定量解释含水层时误差分析与探讨

张利平 彭伟斌

（1.内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院，内蒙古 包头 014010；2.北京中地英捷物探仪器研究所 北京 昌平区 102200）

一、界面响应宽度和纵向分辨率

任一有物性意义的测井方法，只要技术参数确定就有一定的纵向分辨率；且岩性确定后其探测深度也已确定。故确定含水层界面的某一方法的界面响应是唯一的，且其界面响应宽度也是唯一的。研究界面响应宽度对于含水层解释，尤其是厚度小于界面响应宽度的薄含水层有重大意义。有关资料表明，任一测井方法的界面响应宽度均与其纵向分辨率有密切的相关关系。表1列出常用方法不考虑井眼影响及测速时的两组数据。

?

二、深度误差

影响和产生深度误差的因素有三种：

1.解释误差

解释误差多系人为因素所致，故只要解释人员认真、界面点选择恰当、平差合理，常规解释误差可控制在±5cm以内；该误差还具有随机性质，且有时会被其它误差所淹没。

2.电缆误差

测井时由于探测仪器探头连接在电缆的下方，深度误差将取决于不同拉力时的电缆长度变化。一般电缆的伸长随拉力变化产生不同弹性伸长，故影响电缆拉力的探头的重量、形状、与井壁的接触方式及性质均会影响到电缆长度并产生一定的深度误差，该误差还会受到深度传输方式的制约。

①传输方式

主要误差是因测井深度计数轮（光电码轮）走缆外径及电缆伸长引起。

计数轮走缆外径要测试准确，认真操作可减少到允许范围。

②光电码传输方式

数字测井采用此方式，误差起因主要是电缆与码轮不匹配及电缆拉伸引起的缆径变化。

光电码轮直径仅154.48mm，若保证传输误差≤0.5‰，码轮直径精度需高于±0.7mm。除应提高加工精度外，测井时还应注意码轮上有无附着物，否则误差较大且为累加误差。

铠装电缆外层为双层反绕钢丝，层间及钢丝间均有间隙。拉力不同时间隙也随之变化，缆径实际变化程度比用刚体弹性计算法的结果大得多。故，缆径影响是数字测井中不同方法仪器间深度误差的主要起因。

减少该误差除应保持码轮洁净外，还应用实测方法找出与码轮最佳配合的方法探头，并对其它探头进行深度校正。

3.测速误差

测速误差△h计算公式为：△h=vt V为测速，t为时间常数。

数字测井采用时间常数，界面上t值很小，无须测速改正。

上述讨论可知，深度误差可通过商量速改正和拉伸改正等方法，使其符合规程要求。

三、厚度误差

分三种情况讨论：

1.结构单一的厚含水层

这里的薄厚是相对界面响应宽度而言，故本节讨论各种方法均显示为厚含水层的情况。此种含水层与单一界面响应宽度一致，产生厚度误差的原因是：

①解释误差。包括解释点位移误差、比例尺丈量误差及平差误差等。该误差与深度误差一样具随机性质，且一般不大于10cm。

②岩性误差。顶底为隔水层泥岩时，界面形成台坎。其关键是定性和合理选择界面，但若过渡段层薄，两界面可能合二为一，从而影响了定厚的可靠性及精度。

③测速影响。测速对厚解释的影响取决于vt值；vt值增大，曲线幅度下降、曲线变得不对称、“尾支”增长；解释厚度加大。但目前实vt值较小，其影响可不予考虑。

2.薄含水层

①理论曲线。地层厚度小于界面响应宽度的单一含水层，曲线响应有不同程度畸变。

视电阻率电位曲线因极距小，虽可能产生反异常影响定性，但可不考虑其理论曲线的解释误差。

核测井曲线薄层响应的畸变主要表现为界面响应宽度随地层变薄而减少，响应幅度同时减小。因此，使用同一幅值法解释薄含水层厚度误差较大，且随地层变薄而增加，对于低分辨率核测井方法。薄含水层厚度解释误差可能远大于可采层的允许误差。

