測井曲線應用市公開課獲獎課件

1、 地球物理測井辦法于1927年由法國人斯侖貝謝弟兄創(chuàng)始。1939年翁文波在中國開始地球物理測井工作，測井儀器由劉永年設計制造，使用測井辦法有自然電位測井法和視電阻率測井法。這些測井辦法主要用來判別巖性、劃分油（氣）、水層、煤層，尋找金屬礦藏以及地層對比等。（半自動測井儀） 50年代，出現(xiàn)了聲波測井、感應測井、側向測井、自然伽馬測井（放射性測井）等，并開始采用單一巖性測井解釋模型和簡樸數(shù)理統(tǒng)計辦法，對巖層做物理參數(shù)計算以進行半定量或定量解釋。但這些測井和解釋辦法對于碳酸鹽巖、泥質(zhì)砂巖以及其它復雜巖性油（氣）層評價仍然十分困難。（JD581多線型全自動測井） 70年代后期，數(shù)字測井階段。相繼出現(xiàn)了

2、巖性孔隙度測井系列（中子測井、密度測井、聲波測井等）、電測井系列（深、淺測向測井，深、中感應測井，微測向測井），及地層傾角測井，對單一巖性與復雜巖性地層進行巖性、物性、含油（氣）性等做定量解釋，同時開展了以地層傾角測井為關鍵地質(zhì)分析。（3600，SJD801） 80年代末期，出現(xiàn)了數(shù)控測井儀器，應用電子計算機處理和解釋測井信息，實現(xiàn)了測井系列化、數(shù)字化。（3700，CSU，XSKC） 90年代，出現(xiàn)了成象測井儀器，使測井技術發(fā)展到一個高科技階段。 （MAXIS500,ECLIPS,EXCELL）簡 史第1頁第1頁 普通按所探測巖石物理性質(zhì)或探測目的可分為:電法測井聲波測井放射性測井地層傾角測井

3、氣測井地層測試測井鉆氣測井分 類第2頁第2頁 依據(jù)油（氣）層、煤層或其它探測目標與周圍介質(zhì)在電性上差異，采取下井裝置沿鉆孔剖面統(tǒng)計巖層電阻率、電導率、介電常數(shù)及自然電位改變。電法測井包含以下幾個：（1）普通電阻率測井 使用簡樸下井裝置（電極系）探測巖層電阻率，以研究巖層電性特性。因為影響原因較多，其測量結果稱為視電阻率。電阻率測井按其電極系組合及排列方式不同，又分為梯度電極系測井及電位電極系測井。 （2）微電極測井 在電阻率測井基礎上發(fā)展了微電極測井。它用于測量靠近井壁附近很小一部分泥餅和沖洗帶地層電阻率，能較準確地指示泥餅存在及劃分滲透性地層，能區(qū)分儲集層中薄夾層（非滲透層）以及準確地確定地

4、層厚度。（3）側向測井 是一個聚焦電阻率測井方法，主要用于高電阻、薄地層及鹽水泥漿測井。依據(jù)同性相斥原理，在供電電極上方和下方裝有聚焦電極，用聚焦電流控制主電流路徑，使它只沿側向流入地層。因為側向測井電極系結構不同，聚焦電流對主電流屏蔽作用大小不同，因而它們含有不同徑向探測深度。（4）感應測井是一個探測地層電導率測井方法。該方法依據(jù)電磁感應原理，測量地層中渦流次生電磁場在接受線圈中產(chǎn)生感應電動勢，以確定地層電導率。它是淡水泥漿和油基泥漿井有效一個測井方法。同時它尤其適合用于低電阻率巖層探測，包含離子導電含高礦化度地層水油(氣)、水層和電子導電金屬礦層。（5）介電測井 是探測巖石介電常數(shù)一個測井

5、方法。因為水介電常數(shù)遠遠大于油(氣)和造巖礦物介電常數(shù)，因此它可用于判斷油日開發(fā)中出現(xiàn)水淹層，并提供預計油層殘余油飽和度及含水量多少可能性。 （6）自然電位測井 沿鉆孔剖面測量移動電極與地面地極之間自然電場。自然電位通常是因為地層水和泥漿濾液之間離子擴散作用及巖層對離子吸附作用產(chǎn)生。因此，自然電位曲線可用來指示滲透層，確定地層界面、地層水礦化度以及泥質(zhì)含量。在油(氣)井中，它與電阻率測井組合，能夠劃分油(氣)、水層并進行地層對比等。電法測井第3頁第3頁 利用巖石聲波傳輸特性研究鉆孔剖面巖層地質(zhì)特性和井下工程隋況。聲波測井拉其探測目標不同，可分為聲速測井和聲幅測井兩類。慣用聲波測井方法有：聲速測

