[科普中国]-套管井电阻率测井

在油田的生产井中为了保护井壁，便于产出油气都要在井内放入钢质套管。在一定条件下，在金属套管井中进行电测井。

历史发展在油田的生产井中为了保护井壁，便于产出油气都要在井内放入钢质套管。金属套管是导电的，在套管内还能用电测井测量管外地层的电阻率吗？初看起来是不行的，因为发射的电流都被钢套管短路了。然而，理论和实践证明，在一定条件下，是可以在金属套管井中进行电测井的。早在20世纪30年代科学家就提出了设想，由于当时技术条件的限制未能实现。而在今天，由于科学技术的发展，已经研制出了这样的仪器并已开始商用。1

工作原理从原理上讲，套管井中的电测井采用定点测量，让仪器的供电电极和测量电极与套管内壁保持良好的滑动接触。在地面，在远离井的地方放置供电电流的回路电极B。只要电源频率选择足够低（一般在1赫兹左右），提供的电流足够大（一般在1安培以上），虽然绝大部分电流沿套管流动，但少量的电流会沿套管漏失，穿过管外地层流向地面回路电极B。只要在每个深度点上，测出漏入地层的电流ΔI和该点套管与地面G电极间的电位，就可以计算该深度点附近的地层电阻率。实际测量分两步进行：首先将电流送入电极A，经套管流向电极F，形成回路，只要A电极与F电极间的距离L AF 小于6米，可以认为电流只沿套管流动，不会漏入地层，因此电极C、D之间的电位差ΔU CD 与电极D、E之间的电位差ΔU DE 相等，放大器H的输出为零。然后将电源的一端与地面电极B相接，仍经A电极供电，此时大部分电流经套管返回电极B，仅有少量电流经地层流向回路电极B，这时电极C、D之间的电位差ΔU CD 与电极D、E之间电位差ΔU DE 不再相等，放大器H有信号输出，信号的大小相当于经C、D、E电极间流入地层的总电流ΔI，同时测出电极J与接地电极G之间的电位差ΔU JD ，经换算可得出套管外地层的电阻率。2

研发价值由于穿过套管进入地层的电流很少，因此，在电极C、D间或电极D、E间，电压降信号只有纳伏级（10 -9 伏特），属微弱信号检测。要在井下高温、高压环境，噪声电平高的情况下检测如此小的电平是困难的。既然技术如此之难，各服务公司为何要相继投入巨资进行研发？这是因为在油田开发过程中，地层的含油、气状况在不断改变，需要通过套管中测井来监测油藏动态，而套管井中电阻率测井是计算储层油气饱和度、了解开发过程中油气分布变化的重要手段。此外，还可以找到在油田勘探初期由于技术水平不高而漏失掉的油气层。

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学