电阻率法测井
出处：按学科分类—天文学、地球科学 地质出版社《地质灾害勘查地球物理技术手册》第189页（4178字）
14．1．1 基本原理
电阻率法测井是以研究介质导电性为物理基础的一系列方法，包括视电阻率测井、感应测井、侧向测井等。其基本理论是通过在钻孔中建立直流(或交流)电场，测量沿井轴分布的不同两点之间的电位差(或电动势)来求取地层的电阻率值。根据电阻率曲线形态划分地层，确定其厚度，定量地确定地层的电阻率和孔隙度等。
14．1．2 观测方法
在钻孔中放置某类装置的电极系，该电极系一般包括供电电极(或发射线圈)、测量电极(或接收线圈)及相应的电子线路等部分。通过供电电极(或发射线圈)向井孔地层通入电流产生电场，记录测量电极(或接收线圈)之间的电位差(或电动势)。电极系沿着钻孔从井底向上以一定的速度移动，就可测出钻孔整个剖面地层之间的电阻率值。
14．1．2．1 视电阻率测井
视电阻率测井的测量原理见图14－1，A为供电电极，B为位于地面的另一供电电极，M、N为测量电极。通过供电电路将强度为I的电流供入A电极，在地下介质中形成一个稳定的电流场，利用电位差计测量MN电极之间的电位差，求取地层的电阻率值。
电极系各电极之间的距离一般根据不同的地区、不同介质通过实验方法确定，以异常曲线清晰，不漏层为目的。电极系一般分为梯度电极系和电位电极系两类。梯度电极系是指供电电极A与M电极之间的距离大于MN之间的距离，其记录点为AM之中点；电位电极系指供电电极A与M电极之间的距离小于MN之间的距离，其记录点为MN之中点。
图14－1 视电阻率测井的测量原理
14．1．2．2 感应测井
感应测井的井下仪器中装有高频发射线圈和接收线圈。高频发射线圈发射高频交变电流引起邻近地层产生涡流，大部分涡流被聚集在一定直径外，涡流强度同原状地层的电导率成正比。涡流在接收线圈中引起的电动势可用来确定地层电导率及其倒数——电阻率。感应测井的测量原理见图14－2。
图14－2 感应测井的测量原理
由于感应测井实际测量的是电导率而不是电阻率，因此一般用于具有高孔隙度的地层剖面中。
14．1．2．3 侧向测井
侧向测井的井下仪器部分装有中心电极，与其紧邻的是两个屏蔽电极。由中心电极发出固定强度的供电电流，两个紧邻的屏蔽电极的供电电流可以调节，以便使屏蔽电极与中心电极之间的电位差为零。因此，中心电极的电流被限制在一个薄层中，辐射状地流入周围的地层，像一个“电流盘”，盘的厚度由屏蔽电极间距所决定。在中心电极侧向上任意距离上的电流密度反比于这个距离乘以间距。在辐射方向进入地层的电流盘中的电位降，由远处回路电极所控制，因此可以推导出一个视电阻率值。其原理见图14－3。
图14－3 侧向测井的测量原理
14．1．3 技术要求
(1)对所采用的仪器进行检查、校验和标定工作，确保仪器性能良好。
(2)深度比例选择为1∶50，便于对厚度较小的目的层进行定性、定量解释。
(3)横向比例采用整数比例尺，且全区一致，尽量使全部或部分地层反映清楚，超格曲线应作补测。
(4)测井速度应根据仪器延时参数及测量精度要求而定，一般提升速度限值为1000m／h。
(5)电缆的标记：①电缆上必须标记准确、明显、牢固的深度记号，记号的标准间距规定为10m，特别是零记号上方应有特殊警告记号；②在钻孔中提升标记电缆时要挂上相当于井下仪器重量的挂锤。
(6)对电极的一般要求：①下井前电极要用细砂布擦净；②地面电极应接地良好，并远离电力干扰。