6、井(縱波速度和橫波速違度)、聲幅測井、聲波變密度測井(或稱微地震測井)、聲波電視測井等。 （1）聲速測井 統(tǒng)計聲波沿井壁各地層滑行時經(jīng)過某一長度所需要時間，主要用于確定巖性、孔隙度和指示氣層。它與密度測井進行綜合解釋，能夠確定地層聲阻抗和灰層灰分，同時還能夠合成垂直地震剖面。（2）聲幅測井 測量聲波初至波前半周幅度衰減。分為裸眼井聲幅測井和固井聲幅測井。裸眼聲幅測井主要用來尋找鉆孔剖面上裂縫帶；固井聲幅測井主要用于檢驗固井質(zhì)量及確定水泥返回高度。（3）聲波變密度測井 是一個全波波形測井。在套管井中，能檢驗套管與水泥環(huán)和水泥環(huán)與地層膠結程度好壞，也是檢驗固井質(zhì)量有效方法之一。在裸眼，它用于確定巖

7、石橫波速度，計算巖石彈性參數(shù)（柏松比，楊氏模量、切變模量等），對于評價煤層強度尤其有用。（4）聲波電視測井 利用超聲波傳輸與反射，來反應井壁物體形象測井方法。主要用途是：拍攝井下套管照片，以檢驗套管射孔后質(zhì)量及套管工程問題；在裸眼井內(nèi)拍攝井下碳酸鹽巖層和煤層井壁照片，以確定巖層裂縫及溶洞形狀。聲波測井第4頁第4頁 測量井剖面巖石天然放射性射線強度，或測量通過放射性源照射后，巖石所產(chǎn)生次生放射性射線強度，用以發(fā)覺放射性礦藏，擬定巖石成份，計算巖石物性參數(shù)，判斷氣層。（1）普通中子測井，當中子源釋放出快中子同介質(zhì)原子核發(fā)生碰撞時，就會失掉自己部分能量，減低速度并最后變成熱中子。由于氫原子核與中子質(zhì)

8、量基本相等，中子在含有大量氫含水層和含油層里最容易被減速。因此，通過測量中子計數(shù)率能夠反應孔隙度大小。依據(jù)測量中子能量大小能夠分為熱中子和超熱中子測井。當前三孔隙度測井中補償中子測井就屬于該類。（2）中子壽命測井，測量熱中子被地層俘獲所需要時間。能夠利用它來區(qū)別油水層、劃分油、氣、水界面。（3）中子伽馬能譜測井：快中子非彈性散射伽馬能譜測井、中子俘獲伽馬能譜測井、中子活化伽馬能譜測井。主要用于判別地層中碳氧原子含量差別，進而判斷含油、水量大小。（4）中子活化測井，是中子活化分析技術在測井中應用。主要用于尋找銅、鎳礦體并擬定其含量。在石油領域主要用于辨認巖性、擬定泥質(zhì)含量。（5）伽馬-伽馬密度測

9、井，即常說密度測井，測量巖層密度。（6）自然伽馬測井，測量沿井孔天然放射性。劃分巖性。（7）核磁測井，利用原子核核磁共振效應，氫核核磁共振效應最明顯，也是核磁測井研究對象。核磁測井能夠直接劃分儲集層，并擬定它們自由流體指數(shù)，進而擬定地下可采石油儲量。核磁測井還能擬定地層有效孔隙度、地層流體類型和含量、地層水電祖率和巖性等各種參數(shù)。核磁測井是迄今為止唯一能夠直接獲取地層滲入率測井辦法。核測井第5頁第5頁地層傾角測井測量地層傾角與方位角，能夠擬定真實地層傾角和方位改變?？捎糜谘芯拷Y構改變，擬定斷層、不整合、交錯層、砂壩、巖礁，以及研究地質(zhì)沉積環(huán)境等。另外，地層傾角測井還能夠探測井壁附近地層裂縫帶，

