地層微電阻率掃描成像測井(FMS)基本原理全井眼地層

石油井深達數(shù)千米，地下溫度超過100℃，壓力也很高，井內(nèi)充滿洗井液，井下情況較為復(fù)雜，如何才能了解井下地層情況?為此發(fā)明了地層微電阻率掃描測井儀。這種方法的原理很簡單，當(dāng)向地層發(fā)射電流時，在電壓一定的情況下，遇有高電阻地層電流強度小;遇有低電阻地層時電流強度大;通過測量電流強度的變化，即可得出地層電阻率的變化?，F(xiàn)在已發(fā)展到全井眼地層微電阻率掃描成像測井，它有8個極板，每個極板上裝有兩排電極，每排12個電極，共有192個電極，這些電極與井壁80%的面積相接觸，因此在井周360度范圍內(nèi)對每一深度處進行微電阻率掃描測量，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后得出井壁展開圖，顯示出地層的結(jié)構(gòu)、巖性、裂縫及斷裂等。根據(jù)全井眼地層微電阻率掃描成像測井圖，可準(zhǔn)確描述井下地層情況，如在四川地區(qū)，用這種成像方法準(zhǔn)確地劃分出裂縫發(fā)育層段，找出含氣地層。在新疆地區(qū)，用全井眼地層微電阻率掃描成像測井劃分出礫巖層、火山巖層，取得很好的地質(zhì)效果。如今全井眼地層微電阻率掃描成像測井在陸地和海洋的關(guān)鍵井中成為必測項目，是石油工作者了解地下情況的"眼睛"。

1.全井眼模式測井。用192個紐扣電極進行測量，進行井壁成像。

2.4極板模式測井。此時用4個極板上的96個電勢進行測量，翼板上的電極不工作，對于地質(zhì)情況較熟悉的區(qū)域，采用這種方式測井可提高測速，降低采集數(shù)據(jù)量和測井成本，但對井壁覆蓋率降低一半。

3. 地層傾角測井。當(dāng)用戶不需要井壁成像，而需要地層傾角時，可用這種模式測井。這是只用4個極板上的8個電極測量，得出高分辨率地層傾角儀同樣的結(jié)果，測速可進一步。

在應(yīng)用FMI資料時，通常在一個地區(qū)，選有代表性的參數(shù)井進行取芯，并作FMI測井，通過與巖芯柱的詳細(xì)對比，研究有關(guān)地質(zhì)特征在井壁圖像中的顯示，就能充分利用這些特征解決地質(zhì)問題。

我們知道，微電阻率測井貼井壁測量，探測深度淺而垂向分辨率高，因而對井壁附近地層的電性不均勻極為敏感。因此，人們利用微側(cè)向測井研究沖洗帶和裂縫，利用四條微電導(dǎo)率測井曲線確定地層傾角，識別裂縫，研究沉積相等。但是，這些微電阻率測井無法確定裂縫的產(chǎn)狀，無法區(qū)分裂縫、小溶洞和溶孔，這些問題都可由微電阻率掃描測井解決。

地層微電阻率掃描成像測井采用了側(cè)向測井的屏蔽原理，在原地層傾角測井儀的極板上裝有紐扣狀的小電極，測量每個紐扣電極發(fā)射的電流強度，從而反映井壁地層電阻率的變化。通常把電流電平轉(zhuǎn)換成灰度顯示，不同級別的灰度表示不同的電流電平，這樣就可用灰度圖來顯示井壁底電阻率的變化。

第一代FMS是在地層傾角測井儀兩個相鄰極板上裝上紐扣狀電極，每個極板上裝有4排27各電極，共有54個電極，每排電極相互錯開，以提高井壁覆蓋率。對8.5in的井眼，井壁覆蓋率為20%。

為提高井壁覆蓋率，第二代儀器在4個極板上都裝有兩排紐扣電極，每排8個共16個電極，4個極板共64電極，對8.5in井眼，井壁覆蓋率達40%，這種儀器在電極上作了很大的改進，把原來的4排電極改為2排電極，能更準(zhǔn)確地作深度偏移。

斯倫貝謝公司在前述儀器基礎(chǔ)上，又研制了FMI。該儀器除4個極板外，在每個極板的左下側(cè)又裝有翼板，翼板可圍繞極板軸轉(zhuǎn)動，以便更好地與井壁接觸。每個極板和翼板上裝有兩排電極，每排12個電極，8個極板上共有192個電極，對8.5in井眼，井壁覆蓋率可達80%，能更全面精確地顯示井壁地層的變化。

是在鉆孔中采用布置在不同部位的供電電極和測量電極來測定巖石(包括其中的流體)電阻率的方法。通常所用的三電阻率測井系列是：深側(cè)向、淺側(cè)向和微側(cè)向電阻率測井。