激發(fā)極化測井物探方法

  摘要：激發(fā)極化測井的方法理論和地面激發(fā)極化法是一樣的，但測量技術(shù)有所不同。無(wú)論是時(shí)間域激發(fā)極化法還是頻率域激發(fā)極 化法都可應用于測井中。

 

  關(guān)鍵詞：激發(fā)；極化；測井；物探；方法

 

  激發(fā)極化測井的方法理論和地面激發(fā)極化法是一樣的，但測量 技術(shù)有所不同。 無(wú)論是時(shí)間域激發(fā)極化法還是頻率域激發(fā)極化法都

 

  可應用于測井中。通過(guò)激電測井可以獲得不同巖層的極化率（或頻散率）數據，這對地面激電資料的解釋是很有用的。此外通過(guò)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(xiàn) 不同電阻率厚極化層上的ηａ測井曲線(xiàn)。

 

  現在來(lái)分析斗曲線(xiàn)的特點(diǎn)。

 

  １．１理想梯度電極系的厚極化層上的測井曲線(xiàn) 無(wú)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(xiàn)的共同特征是：

 

  Ａ）在厚極化層上均表現為激電正異常；

 

  Ｂ）厚層界面分別與ηａ曲線(xiàn)的極大點(diǎn)和極小點(diǎn)對應，并有ηａ的突變；

 

  Ｃ）離界面足夠遠時(shí)，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(xiàn)之差別主要表現在曲線(xiàn)的特征值（極大值、極小值及平直段之ηａ值）變化上。隨著(zhù)μ２＝Ｐ２／Ｐ１的增大，ηａ曲線(xiàn)的極小值越負，當μ２→０時(shí)，則（ηａ）ｍｉｎ→η１。ηａ曲線(xiàn)極大值的變化則相反，μ２值越小，極大值越大，而當μ２→∞時(shí)，（ηａ）ｍａｘ→η２。平直段的產(chǎn)生原因與視電阻率測井Ｐａ曲線(xiàn)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而造成的。所以它的長(cháng)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的測井曲線(xiàn)如果上、下圍巖的導電性和激電特性相同，則電位電極系在厚層上的ηａ曲線(xiàn)具有對稱(chēng)的形狀。若巖層足夠厚（Ｈ＞６￣８ＡＭ），則（ηａ） ｍａｘ＝η２。 在界面兩側有長(cháng)度等于ＡＭ的平直段，界面與此平直段之中點(diǎn)對應。巖層電阻率的變化對ηａ曲線(xiàn)的影響不大，它只是使曲線(xiàn)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(xiàn)不會(huì )出現負值。

 

  １．３非理想電極系的厚層ηａ曲線(xiàn) 實(shí)際的梯度電極系之測量極距ＭＮ≠０，而實(shí)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(xiàn)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(diǎn)向供電電極方向移動(dòng)了ＭＮ／２的距離。與界面對應的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(xiàn)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(xiàn)變得不對稱(chēng)起來(lái)，并且有向梯度電極系曲線(xiàn)過(guò)渡的趨勢。ＭＮ越小，這種趨勢就越明顯，這時(shí)的電位電極系ηａ曲線(xiàn)也出現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(xiàn)

 

  薄極化層上的激電測井曲線(xiàn)可見(jiàn)，當層厚Ｈ近于或小于極距上時(shí)，梯度電極系ηａ曲線(xiàn)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，但平直段沒(méi)有了，代之以一段弧線(xiàn)。在界面以外測量電極一側一個(gè)極距處，出現假性極大值，這是由于供電極已進(jìn)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(shí)要加以正確識別。隨著(zhù)巖層厚度的減小，梯度電極系極值的幅度逐漸減小。

 

  當層厚從厚層逐漸向薄層過(guò)渡時(shí)，電位電極系ηａ曲線(xiàn)的極值就逐漸減小，異常寬度和幅度都變得與巖層不相稱(chēng)。而當層厚近于 或小于極距時(shí)，電位電極系的異常完全消失。這時(shí)對應極化薄層處的ηａ曲線(xiàn)呈凹陷狀，中央有極小值。而在薄層兩側，各有一個(gè)極大值。電位電極系曲線(xiàn)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(lái)確定極化薄層。

 

  3井孔對激電測井曲線(xiàn)的影響

 

  以上的討論都沒(méi)有考慮井孔及井液的影響，實(shí)際工作中井孔影響總是存在，是有井孔影響時(shí)的激電測井曲線(xiàn)。

 

  可以看到，由于受井孔及低極化井液的影響，無(wú)論是梯度電極系或電位電極系，其ηａ曲線(xiàn)即使是在理想電極系情況下也變得圓滑，異常幅度減小。對應巖層界面處，梯度電極系的ηａ曲線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)仍出現反常的凹陷狀異常，梯度電極系則在界面外側測量極一 方一個(gè)極距處出現假性極大。 因此，在有井孔影響時(shí)，ηａ曲線(xiàn)主要的特征并沒(méi)有改變。

 

  為了減小井孔及井液對ηａ曲線(xiàn)的影響，應當適當擴大電極距。因為對一定的井徑Ｄ來(lái)說(shuō)，極距越小，井孔影響就越大。當Ｌ＜Ｄ時(shí)，激電測井便不能客觀(guān)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該滿(mǎn)足Ｌ／Ｄ＞３￣５的要求，而電位電極系則應滿(mǎn)足Ｌ／Ｄ＞２￣３的要求。 井液對ηａ曲線(xiàn)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(shí)上，通過(guò)激電測井可以同時(shí)獲得Ｐａ曲線(xiàn)和ηａ曲線(xiàn)。

 

  在時(shí)間域激電測井中，為了減小二次場(chǎng)對下一個(gè)讀數的干擾，采用自下而上的提升電纜測量方式時(shí)，應把供電電極置于下方，亦即應采用頂部梯度電極系或倒裝電位電極系來(lái)進(jìn)行觀(guān)測。若采用下放電極系的測量方式，則應把供電電極置于上方，即應采用底部梯度電極系或正裝電位電極系來(lái)進(jìn)行觀(guān)測。

 

  在頻率域激電測井中，為了削弱電磁耦合的干擾，應當采用ＡＢＭ的三極方式。因為這時(shí)在電纜中兩根并行供電導線(xiàn)中的電流方向相反，從而抵消了它們對測量線(xiàn)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(kāi)展，僅在油田測井工作中見(jiàn)有少量報道，主要用來(lái)評價(jià)油層的含水性。一些與巖層含水性有關(guān)的參數，如激發(fā)比和衰減時(shí)，尚未在測井中加以利用。有理由認為，進(jìn)一步開(kāi)展激電測井在水文地質(zhì)學(xué)中的應用的研究，不但可促進(jìn)激發(fā)極化法的進(jìn)一步發(fā)展，對水文地質(zhì)工作也是有益的。