地球物理測井原理及應用課件

1、地球物理測井原理及應用主講：周文學時：40 講授32-習題及實習8學時 2012年3月20日0、前言0.1什么叫地球物理測井？在石油勘探開發(fā)中，鉆井是獲取地下油氣資源的唯一手段。但是井是否鉆遇了地層中的油氣層？油氣層的特征情況怎樣？（如油氣層的巖性、含油氣飽和度、油層孔隙度、滲透率等）是石油地質家們想要了解的重要問題。對油氣層特征的了解，除了通過鉆井的錄井資料（特別是巖心資料）能夠進行研究外，最重要的是通過測井資料進行分析。0、前言0.1什么叫地球物理測井？與鉆井錄井資料相比，測井資料具有以下優(yōu)點：資料連續(xù)性好；一般整個井剖面連續(xù)測量。反映的地層的信息量多而且大；常規(guī)測井方法一般有10-12條

2、曲線，加上特殊測井方法，可以達到20條左右的曲線。可測量4巖石的電性參數(shù)、放射性參數(shù)、聲學參數(shù)、電磁參數(shù)、地層產狀參數(shù)、核磁共振特性等。生產成本相對較低。相對于鉆井取心，一般為1：10左右的成本比。0、前言0.1什么叫地球物理測井？地球物理測井：用專門的測井儀器測量井剖面的各種地球物理參數(shù)并對這些參數(shù)進行分析和處理，用于對地層特征進行分析、確定油氣層（目的層）的各種物理參數(shù)的一門科學。任務：測井方法的基本原理；測井曲線的處理方法；地質解釋及應用。0、前言0.2地球物理測井的發(fā)展歷史和趨勢1927年，法國人Henri Doll在阿爾薩斯省的Pechelborn油田的一口井中測量的第一條電阻率測井

3、曲線。1929年，電阻率測井作為商業(yè)性服務在美國、前蘇聯(lián)、印度等國進行了大量應用。1931年，自然電位測井(SP)得到應用，Schlumberger的兩兄弟Marcel&Conrad首先研制出第一臺筆式測井記錄儀，成立了世界著名的Schlumberger公司。30年代初開始、聲波測井、地層傾角測井研制，1943年投入應用。1941年測量井中自然伽瑪測井（GR)0、前言0.3地球物理測井的基本流程測井施工設計：測量井段、測井系列（擬增加的測井方法）。測井施工：資料記錄和傳輸資料處理和解釋0.3地球物理測井的基本流程 圖（0-1）測井過程示意圖1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.1自然電位測井（S

4、P)原理及解釋1.1.1井中自然電位產生的基本原理擴散吸附電位擴散電位(Ek)Ek=Kklg(aw/amf)Kk-擴散電位系數(shù)，aw/amf-地層水、泥漿濾液的活度。1.電阻率測井系列基本原理及解釋 實際鉆井中，泥漿的礦化度一般比地層水底，即aw大于amf。地層中的Na+和Cl-離子要向井筒內遷移，在不同巖性的地層，有不同的情況：1、砂巖地層，Na+和Cl-同時遷移，由于Cl-遷移快，在井筒中形成富集；2、泥巖地層，由于泥巖分子帶正電，其要吸附Cl-，使得Na+遷移到井筒中富集； 上述作用形成的電場為擴散-吸附電位。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.1自然電位測井原理及解釋1.1.1井中自然

5、電位產生的基本原理壓力擴散（壓差）電位Ep=Kp(P.Rmf)/Ep-壓差電動勢； Kp壓差電位系數(shù)； P壓差； Rmf泥漿濾液電阻率； 泥漿粘度。由于壓差一般較小、且多消耗在井壁的泥餅上，一般不考慮。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.1自然電位測井原理及解釋1.1.2自然電位曲線特征及影響因素在awamf條件下，通過井下M電極移動可以測得擴散吸附電位的總和（即自然電位）曲線。泥巖處為正值，一般做為基線泥巖基線。電極回路場中有電流時在滲透層處（如砂巖）sp值為負異常。靜自然電位（ssp)：定義為電路中無電流時的sp值。其是不可能測得的。SpRm/(Rm+Rt+Rs).sspRt-純砂巖地層真

