測井原理及應(yīng)用

測井原理及應(yīng)用第1頁/共58頁測井起源于法國，1927年9月，法國人斯侖貝謝兄弟（ConradSchlumberger和MarcleSchlumberger）發(fā)明了電測井，在法國Pechelbronn油田記錄了第一條電測井曲線。我國測井技術(shù)始于1939年12月，中國科學(xué)院院士、著名地球物理學(xué)家翁文波教授（已去世）是中國測井的奠基人。核測井（自然γ）始于1952年，聲波測井始于1965年。電、聲、核測井的起始時(shí)間與國外相比分別晚12年、13年和13年。

第2頁/共58頁1：500測井項(xiàng)目（全井1：200測井項(xiàng)目（目的層段）選測項(xiàng)目1雙側(cè)向1雙側(cè)向—微球形聚焦微電阻率成像2聲波時(shí)差2巖性密度聲波成像3自然電位3補(bǔ)償中子核磁共振4自然伽馬4聲波時(shí)差5井徑5自然電位6井斜6自然伽馬能譜7井徑8地層傾角9雙感應(yīng)—八側(cè)向氣探井測井系列

第3頁/共58頁1：500測井項(xiàng)目（全井）1：200測井項(xiàng)目（目的層段）選測項(xiàng)目1雙感應(yīng)1雙感應(yīng)—八側(cè)向地層傾角2聲波時(shí)差2聲波時(shí)差自然伽馬能譜3自然電位3補(bǔ)償中子4自然伽馬4補(bǔ)償密度5井徑5自然伽馬6井斜6自然電位7微電極84米9井徑油探井測井系列

第4頁/共58頁1：500測井項(xiàng)目（全井）1：200測井項(xiàng)目（目的層段）選測項(xiàng)目1雙側(cè)向1雙側(cè)向—微球形聚焦地層傾角2聲波時(shí)差2巖性密度自然伽馬能譜3自然電位3補(bǔ)償中子微電阻率成像4自然伽馬4聲波時(shí)差聲波成像5井徑5自然伽馬核磁共振6井斜6自然電位雙感應(yīng)—八側(cè)向7井徑氣開井測井系列

第5頁/共58頁1：500測井項(xiàng)目（全井）1：200測井項(xiàng)目（目的層段）選測項(xiàng)目1雙感應(yīng)1雙感應(yīng)—八側(cè)向地層傾角2聲波時(shí)差2聲波時(shí)差自然伽馬能譜3自然電位3補(bǔ)償密度補(bǔ)償中子4自然伽馬4自然伽馬地層測試5井徑5自然電位6井斜6微電極74米電阻率8井徑油開井測井系列

第6頁/共58頁第7頁/共58頁1.自然電位測井（SP）

在未向井中通電的情況下，放在井中的兩個(gè)電極之間存在著電位差。這個(gè)電位差是自然電場產(chǎn)生的，稱為自然電位。在井中的自然電場是由地層和泥漿間發(fā)生的電化學(xué)作用和動電學(xué)作用產(chǎn)生的。測量自然電位隨井深的變化叫做自然電位測井。vMN井中電極M與地面電極N之間的電位差?原理：測量井中自然電場第8頁/共58頁第9頁/共58頁1、自然電位測井?曲線特點(diǎn)砂泥巖剖面：泥巖處SP曲線平直（基線）砂巖處負(fù)異常（Rmf>Rw)

負(fù)異常幅度與粘土含量成反比，Rmf/Rw成正比第10頁/共58頁

曲線應(yīng)用①劃分巖層界面②確定滲透性巖層③確定水淹層第11頁/共58頁原理：測量井剖面自然伽馬射線的強(qiáng)度和能譜的測井方法。沉積巖中含有天然放射性同位素，不同巖石所含放射性同位素的數(shù)量不同，衰變時(shí)放射出的伽馬射線的強(qiáng)弱也不同，因此自然伽馬測井曲線能夠反映不同地層的巖性剖面。2、自然伽馬和自然伽馬能譜測井第12頁/共58頁2、自然伽馬和自然伽馬能譜測井巖層中的天然放射性核素衰變伽馬射線巖性不同放射性核素的種類和數(shù)量不同

