激发极化测井物探方法

  摘要：激发极化测井的方法理论和地面激发极化法是一样的，但测量技术有所不同。无论是时间域激发极化法还是频率域激发极 化法都可应用于测井中。

 

  关键词：激发；极化；测井；物探；方法

 

  激发极化测井的方法理论和地面激发极化法是一样的，但测量 技术有所不同。 无论是时间域激发极化法还是频率域激发极化法都

 

  可应用于测井中。通过激电测井可以获得不同岩层的极化率（或频散率）数据，这对地面激电资料的解释是很有用的。此外通过激发极化测井也可以从激电的角度划分岩性和确定岩层界面，这有助于发现和判断含水层的位置。

 

  1厚极化层上的激发极化测井曲线 不同电阻率厚极化层上的ηａ测井曲线。

 

  现在来分析斗曲线的特点。

 

  １．１理想梯度电极系的厚极化层上的测井曲线 无论是高阻高极化厚层还是低阻高极化厚层，其梯度电极系ηａ曲线的共同特征是：

 

  Ａ）在厚极化层上均表现为激电正异常；

 

  Ｂ）厚层界面分别与ηａ曲线的极大点和极小点对应，并有ηａ的突变；

 

  Ｃ）离界面足够远时，ηａ→η１。在厚极化层中部，若层厚足够大（Ｈ＞４￣５ＡＯ），则有ηａ→η２。不同电阻率厚极化层的ηａ曲线之差别主要表现在曲线的特征值（极大值、极小值及平直段之ηａ值）变化上。随着μ２＝Ｐ２／Ｐ１的增大，ηａ曲线的极小值越负，当μ２→０时，则（ηａ）ｍｉｎ→η１。ηａ曲线极大值的变化则相反，μ２值越小，极大值越大，而当μ２→∞时，（ηａ）ｍａｘ→η２。平直段的产生原因与视电阻率测井Ｐａ曲线平直段产生的原因是相同的，这是由于供电与测量电极分别位于界面两侧而造成的。所以它的长度就等于极距ＡＯ。平直段的，ηａ值随μ２值增大而降低。

 

  １．２理想电位电极系在厚极化层区的测井曲线如果上、下围岩的导电性和激电特性相同，则电位电极系在厚层上的ηａ曲线具有对称的形状。若岩层足够厚（Ｈ＞６￣８ＡＭ），则（ηａ） ｍａｘ＝η２。 在界面两侧有长度等于ＡＭ的平直段，界面与此平直段之中点对应。岩层电阻率的变化对ηａ曲线的影响不大，它只是使曲线平直段之，ηａ值发生变化，μ２值越大，平直段的ηａ值越接近η１值。厚层上的理想电位电极系ηａ曲线不会出现负值。

 

  １．３非理想电极系的厚层ηａ曲线 实际的梯度电极系之测量极距ＭＮ≠０，而实际的电位电极系之测量极距ＭＮ也是有限的，因此它们都是非理想电极系。为非理想电极系与理想电极系在厚层上ηａ曲线的对比。

 

  可以看到，非理想梯度电极系的极大值和极小值幅度均有所减小，极值点向供电电极方向移动了ＭＮ／２的距离。与界面对应的ηａ突变段变得倾斜了，但整体看，仍然保留了厚层理想梯度电极系曲线的基本特征。在非理想条件下，电位电极系在厚层上的ηａ曲线变得不对称起来，并且有向梯度电极系曲线过渡的趋势。ＭＮ越小，这种趋势就越明显，这时的电位电极系ηａ曲线也出现了极小值和另一界面附近的极大值。

 

  2极化薄层上的激电测井曲线

 

  薄极化层上的激电测井曲线可见，当层厚Ｈ近于或小于极距上时，梯度电极系ηａ曲线在高极化薄层上仍有明确的异常显示。对理想梯度电极系，界面处仍有飞的突变和极大或极小值出现，但平直段没有了，代之以一段弧线。在界面以外测量电极一侧一个极距处，出现假性极大值，这是由于供电极已进入极化薄层而测量极仍在界面下方围岩处，电流受高电阻率薄层的屏蔽作用而造成的，解释时要加以正确识别。随着岩层厚度的减小，梯度电极系极值的幅度逐渐减小。

 

  当层厚从厚层逐渐向薄层过渡时，电位电极系ηａ曲线的极值就逐渐减小，异常宽度和幅度都变得与岩层不相称。而当层厚近于 或小于极距时，电位电极系的异常完全消失。这时对应极化薄层处的ηａ曲线呈凹陷状，中央有极小值。而在薄层两侧，各有一个极大值。电位电极系曲线的这种变异，使得资料解释变得十分困难。因此电位电极系在激电测井工作中也不能用来确定极化薄层。

 

  3井孔对激电测井曲线的影响

 

  以上的讨论都没有考虑井孔及井液的影响，实际工作中井孔影响总是存在，是有井孔影响时的激电测井曲线。

 

  可以看到，由于受井孔及低极化井液的影响，无论是梯度电极系或电位电极系，其ηａ曲线即使是在理想电极系情况下也变得圆滑，异常幅度减小。对应岩层界面处，梯度电极系的ηａ曲线仍然有极大或极小值，只是突变段变得倾斜。厚层上的梯度电极系和电位电极系曲线在界面附近的平直段已经消失。而薄层上的电位电极系ηａ曲线仍出现反常的凹陷状异常，梯度电极系则在界面外侧测量极一 方一个极距处出现假性极大。 因此，在有井孔影响时，ηａ曲线主要的特征并没有改变。

 

  为了减小井孔及井液对ηａ曲线的影响，应当适当扩大电极距。因为对一定的井径Ｄ来说，极距越小，井孔影响就越大。当Ｌ＜Ｄ时，激电测井便不能客观反映井壁岩层的极化率变化情况，而仅反映井液极化率的变化。为了压制井径和井液的影响，梯度电极系的极距应该满足Ｌ／Ｄ＞３￣５的要求，而电位电极系则应满足Ｌ／Ｄ＞２￣３的要求。 井液对ηａ曲线的影响还与井液电阻率大小有关。如果井液电阻率等于极化层的电阻率，则井液对该层ηａ值的影响较小，而低阻井液由于对电流起分流作用，将使ηａ值减小，因此它对ηａ的影响较大。 4激发极化测井的工作方法 激电测井的工作方法在许多方面与视电阻率测井相同，其中包括电极系的制作和电极距的选择原则。事实上，通过激电测井可以同时获得Ｐａ曲线和ηａ曲线。

 

  在时间域激电测井中，为了减小二次场对下一个读数的干扰，采用自下而上的提升电缆测量方式时，应把供电电极置于下方，亦即应采用顶部梯度电极系或倒装电位电极系来进行观测。若采用下放电极系的测量方式，则应把供电电极置于上方，即应采用底部梯度电极系或正装电位电极系来进行观测。

 

  在频率域激电测井中，为了削弱电磁耦合的干扰，应当采用ＡＢＭ的三极方式。因为这时在电缆中两根并行供电导线中的电流方向相反，从而抵消了它们对测量线路的电磁耦合干扰。 地面的激发极化法已在找水工作中发挥了积极的作用，成为电法找水中的重要方法。但在水文测井中，激发极化测井尚未普遍开展，仅在油田测井工作中见有少量报道，主要用来评价油层的含水性。一些与岩层含水性有关的参数，如激发比和衰减时，尚未在测井中加以利用。有理由认为，进一步开展激电测井在水文地质学中的应用的研究，不但可促进激发极化法的进一步发展，对水文地质工作也是有益的。