6、實電阻率；Rs-純泥巖地層真實電阻率。當Rm Rt+Rs時， Sp ssp1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.1自然電位測井原理及解釋1.1.2自然電位曲線特征及影響因素影響sp曲線的因素很多，主要有：地層因素；地層滲透性：滲透性高離子遷移速度高， sp幅度大；泥質含量：泥質含量越高，吸附作用越強， sp幅度越??；地層厚度：當?shù)貙雍穸?井徑3.5時，厚度越小， sp幅度越小，反之越大；地層電阻率： Rt越大， sp幅度越大；非地層因素有：泥漿電阻率： Rm越大， sp幅度越大；沖洗帶影響：沖洗帶越深， sp幅度越??；1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.1自然電位測井原理及解釋1.1.3自然電位

7、曲線的解釋自然電位曲線常用于砂泥巖地層剖面中許多問題的解釋，常用的有：判斷巖性和劃分滲透層（圖1-4）1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.1自然電位測井原理及解釋1.1.3自然電位曲線的解釋確定地層水電阻率對于純的含水砂巖地層，ssp與地層水活度和泥漿濾液活度有下列關系： ssp=-Klg(aw/amf) 在地層水和泥漿濾液礦化度不太高的情況下。其溶液的電阻率與活度呈反比關系。上式變?yōu)椋?ssp =-Klg(Rmfe/Rwe) Rmfe-泥漿濾液等效電阻率； Rwe-地層水等效電阻率。 1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.1自然電位測井原理及解釋1.1.3自然電位曲線的解釋確定地層水電阻率 擴

8、散吸附系數(shù) K=64.25+0.24T(C) T-地層溫度。Rmfe的求取根據(jù)NaCl為主要鹽份的泥漿確定：、在23.9 C時，Rmf0.1om.m，則Rmfe=0.85 Rmf，如Rmf不是23.9 C測定值，可根據(jù)圖版（1-6）進行換算；、在23.9 C時Rmf0.1om.m，則根據(jù)泥漿類型查圖版（1-7）得到Rmfe值。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋確定地層水電阻率例：已知某井2570.8-2595.4m井段為砂巖，測得sp=-18mV ssp 泥漿比重1.2g/ml,Rm (18)=0.724 om.m,地層溫度=100。求：Rw值。解：、根據(jù)Rm (

9、18)=0.724 om.m，查圖版1-6得到地層條件下的Rm (100)=0.22 om.m； 、根據(jù)Rm (100)=0.22 om.m和泥漿比重1.2查圖版1-9，將泥漿電阻率Rm換算為Rmf (100)值， Rmf (100)=0.166 om.m； 、由于Rmf0.1,按Rmfe=0.85 Rmf計算得到Rmfe=0.141； 、根據(jù)ssp=-18mV 和地層溫度100查圖版（1-8）得 Rmfe/Rwe=1.6，則Rwe=0.088 om.m； 、根據(jù)Rwe=0.088 om.m查圖版（1-7）得到Rw=0.092om.m1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及

10、解釋估計泥質含量地層中泥質含量與靜自然電位有關純砂巖的靜自然電位為PSP；純砂巖的靜自然電位為SSP；則有：泥質含量=1-PSP/SSP1.電阻率測井系列基本原理及解釋自然電位小結1、地層中自然電位的形成 擴散吸附電位 ，壓差電位2、自然電位的測量3、曲線形態(tài)的影響因素 地層因素：地層滲透性，泥質含量，地層厚度，地層電阻率 非地層因素：泥漿電阻率，沖洗帶影響，井徑4、應用 判斷巖性，劃分滲透層，確定地層水電阻率，研究沉積相等。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2普通電阻率測井原理1.2.1巖石電阻率及影響因素電阻率是恒量巖石導電性能的主要物理量，按歐姆定律：r-電阻；Rt-電阻率;L-導電物

11、長;S-導電面積。巖石的電阻率是巖石本身特性與其他參數(shù)無關。通過電阻率值可以來了解巖石的特征。1.2普通電阻率測井原理1.2.1巖石電阻率及影響因素巖石的導電性主要通過導電物質來完成的，導電物質由下列三部分組成：礦物，不同的礦物導電率不同，一般想石英、方解石、長石等電阻率極高（10000歐姆.米），導電性差；黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦物導電性好（幾個歐姆.米）； 粘土礦物因含有礦化的層間水和結合水，導電性比一般礦物好；1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2普通電阻率測井原理1.2.1巖石電阻率及影響因素孔隙和孔隙中的礦化水及其分布，一般來講孔隙度越高，如孔隙中含水，其電阻率越低；地層中礦化水含量越