自然伽馬射線的能量和強(qiáng)度不同自然伽馬測井曲線GR自然伽馬能譜測井曲線—鈾U、釷Th、鉀K的含量去鈾自然伽馬CGR

總自然伽馬GR?測量基礎(chǔ)第13頁/共58頁①劃分巖性②地層對比③確定泥質(zhì)含量

曲線應(yīng)用第14頁/共58頁

配合其它測井資料或地質(zhì)錄井資料綜合解釋確定巖層巖性。泥巖曲線幅度值高，砂巖顯示低幅度值，對于含泥質(zhì)巖層，根據(jù)泥質(zhì)含量多少界于上述兩者之間。從曲線上比較容易選擇區(qū)域性對比標(biāo)準(zhǔn)層，所以當(dāng)其它測井曲線難以進(jìn)行地層對比的剖面，可以用自然伽瑪曲線進(jìn)行。另外，曲線可在下套管的井中進(jìn)行，因此廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)測井，如跟蹤定位射孔、找套管外竄槽等。曲線應(yīng)用第15頁/共58頁原理：不同的地層中，聲波的傳播速度是不同的。聲波速度測井儀在井下通過探頭發(fā)射聲波，聲波由泥漿向地層傳播，其記錄的是聲波通過1米地層所需的時(shí)間△t（取決于巖性和孔隙度）隨深度變化的曲線。3.聲波時(shí)差測井第16頁/共58頁①確定巖層孔隙度，識別巖性，對比地層、判斷氣層

巖石越致密，時(shí)差越小，巖石越疏松，孔隙度越大，時(shí)差就越大。由于聲波在水中傳播的速度大于在石油中傳播的速度，而在石油中傳播的速度又大于在天然氣中傳播的速度，故巖石孔隙中含有不同流體時(shí)，可以從聲波時(shí)差曲線上反映出，尤其在界面上更為明顯。線曲應(yīng)用第17頁/共58頁②劃分裂縫性滲透層對于致密巖層的破碎帶或裂縫帶，當(dāng)聲波通過時(shí)，聲波能量被大量吸收而衰減，使得聲波時(shí)差急速增大，有時(shí)產(chǎn)生周波跳躍的特征。線曲應(yīng)用第18頁/共58頁4、密度測井和巖性—密度測井

巖石體積密度是單位體積巖石的質(zhì)量，單位是g/cm3。巖石體積密度是表征巖石性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，它不但與巖石礦物成分及其含量有關(guān)，還與巖石孔隙和孔隙中流體類別、性質(zhì)及含量有關(guān)。

第19頁/共58頁密度、巖性密度測井的應(yīng)用

確定巖性和孔隙度根據(jù)Pe和ρb交會快速解釋巖性，一般Pe＜2，為砂巖；Pe=3左右，為白云巖；Pe=5左右，為石灰?guī)r等。硬石膏ρb=2.98g/cm3，巖鹽ρb=2.02g/cm3。第20頁/共58頁5、補(bǔ)償中子測井

通過探測地層的含氫量來求地層孔隙度的。補(bǔ)償中子測井的主要用途有：1.計(jì)算儲層孔隙度；2.與密度、聲波時(shí)差等曲線組合判識儲層是否含氣，計(jì)算儲層的含水飽和度和礦物成分；3.計(jì)算地層的泥質(zhì)含量第21頁/共58頁補(bǔ)償中子和中子伽馬測井?基本原理

中子源快中子地層介質(zhì)熱中子補(bǔ)償中子測井（CNL）：測量地層對中子的減速能力，測量結(jié)果主要反映地層的含氫量。中子伽馬測井（NG）：測量熱中子被俘獲而放出中子伽馬射線的強(qiáng)度。兩者均屬于孔隙度測井系列。第22頁/共58頁補(bǔ)償中子和中子伽馬測井?應(yīng)用

