测井曲线应用.ppt

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1、地球物理测井方法于1927年由法国人斯仑贝谢兄弟创始。1939年翁文波在中国开始地球物理测井工作，测井仪器由刘永年设计制造，使用的测井方法有自然电位测井法和视电阻率测井法。这些测井方法主要用来鉴别岩性、划分油（气）、水层、煤层，寻找金属矿藏以及地层对比等。（半自动测井仪） 50年代，出现了声波测井、感应测井、侧向测井、自然伽马测井（放射性测井）等，并开始采用单一岩性的测井解释模型和简单的数理统计方法，对岩层做物理参数计算以进行半定量或定量解释。但这些测井和解释方法对于碳酸盐岩、泥质砂岩以及其他复杂岩性的油（气）层评价仍然十分困难。（JD581多线型全自动测井） 70年代后期，数字测井阶段。相继

2、出现了岩性孔隙度测井系列（中子测井、密度测井、声波测井等）、电测井系列（深、浅测向测井，深、中感应测井，微测向测井），及地层倾角测井，对单一岩性与复杂岩性地层进行岩性、物性、含油（气）性等做定量解释，同时开展了以地层倾角测井为核心的地质分析。（3600，SJD801） 80年代末期，出现了数控测井仪器，应用电子计算机处理和解释测井信息，实现了测井系列化、数字化。（3700，CSU，XSKC） 90年代，出现了成象测井仪器，使测井技术发展到一个高科技阶段。 （MAXIS500,ECLIPS,EXCELL2000）,简 史,一般按所探测的岩石物理性质或探测目的可分为: 电法测井 声波测井 放射性测

3、井 地层倾角测井 气测井 地层测试测井 钻气测井,分 类,根据油（气）层、煤层或其他探测目标与周围介质在电性上的差异，采用下井装置沿钻孔剖面记录岩层的电阻率、电导率、介电常数及自然电位的变化。电法测井包括以下几种： （1）普通电阻率测井 使用简单的下井装置（电极系）探测岩层电阻率，以研究岩层的电性特征。由于影响因素较多，其测量结果称为视电阻率。电阻率测井按其电极系的组合及排列方式不同，又分为梯度电极系测井及电位电极系测井。 （2）微电极测井 在电阻率测井的基础上发展了微电极测井。它用于测量靠近井壁附近很小一部分泥饼和冲洗带地层的电阻率，能较准确地指示泥饼的存在及划分渗透性地层，能区分储集层中的

4、薄夹层（非渗透层）以及准确地确定地层厚度。 （3）侧向测井 是一种聚焦电阻率测井方法，主要用于高电阻、薄地层及盐水泥浆测井。根据同性相斥的原理，在供电电极的上方和下方装有聚焦电极，用聚焦电流控制主电流路径，使它只沿侧向流入地层。由于侧向测井电极系结构不同，聚焦电流对主电流的屏蔽作用大小不同，因而它们具有不同的径向探测深度。 （4）感应测井是一种探测地层电导率的测井方法。该方法根据电磁感应原理，测量地层中涡流的次生电磁场在接收线圈中产生的感应电动势，以确定地层的电导率。它是淡水泥浆和油基泥浆井有效的一种测井方法。同时它特别适用于低电阻率岩层的探测，包括离子导电的含高矿化度地层水的油(气)、水层和

5、电子导电的金属矿层。 （5）介电测井 是探测岩石介电常数的一种测井方法。由于水的介电常数远远大于油(气)和造岩矿物的介电常数，所以它可用于判断油日开发中出现的水淹层，并提供估计油层残余油饱和度及含水量多少的可能性。 （6）自然电位测井 沿钻孔剖面测量移动电极与地面地极之间的自然电场。自然电位通常是由于地层水和泥浆滤液之间的离子扩散作用及岩层对离子的吸附作用产生的。因此，自然电位曲线可用来指示渗透层，确定地层界面、地层水矿化度以及泥质含量。在油(气)井中，它与电阻率测井组合，可以划分油(气)、水层并进行地层对比等。,电法测井,利用岩石的声波传播特性研究钻孔剖面岩层地质特征和井下工程隋况。声波测井

