激發極化測井物探方法

  摘要：激發極化測井的方法理論和地面激發極化法是一樣的，但測量技術有所不同。無論是時間域激發極化法還是頻率域激發極 化法都可應用于測井中。

 

  關鍵詞：激發；極化；測井；物探；方法

 

  激發極化測井的方法理論和地面激發極化法是一樣的，但測量 技術有所不同。 無論是時間域激發極化法還是頻率域激發極化法都

 

  可應用于測井中。通過激電測井可以獲得不同巖層的極化率（或頻散率）數據，這對地面激電資料的解釋是很有用的。此外通過激發極化測井也可以從激電的角度劃分巖性和確定巖層界面，這有助于發現和判斷含水層的位置。

 

  1厚極化層上的激發極化測井曲線 不同電阻率厚極化層上的ηａ測井曲線。

 

  現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，并有ηａ的突變；

 

  Ｃ）離界面足夠遠時，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，當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μ２→∞時，（ηａ）ｍａｘ→η２。平直段的產生原因與視電阻率測井Ｐａ曲線平直段產生的原因是相同的，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。 在界面兩側有長度等于ＡＭ的平直段，界面與此平直段之中點對應。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曲線不會出現負值。

 

  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，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一個極距處，出現假性極大值，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，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消失。而薄層上的電位電極系ηａ曲線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 方一個極距處出現假性極大。 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，應當適當擴大電極距。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該滿足Ｌ／Ｄ＞３￣５的要求，而電位電極系則應滿足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。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的干擾，采用自下而上的提升電纜測量方式時，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進行觀測。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，應當采用ＡＢＭ的三極方式。因為這時在電纜中兩根并行供電導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。 地面的激發極化法已在找水工作中發揮了積極的作用，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的參數，如激發比和衰減時，尚未在測井中加以利用。有理由認為，進一步開展激電測井在水文地質學中的應用的研究，不但可促進激發極化法的進一步發展，對水文地質工作也是有益的。