1、確定儲集層孔隙度。

2、劃分巖性。

3、判斷氣層。

4、套管井中子伽馬推移測井尋找氣層。中子伽馬推移測井氣層識別圖第23頁/共58頁

原理：

在視電阻率測井的基礎(chǔ)上，為了細(xì)分層，減少上下鄰層、泥漿及井徑對曲線的影響，改裝電極系，使電極系靠井壁測量巖層電阻率。這樣，大大縮小了電極之間的距離的電阻率測井。６.微電極曲線測井（RMG/RMN）第24頁/共58頁曲線應(yīng)用①確定巖層界面②劃分滲透層③確定巖性第25頁/共58頁

曲線應(yīng)用①確定巖層界面

由于它電極距小，緊貼井壁進(jìn)行測量，消除了鄰層屏蔽的影響，減小了泥漿的影響，因此巖層界面在曲線上反映清楚。分層原則是用微電位曲線的半幅點(diǎn)來確定地層頂?shù)捉缑妗τ诒?，必須與視電阻率曲線配合，才能獲準(zhǔn)確結(jié)果。第26頁/共58頁

曲線應(yīng)用②劃分滲透層

滲透層處，兩條微電極曲線出現(xiàn)幅度差，非滲透層處，兩條曲線出現(xiàn)很小的幅度差。微電位曲線幅度大于微梯度曲線幅度，稱做正幅度差。滲透性巖層在微電極曲線上一般呈正幅度差。當(dāng)泥漿礦化度很高，使得泥漿電阻率大于侵入帶電阻率，微電位曲線幅度低于微梯度曲線幅度，出現(xiàn)負(fù)幅度差。第27頁/共58頁

曲線應(yīng)用③確定巖性

在碎屑巖沉積剖面上，根據(jù)兩條微電極曲線幅度差大小，可以定性判斷巖石的滲透性好壞，泥質(zhì)含量的多少。泥巖一般表現(xiàn)電阻率低，曲線平緩無幅度差。滲透性砂巖一般表現(xiàn)曲線幅度值高，兩條曲線存在正幅度差。隨泥質(zhì)含量的增加巖石滲透性變差，正幅度差值變小。第28頁/共58頁

原理：根據(jù)同性電相斥的原理，在供電電極（主電極）的上、下方裝上聚焦電極，使其電流與供電電極的電流極性相同，由于電流的排斥作用，使主電流只沿側(cè)向（垂直井軸）進(jìn)入地層。７.雙側(cè)向測井(LLD/LLS)第29頁/共58頁第30頁/共58頁①深淺雙側(cè)向曲線重疊判斷油水層②確定地層電阻率。

雙側(cè)向視電阻率曲線的特點(diǎn)是對高阻層具有對稱性，最大值在地層中點(diǎn)，解釋時(shí)讀最大值，可以確定地層電阻率，且對薄層分層能力比其它電阻測井要清晰得多。根據(jù)兩條曲線的幅度差可以劃分滲透層和油氣水層。油層、氣層幅度差大，且顯示正幅度差，水層幅度差小，或顯示負(fù)幅度差。曲線應(yīng)用第31頁/共58頁８.視電阻率測井

普通電阻率測井包括視電阻率測井短電極（0.25米、0.45米）、長電極（2.5米、4米）測井等。原理：測量巖石電阻率，反映巖石的巖性及所含油水性質(zhì)。測井時(shí)放入井中的那組電極（包括供電電極和測量電極）叫做電極系。分為電位電極系和梯度電極系兩類。當(dāng)?shù)貙虞^薄時(shí)，為了估計(jì)地層是否具有滲透性，因此采用了分辨能力更高、幾乎不受圍巖、高阻鄰層和泥漿影響的微電極測井。第32頁/共58頁