12、高，巖石電阻率越低；含水孔喉分布越均一電阻率越低（圖1-9）。1.電阻率測井系列基本原理及解釋LsL曲折度；A=Ls/L圖1-9 曲折度的定義1.2普通電阻率測井原理1.2.1巖石電阻率及影響因素孔隙中油、氣的影響 油氣的電阻率很高，一般在幾千個歐姆.米以上，因此地層中含油氣飽和度越高，其電阻率越大。1.2.2地層水電阻率的確定 純水是不導電的，由于有礦物質溶解在水中才導電。實驗室測定的不同礦化度的水溶液其電阻率如圖1-12所示。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋可以利用上述圖版，根據(jù)地層水的礦化度來求取地層水電阻率，做法如下： 將地層水分析資料折算為等效NaCl

13、，一般油田水有CaCl2、NaSO4、CaCO3等水型，折算方法如下：根據(jù)總礦化度，利用圖版1-13查出各種離子的換算系數(shù)K；1.電阻率測井系列基本原理及解釋 求出各種離子系數(shù)K與礦化度的乘積（Ki*礦化度)；求出各離子的乘積之和（ Ki *礦化度）得到等效NaCl礦化度。 由圖版1-12查得18時的地層水電阻率。 根據(jù)地層溫度由圖版1-6 查得地層條件下的地層水電阻率。 也可以按下式進行計算（阿爾普其公式）： Rwf=Rw75(75+7)/T()+7 Rwf-地層條件下地層水電阻率，歐姆.米； Rw75- 75F時的水溶液電阻率，歐姆.米； T()-華氏地層溫度。1.電阻率測井系列基本原理及

14、解釋實例： 地層水分析結果位Ca+460（ppm）；SO4-=1400（ppm）；Na+Cl-19000（ppm）；其總礦化度20860ppm，求18oC時的地層水電阻率。 解：1）根據(jù)總礦化度20860ppm查圖版1-13，得到各離子K系數(shù)為： Ca+=0.81； SO4-=0.45； 2）求等效NaCl礦化度，即 4600.81+14000.45+19000=20000(ppm); 3）查圖版1-6，得18oC時的Rw0.37m。 Rw也可以采用前面的阿爾普其公式進行計算1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.3地層因素與孔隙度大量的實驗室測定結果表明：含100%地層水的巖石的電阻率與它所

15、飽含鹽水的電阻率成正比，而比例常數(shù)對于一定的巖石來講（鹽水電阻率1歐姆.米）是恒定，這個常數(shù)（F）稱為地層因素，表達式為： F=Row/Rw-(Humble公式)Row含水純地層電阻率，歐姆.米Rw地層水電阻率，歐姆.米當含水一定時，同類巖石的F值與巖石孔隙度有關,孔隙度越大，巖石電阻率越低，阿爾奇根據(jù)這一實驗結果，提出了著名的實驗式（Arech公式)： 1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.3地層因素與孔隙度m稱為孔隙指數(shù)或膠結系數(shù)a曲折度因素m取決于巖性和孔隙結構特征，不同的巖石m值不同。純孔隙性巖石m2，純裂縫性巖石m1，雙重介質巖石m在 1-2之間。

16、1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.4地層電阻率與含水飽和度阿爾奇實驗結果表明：純地層的含水飽和度與地層真實電阻率有如下表達式：式中： 地層水飽和度，小數(shù)； 純地層真實電阻率，歐姆.米； 飽和度指數(shù)，一般的巖石取2。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.4地層電阻率與含水飽和度由于 F=Row/Rw上式變?yōu)椋?或1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.5巖性與地層電阻率關系1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.6視電阻率測量1）基本原理普通電阻率測井是由供電電極（B、A）及測量電極（M、N）組成。測量M、N之間的電位差 ，電阻率為：1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.6視電阻率測量

