01普通電阻率測(cè)井

1、第八章 第八章 電阻率測(cè)井 電阻率測(cè)井電測(cè)井是以研究巖石電阻率、電化學(xué)活動(dòng)性和介電常數(shù)等電學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的一系列測(cè)井方法。它可分為電阻率測(cè)井、電化學(xué)測(cè)井、感應(yīng)測(cè)井、激發(fā)極化測(cè)井和介電常數(shù)測(cè)井等, 已廣泛用于石油、煤田、金屬非金屬、水文與工程勘查中。電阻率測(cè)井基于在井中測(cè)量被鉆孔穿過的礦、巖層的電阻率，并根據(jù)電阻率的差異，來劃分鉆孔地質(zhì)剖面，研究和解決井下的一些地質(zhì)問題。電阻率測(cè)井可分為普通電阻率測(cè)井、側(cè)向測(cè)井和微電阻率測(cè)井等。第一節(jié) 第

2、一節(jié) 普通電阻率測(cè)井 普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)井又稱視電阻率測(cè)井，它是使用最早、應(yīng)用較廣的電阻率測(cè)井方法。一、基本概念 一、基本概念(一)測(cè)量原理根據(jù)電場(chǎng)理論，巖石電阻率只有當(dāng)給巖石供以一定的電流時(shí)才能測(cè)定，所以在進(jìn)行電阻率測(cè)井時(shí)，必須要有電源、供電線路和測(cè)量線路（圖 8-1） 。圖中，電源和供電電極 A、B 組成的回路為供電線路，它通過 A 電極供給電流 I，通過 B 電極返回電源， 由此在鉆孔內(nèi)建立電場(chǎng)。由檢流計(jì)和測(cè)量電極 M、

3、N 組成的回路為測(cè)量線路，測(cè)量 M 與 N 電極之間的電位差為。 MN U ?圖 8-1 普通電阻率測(cè)井的測(cè)量原理圖置于井中的電極，稱為下井電極；留在地面的電極，稱為地面電極。由下井電極組成的一個(gè)可移動(dòng)但相對(duì)位置不變的體系，常稱為電極系。測(cè)井是在電極系從井底以一定的速度向井口移動(dòng)時(shí)進(jìn)行的。在電極系提升過程中，由記錄儀測(cè)量并繪制 M、N 之間沿井深變化的電位差曲線，再根據(jù)電場(chǎng)與電阻率的關(guān)系，可換算成沿井深變化的巖石電阻率曲線。由此可知，電

4、阻率測(cè)井的實(shí)質(zhì)是研究鉆井剖面各種不同巖層中電場(chǎng)分布特征。當(dāng)不考慮鉆孔影響，設(shè)電極系周圍的介質(zhì)是電阻率為ρ的均勻無限各向同性的巖石?？紤]到電極的尺寸遠(yuǎn)小于電極之間的距離，以及地面電極至電極系的距離遠(yuǎn)超過電極系長度，則電極可視為點(diǎn)電極，且地面電極的影響忽略不計(jì)。這樣普通電阻率測(cè)井的理論就簡化為計(jì)算點(diǎn)電源在均勻無限各向同性介質(zhì)中的電場(chǎng)分布問題（圖 8-2） ，則該電場(chǎng)中測(cè)量電極 M、N之間的電位差為圖 示電極距 AM AM AM AM AO

5、AO AO AO書寫形式 AMN NMA MAB BAM AMN NMA MAB BAM電 極 系 全 名單極供電正裝電位電極 系單極供電倒裝電位電極 系雙極供電正裝電位電極 系雙極供電倒裝電位電極 系單極供電正裝梯度電極 系單極供電倒裝梯度電極 系雙極供電正裝梯度電極 系雙極供電倒裝梯度電極 系記錄點(diǎn) 不成對(duì)電極距離的中點(diǎn)，即 O 點(diǎn) 成對(duì)電極距離的中點(diǎn)，即 O 點(diǎn)1)電位電極系 成對(duì)電極的距離遠(yuǎn)大于不成對(duì)電極的距離的電極系稱為電位電

6、 極系，其特點(diǎn)是該電極系測(cè)定的電阻率與電位成正比。即當(dāng) 時(shí), ，由 AM MN ?? AN MN ?式(8-1)可得（8-2） IU K IU L IU AM M M M ? ? ? ? ? ? 4 4式中 —電位電極系的電極距， ， ； L AM L ? m—電位電極系系數(shù)， ； K AM K ? 4 ?—M 電極的電位， ； M U mV—供電電流， 。 I mA2)梯度電極系 當(dāng)成對(duì)電極的距離遠(yuǎn)小于不成對(duì)電極的距離時(shí)，該電

7、極系稱為梯度電極系，其特點(diǎn)是測(cè)定的電阻率與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。因 ，且 時(shí)，式(8- AM MN ?? 0 ? MN1)的極限為(8-3) IE K ? ?2 4 L K ? ?AO L ?式中 —梯度電極系的電極距， ； L m—理想梯度電極系系數(shù)； K—M、N 中點(diǎn) O 的電場(chǎng)強(qiáng)度， 。 E m mV此外，根據(jù)電極系中供電電極的數(shù)目，還分為僅有一個(gè)供電電極的單極供電電極系和兩個(gè)供電電極的雙極供電電極系。當(dāng)成對(duì)電極在不成對(duì)電極的下方