N电极的电位差；I₀为A₀电极的电流；K为电极系常数，可以根据理论计算、电模型或实验方法求出。

图1-11 七侧向测井

上述七侧向测井又称深七侧向测井，其探测深度较大。为了研究井壁附近侵入带的电阻率，又提出了浅七侧向测井。除保留七侧向的七电极外，在屏蔽电极A₁和A₂的外侧，加上了回路电极B₁和B₂，B₁、B₂电极的极性与A₀、A₁、A₂相反，由A₀、A₁、A₂流出电流进入地层后不远，即流向B₁、B₂电极，从而减小了探测深度，主要反映侵入带电阻率的变化。

七侧向的视电阻率曲线如图1-12所示，对于高电阻率地层曲线显示两个“尖峰”，尖峰与地层上下界距离为，恰好是O₁O₂进入地层时的测量值，通常对应地层中点读数。根据深、浅侧向判断钻井液侵入应特别谨慎，既要考虑侵入影响，同时也要研究井眼及围岩影响的程度。近年来，物理模型和理论计算的结果，证实了如图1-12所示的测井响应。

图1-12 七侧向测井视电阻率曲线

为了进行深浅七侧向测井组合测量，我国曾采用深七侧向的电极系为.112 M₁ 0.25浅七侧向测井电极系为。对上述电极系也作出了井眼、围岩校正图版，并作出深、浅七侧向测井组合图版，用以求出地层侵入带和地层真电阻率。