地層傾角測井儀

在井內測定地層傾角和地層傾角方向，對於油氣田的勘探與開發有着重要意義。地層傾角測井資料主要用於研究地層對比，確定地質構造，從而提高勘探效果。

國外地層傾角測井技術，是從石油勘探和開發的實際需要而發展起來的。1930年，第一個成功使用的電纜式地層傾角測井儀是利用沉積岩，特別是泥岩的多向異性進行地層傾角測量，所測的資料只能給出地層傾斜方向。1942年，開始在美國海灣油田的砂泥岩剖面中使用自然電位式地層傾角儀。由於在這些油田的砂泥岩剖面中，自然電位幅度大，變化明顯，取得了良好的地層傾角資料。1945年，在自然電泣曲線不明顯的地區開始使用電阻率式地層傾角儀，它可以記錄3條電極距AO=0．9lm(3“)的3條電阻率曲線。這種地層傾角儀在硬地層和軟地層中都能使用。上面所述的地層傾角儀的井斜測量都採用點測，由於儀器在井內旋轉，連續測量的井段一般不超過12．19m或15．24m(40或50ft)。斯侖貝謝測井公司於1952年開始使用CDM—T型連續地層傾角測井儀，它記錄3條25．4X 25．4mm(1X“n)微梯度電阻率曲線。到了1956年，開始使用CDM—P型地層傾角測井儀，記錄3條微聚焦測井曲線，其測斜部分用磁針和擺錘作為傳感部件的主體。1961年，開始利用磁帶記錄測井資料，並用電子計算機進行處理。1963年，提出了四臂式地層傾角測井儀，它提高了測量精度，使地層傾角測井儀能夠用於研究地質構造和沉積環境，找出油氣最有利的地區。這些地層傾角測井儀的應用，對油氣田的勘探和開發起着極為重要的作用。

70年代，由於沉積學的發展，研究砂岩的微細層理與結構日益為地質學家所重視，為此發展了四臂式高分辯率地層傾角儀和地面數控測井儀。其目的是用貼井壁的聚焦電極提高儀器的縱向分辯能力和加密採樣數據的密度(採樣間距，斯侖貝謝為5．08mm，即0．2in，德萊賽公司為3．175mm，即0．125in)。80年代，斯侖貝謝公司又發展了地層學傾角測井儀SHDT與微電子掃描測井儀MEST，並把它們合為一支下井儀器，名稱用MEST/SHDT表示。這兩種測井儀是為進一步提高電法測井在井壁上的垂直分辯率(採樣間距為2．54mm即0．1in)，並試圖對井壁四周進行更細微與直觀的成像反映。這兩種儀器的井斜與方位的測量系統採用了完全不同於以往的測量系統，而是採用更精確的三維重力加速度計和三維磁力儀。由於信息量龐大，井下儀器採用了微處理機與數據傳輸系統。

目前使用的地層傾角儀多為四臂式地層傾角測井儀。因為測出層面3個點或4個點就可確定地層層面在空間的位置。所以，利用四臂式地層傾角測井儀進行測井，就可以確定所測層面的空間位置。

四臂式地層傾角儀有在同一平面內互成90°的4組電極系，它們都鑲嵌在橡膠極板上，測井時通過推靠裝置使它們緊貼井壁進行連續測量。

自60年代以來人們把地層傾角測井與計算機緊密配合，積累了豐富的地層傾角解釋經驗，並且廣泛地開展了地層傾角解釋方法的研究，從而使地層傾角測井在解決地質構造問題和沉積情況方面，取得了迅速的發展。地層傾角儀在研究地質構造中有如下用途。

(1)確定區域構造傾角。地層傾角測井儀除了確定由較小構造顯示的地層特性例如斷層、不整合或其它局部沉積造成地層傾角之外，它一般確定的地層傾角比局部變化的傾角小，在相當長的井段上有相當穩定的方向。它可以很容易地確定出基本的構造傾角，如不容易確定時，可以利用做出方位分佈圖的方法確定基本的構造傾角。

(2)確定地質構造異常。各種局部的地質構造異常，在地層傾角測井圖上顯示出不同的圖形，也有一些不同的局部的地質構造異常，在地層傾角測井圖形上出現很類似的圖形，這就需要用地質和其它測井資料，進行綜合解釋做出判斷。

(3)確定儲集層的真厚度。地層傾角測井儀測定地層傾角之後，就能夠把地層視厚度換算成為地層真厚度，以確定儲集層的真厚度。

(4)製作構造圖。利用地質製圖中的外推法，結合地震勘探資料，可以根據一口井地層傾角測井資料做出這口井附近的構造圖，或根據幾口井的地層傾角測井資料做出這幾口井所在地區的構造圖。

(5)根據已有的地層傾角資料，可以預計打斜井時遇到目的層的深度。此外，地層傾角測井儀可用於研究有關地層沉積問題。這是因為地層傾角測井儀能夠得到關於地層內結構形式的資料。利用地層傾角測井資料研究沉積問題包括下列兩方面。

(1)確定沉積時岩屑的搬運方向。一般岩屑長軸排列方向是和水流的方向一致，利用地層傾角測井資料研究地層內的結構，可判斷岩屑的搬運方向。

(2)研究沉積環境。水流越急，沉積環境能量越高，則水的渦流就越大，就可能出現較多的散亂的等角度的層理面。在深水沉積時，沉積環境能量低，水流平穩，地層傾角較低，並且地面傾角有比較穩定的趨勢。

顯然，地層傾角測井對判斷地質構造、沉積環境等方面有着重要意義，即可根據地質構造及沉積環境等方面資料去尋找油氣田，地層傾角測井儀起着十分重要的作用。 ^[2] 

四個互成90。的微聚焦電極系，安裝在垂直於儀器軸的同一平面上，習慣稱為I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號臂，或I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號極板。它們的作用是測出四條微電導率曲線。當地層巖性改變時，四條曲線上都有反映界面的拐點出現；根據這四個拐點，就可以知道地層界面的空間位置。

四個聚焦電極系的極板在推靠裝置作用下，緊貼井壁；利用相對的兩組極板可測出互成90。的兩條井徑曲線。

利用羅盤測量I號極板的方位角和I號極板與井斜方向的相對方位角；利用井斜重錘測量鑽井的傾角。

地層傾角測井儀能同時測出十條曲線，包括：四條微電導率曲線；兩條井徑曲線；三條空間位置曲線；一條電纜張力曲線。電纜張力曲線可以指出井下儀器在井內的運動情況，以便評價測井資料的可靠性。 ^[3]