物理検層比抵抗検層

RESISTIVITY LOGGING比抵抗検層

物理検層

比抵抗検層は、地層の電気物性である比抵抗を測定する検層の総称です。比抵抗検層にはノルマル検層、インダクション検層などがあります。これらは測定方式や坑壁からの探査深度、深度分解能等が異なり、地層の特性や測定の目的に応じて使い分けています。
比抵抗検層では坑井内で電気化学的に自然発生する自然電位(SP)も同時に計測することができます。

主な種目

ノルマル検層

ノルマル検層(電気検層/ノルマル法)は、導電性のある液体に満たされた坑井内で地層に電流を流し、地層の比抵抗を深度に対して連続して測定する方法です。図に示すように検層ツールと地表に電流電極A、Bと電位電極N、Mをそれぞれ配置します。等方均質媒体の地層では、電流電極Aのまわりの等電位面は球面となり、その電位Vは均質の地層の比抵抗ρに比例します。つまり、 ρ=4πAM・V/I です。
ここで、AMはA極とM極の間隔を示します。AMを電極間隔またはスペーシングと呼び、異なるスペーシングを用いて測定することにより異なる探査深度の地層比抵抗を得ることができます。実際の測定においては、AM1(スペーシング:25cm)、AM2(スペーシング:100cm)の電極配置の機材を用います。
ノルマル検層では、同時に地層の自然電位(SP)を連続的に測定します。自然電位の測定では、坑井内電極M1と地上の電極N間の電位差を記録します。自然電位の発生機構としては、イオンを含む地層水が流動するときに生じる流動電位と、塩分濃度の異なる坑内流体と地層水との間でイオンが移動することにより生じる電気化学的電位があり、大部分が後者の効果であると考えられています。

高分解能インダクション検層

インダクション検層は、ノルマル検層(電気検層/ノルマル法)とは大きく原理が異なります。送信コイルに交流電流を流すとツール周辺には磁場が生じます。この磁場が地層中を通過すると、ループ状のうず電流を誘起します。うず電流はさらに2次的な磁場を誘起し、これを受信コイルで受け取ります。地層中に発生したうず電流は坑井を取り囲むようなループで、その大きさは地層の導電率に比例します。導電率の逆数は比抵抗ですので、導電率を測定することは、結果的に比抵抗を測定することになります。
インダクション検層は、坑内泥水の影響を受けにくく設計されていて、泥水の浸入が及んでいない領域の比抵抗(≒真の比抵抗)を得ることができる検層種目です。非導電性の坑内流体を使用している場合でも地層の比抵抗を測定することができます。また、導電率を測定しているので、比抵抗の低い地層の比抵抗測定に有効です。
高分解のインダクション検層ツールは、複数の受信コイルを使用することにより2種類の探査深度で測定できるようにデザインされています。探査深度の深い測定値をディープ、比較的浅い測定値をミディアムと呼び、さらに電極間隔の短いラテロ型検層ツールで同時に測定される最も浅い探査深度の比抵抗値をシャローと呼んでいます。