工程物探
激發(fā)極化測井物探方法
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-11-05 16:20:49瀏覽次數(shù):1996
可應(yīng)用于測井中。通過激電測井可以獲得不同巖層的極化率(或頻散率)數(shù)據(jù),這對地面激電資料的解釋是很有用的。此外通過激發(fā)極化測井也可以從激電的角度劃分巖性和確定巖層界面,這有助于發(fā)現(xiàn)和判斷含水層的位置。
1厚極化層上的激發(fā)極化測井曲線 不同電阻率厚極化層上的ηa測井曲線。
現(xiàn)在來分析斗曲線的特點。
1.1理想梯度電極系的厚極化層上的測井曲線 無論是高阻高極化厚層還是低阻高極化厚層,其梯度電極系ηa曲線的共同特征是:
A)在厚極化層上均表現(xiàn)為激電正異常;
B)厚層界面分別與ηa曲線的極大點和極小點對應(yīng),并有ηa的突變;
C)離界面足夠遠(yuǎn)時,ηa→η1。在厚極化層中部,若層厚足夠大(H>4 ̄5AO),則有ηa→η2。不同電阻率厚極化層的ηa曲線之差別主要表現(xiàn)在曲線的特征值(極大值、極小值及平直段之ηa值)變化上。隨著μ2=P2/P1的增大,ηa曲線的極小值越負(fù),當(dāng)μ2→0時,則(ηa)min→η1。ηa曲線極大值的變化則相反,μ2值越小,極大值越大,而當(dāng)μ2→∞時,(ηa)max→η2。平直段的產(chǎn)生原因與視電阻率測井Pa曲線平直段產(chǎn)生的原因是相同的,這是由于供電與測量電極分別位于界面兩側(cè)而造成的。所以它的長度就等于極距AO。平直段的,ηa值隨μ2值增大而降低。
1.2理想電位電極系在厚極化層區(qū)的測井曲線如果上、下圍巖的導(dǎo)電性和激電特性相同,則電位電極系在厚層上的ηa曲線具有對稱的形狀。若巖層足夠厚(H>6 ̄8AM),則(ηa) max=η2。 在界面兩側(cè)有長度等于AM的平直段,界面與此平直段之中點對應(yīng)。巖層電阻率的變化對ηa曲線的影響不大,它只是使曲線平直段之,ηa值發(fā)生變化,μ2值越大,平直段的ηa值越接近η1值。厚層上的理想電位電極系ηa曲線不會出現(xiàn)負(fù)值。
1.3非理想電極系的厚層ηa曲線 實際的梯度電極系之測量極距MN≠0,而實際的電位電極系之測量極距MN也是有限的,因此它們都是非理想電極系。為非理想電極系與理想電極系在厚層上ηa曲線的對比。
可以看到,非理想梯度電極系的極大值和極小值幅度均有所減小,極值點向供電電極方向移動了MN/2的距離。與界面對應(yīng)的ηa突變段變得傾斜了,但整體看,仍然保留了厚層理想梯度電極系曲線的基本特征。在非理想條件下,電位電極系在厚層上的ηa曲線變得不對稱起來,并且有向梯度電極系曲線過渡的趨勢。MN越小,這種趨勢就越明顯,這時的電位電極系ηa曲線也出現(xiàn)了極小值和另一界面附近的極大值。
2極化薄層上的激電測井曲線
薄極化層上的激電測井曲線可見,當(dāng)層厚H近于或小于極距上時,梯度電極系ηa曲線在高極化薄層上仍有明確的異常顯示。對理想梯度電極系,界面處仍有飛的突變和極大或極小值出現(xiàn),但平直段沒有了,代之以一段弧線。在界面以外測量電極一側(cè)一個極距處,出現(xiàn)假性極大值,這是由于供電極已進入極化薄層而測量極仍在界面下方圍巖處,電流受高電阻率薄層的屏蔽作用而造成的,解釋時要加以正確識別。隨著巖層厚度的減小,梯度電極系極值的幅度逐漸減小。
當(dāng)層厚從厚層逐漸向薄層過渡時,電位電極系ηa曲線的極值就逐漸減小,異常寬度和幅度都變得與巖層不相稱。而當(dāng)層厚近于 或小于極距時,電位電極系的異常完全消失。這時對應(yīng)極化薄層處的ηa曲線呈凹陷狀,中央有極小值。而在薄層兩側(cè),各有一個極大值。電位電極系曲線的這種變異,使得資料解釋變得十分困難。因此電位電極系在激電測井工作中也不能用來確定極化薄層。
3井孔對激電測井曲線的影響
以上的討論都沒有考慮井孔及井液的影響,實際工作中井孔影響總是存在,是有井孔影響時的激電測井曲線。
可以看到,由于受井孔及低極化井液的影響,無論是梯度電極系或電位電極系,其ηa曲線即使是在理想電極系情況下也變得圓滑,異常幅度減小。對應(yīng)巖層界面處,梯度電極系的ηa曲線仍然有極大或極小值,只是突變段變得傾斜。厚層上的梯度電極系和電位電極系曲線在界面附近的平直段已經(jīng)消失。而薄層上的電位電極系ηa曲線仍出現(xiàn)反常的凹陷狀異常,梯度電極系則在界面外側(cè)測量極一 方一個極距處出現(xiàn)假性極大。 因此,在有井孔影響時,ηa曲線主要的特征并沒有改變。
為了減小井孔及井液對ηa曲線的影響,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)擴大電極距。因為對一定的井徑D來說,極距越小,井孔影響就越大。當(dāng)L<D時,激電測井便不能客觀反映井壁巖層的極化率變化情況,而僅反映井液極化率的變化。為了壓制井徑和井液的影響,梯度電極系的極距應(yīng)該滿足L/D>3 ̄5的要求,而電位電極系則應(yīng)滿足L/D>2 ̄3的要求。 井液對ηa曲線的影響還與井液電阻率大小有關(guān)。如果井液電阻率等于極化層的電阻率,則井液對該層ηa值的影響較小,而低阻井液由于對電流起分流作用,將使ηa值減小,因此它對ηa的影響較大。 4激發(fā)極化測井的工作方法 激電測井的工作方法在許多方面與視電阻率測井相同,其中包括電極系的制作和電極距的選擇原則。事實上,通過激電測井可以同時獲得Pa曲線和ηa曲線。
在時間域激電測井中,為了減小二次場對下一個讀數(shù)的干擾,采用自下而上的提升電纜測量方式時,應(yīng)把供電電極置于下方,亦即應(yīng)采用頂部梯度電極系或倒裝電位電極系來進行觀測。若采用下放電極系的測量方式,則應(yīng)把供電電極置于上方,即應(yīng)采用底部梯度電極系或正裝電位電極系來進行觀測。
在頻率域激電測井中,為了削弱電磁耦合的干擾,應(yīng)當(dāng)采用ABM的三極方式。因為這時在電纜中兩根并行供電導(dǎo)線中的電流方向相反,從而抵消了它們對測量線路的電磁耦合干擾。 地面的激發(fā)極化法已在找水工作中發(fā)揮了積極的作用,成為電法找水中的重要方法。但在水文測井中,激發(fā)極化測井尚未普遍開展,僅在油田測井工作中見有少量報道,主要用來評價油層的含水性。一些與巖層含水性有關(guān)的參數(shù),如激發(fā)比和衰減時,尚未在測井中加以利用。有理由認(rèn)為,進一步開展激電測井在水文地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用的研究,不但可促進激發(fā)極化法的進一步發(fā)展,對水文地質(zhì)工作也是有益的。
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