地層傾角測(cè)井.ppt

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1、地層傾角測(cè)井一、地層傾角測(cè)井的發(fā)展過(guò)程二、地層傾角測(cè)井的測(cè)量原理三、地層傾角測(cè)井的測(cè)井質(zhì)量控制四、地層傾角的主要應(yīng)用一、地層傾角測(cè)井的發(fā)展過(guò)程自1942年在美國(guó)海灣油田使用自然電位式地層傾角以來(lái)，該技術(shù)發(fā)展迅速。1945年開始使用電極距為3英尺的三電阻率、井斜為點(diǎn)測(cè)式的地層傾角。1952年撕侖貝謝開始使用微梯度三電阻率、連續(xù)測(cè)斜式的地層傾角（CDM-T）。1963年發(fā)展了縱向分辨率（約0.5英寸）更高的四臂式地層傾角，隨后發(fā)展了四臂式8條微電阻率式地層傾角(SHDT)、四臂式48條微電阻率式地層傾角(FMS)和八臂式192條微電阻率式地層傾角，后兩者目前稱為地層微電阻率掃描測(cè)井。我國(guó)引進(jìn)的

2、主要儀器類型有1016（1013）、HDT、SHDT，一般采用磁力計(jì)測(cè)斜，并輔以加速度計(jì)測(cè)量。地層傾角類儀器的設(shè)計(jì)定位是面向地質(zhì)應(yīng)用，這需要測(cè)井分析家和地質(zhì)家共同的重視和推廣應(yīng)用。下面以典型的四臂式地層傾角為例進(jìn)行討論。二、地層傾角測(cè)井的測(cè)量原理所謂地層傾角的測(cè)量原理就是利用測(cè)斜數(shù)據(jù)和微電阻率曲線獲得井周地層的傾向和傾角的原理。典型的地層傾角儀器，可記錄如下幾條曲線：1）4條微電阻率曲線；2）2條互成90度的井徑曲線；3）4條傾斜方位曲線，它們是1號(hào)極板相對(duì)于磁北極方向的方位角、簡(jiǎn)稱1號(hào)極板方位角，井斜角，井斜方位角，1號(hào)極板相對(duì)于井斜方位的相對(duì)方位角曲線；4）可帶測(cè)1條自然伽馬曲線（限于

3、HDT/SHDT）；5）1條加速度曲線，可選的電纜張力曲線；利用上述測(cè)量曲線，經(jīng)過(guò)曲線對(duì)比、坐標(biāo)變換和必要的井斜位移校正，即可求得地層的傾角和傾向。具體原理如下：1、大地坐標(biāo)系下應(yīng)用層面法向矢量確定傾角和傾向從數(shù)學(xué)知道，空間一平面可以用與其相垂直的單位法相矢量來(lái)表示它的傾斜情況，如圖1-1所示。n是地層層面的單位法向矢量，它表示地層層面的傾斜情況。圖1-1地層面的傾角和傾向在大地坐標(biāo)系中的表示n-法向矢量HH點(diǎn)在NOE平面上，也HOV平面上在圖1-1中，設(shè)空間有一北東傾的地層面，大地坐標(biāo)系O—ENV為右手坐標(biāo)系，其原點(diǎn)是該地層面與井軸的交點(diǎn)。地層面在O點(diǎn)的單位法向矢量為n，它在各軸上的投影

4、分別為nE,nN,nV,即坐標(biāo)軸OE和ON所在的平面為水平面，它與地層面交線的方向?yàn)榈貙用娴淖呦?，用它與正北方的夾（順時(shí)針）表示，本例走向南東。地層面在O點(diǎn)上的傾角是它在該點(diǎn)由高到低變化最大的方向，用地層面在該點(diǎn)的傾向線在水平面上的投影與正北方向的夾角（順時(shí)針）表示，稱為傾斜方位角，簡(jiǎn)稱傾向，本例傾向北東。因?yàn)閮A向線在水平面上投影與單位法向矢量在水平面上的投影方向是一致的，故地層面在O點(diǎn)的單位法向矢量n在水平面上的投影nH與正北方向的夾角即為地層面的傾斜方位，其變化范圍是0-360o。因?yàn)榈貙用娴淖呦蚝蛢A向互成90o，故地層傾角測(cè)井只確定地層面的傾向。地層面在點(diǎn)的傾角是它在該點(diǎn)與水平的夾角

5、，其變化范圍是0~90o。因?yàn)榈貙用娴膯挝环ㄏ蚴噶縩垂直于地層面，而鉛直軸垂直于水平面，而鉛直軸OV垂直于水平面，故n與OV的夾角即地層傾角，由圖上的幾何關(guān)系可得出地層傾角：(1-1)地層傾斜方位角的計(jì)算與其大小有關(guān)，即與單位法向矢量的水平投影所在的象限有關(guān)。例如式1-2，還有兩個(gè)特例：(1-2)由此可見(jiàn)，如果能夠確定地層面在大地坐標(biāo)系中的單位矢量，那就可以按式（1-1）和式（1-2）計(jì)算出地層面的傾角和傾向。2．應(yīng)用矢量積法確定地層面在儀器坐標(biāo)系中的單位法向矢量要確定地層面在空間的位置，至少要確定地層面上的三個(gè)點(diǎn)。早期的三壁地層傾角測(cè)井儀就是按此思想設(shè)計(jì)的。目前四臂地層傾角測(cè)井儀，一般可

6、在地層面上確定四個(gè)點(diǎn)，其中每三個(gè)點(diǎn)就可以確定一個(gè)平面，這就可以用統(tǒng)計(jì)的方法選出最符合地質(zhì)情況的那個(gè)平面，使計(jì)算結(jié)果更可靠；即使某一臂測(cè)量出了問(wèn)題，另外三個(gè)臂仍然可以計(jì)算地層傾角和傾向。平面上任何兩點(diǎn)的坐標(biāo)可確定一個(gè)矢量，而該平面任何兩個(gè)矢量的矢量積可確定該平面的法向矢量，因此，可采用矢量積法確定地層面在儀器坐標(biāo)系中的單位法向矢量。如圖1-2，設(shè)有一西南傾的地層面，其上下分別是高阻層和低阻層。地層傾角儀探測(cè)器的下部是四個(gè)臂支持的貼井壁的電極極板系統(tǒng)，相鄰兩個(gè)極板相隔90o，按順時(shí)針?lè)较蛞来尉幪?hào)為1，2，3，4。每個(gè)極板上有一個(gè)微聚焦電極系，儀器的機(jī)械系統(tǒng)使各極板與井壁接觸良好，而且使四個(gè)微聚

7、焦電極系的記錄點(diǎn)始終在垂直于儀器的平面內(nèi)，該平面稱為儀器平面。地層傾角儀的上部還裝有扶正器，它與下部的四圖1-2測(cè)量地層傾角的原理臂極板系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，可使整個(gè)傾角儀在井內(nèi)居中。因此，儀器平面也是垂直井軸的。這樣，為了確定地層面在空間的位置，我們可建立儀器坐標(biāo)系O—FDA（圖1-2），也是右手坐標(biāo)系，OD為1號(hào)極板記錄點(diǎn)方向，OF為2號(hào)極板記錄點(diǎn)方向，OA為井軸方向，代表深度。設(shè)1~4極板的記錄點(diǎn)穿過(guò)地層面的位置依次是A,