根據(jù)各類型電極系測得的曲線在巖層界面的特點(diǎn)，可以準(zhǔn)確地確定巖層分界面的位置。在搞清巖性與電性關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用視電阻率曲線可以判斷巖層的巖性，劃分油氣水層。①劃分巖層界面②確定巖性。曲線應(yīng)用第33頁/共58頁①

用微電極和短電極（0.25米、0.45米）曲線劃分巖層和確定深度②

用微電極、自然電位和聲波時(shí)差曲線劃分巖性和滲透層測井曲線組合應(yīng)用第34頁/共58頁三參數(shù)儀器張力井溫泥漿電阻率測井儀由探頭短節(jié)和電子線路短節(jié)兩部分構(gòu)成。

三參數(shù)測井儀測量參數(shù)：電纜頭張力泥漿電阻率井眼溫度三參數(shù)測井儀位于遙傳上部，與遙傳儀器一起參加系統(tǒng)組合測井。第35頁/共58頁微球/補(bǔ)償密度測井儀采用貼靠井壁測井，主要測量地層沖洗帶電阻率Rxo和地層的體積密度。M2’A1’BB’M1’M0’M1M2A1M0A0第36頁/共58頁巖性密度儀器采用貼靠井壁測井，主要測量地層的體積密度和巖性，用于識別地層巖性和計(jì)算地層孔隙度等。第37頁/共58頁補(bǔ)償中子測井儀補(bǔ)償中子測井儀是一種具有兩道熱中子探測器的放射性強(qiáng)度測井儀器。用來測定裸眼井或套管井的地層結(jié)構(gòu)的孔隙度，以及判斷巖性和確定泥質(zhì)含量。是常規(guī)三孔隙度測井項(xiàng)目之一。

第38頁/共58頁高分辨率雙側(cè)向

高分辨率雙側(cè)向是在傳統(tǒng)雙側(cè)向的基礎(chǔ)上，對電極系進(jìn)行改進(jìn)，提出了新型的電極系結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是：大大地縮短了電極系長度（主電極系為4m左右）；既保持了傳統(tǒng)雙側(cè)向深淺探測深度，又大大提高了縱向分層能力（0.4m左右），在大部分地區(qū)，高分辨率雙側(cè)向可以取代常規(guī)雙側(cè)向用于常規(guī)測井。第39頁/共58頁電極系結(jié)構(gòu)對比高分辨率雙側(cè)向5700雙側(cè)向結(jié)構(gòu)排列相似、尺寸不同中間對應(yīng)電極功能不同第40頁/共58頁工作原理對比深側(cè)向淺側(cè)向第41頁/共58頁六臂地層傾角/微電阻率成像儀器確定地層產(chǎn)狀及層理特征識別裂縫、孔洞等并定量評價(jià)根據(jù)測井資料分析沉積環(huán)境利用測井資料進(jìn)行井旁構(gòu)造外推第42頁/共58頁六臂地層傾角/微電阻率成像儀器極板推靠器電子線路短節(jié)絕緣短節(jié)絕緣外套遙測/測斜(回路電極)電流電流線等位面第43頁/共58頁第44頁/共58頁第45頁/共58頁鉆進(jìn)式井壁取芯器（FCT）第46頁/共58頁第47頁/共58頁數(shù)字聲波/補(bǔ)償聲波測井儀第48頁/共58頁聲幅變密度測井儀

固井質(zhì)量的測井技術(shù)，確定水泥與套管，水泥與地層之間的膠結(jié)清空，為后續(xù)的試油和采油提供便利。第49頁/共58頁交叉偶極子聲波測井儀聲波全波列測井是在發(fā)射聲脈沖以后依次記錄先后到達(dá)接收器的滑行縱波、滑行橫波、視瑞利波和管波（斯通利波）的波形，以其速度和幅度研究地層性質(zhì)的一種測井方法。