17、2）電阻率測井的電極系電極系：共電電極和測量電極的排列方式。梯度電極系：井中的成對電極之間的距離比單電極與最近的一個成對電極的距離小的電極系。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.6視電阻率測量梯度電極系電極距：OA=L，一般越大，測量深度越大，但并非越大越好。探測深度：測量點：O點（MN中點）常見的梯度電極系有：0.45米、1米、2.5米等。1.2.6視電阻率測量電位電極系是指成對測量電極之間的距離大于單電極與最近的一個測量電極之間的距離。電極距：AM=L，一般越大，測量深度越大。探測深度：2L測量點：O點（MA中點）常見的電位電極系有：0.5米等1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.2.7

18、視電阻率曲線1）理想的梯度電阻率曲線理想巖層：巖層均一，所含流體均一，各處的性質（包括電阻率大?。┚?。頂部梯度：下井的測量電極在供電電極A的上部；底部梯度：下井的測量電極在供電電極A的下部；厚的高阻層：層厚（H）電極距（L）1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋底部梯度曲線在底部出現(xiàn)極大值；頂部梯度在頂部出現(xiàn)極大值。在地層中段測量的電阻率，如果不考慮其他因素，則是地層電阻率。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1）理想的梯度電阻率曲線薄的高阻層：層厚（H）電極距（L）同樣要在底部或頂部出現(xiàn)極質點，不同之處在于由于層薄，電流的分流作用強，極值點的電阻率值更接近地層電阻率。

19、2）理想的電位電阻率曲線如圖，電位電阻率曲線不同于梯度電阻率曲線；厚的高阻層，分層點在半幅度點，曲線最大值在中部，其接近地層電阻率；薄的高阻層，呈3字型，分層點在相對底值位置，電阻率由于臨層的影響遠底于地層值。1.電阻率測井系列基本原理及解釋3）應用輔助識別巖性；地層劃分和對比；在其他資料缺乏的情況下，可以輔助識別油氣層和作為地層電阻率的近視值；1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3聚焦測井基本原理及應用包括：側向測井、球型聚焦測井（SFL）兩大電極系。特點：受臨層、井筒影響小；在 和 很大時可以取得較好的測量效果。類型：三側向、七側向、八側向及雙側向，微側向、鄰近側向、微球型聚焦測井。1.3

20、.1雙側向測井（DLL）基本原理 采用深、淺（探測范圍）探測電極組合，來反應泥漿侵入帶和地層深處電阻率特征的測井方法。 1.電阻率測井系列 基本原理及解釋1.3聚焦測井基本原理及應用1.3.1雙側向測井（DLL）基本原理A2、A2是屏蔽電極；A1、A1是發(fā)射電極；M1（深）、M2（淺） 是測量電極。深探測電極（LLD）：電流呈水平方向流入地層；1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.1雙側向測井（DLL）基本原理深探測電極：探測深度大（在2.5米以上），縱向分辨率高（電流層厚度2英尺），可以探測到地層電阻率值。淺探測電極（LLS）：電流發(fā)散，探測范圍小，受侵入帶的影響。儀器響應范圍大在0.2-

21、40000歐姆.米之間。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.1雙側向測井（DLL）基本原理影響因素：雙側向測井的影響因素也多（比普通電阻率 影響程度小），有井眼、泥漿、和侵入帶等。另外見有兩種效應：Delaware和Groningen效應，均為高阻層的屏蔽效應。Delaware：在高阻層下部約25米開始 出現(xiàn)。Groningen：在高阻層下部約33米開始出現(xiàn)。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.1雙側向測井（DLL）基本原理應用：用來確定地層真實電阻率劃分滲透層，利用深淺電阻率曲線的幅度差，來判別：確定油氣水層 侵入類型：、增阻侵入（水層）；、減阻侵入（油氣層） 1.電阻率測井系列基本

22、原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.2微電阻率測井基本原理微電阻率測井主要用來探測沖洗帶電阻率（ ）和通過探測泥餅的存在來劃分滲透層。目前常用的電極系列有：微側向測井（MDDL）、鄰近側向測井（PL）、微球型聚焦測井（SFL）。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.2微電阻率 測井基本原理1.3.2.1微側向測井 （MDDL）1）原理 供電電極；A1環(huán)狀屏蔽電極；M1、M2環(huán)狀測量電極；所測電阻率主要與沖洗帶和泥餅電阻率比值有關 1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.2微電阻率測井基本原理1.3.2.1微側向測井（MDDL）2）響應特征實驗室實