6、拉其探测目的不同，可分为声速测井和声幅测井两类。常用的声波测井方法有：声速测井(纵波速度和横波速违度)、声幅测井、声波变密度测井(或称微地震测井)、声波电视测井等。 （1）声速测井 记录声波沿井壁各地层滑行时经过某一长度所需要的时间，主要用于确定岩性、孔隙度和指示气层。它与密度测井进行综合解释，可以确定地层声阻抗和灰层的灰分，同时还可以合成垂直地震剖面。 （2）声幅测井 测量声波初至波前半周幅度的衰减。分为裸眼井声幅测井和固井声幅测井。裸眼声幅测井主要用来寻找钻孔剖面上的裂缝带；固井声幅测井主要用于检查固井质量及确定水泥返回高度。 （3）声波变密度测井 是一种全波波形测井。在套管井中，能检查套

7、管与水泥环和水泥环与地层胶结程度的好坏，也是检查固井质量的有效方法之一。在裸眼，它用于确定岩石的横波速度，计算岩石弹性参数（柏松比，杨氏模量、切变模量等），对于评价煤层的强度特别有用。 （4）声波电视测井 利用超声波的传播与反射，来反映井壁物体形象的测井方法。主要用途是：拍摄井下套管的照片，以检查套管射孔后的质量及套管的工程问题；在裸眼井内拍摄井下碳酸盐岩层和煤层的井壁照片，以确定岩层裂缝及溶洞的形状。,声波测井,测量井剖面岩石的天然放射性射线的强度，或测量经过放射性源照射后，岩石所产生的次生放射性射线强度，用以发现放射性矿藏，确定岩石成分，计算岩石物性参数，判断气层。 （1）一般的中子测井，

8、当中子源释放出的快中子同介质原子核发生碰撞时，就会失掉自己的部分能量，减低速度并最后变成热中子。由于氢原子核与中子的质量基本相等，中子在含有大量氢的含水层和含油层里最容易被减速。因此，通过测量中子的计数率可以反映孔隙度的大小。根据测量的中子能量的大小可以分为热中子和超热中子测井。目前的三孔隙度测井中的补偿中子测井就属于该类。 （2）中子寿命测井，测量热中子被地层俘获所需要的时间。可以利用它来区分油水层、划分油、气、水的界面。 （3）中子伽马能谱测井：快中子非弹性散射伽马能谱测井、中子俘获伽马能谱测井、中子活化伽马能谱测井。主要用于判别地层中碳氧原子含量的差异，进而判断含油、水量的大小。 （4）

9、中子活化测井，是中子活化分析技术在测井中的应用。主要用于寻找铜、镍矿体并确定其含量。在石油领域主要用于识别岩性、确定泥质含量。 （5）伽马-伽马密度测井，即常说的密度测井，测量岩层密度。 （6）自然伽马测井，测量沿井孔的天然放射性。划分岩性。 （7）核磁测井，利用原子核的核磁共振效应，氢核的核磁共振效应最明显，也是核磁测井的研究对象。核磁测井能够直接划分储集层，并确定它们的自由流体指数，进而确定地下可采的石油储量。核磁测井还能确定地层的有效孔隙度、地层流体类型和含量、地层水电祖率和岩性等多种参数。核磁测井是迄今为止唯一能够直接获取地层渗透率的测井方法。,核测井,地层倾角测井 测量地层的倾角与方

10、位角，能够确定真实的地层倾角和方位的变化。可用于研究构造变化，确定断层、不整合、交错层、砂坝、岩礁，以及研究地质沉积环境等。此外，地层倾角测井还可以探测井壁附近的地层裂缝带，确定裂缝走向和方位，通常又称为裂缝识别测井。 地层测试测井 使用电缆式地层测试器，在裸眼井进行地层流体取样，测定地层流体恢复压力。通过计算获得原始地层压力及有效渗透率。它可以用于探井中途测试，是一种直接找油、找气的探测方法。 气测井 测定钻开岩层后进入泥浆中的烃类气体（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷）和非烃类气体的含量及其化学成分，用以发现探井中的油层，提供测试层位。是石油勘探中直接找油的、找气的测井方法。 地层测试测井 使