10、擬定裂縫走向和方位，通常又稱為裂縫辨認測井。地層測試測井使用電纜式地層測試器，在裸眼井進行地層流體取樣，測定地層流體恢復壓力。通過計算取得原始地層壓力及有效滲入率。它能夠用于探井中途測試，是一個直接找油、找氣探測辦法。氣測井測定鉆開巖層后進入泥漿中烴類氣體（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷）和非烴類氣體含量及其化學成份，用以發(fā)覺探井中油層，提供測試層位。是石油勘探中直接找油、找氣測井辦法。地層測試測井使用電纜式地層測試器，在裸眼井進行地層流體取樣，測定地層流體恢復壓力。通過計算取得原始地層壓力及有效滲入率。它能夠用于探井中途測試，是一個直接找油、找氣探測辦法。隨鉆測井將電阻率、自然伽馬、井斜等傳感

11、器裝載鉆挺內(nèi)，邊鉆進邊測量，脈沖信號通過泥漿傳播到地面紀錄系統(tǒng)，能夠消除泥漿對油氣層侵入影響，能反應油氣層電阻率，提升地層評價精度。井斜信息能及時擬定井眼斜角和方位角，控制鉆井質(zhì)量。這種辦法當前已在世界海洋鉆井工作中使用。生產(chǎn)測井測量套管內(nèi)流體流量、含水率、壓力、溫度等參數(shù)。它是在射孔作業(yè)以后進行油井生產(chǎn)動態(tài)測井。另外，在水文地質(zhì)勘探中也有廣泛用途。生產(chǎn)測井能夠分為流量、含水、壓力、溫度等測井。第6頁第6頁自然電位、自然伽瑪曲線 ：自然電位：在沒有些人工供電情況下，測量電極M在井內(nèi)移動時，仍能測量到與巖性相關電位改變。引發(fā)這一現(xiàn)象原因是地層水含鹽濃度和鉆井液含鹽濃度不同，引發(fā)離子擴散作用和巖石

12、顆粒對離子吸附作用；地層壓力與鉆井液柱壓力不同時，在地層孔隙中產(chǎn)生過濾作用。自然伽馬：巖石中含油天然放射性元素，這些元素在衰變過程中放出大量、射線。三大巖類中火成巖放射性最強，沉積巖最弱。在普通情況下，沉積巖放射性主要取決于巖層泥質(zhì)含量。因此我們能夠用其劃分巖性、進行地層對比、確定泥質(zhì)含量等。自然伽馬常被簡寫為GR，單位是API。判斷巖性，確定滲透性地層；計算地層水電阻率；預計地層泥質(zhì)含量；判斷水淹層位。第7頁第7頁微電極（微梯度、微電位） ：主要用來判斷滲入層及巖性，并能準確地測出沖洗帶電阻率。微電位探測深度為810cm，所測視電阻率主要反應沖洗帶電阻率；微梯度探測深度為46cm，測量結果主

13、要受泥餅影響。當微電位曲線幅度不小于微梯度曲線幅度時，稱正幅度差；反之為負幅度差。滲入層井段基本上都有幅度差，淡水鉆井液是正幅度差。非滲入層無幅度差，或正負不變小幅度差。微梯度慣用ML2表示、微電位用ML表示，單位都是.m。微電極曲線探測范圍小，縱向分辨能力強，在區(qū)別滲入層和非滲入層界面時可用微電位和微梯度曲線分歧半幅點深度來劃分由于微電極能夠區(qū)別滲入層和非滲入層，在油層中將非滲入層和致密夾層扣除就得到有效厚度。作用：1、劃分巖性及擬定滲入層；2、擬定巖性界面；3、擬定含油砂巖有效厚度；4、擬定井徑擴大井段；5、擬定沖洗帶電阻率和泥餅厚度。第8頁第8頁微電位、微梯度曲線應用 三個電極A、M1、

14、M2，A為供電電極，M1、M2為測量電極，電極間距離為0.025m。 三個點電極構成兩種類型微電極系：微梯度電極系、微電位電極系。 微電位探測深度為810cm，微梯度探測深度為46cm。微電位所測視電阻率主要反應滲入層井沖洗帶電阻率，而微梯度測量結果主要受泥餅影響。劃分巖性及擬定滲入層： 首先用有無幅度差將滲入層和非滲入層區(qū)別開。再依據(jù)幅度大小和幅度差大小詳細地劃分巖性。擬定巖層界面 微電極曲線探測范圍小，縱向分辨率能力較強，劃分薄互層組和薄夾層比較可靠。滲入層界面可用微電位和微梯度兩條曲線分歧半幅點深度位置來劃分。普通砂泥巖剖面慣用此劃分滲入層。擬定含油砂巖有效厚度 由于微電極曲線含有劃分薄