显然，不应采用低分辨率方法解释薄含水层，也不应采用其成果与高分辨率较差的，而应采用高分辨率方法的解释成果。

②解释误差同厚含水层，一般不超过l0cm，且为随机误差。

③测速影响：簿层的测速影响比厚层大。从理论上讲，20cm的含水层，vt=1200时的误差已达19%如vt=400，误差可限制在2-3cm。从上述讨论中均可看出：含水层越薄时，其误差越也就越大，反之，则越小。

3.断裂隙含水层

地下裂隙含水层中，由于充填了泥浆，有时会出现裂隙含水与非含水的情况，这在曲线反映上有时容易出现假象，此时要配合地质岩性、流量测井的确定。但各参数反映曲线在裂隙界面的反映曲线：在裂隙界面的反映良好时，解释划分上下界面非常容易，显然测量误差除上述误差外，容易满足精度要求。

四、井径及井液影响

1 井径影响

?

由于井径的扩大降低了各种测井方法的分辨率，从而降低了各参数曲线界面的陡度，甚至影响到含水层定性、定厚的可靠性；但只要井壁完整，且井径不超过一定范围，其对定厚解释的影响不大。

但是井径的不均匀扩大对解释成果影响很大，尤其是含水层界面附近岩层的井径扩大，可改变曲线界面位置和形态，造成较大的解释误差。此时曲线界面不对应含水层界面，而对应井径扩大段的"界面"；同时含水层界面响应幅度减少甚剧，甚至找不出界面或形成反界面，使该曲线丧失应用价值。测井方法中，视电阻率、自然电位等电性方法在含水层段将产生或厚或薄的较大的解释误差，且其大小与含水层无关，仅取决于井径变化。

此时需要加测井径曲线，定性解释中排除井径扩大的干扰，并在井径干扰小的曲线上选择正确的界面位置解释，且不能与受干扰曲线较差。若界面邻近含水层同时又扩径，可能导致各曲线同时变形则需要综合分析。应该说，井径不均匀扩大是影响测井质量的主要原因，常因此出现较差超限或 参数不够使含水层成果降级。

2 井液影响

含水层呈高阻响应时，低阻泥浆降低含水层电性幅值；尤其在扩径时，将会影响到定性、定 厚。但多数情况下，井液主要影响定性；只有界面邻近含水层扩径时才会影响定厚成果，如是采用清水钻进时，井液影响会降至很小。

五、结论与建议

1、含水层理论曲线响应的解释误差与层厚不呈正相关系。薄含水层的解释误差随层厚减小有加大趋势，且低分辨率的测井方法误差较大。复杂结构含水层中的破碎带或含水层，不能用低分辩方法定性、定厚，而应提高方法的纵向分辨率或改用其它高分辨率方法来划

2、分。曲线的人为解释误差与层厚无关，且通常可限制在±10cm之内。

3、测速过高可增大误差，但目前使用的Vt较小，一般可不考虑其影响。

4、井径、井液主要影响定性，特定条件下也影响

5、定厚；且误差仅与扩径段有关。深度误差与层厚无关。其值随深度大小而半减，但可进行校正使之不超误差范围。

6、笔者认为，目前使用的不同测井参数曲线间较差要求与层厚正相关系仅是从地质需要角度提出的，与测井实际达到的精度有较大出入，要求不尽合理，并导致部分测井人员改变解释原则去拼凑数字，造成解释中的虚假现象。为此，建议可参考用表2列出的较差的要求，当达到要求后则采用高分辨率方法的成果用为最终成果。

[1]长春地质学院水文物探组.水文地质工程地质物探教程[M].北京：地质出版社，1980.

[2]莫撼.水文地质与工程地球物理勘察[M].北京：原子能出版社，1997.

[3]李大心，地球物理方法综合应用与解释[M].武汉：中国地质大学出版社，2003.5.

[4]李舟波，孟令顺，梅忠武.资源综合地球物理勘查[M].北京：地质出版社，2004.9.