11、用电缆式地层测试器，在裸眼井进行地层流体取样，测定地层流体恢复压力。通过计算获得原始地层压力及有效渗透率。它可以用于探井中途测试，是一种直接找油、找气的探测方法。 随钻测井 将电阻率、自然伽马、井斜等传感器装载钻挺内，边钻进边测量，脉冲信号通过泥浆传输到地面纪录系统，可以消除泥浆对油气层侵入的影响，能反映油气层的电阻率，提高地层的评价精度。井斜信息能及时确定井眼斜角和方位角，控制钻井质量。这种方法目前已在世界海洋钻井工作中使用。 生产测井 测量套管内流体的流量、含水率、压力、温度等参数。它是在射孔作业以后进行的油井生产动态测井。此外，在水文地质勘探中也有广泛用途。生产测井可以分为流量、含水、压

12、力、温度等测井。,自然电位、自然伽玛曲线 ： 自然电位：在没有人工供电的情况下，测量电极M在井内移动时，仍能测量到与岩性有关的电位变化。引起这一现象的原因是地层水含盐浓度和钻井液含盐浓度不同，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用；地层压力与钻井液柱压力不同时，在地层孔隙中产生过滤作用。 自然伽马：岩石中含油天然的放射性元素，这些元素在衰变的过程中放出大量的、射线。三大岩类中火成岩放射性最强，沉积岩最弱。在一般情况下，沉积岩的放射性主要取决于岩层的泥质含量。所以我们可以用其划分岩性、进行地层对比、确定泥质含量等。自然伽马常被简写为GR，单位是API。 判断岩性，确定渗透性地层； 计算地层

13、水电阻率； 估计地层的泥质含量； 判断水淹层位。,微电极（微梯度、微电位） ： 主要用来判断渗透层及岩性，并能准确地测出冲洗带电阻率。微电位的探测深度为810cm，所测的视电阻率主要反映冲洗带电阻率；微梯度的探测深度为46cm，测量结果主要受泥饼影响。当微电位曲线幅度大于微梯度曲线的幅度时，称正幅度差；反之为负幅度差。渗透层井段基本上都有幅度差，淡水钻井液是正幅度差。非渗透层无幅度差，或正负不变的小幅度差。微梯度常用ML2表示、微电位用ML表示，单位都是.m。微电极曲线的探测范围小，纵向分辨能力强，在区分渗透层和非渗透层的界面时可用微电位和微梯度曲线分歧的半幅点的深度来划分由于微电极可以区分渗

14、透层和非渗透层，在油层中将非渗透层和致密夹层扣除就得到有效厚度。 作用： 1、划分岩性及确定渗透层； 2、确定岩性界面； 3、确定含油砂岩的有效厚度； 4、确定井径扩大的井段； 5、确定冲洗带电阻率和泥饼厚度。,微电位、微梯度曲线应用,三个电极A、M1、M2，A为供电电极，M1、M2为测量电极，电极间距离为0.025m。 三个点电极组成两种类型的微电极系：微梯度电极系、微电位电极系。 微电位的探测深度为810cm，微梯度探测深度为46cm。微电位所测的视电阻率主要反应渗透层井冲洗带电阻率，而微梯度测量的结果主要受泥饼影响。 划分岩性及确定渗透层： 首先用有无幅度差将渗透层和非渗透层区分开。再根

15、据幅度大小和幅度差的大小详细地划分岩性。 确定岩层界面 微电极曲线的探测范围小，纵向分辨率能力较强，划分薄互层组和薄夹层比较可靠。渗透层的界面可用微电位和微梯度两条曲线分歧的半幅点的深度位置来划分。一般砂泥岩剖面常用此划分渗透层。 确定含油砂岩的有效厚度 由于微电极曲线具有划分薄层和区分渗透和非渗透性岩层的两大特点，在油层中把非渗透性和致密的薄夹层从含油气层总厚度中扣除就得到有效厚度。,和泥饼厚度,深侧向、浅侧向曲线、微球聚焦 ： 由于泥浆和围岩的分流作用，使得普通电阻率测井获得的视电阻率远小于地层真电阻率。为了使主电流侧向流入地层，就需要加两个或多个屏蔽电极。深侧向的屏蔽电极长，回路电极距离