23、驗和計算機模擬結果表明：如果侵入帶深度大于3-4英寸，對微側向的測井讀數(shù)沒有影響；如果泥餅厚度小于3/8英寸，其影響可以忽略不計，反之影響較大；其電阻率主要反映沖洗帶的電阻率。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.2微電阻率測井基本原理1.3.2.2鄰近側向測井（PL）1）原理其原理與微側向測井相近，不同之處在于：其電極系安裝在比微側向測井稍寬的極板上。其探測范圍比微側向大。2）響應特征由于極板的設計原因，使得厚度小于3/4英寸的泥餅對測量結果影響很小。當侵入帶較深時（大于1.2米），測得的電阻率與沖洗帶電阻率接近；如果侵入帶較淺時，其可能反應侵入帶的電阻率。縱向分辨率為6英寸左右。厚度大于

24、1英尺的地層不須進行厚度效正。1.3.2微電阻率測井基本原理1.3.2.3微球型聚焦測井（SFL）1）原理電極系為球型聚焦電極系（如圖所示）A0-供電電極；M0-為測量電極；A1-為屏蔽電極；外圍的監(jiān)視電極。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.2微電阻率測井基本原理1.3.2.3微球型聚焦測井（SFL）2）優(yōu)點所受泥餅影響比微側向測井小，但比鄰近側向測井大，由于其不要求侵入帶較深也能或得沖洗帶電阻率值。儀器設計滿足與其它測井儀一起下井測量的要求（DLL）。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.3.3微電阻率曲線的解釋1）電阻率的解釋已有的微電阻率測井方法得到的

25、電阻率值，一般情況下主要受泥餅、侵入帶電阻率影響，所以，不能解釋為地層真實電阻率。在區(qū)別情況下，可以近視考慮為沖洗帶或侵入帶電阻率。2） 的確定根據(jù)井況，在對侵入帶、層厚、泥餅等情況進行認識后，選擇合適的地層，根據(jù)測量結果，確定出 。1.電阻率測井系列基本原理及解釋缺乏微電阻率測井時可用下式計算： 測井計算孔隙度； 殘余油飽和度；根據(jù)微電極曲線確定選擇圖版（按井徑）根據(jù)泥漿電阻率查表得到泥餅（ ）電阻率；從微電阻率曲線上讀出在圖版上讀出較點，得1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.4感應測井基本原理及解釋1.4.1感應測井基本原理發(fā)射線圈通過恒定強度的高頻交變電流

26、，產生一個交變電磁場在井眼周圍地層中感應出次生電流，這個次生電流在流動后產生一個磁場，這個磁場在接收線圈感應出一個電流。通過記錄電流大小來確定地層的導電性。接受線圈中的感應電流大小取決于地層中產生的電導電率渦流大小，電渦流又與地層的導電率有關，通過地層的感應電流的電動勢記錄，可以反算地層的電導率值。1.4感應測井基本原理及解釋1.4.1感應測井基本原理由于感應測井是通過線圈感應原理來進行地層導電能力測量的，所以其不受井筒內的泥漿影響，即使是油基泥漿也能測得較好的地層電導率曲線。這是感應測井的最大優(yōu)點。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.4.2幾何因子所有的電阻率測井均涉及到幾何因子這個重要概念

27、。幾何因子：在無限均勻介質中與電極系有特定幾何位置關系的介質體積所產生的信號占總信號的比例。感應產生的電渦流，其在流動過程中的導電能力由下列幾部分組成：泥漿拄（水基泥漿）、侵入帶、原狀地層、圍巖。因此其幾何因子也由這幾部分組成。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.4.3確定地層電阻率感應測井的主要目的是用于確定地層電阻率 。在侵入帶較深時當 時，測得的地層電阻率較好；當 時，一般都用深側向測井值作為地層電阻率。在侵入帶不深時，兩種方法所得的結果都可用。1.電阻率測井系列基本原理及解釋1.4.3確定地層電阻率對于感應測井所得的電阻率，如果侵入帶較深時，應做如下效正：井眼效正（井眼擴大，泥漿的影響

