(1)測井方法原理-緒論(測井解釋培訓教材-COSL)

1地球物理測井-緒論

中海油田服務股份有限公司油田技術事業(yè)部資料解釋中心

2010年1月主講人：劉建新測井要解決的主要問題世界測井技術發(fā)展現(xiàn)狀測井學的形成與發(fā)展世界測井技術的誕生與發(fā)展測井學的概念中國測井科技發(fā)展歷程測井學——是一門邊緣學科，它是將電磁學、聲學、核物理學、熱學、光學、力學等學科的基本理論和測量方法用于油氣井或其它礦井中，并以此獲得大量信息進行油氣（或其它）資源評價。地球物理測井——緒論測井理論與方法測井儀器與數(shù)據(jù)采集測井數(shù)據(jù)處理與解釋地球物理測井——緒論油氣田地球物理測井，簡稱測井（WellLogging），是應用物理方法研究油氣田鉆井地質剖面和井的技術狀況，尋找油氣層并監(jiān)測油氣層開發(fā)的一門應用技術。放射性測井電法測井（電磁測井）聲波測井

生產(chǎn)動態(tài)測井地球物理測井——緒論巖層的物理特性（地球物理特性）電化學特性

導電和介電特性

聲學特性核特性

熱特性和磁特性

隨巖層的巖性、物性及所含流體性質不同而變化電學性質表征參數(shù)電阻率R電導率介電常數(shù)磁導率測井使用的電學參數(shù)電阻率R電導率介電常數(shù)普通電阻率測井側向測井感應測井介電測井電磁波傳播測井巖石電學性質的頻率特性目前所使用的測井方法：自然電位測井、普通電阻率測井、側向測井、感應測井、介電測井、電磁波傳播測井頻率范圍直流→微波研究巖石電學性質的頻率特性對合理建立電法測井方法，正確使用不同頻率的測井信息是很重的。自然電位測井直流側向測井30-300Hz感應測井10-40kHz介電測井幾十MHz電磁波傳播1.1GHz普通電阻率方波(<15Hz)地球物理測井——緒論測井就是使用測井儀器沿井孔測量、記錄、反映地球物理特性，并利用測井曲線研究鉆井地質剖面、油氣儲集層的滲儲特性，評價它們的油氣生產(chǎn)能力以及解決其它一些地質和工程問題等。也就是說，測井的目的是為了了解巖層的巖性、物性及所含流體性質。什么是測井？地球物理測井——緒論地面儀器井下儀器測井儀器結構示意圖地球物理測井——緒論測井示意圖測井曲線地球物理測井——緒論

不同的測井方法可測得反映巖層不同性質的測井曲線或測井圖像。普通電極系測井微電極系測井方位電阻率成像測井三側向、七側向、球形聚焦測井雙側向－微球形聚焦測井微側向和鄰近側向測井測量巖層導電特性成像測井：MAXIS-500（斯侖貝謝）Eclips-5700（阿特拉斯）Excell-2000（哈里伯頓）（電法測井）測井學的概念研究對象：地球理論基礎：物理學應用科學地球物理學海洋物理學大地測量學固體地球物理空間物理普通地球物理勘探地球物理地面：物探井下：測井放大鏡望遠鏡測井學——是一門邊緣學科，它是將電磁學、聲學、核物理學、熱學、光學、力學等學科的基本理論和測量方法用于油氣井或其它礦井中，并以此獲得大量信息進行油氣（或其它）資源評價。原蘇聯(lián)——礦藏地球物理學西方——測井學或巖石物理學測井技術的發(fā)展依賴于數(shù)學、物理學的發(fā)展和電子技術、計算機技術及新型材料等現(xiàn)代科學技術的進步。測井學的概念測井學電磁測井聲波測井核測井生產(chǎn)動態(tài)測井測井理論與方法測井儀器與數(shù)據(jù)采集測井數(shù)據(jù)處理與解釋

1927年，斯侖貝謝兩兄弟（ConradandMarcelSchlumberger）在法國皮切爾布朗（Pechelbrown）油田，用一個手動絞車和電纜，將一個電極系下入488m的井中，成功地測量出第一條電測曲線（點測），測井技術由此誕生。我國的翁文波于1939年在四川隆昌的井中也測量出了我國的第一條電測曲線（點測）。

石油溝1號井誕生測井技術的誕生與發(fā)展測井技術的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：

發(fā)展

模擬記錄階段（1927－1964）：從測井誕生到上世紀60年代末，為測井模擬記錄發(fā)展階段，使用的測井儀器都是模擬記錄儀器。使用的主要測井方法是普通電阻率測井、感應測井、聲速（縱波）測井、自然伽馬測井、自然電位測井及井徑測井。該時期與測井采集技術相應的測井解釋技術主要為對儲層進行定性解釋。

