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

 

  關(guān)鍵詞：激發(fā)；極化；測井；物探；方法

 

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

 

  可應(yīng)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(shù)據(jù)，這對地面激電資料的解釋是很有用的。此外通過激發(fā)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(fā)現(xiàn)和判斷含水層的位置。

 

  1厚極化層上的激發(fā)極化測井曲線 不同電阻率厚極化層上的ηａ測井曲線。

 

  現(xiàn)在來分析斗曲線的特點(diǎn)。

 

  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(xiàn)為激電正異常；

 

  Ｂ）厚層界面分別與ηａ曲線的極大點(diǎn)和極小點(diǎn)對應(yīng)，并有ηａ的突變；

 

  Ｃ）離界面足夠遠(yuǎn)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(xiàn)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(fù)，當(dāng)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(dāng)μ２→∞時，（ηａ）ｍａｘ→η２。平直段的產(chǎn)生原因與視電阻率測井Ｐａ曲線平直段產(chǎn)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(cè)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(qū)的測井曲線如果上、下圍巖的導(dǎo)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(cè)有長度等于ＡＭ的平直段，界面與此平直段之中點(diǎn)對應(yīng)。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(fā)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(xiàn)負(fù)值。

 

  １．３非理想電極系的厚層ηａ曲線 實(shí)際的梯度電極系之測量極距ＭＮ≠０，而實(shí)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(diǎn)向供電電極方向移動了ＭＮ／２的距離。與界面對應(yīng)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(xiàn)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(dāng)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(xiàn)，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(cè)一個極距處，出現(xiàn)假性極大值，這是由于供電極已進(jìn)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(cè)，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(shí)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(yīng)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(jīng)消失。而薄層上的電位電極系ηａ曲線仍出現(xiàn)反常的凹陷狀異常，梯度電極系則在界面外側(cè)測量極一 方一個極距處出現(xiàn)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(yīng)當(dāng)適當(dāng)擴(kuò)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(dāng)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(yīng)該滿足Ｌ／Ｄ＞３￣５的要求，而電位電極系則應(yīng)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(guān)。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(fā)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(shí)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(shù)的干擾，采用自下而上的提升電纜測量方式時，應(yīng)把供電電極置于下方，亦即應(yīng)采用頂部梯度電極系或倒裝電位電極系來進(jìn)行觀測。若采用下放電極系的測量方式，則應(yīng)把供電電極置于上方，即應(yīng)采用底部梯度電極系或正裝電位電極系來進(jìn)行觀測。

 

  在頻率域激電測井中，為了削弱電磁耦合的干擾，應(yīng)當(dāng)采用ＡＢＭ的三極方式。因為這時在電纜中兩根并行供電導(dǎo)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(fā)極化法已在找水工作中發(fā)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(fā)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(guān)的參數(shù)，如激發(fā)比和衰減時，尚未在測井中加以利用。有理由認(rèn)為，進(jìn)一步開展激電測井在水文地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用的研究，不但可促進(jìn)激發(fā)極化法的進(jìn)一步發(fā)展，對水文地質(zhì)工作也是有益的。