[科普中国]-地层倾角测井仪

是在钻孔内测定岩层的走向，倾向和倾角的仪器，所以也叫岩层产状仪。它包括两部分；一部分是测量岩层相对于钻孔的倾斜角及方位；另一部分是测量钻孔本身的倾斜和方位以及井径。利用其综合资料可求出岩层的产状。测定岩层相对于钻孔轴线倾斜的仪器。由位于同一平面(此面与井轴垂直)相互成120°。角的四组电极组成。根据岩层的具体情况不同，可以记录微侧向测井曲线或其它测井曲线。根据测出的三条或四条曲线分别定出的界面深度，以及井径数据，便可以得到岩层相对于钻孔的倾角。电极方位、钻孔倾角及井径的测量原理，同一般井斜仪、井径仪相似。1

发展概况在井内测定地层倾角和地层倾角方向，对于油气田的勘探与开发有着重要意义。地层倾角测井资料主要用于研究地层对比，确定地质构造，从而提高勘探效果。
国外地层倾角测井技术，是从石油勘探和开发的实际需要而发展起来的。1930年，第一个成功使用的电缆式地层倾角测井仪是利用沉积岩，特别是泥岩的多向异性进行地层倾角测量，所测的资料只能给出地层倾斜方向。1942年，开始在美国海湾油田的砂泥岩剖面中使用自然电位式地层倾角仪。由于在这些油田的砂泥岩剖面中，自然电位幅度大，变化明显，取得了良好的地层倾角资料。1945年，在自然电泣曲线不明显的地区开始使用电阻率式地层倾角仪，它可以记录3条电极距AO=0．9lm(3“)的3条电阻率曲线。这种地层倾角仪在硬地层和软地层中都能使用。上面所述的地层倾角仪的井斜测量都采用点测，由于仪器在井内旋转，连续测量的井段一般不超过12．19m或15．24m(40或50ft)。斯仑贝谢测井公司于1952年开始使用CDM—T型连续地层倾角测井仪，它记录3条25．4X 25．4mm(1X“n)微梯度电阻率曲线。到了1956年，开始使用CDM—P型地层倾角测井仪，记录3条微聚焦测井曲线，其测斜部分用磁针和摆锤作为传感部件的主体。1961年，开始利用磁带记录测井资料，并用电子计算机进行处理。1963年，提出了四臂式地层倾角测井仪，它提高了测量精度，使地层倾角测井仪能够用于研究地质构造和沉积环境，找出油气最有利的地区。这些地层倾角测井仪的应用，对油气田的勘探和开发起着极为重要的作用。
70年代，由于沉积学的发展，研究砂岩的微细层理与结构日益为地质学家所重视，为此发展了四臂式高分辩率地层倾角仪和地面数控测井仪。其目的是用贴井壁的聚焦电极提高仪器的纵向分辩能力和加密采样数据的密度(采样间距，斯仑贝谢为5．08mm，即0．2in，德莱赛公司为3．175mm，即0．125in)。80年代，斯仑贝谢公司又发展了地层学倾角测井仪SHDT与微电子扫描测井仪MEST，并把它们合为一支下井仪器，名称用MEST/SHDT表示。这两种测井仪是为进一步提高电法测井在井壁上的垂直分辩率(采样间距为2．54mm即0．1in)，并试图对井壁四周进行更细微与直观的成像反映。这两种仪器的井斜与方位的测量系统采用了完全不同于以往的测量系统，而是采用更精确的三维重力加速度计和三维磁力仪。由于信息量庞大，井下仪器采用了微处理机与数据传输系统。

原理目前使用的地层倾角仪多为四臂式地层倾角测井仪。因为测出层面3个点或4个点就可确定地层层面在空间的位置。所以，利用四臂式地层倾角测井仪进行测井，就可以确定所测层面的空间位置。
四臂式地层倾角仪有在同一平面内互成90°的4组电极系，它们都镶嵌在橡胶极板上，测井时通过推靠装置使它们紧贴井壁进行连续测量。

用途自60年代以来人们把地层倾角测井与计算机紧密配合，积累了丰富的地层倾角解释经验，并且广泛地开展了地层倾角解释方法的研究，从而使地层倾角测井在解决地质构造问题和沉积情况方面，取得了迅速的发展。地层倾角仪在研究地质构造中有如下用途。

(1)确定区域构造倾角。地层倾角测井仪除了确定由较小构造显示的地层特性例如断层、不整合或其它局部沉积造成地层倾角之外，它一般确定的地层倾角比局部变化的倾角小，在相当长的井段上有相当稳定的方向。它可以很容易地确定出基本的构造倾角，如不容易确定时，可以利用做出方位分布图的方法确定基本的构造倾角。
(2)确定地质构造异常。各种局部的地质构造异常，在地层倾角测井图上显示出不同的图形，也有一些不同的局部的地质构造异常，在地层倾角测井图形上出现很类似的图形，这就需要用地质和其它测井资料，进行综合解释做出判断。
(3)确定储集层的真厚度。地层倾角测井仪测定地层倾角之后，就能够把地层视厚度换算成为地层真厚度，以确定储集层的真厚度。
(4)制作构造图。利用地质制图中的外推法，结合地震勘探资料，可以根据一口井地层倾角测井资料做出这口井附近的构造图，或根据几口井的地层倾角测井资料做出这几口井所在地区的构造图。
(5)根据已有的地层倾角资料，可以预计打斜井时遇到目的层的深度。此外，地层倾角测井仪可用于研究有关地层沉积问题。这是因为地层倾角测井仪能够得到关于地层内结构形式的资料。利用地层倾角测井资料研究沉积问题包括下列两方面。
(1)确定沉积时岩屑的搬运方向。一般岩屑长轴排列方向是和水流的方向一致，利用地层倾角测井资料研究地层内的结构，可判断岩屑的搬运方向。
(2)研究沉积环境。水流越急，沉积环境能量越高，则水的涡流就越大，就可能出现较多的散乱的等角度的层理面。在深水沉积时，沉积环境能量低，水流平稳，地层倾角较低，并且地面倾角有比较稳定的趋势。
显然，地层倾角测井对判断地质构造、沉积环境等方面有着重要意义，即可根据地质构造及沉积环境等方面资料去寻找油气田，地层倾角测井仪起着十分重要的作用。2

组成微聚焦电极系四个互成90。的微聚焦电极系，安装在垂直于仪器轴的同一平面上，习惯称为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号臂，或I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号极板。它们的作用是测出四条微电导率曲线。当地层岩性改变时，四条曲线上都有反映界面的拐点出现；根据这四个拐点，就可以知道地层界面的空间位置。

井径仪四个聚焦电极系的极板在推靠装置作用下，紧贴井壁；利用相对的两组极板可测出互成90。的两条井径曲线。

空间位置测量装置利用罗盘测量I号极板的方位角和I号极板与井斜方向的相对方位角；利用井斜重锤测量钻井的倾角。
地层倾角测井仪能同时测出十条曲线，包括：四条微电导率曲线；两条井径曲线；三条空间位置曲线；一条电缆张力曲线。电缆张力曲线可以指出井下仪器在井内的运动情况，以便评价测井资料的可靠性。3

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学