數(shù)字測井階段(1965-1972)：自二十世紀六十年代末，測井儀器從模擬記錄過渡到數(shù)字記錄。主要測井方法有深、中、淺探測電阻率測井（雙感應—球形聚焦測井和雙側向—微球形聚焦測井），三孔隙度測井（即中子測井、密度測井、聲波時差測井），再加上井徑測井、自然伽馬測井、自然電位測井，稱之為常規(guī)“九條曲線”測井，此外，還有地層傾角測井和聲波全波變密度測井。增加了數(shù)字磁帶機，提高了測量精度和可靠性，開始了測井資料計算機定量處理。用這些測井資料可以較好的進行地層分層、識別巖性、計算孔隙度、計算含油（氣）飽和度、綜合評價儲層。此外，應用地層傾角測井還還可以對構造、地層進行簡單分析。

數(shù)控測井階段（1973－1990）：二十世紀70年代末發(fā)展了數(shù)控測井儀。數(shù)控測井儀實質上是一臺以計算機為中心的遙控、遙測系統(tǒng)，各種井下儀器作為計算機的外設，提供電纜通信系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和計算機對下井儀器的控制。在數(shù)控測井階段，除一般的常規(guī)測井外，又先后增加了自然伽馬能譜測井、巖性密度測井、碳氧比測井、長源距聲波測井、電磁波傳播測井、重復式電纜地層壓力測試、地層學地層傾角測井（SHDT）及地層微電阻率掃描測井（FMS）。這些新的測井方法，獲得更多的地層信息，擴大了測井的應用領域，提高了用測井資料評價油（氣）層、解決地質問題的能力。

成像測井階段（1990年以后）：隨著更復雜、更隱蔽油氣藏的勘探和開發(fā)，對測井提出了更高的要求。進入二十世紀九十年代，成像測井系統(tǒng)逐步發(fā)展起來。成像測井系統(tǒng)有斯侖貝謝公司的MAXIS500、西方阿特拉斯公司的ECLIPS－5700和哈里伯頓公司的EXCELL－2000。下井儀器有電成像、聲成像和核磁共振成像三類。成像測井提供了大量構造、地層和儲層信息，為拓展測井的應用領域提供了信息保證?？捎糜谘芯扛鞣N非均質線性問題，評價油、氣層和其它勘探、開發(fā)問題，開展深層次的地質應用研究。發(fā)展階段模擬測井數(shù)字測井數(shù)控測井成像測井1964年以前1965－19721973－19901990年以后地面系統(tǒng)檢流計光點照相記錄儀數(shù)字磁帶記錄儀計算機控制測井儀成像測井儀測量方式單測為主部分組合多參數(shù)組合多參數(shù)陣列組合傳輸

單向編碼傳輸雙向可控數(shù)據(jù)傳輸（100kbps)雙向可控數(shù)據(jù)傳輸（500kbps)井下儀器電阻率七側向、三側向（1951）雙側向（1978）、四臂傾角（1969）地層學高分辨率地層傾角（1982）、地層微電阻率掃描（1985）方位電阻率成像（1992）、全井眼微電阻率成像（1992）電導率感應（1948）、深聚焦感應（1958）雙感應（1963）數(shù)字感應（1984）陣列感應成像（1991）介電

介電測井（1963）電磁波傳播測井（1984）多頻多頻多探頭電磁波（1985）聲速連續(xù)聲波（1952）補償聲波（1964）長源距聲波（1978）偶極子橫波成像（1990）聲幅水泥膠結（1959）變密度（1968）水泥膠結評價（1981）、井下聲波電視（1981）超聲成像（1991）自然伽馬閃爍自然伽馬（1956）自然伽馬能譜（1971）補償自然伽馬能譜（1984）復雜環(huán)境自然伽馬能譜（1991）中子中子伽馬（1941）、單探測器中子（1950）雙源距中子（1972）四探測器補償中子（1981）加速器中子源孔隙度（1991）密度地層密度（1950）補償?shù)貙用芏龋?964）巖性密度（1980）巖性密度能譜（1994）、三探測器密度（1996）核磁測井

核磁測井樣機（1988）核磁共振儀（1991）、核磁共振成像儀（1998）地層測試電纜地層測試（1955）重復式地層測試（1972）重復式地層測試模塊化地層測試（1990）、套管井地層測試（2000）主要地質應用地層對比和評價油氣藏描述油氣藏精細描述油氣藏評價測井技術發(fā)展狀況