28、。使用徑向特征曲線獲取井眼影響的幾何因子）傳播效正（考慮傳播的能量衰減）圍巖效正（圍巖電導率大于地層時，地層厚度在2.53m時可以把地層看成無限大；若小于地層時，地層厚度要在310m才能看承無限大）圍巖厚度對感應測井影響較大，應進行效正：1.電阻率測井系列基本原理及解釋先根據(jù)上下圍巖電導率、泥漿電導率和井徑值選擇圍巖校正圖版1-33，然后按照該圖版進行圍巖校正1.4.3確定地層電阻率侵入帶效正侵入帶直徑D、侵入帶電導率 按圖版效正。1.電阻率測井系列基本原理及解釋2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1自然伽瑪（GR）及能譜（NGS）測井原理及應用2.1.1基本原理常規(guī)的自然伽瑪測井測量的是巖石

29、中的存在的放射性元素自然放射的伽瑪射線總量。地層中的放射性元素很多，最普遍的是 、 及其同位素等。2.1自然伽瑪（GR）及能譜（NGS）測井原理及應用2.1.1基本原理自然伽瑪能譜測井，除測量地層的放射性總量外，還給出各個能級的伽瑪射線能量，用于區(qū)分上述三大類元素（濃度）量。Th、K、U的含量是根據(jù)各能量窗的計數(shù)率，通過標準矩陣求出，標準矩陣是在刻度井的實驗中進行刻度的。2、放射性測井系列基本原理及解釋2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1自然伽瑪（GR）及能譜（NGS）測井原理及應用2.1.1基本原理放射性的標定，是以北美箭石作為基礎?，F(xiàn)代測井均有一個儀器標定器、都是人工物品。單位：居里、A

30、PI。成果顯示：GR僅一條曲線， NGS除一條GR曲線外，有Th、K、U曲線和無U（CGR）曲線。GR=C1 Th+C2 K+C3 UCGR= C1 Th+C2 K2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1自然伽瑪（GR）及能譜（NGS）測井原理及應用2.1.1基本原理巖石的放射性：不同的巖石，由于其物質組成來源不同、特征不同，所含的放射性礦物不同、含量也不同。沉積巖中的放射性物質主要來源于顆粒吸附的放射性同位素元素（有些地層可能是放射性礦物含量高的層放射性礦藏）。因此，細分散體系的巖石，其吸附的放射性元素含量較高（如：泥巖、泥灰?guī)r等），而顆粒巖（如砂巖、顆粒灰?guī)r、白云巖等）吸附的放射性物質少。有

31、些礦物晶體本身是有放射性物質的（表2-1）有機質本身也可能吸附有放射性U同位素，因此有機質含量高時，所測放射性值高?；鹕綆r本身的放射性物質含量就較高。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1.2測井資料解釋放射性測井是研究地層巖性、確定地層黏土含量的最好的測井方法。巖性解釋2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1.2測井資料解釋有機質解釋2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1.2測井資料解釋裂縫段解釋2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1.2測井資料解釋泥質含量解釋生產指數(shù)：PI=（K+a）（ Th+b）優(yōu)點：排除了U的影響。計算方法：2、放射性測井系列基本原理及解釋2.1.2測井資料解釋識別黏土

32、礦物2、放射性測井系列基本原理及解釋2.2密度（FDC）和巖性密度測井（LDT）原理及應用2.2.1基本原理1）密度測井（FDC）通常的密度測井，測量的是巖石的體積密度值。通過放射性源向地層發(fā)射中等能量的伽瑪射線（即高速中子）與地層中的電子碰撞，產生康普頓效應（散射），發(fā)生次生伽瑪射線。通過接收器記錄，換算為地層密度。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.2.1基本原理康普頓效應（散射）的碰撞次數(shù)與地層中的物質的電子密度（電子數(shù)/平方厘米）有關，而電子密度與巖石的體積密度有關（巖石密度與巖石骨架成份、孔隙流體、孔隙度大小等有關），有：2、放射性測井系列基本原理及解釋2.2.2曲線特征測得的曲線包

