重力勘探基本原理

重力测井是在井中进行重力测量的一种新型测井方法。与地面重力勘探不同之处是，它通过沿垂向做重力测量去探测横向上的密度异常体。

与其他测井方法相比的显著特点是，它具有探测半径大，不受套管、水泥环、井液性质与侵入带以及井壁坍塌等影响，因而对寻找裂缝、溶洞型油气藏有明显的优越性。

13.7.1 重力测井的基本原理

假定地层是与井孔同心且呈无限均匀分布的水平圆板，则当仪器被置于该水平地层的上界面S1或下界面S2处时，不难导出整个水平圆板地层的重力效应为

勘查技术工程学

式中：G为万有引力常数；ρ为地层密度；Δz为水平地层的厚度。

式（13.7-1）是重力勘探中大家熟知的中间地层重力效应，是对地面重力勘探做布格校正的依据。

实际进行重力测井时，由于井眼周围存在着岩层和其他地质体，所以井下仪器的测量值除了地层的重力响应值之外，还包括自由空气重力垂直梯度。于是在S1处测得的重力值g1应为该处自由空气重力值g10与水平地层重力响应值g之和，即

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而在S2处测得的重力值g2应为该处的自由空气重力值g20与水平地层重力响应值之差（因S2处的g值为负），即

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于是两测点间的重力差为：

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由于自由空气重力垂直梯度值 F=，故上式可写成

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将式（13.7-1）代入式（13.7-5）得

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由此得水平地层的体积密度为

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此即重力测井中计算地层密度ρ的基本表达式。进一步代入F（F=0.3086×10-5m·s-2/m）和G等常量值，并当Δg/Δz以10-5m·s-2/m为单位时，得

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重力是一种超距力，它不受距离限制，也没有任何物质能将它屏蔽或隔离。所以重力测井测得的地层密度值是很大体积的水平地层中具有代表性的平均密度。实际上80%～90%来自于半径为测点间隔2.5～5倍的地层质量。当测点垂直间隔为5m时，其有效探测半径为12.5～25m。可见重力测井的探测范围比常规测井方法大得多。

13.7.2 重力测井技术

进行重力测井时，一般在地层界面处停放仪器并进行记数，通过记录一系列间隔深度Δz和相应的间隔重力差Δg值后，便可由重力测井基本公式求得对应的每个测量间隔内的地层体积密度ρ，进而构制成重力测井曲线。

利用重力测井曲线，结合其他有关资料（如钻井和其他测井资料），可对远离井孔的密度异常体做出较确切的评价。