尹菊（大港油田第五采油廠，天津 300283）

套管井電阻率測井原理及應(yīng)用

尹菊（大港油田第五采油廠，天津 300283）

套管井電阻率測井儀是地質(zhì)勘探中常見的測井儀，屬于帶點(diǎn)極測井儀。套管井電阻率測井原理為捕捉外加電流在井眼附近巖石的電位差，通過多個電極系測量其變化。套管井電阻率測井應(yīng)用價值巨大，測井儀可以測算地層視電阻率，并向井孔的介質(zhì)供電，把電流輸送至地層中。本文重點(diǎn)論述了套管井電阻率測井的原理及應(yīng)用，由套管井中點(diǎn)源恒流電場的分布特征入手，剖析套管井地層電阻率測量原理，最終實現(xiàn)套管井電阻率測井的應(yīng)用，計算出地層電阻率，完成套管井電阻率的勘測。

套管井；電阻率；電場分布

1 套管井中電場的分布特征

（1）近場區(qū)的分布特征

套管井中電場的近場區(qū)分布特征非常明顯，其區(qū)域井內(nèi)、井外電流的密度線皆呈曲線狀態(tài)，位于套管內(nèi)壁、外壁上附著感應(yīng)電荷。

（2）中場區(qū)的分布特征

為了測量參數(shù)、數(shù)據(jù)處理、設(shè)計儀器方便高效，在實際工作中我們的測量工作主要集中在中場區(qū)。套管井中電場與井外地層的電場不同。

在套管井中電場的中場區(qū)，流體內(nèi)電場強(qiáng)度與套管內(nèi)一致，皆為沿軸線軸分布。其中的電流密度線方向亦沿軸線軸分布，而其強(qiáng)度與距離成反比。另外值得我們注意的是，即使橫截面值相當(dāng)，電場強(qiáng)度相當(dāng)，電位亦相當(dāng)，但電流密度仍存在不同的可能。

井外地層的電場、電流分布皆呈輻射狀，方向皆為井的徑向。泄漏電流屬于一種橫向流動的電流，其大小取決于地層電阻率大小。

（3）遠(yuǎn)場區(qū)的分布特征

在套管井中電場的遠(yuǎn)場區(qū)，不論套管還是井內(nèi)流體，對電場的影響皆微乎其微。因此,在實際工作中可以忽略井眼的影響。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，上述討論是在假定電場分布在均勻地層。在實際地質(zhì)勘探中，地層幾乎都是不均勻的，但對于不均勻?qū)訝罱橘|(zhì)，以上結(jié)論仍然成立。

2 套管井地層電阻率測量原理

（1）等效原理

中場區(qū)電場分布規(guī)律性強(qiáng)、應(yīng)用率高，故我們可以利用其特征，來建立套管傳輸線的模型。等效原理系將套管井利用計算機(jī)計算為等效的電工學(xué)直流傳輸線，借此來研究套管電阻率的測量方法。傳輸線的特征與單位長度套管的縱、橫向電阻有關(guān)：套管的縱向電阻，除尺寸變化和接箍處外，不隨深度而改變；橫向電阻與地層有關(guān)，隨深度的變化而變化。

（2）電極距原理

電極距系測量電極之間的距離。因為電極距值是相對固定的，故其對電極系數(shù)亦無影響。不同測量電極中點(diǎn)電位作為自變量，控制著電極距與儀器的縱向分辨率。利用測量原理和傳輸線方程，我們可以定量分析套管井的電阻率，甚至精確測量微弱的信號?；谏鲜鲈?，要測量三個電極，即測量二階電位差，即可得出金屬套管井中地層電阻率。

3 套管井電阻率測井的應(yīng)用

（1）尋找漏失油層

漏失油層是一種潛力層，主要包括未開發(fā)、漏失的油氣層和再度飽和的油氣層。在漏失油層上，由于孔隙結(jié)構(gòu)變化，裸眼井電阻率發(fā)生變化，導(dǎo)致與當(dāng)前套管井相異，借此來尋找漏失油層。

（2）識別水淹層

調(diào)整井設(shè)計必須以油氣藏實時監(jiān)測結(jié)果和注水效果作為重要依據(jù)，而監(jiān)測結(jié)果和注水效果取決于生產(chǎn)井不同階段的水淹層評價結(jié)論。水淹層識別長期以來就是地質(zhì)工作的一個難點(diǎn)，攻克水淹層識別這一重大課題，提升水淹層識別率，進(jìn)而從總體上提升油田產(chǎn)量。在當(dāng)前階段，識別水淹層的主流方法是勘測含油氣儲層的含油飽和度，通過對比原始含油飽和度與當(dāng)前含油飽和度，從比例系數(shù)中發(fā)覺、識別水淹層。

（3）監(jiān)測油水界面

準(zhǔn)確識別出油水界面，適時調(diào)整鉆井措施在帶邊底水的油氣田作業(yè)中尤為重要。油藏壓力隨時間變化而變化，且變化幅度較大。若開發(fā)的方式方法不周全，極易導(dǎo)致邊底水位驟然躍升，勢必導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降，情況嚴(yán)重時甚至?xí)苯赢a(chǎn)水。套管對識別油水界面存在一定干擾，故我們在套管外地層實施電阻率測井，再通過裸眼井資料對比，即可掌握油水界面的動態(tài)情況。

（4）高風(fēng)險井電阻測井

當(dāng)實際工作中需要勘測高風(fēng)險、不具裸眼測井參數(shù)時，采用在未開發(fā)井中進(jìn)行套管外地層電阻率測井勘測的參數(shù)，與在裸眼井中勘測的參數(shù)相似。因此，我們采用先下套管，再使用套管外地層電阻率測井的方法勘測地層參數(shù)，既可規(guī)避危險，又可獲得數(shù)據(jù)。

[1]劉福平.實際井眼條件下過套管電阻率測井想要的傳輸線方程正演算法[J].地球物理學(xué)報，2007，50(6):1905-1912.

[2]高杰，劉福平，包德洲，程希.非均勻套管井的過套管電阻率測井響應(yīng)[J].地球物理學(xué)報，2008，51(4):1255-1261.

[3]張家田.基于過套管電阻率測井的超低頻信號源設(shè)計[J].石油儀器，2008，22(6):34-39.

[4]劉勝建，張明鋒.過套管電阻率側(cè)井應(yīng)用探討[J].油氣井測試，2003，12(4):23-25.

[5]吳銀川，張家田，嚴(yán)正國過套管地層電阻率測井技術(shù)綜述[J].石油儀器，2010，12(8):56-61.

[6]張國杰.過套管電阻率測井在京11斷塊水淹層評價中的應(yīng)用[J].測井技術(shù)，2008，22(6):29-33.

尹菊（1986-），女，漢，湖北仙桃人，助理工程師，大學(xué)本科，研究方向：石油地質(zhì)。