33、括：體積密度 、自然伽瑪、井徑曲線，同時可以測量中子測井曲線。2.2.3曲線解釋巖石密度 2、放射性測井系列基本原理及解釋2.2.3曲線解釋巖石密度對于充滿流體的砂巖、石灰?guī)r、白云巖，測井讀數(shù)可以看作地層的體積密度值。對于少數(shù)地層：鉀鹽、巖鹽、石膏、煤層、含氣層，測井讀數(shù)不等于巖石體積密度，要進行效正。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.2.3曲線解釋確定孔隙度密度測井是主要的巖石孔隙度測井方法；根據(jù)測井所得的體積密度值可以計算出巖石總孔隙度（對于孔隙中為液體時）。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.2.3曲線解釋孔隙中的地層水（泥漿濾液）密度與礦化度有關，等效NaCL的礦化度與密度關系為：如

34、果孔隙中有殘余油氣時，特別是殘余氣，要進行效正。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.1 基本原理巖性密度測井是密度測井的改進和擴展形式。它除了測量地層的密度值外，還能測量地層的光電吸收截面指數(shù)(Pe),該指數(shù)與地層中礦物類型有關（即可以反應地層巖性）。巖性密度測井儀和密度測井儀一樣，有一個極板和一個支撐臂，極板上有一個伽瑪源和兩個探測器。不同的是，巖性密度測井的伽瑪源發(fā)出的是622keV的伽馬射線，與地層碰撞后能量逐漸降低，最后到通過產生光電效應被吸收，它測量從高能區(qū)（大于150keV）經(jīng)康普頓效應散射伽瑪強度，再測低能區(qū)經(jīng)光電效應吸收后的伽瑪射線強度，

35、而密度測井只測量前者。光電吸收截面指數(shù)(Pe)是通過接收的伽瑪射線強度與電子密度進行計算確定的。近探測器只用于效正遠探測器測量結果中的泥餅和井眼不規(guī)則的影響。探測范圍：6英寸左右。2、放射性測井系列基本原理及解釋2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.1 基本原理光電吸收截面指數(shù)(Pe)：是指在一定的條件下一種或兩種粒子射線與碰撞的靶（原子）之間發(fā)生核反應幾率大小的度量值。單位：靶恩/原子。其值與原子序數(shù)Z之間的關系為：2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.1 基本原理對于分子，光電吸收截面指數(shù)(Pe)可以按分子中各原子的量進行計算。2、放射性測井系列

36、基本原理及解釋2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.1 基本原理宏觀光電吸收截面指數(shù)(U)：定義為單位巖石體積的光電吸收截面指數(shù)與電子密度指數(shù)的乘積：U-宏觀光電吸收截面指數(shù)，巴/平方厘米；Pe-光電吸收截面指數(shù)，巴/平方厘米； -電子密度指數(shù)（ =2ne/Na，ne電子密度， Na阿佛加得羅常數(shù)SI，6.022137*2、放射性測井系列基本原理及解釋2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.1 基本原理表是常見礦物和巖石的巖性密度參數(shù)根據(jù)巖石的單元體積模型可以得出如下關系：2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.1

37、基本原理由于水、烴（油氣）與巖石骨架的U值相差達10倍左右或更高；所以測量所得的U值所受孔隙度的影響很小，主要與巖石骨架有關。2.3.2 應用識別巖性根據(jù)測量所得的Pe及體積密度 結合中子測井孔隙度 可以對巖石中的礦物成分進行估計和識別巖性。根據(jù) 交會圖求出 和根據(jù) Pe交會圖和 求出 根據(jù) 交會圖識別巖性2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.2 應用黏土礦物識別2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3巖性密度測井（LDT）基本原理2.3.2 應用裂縫層段識別鉆井泥漿中如果使用重晶石（超壓地層），鉆遇裂縫帶時泥漿侵入裂縫中，在Pe曲線上出現(xiàn)高值。重晶石（BaSO4)的Pe=266.8，U=

38、1070，最大。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3 中子測井（CNL）原理及應用2.3.1基本原理通過發(fā)射高速中子與地層原子核碰撞，由于中子與氫原子的質量幾乎相同，中子與氫原子碰撞時，能量損失最大，同重原子核發(fā)生碰撞時中子速度不會減慢。通過連續(xù)碰撞（主要與氫元素），中子能量減到約0.025ev的熱速度，之后無規(guī)則擴散，直到被吸收（俘獲）。俘獲中子的原子核處于強烈的激發(fā)狀態(tài)，發(fā)射出高能伽馬射線，用記數(shù)器記錄伽馬射線，來反映地層中的氫元素量的測井方法。探測范圍：當中子源附近氫濃度高時，中子很快在井壁附近被俘獲，探測范圍小，如氫原子濃度小時，俘獲時間長，探測范圍大。2.3.2 響應特征中子測井的