16、远，迫使电流束流入地层很远才能到达回路电极；浅侧向的屏蔽电极短，回路电极距离近，所以它探测的范围较浅。根据屏蔽电极的多少，可分为三侧向、七侧向等。深、浅侧向的简写分别为LLD和LLS，微球聚焦的简写是MSFL，单位都是.m。,普通电极系测井曲线： 电极系测井分电位电极系、梯度电极系，主要区别就是不成对电极到靠近它的那个成对电极间的距离，如果小于成对电极间的距离为 电位电极系，反之为梯度电极系。如果成对电极，在不成对电极下方的叫正装电极系，反之为倒装电极系。由于正装梯度电极系测出的Ra曲线在高阻层底界面出现极大值，所以也叫底部梯度电极系。根据电极间距离的不同，可分为0.45、0.5、1.0、2.

17、5、4.0m 等，分别用符号R045、R05、R1、R25、R4表示，单位都是.m。,各种测井仪所记录的测井信息，分为数字磁带记录和连续的模拟曲线照相记录两类。后者属于老的记录方式，当需要使用计算机处理时，必须通过数字化仪对连续的模拟曲线进行采样，并将数据记录在数字磁带上。 数字处理：测井数据处理的对象是记录在磁带上的由测井仪器所获得的经过采样的各种物理信息。在磁带上记录的有地层电阻率、电导率、岩石体积密度、声波时差、自然电位以及人工放射性和自然放射性强度等。 测井数据的处理是通过由不同的功能的环节组成的流程来实现。通常包括以下几个主要环节： （1）野外磁带的检查与预处理: 包括：用程序将磁带

18、上的记录的数据打印出来，以检查各种数据文件的鉴别号、深度、采样间距、采样数据是否合理、准确。 预处理的目的是，将野外磁带处理成便于计算机使用的室内磁带或磁盘文件。其内容是改变记录格式，对野外磁带数据进行转换、刻度、校正及归类排列，从而得到采样间距一致、深度对齐、数据正确的是室内磁带。 （2）处理:应用各种测井分析程序对室内磁带上的测井数据进行自动处理解释，获得钻孔中目的层的有效孔隙度、含水饱和度、原始含油体积、可动油体积、渗透率、次生孔隙度指数、岩石矿物成分等10几个地质参数，并以数据或连续曲线图的方式显示出来。处理中，还可以采用交会图技术，检查原始测井数据质量，选择解释模型及解释参数等。 （

19、3）解释:根据处理后所得到的数据或地质参数曲线，对钻孔的目的层做出定性、定量的评价。对石油勘探与开发则包括判断岩性、判断油、气、水层、计算油气储量等；对煤田勘探则主要是划分煤层、并对煤层的品位做出评价。,数据处理和解释,三孔隙度测井 ： 声波时差测井：由于岩性的不同，声波在岩石中通过时的速度也不相同。声波测井实际上是测量两个探头间地层的平均时差。一般的，声波在砂岩中传播的速度较快，时差数值较低，在泥岩中传播的时差较高。由此可以根据经验公式，求取地层的孔隙度。,式中： tmas岩石骨架横波时差 tf孔隙中流体的时差 m经验指数 tR横波、纵波时差比,（补偿）密度测井：由伽马源放出的伽马射线因为散

20、射吸收，使强度减弱，接受探头接受到经过岩石散射后未被吸收的伽马射线。岩层的电子密度大，则散射的伽马就多，未被吸收散射伽马射线的计数率就少，反之则计数率大。电子多，说明岩石的密度大。主要作用： 确定岩层岩性 计算孔隙度 区分储层的流体性质,b密度测井求得的孔隙度 ma岩石骨架的密度值 f岩石孔隙度所含流体的密度值 b地层密度,感应电导率测井、井径 ： 感应测井是利用电磁感应原理研究地层电阻率的一种方法，通过高频振荡电路，在周围地层产生交变电磁场，产生感应电流和感生电动势，从而形成涡流。涡流在地层中产生二次交变电磁场。接收线圈所接受到的二次交变电磁场产生的感应电流和感生电动势的强弱，取决于地层电导