15、層和區(qū)別滲入和非滲入性巖層兩大特點，在油層中把非滲入性和致密薄夾層從含油氣層總厚度中扣除就得到有效厚度。和泥餅厚度第9頁第9頁深側向、淺側向曲線、微球聚焦 ： 由于泥漿和圍巖分流作用，使得普通電阻率測井取得視電阻率遠小于地層真電阻率。為了使主電流側向流入地層，就需要加兩個或多個屏蔽電極。深側向屏蔽電極長，回路電極距離遠，迫使電流束流入地層很遠才干到達回路電極；淺側向屏蔽電極短，回路電極距離近，因此它探測范圍較淺。依據(jù)屏蔽電極多少，可分為三側向、七側向等。深、淺側向簡寫分別為LLD和LLS，微球聚焦簡寫是MSFL，單位都是.m。第10頁第10頁普通電極系測井曲線： 電極系測井分電位電極系、梯度電

16、極系，主要區(qū)分就是不成對電極到靠近它那個成對電極間距離，假如小于成對電極間距離為 電位電極系，反之為梯度電極系。假如成對電極，在不成對電極下方叫正裝電極系，反之為倒裝電極系。因為正裝梯度電極系測出Ra曲線在高阻層底界面出現(xiàn)極大值，因此也叫底部梯度電極系。依據(jù)電極間距離不同，可分為0.45、0.5、1.0、2.5、4.0m 等，分別用符號R045、R05、R1、R25、R4表示，單位都是.m。 第11頁第11頁 各種測井儀所統(tǒng)計測井信息，分為數(shù)字磁帶統(tǒng)計和連續(xù)模擬曲線攝影統(tǒng)計兩類。后者屬于老統(tǒng)計方式，當需要使用計算機處理時，必須經(jīng)過數(shù)字化儀對連續(xù)模擬曲線進行采樣，并將數(shù)據(jù)統(tǒng)計在數(shù)字磁帶上。數(shù)字處

17、理：測井數(shù)據(jù)處理對象是統(tǒng)計在磁帶上由測井儀器所取得經(jīng)過采樣各種物理信息。在磁帶上統(tǒng)計有地層電阻率、電導率、巖石體積密度、聲波時差、自然電位以及人工放射性和自然放射性強度等。測井數(shù)據(jù)處理是經(jīng)過由不同功效步驟組成流程來實現(xiàn)。通常包含以下幾個主要步驟：（1）野外磁帶檢驗與預處理: 包含：用程序?qū)⒋艓辖y(tǒng)計數(shù)據(jù)打印出來，以檢驗各種數(shù)據(jù)文件判別號、深度、采樣間距、采樣數(shù)據(jù)是否合理、準確。預處理目標是，將野外磁帶處理成便于計算機使用室內(nèi)磁帶或磁盤文件。其內(nèi)容是改變統(tǒng)計格式，對野外磁帶數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換、刻度、校正及歸類排列，從而得到采樣間距一致、深度對齊、數(shù)據(jù)正確是室內(nèi)磁帶。（2）處理:應用各種測井分析程序?qū)κ?/p>

18、內(nèi)磁帶上測井數(shù)據(jù)進行自動處了解釋，取得鉆孔中目標層有效孔隙度、含水飽和度、原始含油體積、可動油體積、滲透率、次生孔隙度指數(shù)、巖石礦物成份等10幾個地質(zhì)參數(shù)，并以數(shù)據(jù)或連續(xù)曲線圖方式顯示出來。處理中，還能夠采取交會圖技術，檢驗原始測井數(shù)據(jù)質(zhì)量，選擇解釋模型及解釋參數(shù)等。（3）解釋:依據(jù)處理后所得到數(shù)據(jù)或地質(zhì)參數(shù)曲線，對鉆孔目標層做出定性、定量評價。對石油勘探與開發(fā)則包含判斷巖性、判斷油、氣、水層、計算油氣儲量等；對煤田勘探則主要是劃分煤層、并對煤層品位做出評價。數(shù)據(jù)處理和解釋第12頁第12頁三孔隙度測井 ： 聲波時差測井：因為巖性不同，聲波在巖石中經(jīng)過時速度也不相同。聲波測井實際上是測量兩個探頭