39、響應取決于地層中的氫含量，由于單位體積的液態(tài)烴和水中的氫含量相同，因此在不含氣的地層中，測量結果主要與地層孔隙度有關。當含天然氣時，因相對流體講氫含量低，測出的值小。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3 中子測井（CNL）原理及應用2.3.1基本原理對于泥質地層，不僅可以反映泥質中的束縛水量，而且可以反映出晶間的結晶水量（含水石膏的結晶水也能反映）。成果輸出：輸出的是含氫孔隙度 值。在鹽水井中刻度，進行孔隙度標定。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3 中子測井（CNL）原理及應用2.3.2應用確定地層含氫孔隙度地層中為流體時，如果不考慮井眼、侵入帶的影響，讀數(shù)值是一個視地層孔隙度值，稱含氫

40、孔隙度。如果是氣層段，則讀數(shù)值加上效正值為地層含氫孔隙度無其他孔隙度資料時可用作地層近似孔隙度。2、放射性測井系列基本原理及解釋2.3 中子測井（CNL）原理及應用2.3.2應用判斷流體性質水層（或油層） 高；氣層 低。識別黏土礦物見前和圖版2-282、放射性測井系列基本原理及解釋3.聲速測井基本原理及解釋3.1 聲速測井（BCH）原理及應用3.1.1基本原理聲速（又稱聲波）測井：測量發(fā)射探頭發(fā)出的聲波通過單位地層厚度所用的時間。是重要的孔隙度測井方法。采用雙發(fā)（T1、T2）雙收（R1、R2）結構來克服井眼影響。記錄上下行的時差取平均值做為聲波傳播通過地層的時差。3.1 聲速測井（BCH）原理

41、及應用3.1.1基本原理時差為： v-為傳播速度。接收器接收的是地層的初至波（縱波）。探測范圍：井壁附近（幾厘米10幾厘米）。3.1.2曲線特征輸出的是聲波傳播通過地層的時差曲線，單位：微秒/米（us/m）。曲線與巖層中心對稱，半幅度點分界。在界面附近上下約0.23米范圍內時差不能反應地層真實值。應用時要扣除。讀值時采用面積補償原則。3.聲速測井基本原理及解釋3.1.2曲線特征跳波和周波跳躍：在氣層、疏松砂巖層、裂縫發(fā)育井段、井眼嚴重坍塌井段中聲波測井會出現(xiàn)由“基線”到“極大值”之間的突然變化，這一特征為“跳波”，嚴重時稱“周波跳躍”（如圖3-2）。原因是聲波能量發(fā)生嚴重衰減造成。3. 聲速測

42、井基本原理及解釋 3.1.3解釋和應用主要用于確定巖層的孔隙度。地層中聲波傳播速度與下列因素有關：巖石骨架成分、巖石孔隙度大小、流體類型。聲波測井測得的是地層基質孔隙度（有些人認為是次生孔隙度）3. 聲速測井基本原理及解釋 3.1.3解釋和應用3.1.3.1含水純砂巖層的孔隙度計算Wyllie(威利、懷利）時間平均公式（純地層）：3.聲速測井基本原理及解釋 聲波孔隙度，小數(shù)；地層的聲波時差；巖石骨架的聲波時差；地層孔隙中的流體時差。3.1.3解釋和應用3.1.3.2未固結含水純砂巖層計算要進行壓實效正：3.聲速測井基本原理及解釋 壓實效正系數(shù)；目的層上下泥巖地層的聲波時差；常數(shù)，一般取1。壓實效正系數(shù)的確定：計算法3.1.3解釋和應用 法利用純水砂巖層的聲波測井與感應（或側向測井）資料。首先確定出 求出F值，在利用F值計算出純水地層孔隙度 ，由聲波時間公式求出未經(jīng)壓實效正的孔隙度值 ，則；3. 聲速測井基本原理及解釋 中子測井法對