測井學是石油領域十大學科之一，測井技術是為油氣勘探、開發(fā)服務的一項技術。測井學的理論和方法所包含內(nèi)容：一、根據(jù)研究對象中有地層及井眼存在的特定條件，將物理學的理論拓寬；測井學的形成與發(fā)展均質介質非均質介質階躍介質

二、建立起各種物理量與儲層特性之間的關系；三、研究井下各種因素對物理量與儲層特性之間關系所產(chǎn)生的影響。研究測井學理論的意義一、探索將物理學原理及各種物理量測量技術應用于測井，形成新的測井方法二、指導測井儀器研制三、指導測井資料處理與解釋測井學電磁測井聲波測井核測井生產(chǎn)動態(tài)測井世界測井技術發(fā)展現(xiàn)狀快測平臺測井系列成像測井系列隨鉆測井系列油藏動態(tài)監(jiān)測系列測井資料處理技術系列射孔技術系列測井技術MAXIS-500（斯侖貝謝）Eclips-5700（阿特拉斯）Excell-2000（哈里伯頓）

地面系統(tǒng)，成像測井主要有三種：成像測井斯侖貝謝30%貝克休斯23%哈里伯頓23%其他公司24%國際石油技術服務市場占有率成像測井

按測量原理，成像測井井下儀器主要分四類：電成像聲成像核磁成像井下光學照相

按測井信息采集方式，成像測井井下儀器主要有：成像測井掃描型井壁成像陣列型成像及交叉陣列成像聚焦型成像微電阻率掃描聲波掃描陣列聲波陣列感應陣列側向偶極聲波方位側向核磁共振隨鉆測井隨鉆測井主要用于地層評價和地質導向早期：自然伽馬、電阻率測井中期：電磁波電阻率、補償中子、密度、聲波縱波近期：聲波橫波、地層測試、核磁共振、脈沖中子、隨鉆地震中國測井科技發(fā)展歷程(一）1939年12月20日，中央大學教授翁文波先生在四川巴1井（石油溝1號井）測量出了我國的第一條電測曲線（點測）20世紀50年代，引進蘇聯(lián)橫向測井1954年成功研制國產(chǎn)全自動測井儀1978年2月，完成了我國第一口7000m超深井－關基井的測井任務（7175m)1978年，從美國引進3600數(shù)字測井儀中國測井科技發(fā)展歷程(二）1980年國產(chǎn)801數(shù)字測井儀研制成功20世紀80年代，引進CSU數(shù)控測井儀20世紀90年代，以引進的生產(chǎn)線生產(chǎn)了一批3700數(shù)控測井儀1995年引進成像測井儀（5700）1997年國產(chǎn)微電阻率成像測井儀研究下井實驗1998年中國測井服務進入國際市場中國測井科技發(fā)展歷程(三）

20世紀70年代，逐步由手工解釋發(fā)展為計算機處理解釋。先后引進了IRIS-60機、INTERDATA－85機、PE－3220、PE-3230、PE－3284等機型

20世紀90年代，引進、發(fā)展了Sun工作站，逐步形成了我國自己的測井數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（FORWARD、START)

建立了5種測井解釋技術：單井測井處理解釋技術、多井測井處理解釋技術、油藏描述技術、特殊儲層處理解釋技術、水淹層測井解釋技術在測井資料處理解釋方面：中國測井科技發(fā)展歷程(四）中石油、中石化、中海油三大集團下屬各油田均有測井公司——專業(yè)測井隊伍各油田勘探開發(fā)研究院均有從事以測井為主的隊、室、組各油田下屬勘探、開發(fā)部門（勘探公司、采油廠）均有從事以測井為主的生產(chǎn)、科研人員中石油、中石化、中海油三大集團的勘探開發(fā)研究院均有從事以測井為主的室、組我國測井機構分布情況測井是油氣勘探開發(fā)領域的一個重要學科，在油氣勘探開發(fā)中，需要測井解決的問題很多，但首要問題有以下幾個：

什么地方產(chǎn)東西

-滲透層、裂縫發(fā)育帶劃分，儲層有效性評價

產(chǎn)什么東西

-流體性質判別

產(chǎn)多少東西

-儲層評價、油氣藏描述

如何多產(chǎn)東西

-儲層可改造性評價、射孔優(yōu)化設計與評價、生產(chǎn)動態(tài)評價

井往何處打

-儲層、裂縫發(fā)育帶的橫向預測與評價

如何節(jié)約工程成本

-巖石力學、地應力研究、井壁穩(wěn)定性研究測井要解決的主要問題GOC：2721OWC：2750.5GOC：2736測井綜合處理解釋成果圖溶蝕孔洞儲層段常規(guī)測井曲線與FMI對比圖地球物理測井——緒論電磁波傳播測井EPT介電測井深電磁波傳播測井測量巖層介電特性