19、間地層平均時差。普通，聲波在砂巖中傳輸速度較快，時差數(shù)值較低，在泥巖中傳輸時差較高。由此能夠依據(jù)經(jīng)驗公式，求取地層孔隙度。 式中：tmas巖石骨架橫波時差tf孔隙中流體時差 m經(jīng)驗指數(shù)tR橫波、縱波時差比第13頁第13頁 （補償）密度測井：由伽馬源放出伽馬射線由于散射吸取，使強度削弱，接受探頭接受到通過巖石散射后未被吸取伽馬射線。巖層電子密度大，則散射伽馬就多，未被吸取散射伽馬射線計數(shù)率就少，反之則計數(shù)率大。電子多，闡明巖石密度大。主要作用： 擬定巖層巖性 計算孔隙度 區(qū)別儲層流體性質(zhì)b密度測井求得孔隙度ma巖石骨架密度值 f巖石孔隙度所含流體密度值b地層密度第14頁第14頁感應電導率測井、井

20、徑 ： 感應測井是利用電磁感應原理研究地層電阻率一個辦法，通過高頻振蕩電路，在周圍地層產(chǎn)生交變電磁場，產(chǎn)生感應電流和感生電動勢，從而形成渦流。渦流在地層中產(chǎn)生二次交變電磁場。接受線圈所接受到二次交變電磁場產(chǎn)生感應電流和感生電動勢強弱，取決于地層電導率。依據(jù)公式： ERk 其中：k為儀器常數(shù)；為地層電導率； ER為二次交變所產(chǎn)生感應電動勢。感應測井分深感應測井、中感應測井，分別簡寫為ILD、ILM，單位.m。在目的層段，最大值15 .m下列，最小值1 .m以上，平均3 .m左右，多數(shù)都分布在4 .m 附近，只有個別位置出現(xiàn)峰值。 井徑： 普通用CAL表示，單位是IN。第15頁第15頁幾種主要計算

21、公式： 孔隙度：互相連同，在普通壓力條件下，能夠允許流體在其中流動孔隙體積之和與巖樣總體積比值稱為有效孔隙度。巖石有效孔隙度N 目的層測井值Nma中子孔隙度測井骨架中子值Nf孔隙中流體值Vsh 泥質(zhì)含量Nsh泥質(zhì)中子孔隙度補償中子測井聲波時差測井密度測井第16頁第16頁滲入率：在一定壓力差下，巖石使流體通過能力。V通過巖石流體體積p巖石兩端壓力差A巖石截面積t流體通過巖石時間流體粘度L巖石長度K巖石滲入率第17頁第17頁阿爾奇(Archie)公式tmwnwRaRSf=含水飽和度地層水電阻率巖石電阻率飽和度指數(shù)巖性系數(shù)膠結指數(shù)地域性常數(shù)孔隙度第18頁第18頁含油飽和度：巖石孔隙中含油體積與地層孔

22、隙總體積之比。即：泥質(zhì)含量公式：Vsh=1-SP/SSP100% 式中：SSP靜自然電位 SP自然電位第19頁第19頁油、氣、水層辨認原則圖版 ： 360 380 180 200 220 240260 280 300 320 340 水層油層干層So=20%聲波時差(s/m)電阻率()m油水同層So=60%So=0%So=40%氣層第20頁第20頁軟件：國內(nèi)：forward國外：斯倫貝謝 geoframe-p package, wellcomposition petroview plus Elan plus Paradiam: Geolog Petrel: 能夠依據(jù)宏語言，編寫多井處理程序 第

23、21頁第21頁測井曲線地質(zhì)意義巖性測井-自然伽馬測井 自然電位測井電阻率測井-普通電極系測井系列（4米、2.5米、0.5米、0.45米） 側向測井系列（深淺三側向、七側向、八測向、雙側向） 微型聚焦測井 微電極（微電位、微梯度） 感應測井、感應電導率測井孔隙度測井-聲波時差測井、密度測井、中子測井1、砂泥巖劃分；2、油氣水層辨認；3、儲層參數(shù)定量求??；第22頁第22頁砂泥巖劃分砂巖SP存在正異常、負異常，GR低值。自然電位產(chǎn)生主要有兩個原因：地層水和鉆井液柱壓力不同，引發(fā)離子擴散作用和巖石顆粒對離子吸附作用。地層壓力和鉆井液柱壓力不同時，在地層孔隙中產(chǎn)生過濾作用。與擴散吸附電動勢 Ed=k*lg(c1/c2)；式中：-擴散吸附電動勢系數(shù)（溫度25度時，為-11.6mV）； c1-地層水礦化度,mg/L （NaHCO3:12292030mg/L) ； c2-泥漿濾液礦化度,mg/L；以泥巖為基線， 當c1c2時，（淡水泥漿）SP曲線負異常 當c1c2時，（咸水泥漿）SP曲線正異常第23頁