(7)测量曲线的基本要求：①测井曲线深度记号必须清楚易辨，起止记号不得漏记，不得连续漏记两个或两个以上的记号；②测井曲线的首尾必须记录有零(基)线，首尾零(基)线的偏移不大于2mm；③原始记录应准确、齐全、清晰；④曲线线迹清楚，多道记录时，曲线应能互相区别，时间、深度记号清楚齐全；⑤当曲线出现断记和畸变现象时，必须在井场查明原因，采取有效措施后重新记录；⑥当曲线出现负值或在套管中检查不回零时必须找出原因，若为漏电、干扰引起，则需排除故障后重新测量。
(8)视电阻率测井进行标准测井时，应使梯度和电位测井曲线能兼顾分层定厚和估算渗透层及其侵入带的真电阻率。
14．1．4 成果的表达形式
电阻率测井的成果表达形式为地层电阻率随深度变化的坐标曲线，横坐标代表电阻率值的大小，横向比例以Ωm／cm标注；纵坐标代表深度，一般以m为单位进行标注。在测井曲线的顶部应表明电极系的排列及供电电流的大小、纵向比例以及相关的参数，曲线的左侧画出资料解释的地层岩性柱状图，曲线下侧标出图例及责任栏。
14．1．5 资料解释原则
14．1．5．1 视电阻率测井
(1)电阻率的大小是地层划分的基本依据，而影响电阻率的主要因素有：岩性颗粒的大小、岩石破碎程度、地下水矿化度等。一般来讲，粗颗粒、致密或完整的岩石、低矿化度的地下水均反映为高阻，反之，则为低阻。据此，可以进行地层岩性的划分。
(2)地层厚度的确定：电位电极系电阻率曲线对于岩层中心是对称的，梯度电极系电阻率曲线则不对称。在电位电极系电阻率曲线上，厚岩层的界面与电阻率曲线拐点最大值位置相对应；在梯度电极系电阻率曲线上，厚岩层的顶、底界面则与电阻率的极值位置相对应。据此，可以利用电阻率曲线来确定厚岩层顶、底界面的位置。
14．1．5．2 感应测井
(1)上下围岩电导率相同的单一岩层的感应测井曲线是对称的，正对岩层处视电导率增大，但是随着厚度的变化，曲线的幅度随地层厚度的增大而增大。当厚度大于5m以上，岩层的视电导率接近真电导率，而且曲线的半幅度点为地层的界面点。
(2)上下围岩电导率不同的单一岩层的感应测井曲线，当岩层厚度大于2m时，曲线呈台阶状，可按地层中点的视电导率取值，用半幅点分层；当岩层厚度小于1m时，曲线在地层处呈倾斜状，读值和分层都比较困难。
14．1．5．3 侧向测井
侧向测井目前以三电极应用较多，简述如下。
(1)三侧向电阻率曲线的形态与短电极距电位电极系电阻率曲线相似。对着高电阻率岩层，三侧向电阻率值增大，当上下围岩电阻率相等时，电阻率曲线将对称于岩层中部。
(2)从围岩到岩层电阻率曲线升高，而其上升的陡度则与主电极长度有关，主电极长度越短陡度越大，岩层界面与电阻率曲线开始急剧上升点的位置相对应。
(3)极大值是岩层三侧向电阻率曲线的重要特征值，除电极系长度接近岩层厚度的情况外，电阻率极大值一般位于岩层的中部，当岩层厚度大于电极系长度的一半和小于电极系长度的两倍时，对着岩层中部的电阻率值有所降低，出现两个电阻率极大值，他们的位置向界面位移。当岩层厚度等于电极系长度时，岩层中点的电阻率出现极小，在高电阻率层情况下，该极小值比极大值要小8%～10%，在厚层中电阻率极大值接近岩层电阻率值。
14．1．6 仪器设备
电阻率法测井仪器设备见表14－1。
表14－1 测井仪器一览表
【参考文献】：
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