21、率。根据公式： ERk 其中：k为仪器常数；为地层电导率； ER为二次交变所产生的感应电动势。 感应测井分深感应测井、中感应测井，分别简写为ILD、ILM，单位.m。在目的层段，最大值15 .m以下，最小值1 .m以上，平均3 .m左右，多数都分布在4 .m 附近，只有个别位置出现峰值。 井径： 一般用CAL表示，单位是IN。,几个重要的计算公式： 孔隙度：相互连同的，在一般 压力条件下，可以允许流体在其 中流动的孔隙体积之和与岩样总 体积的比值称为有效孔隙度。,声波时差测井,密度测井,渗透率：在一定压力差下，岩石使流体通过的能力。,V通过岩石的流体体积 p岩石两端压力差 A岩石截面积 t流体

22、通过岩石的时间 流体粘度 L岩石长度 K岩石的渗透率,阿尔奇(Archie)公式,孔隙度,含油饱和度：岩石孔隙中含油体积与地层孔隙的总体 积之比。即： 泥质含量公式：Vsh=1-SP/SSP100% 式中：SSP静自然电位 SP自然电位,油、气、水层的识别标准图版 ：,软件： 国内的：forward 国外的：斯伦贝谢 geoframe-p package, wellcomposition petroview plus Elan plus Paradiam: Geolog Petrel: 可以根据宏语言，编写多井处理程序,测井曲线的地质意义,岩性测井-自然伽马测井 自然电位测井,电阻率测井-普通

23、电极系测井系列（4米、2.5米、0.5米、0.45米） 侧向测井系列（深浅三侧向、七侧向、八测向、双侧向） 微型聚焦测井 微电极（微电位、微梯度） 感应测井、感应电导率测井,孔隙度测井-声波时差测井、密度测井、中子测井,1、砂泥岩划分； 2、油气水层的识别； 3、储层参数定量求取；,砂泥岩的划分砂岩的SP存在正异常、负异常，GR低值。,自然电位产生主要有两个原因：地层水和钻井液柱压力不同，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用。地层压力和钻井液柱压力不同时，在地层孔隙中产生过滤作用。 与扩散吸附电动势 Ed=k*lg(c1/c2)； 式中：-扩散吸附电动势系数（温度25度时，为-11.6

24、mV）； c1-地层水矿化度,mg/L （NaHCO3:12292030mg/L) ； c2-泥浆滤液矿化度,mg/L； 以泥岩为基线， 当c1c2时，（淡水泥浆）SP曲线负异常 当c1c2时，（咸水泥浆）SP曲线正异常,SP负（正）异常； SP半幅点分层； SP形态； SP相对幅度； Nm Ng区别； 油层、油水同层、水层的sp曲线差异； 泥岩与砂层的sp区别；,自然电位曲线-在测井相分析中的应用,河道类砂体-以底部冲刷充填突变接触为特征，向上粒度逐渐变小，顶部渐变接触；沙坝类砂体-底部渐变接触、向上粒度逐渐增大，顶部突变接触。 箱形单层厚度大于3.5m，正粒序特征（下粗分选好）多为多期河道块状叠加砂岩沉积，顶底突变接触关系中高幅度负异常。 钟形-一般厚度在25m之间，反映水能量逐渐减弱以及物源供应的不断减少，曲流河点坝沉积或三角洲分流浅河道沉积。 漏斗形-反粒序水退层系，代表水能量逐渐增强和物源供应越来越丰富的环境 。分流河口砂坝。 指形-一般单层厚度小于2m，滩砂、漫滩砂、天然堤。,声波时差曲线,1、单位：s/m s/ft 1m=3.28ft 、砂岩/泥岩的声波时差值范围： 3、特殊岩性的识别:火山岩（玄武岩）： 4、声波时差标准化： 5、声波时差计算孔隙度值： 6、地层对比方面应用：断点识别；,声波时差分布范围：236.2481.1 s/m，峰值：360.8 s/m。,