测井技术方法及资料解释教程.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测井一般概念,测井技术的发展、现状,测井解释面临的难题,基本测井方法简介,测井资料解释流程,本讲主要内容：,1,属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、测井）之一。是利用岩层的,电化学特性,、,导电特性,、,声学特性,、,放射性,等地球物理特性，测量,地球物理参数,的方法。,测井方法众多。,电,、,声,、,放射性,是三种基本方法。特殊方法（如电缆地层测试、地层倾角测井、成像测井、核磁共振测井），其他形式如随钻测井。,各种测井方法基本上是间接地、有条件地反映岩层地质特性的某一侧面。要全面认识地下地质面貌，发现和评价油气层，需要综合使用多种测井方法，并重视钻井、录井第一性资料。,什么是测井,2,测井技术的发展和现状,世界测井技术发展现状,中国测井技术的发展和现状,3,世界测井技术的发展的现状,一、测井技术发展回顾,1,、斯仑贝谢兄弟发现电测井（,1927,年）,2,、阿尔奇建立了阿尔奇公式，,1941,年,3,、勘探技术和开发技术,4,、岩石中电、声、核、力、机械、磁,信息是建立找油找气的物理基础,5,、五代测井仪器的更新换代反映测井,技术的进步,4,世界测井技术的发展的现状,二、三大测井公司,1,、斯仑贝谢公司,2,、阿特拉斯公司,3,、哈里伯顿公司,5,中国测井技术的发展和现状,一、测井设备的发展,1,、模拟记录阶段,半自动测井仪,（第一代）,50,年代引进,51,型电测仪,JD581,多线电测仪,（第二代）,2,、数控测井阶段,70,年代,3600,数字测井仪,（第三代）,80,年代,CLS-3700,、,CSU,、,DDL-III,数控测井仪,3,、数控与成像测井并存阶段,90,年代,ECLIP-5700,、,MAXIS-500,成像测井仪,（第四代）,（第五代）,6,中国测井技术的发展和现状,二、三个层次的测井解释技术形成,1,、单井完井解释,2,、单井精细测井评价,3,、多井测井评价,7,中国测井技术的发展和现状,三、测井理论的发展,1,、储层评价,2,、测井资料的地质应用,3,、非线性、非均质理论,8,测井面临的难题,一、地质方面,1,、超低电阻率油气,2,、多变的地层水砂岩油气层,3,、,砾岩、火成岩油气层评价,4,、裂缝性油气层藏,5,、碳酸盐岩裂缝性油气层,6,、孔隙低渗透致密砂岩油气层。,7,、稠油层,8,、中高含水期的水淹层,9,一、测井解释面临的难题,1,、低电阻砂岩油气层,难点,:,电阻率曲线不能,或很难区分油,(,气,),水层,形成原因：,a.,岩性细，束缚水饱和度高,b.,矿化度很高的泥质砂岩,c.,伊泥石、蒙脱石、伊蒙混层含量高,的泥质砂岩,d.,菱铁矿,10,一、测井解释面临的难题,2,、地层水矿化度低且多变的油气层,油气层与水层的电阻率都高，难区分,3,、,砾岩、火成岩油气层评价,非均质性特别严重，物性差。,4,、复杂岩性裂缝性油气层,非均质性和各向异性特别严重,11,一、测井解释面临的难题,5,、碳酸盐岩裂缝性油气层,非均质性和各向异性特别严重,6,、低孔隙低渗透致密砂岩油气层。,12,测井面临的难题,二、工程方面,1,、超饱和盐水泥浆测井,2,、恶劣井眼环境测井,3,、水平井测井,13,测井方法简介,电法测井,声波测井,放射性测井,测井系列选择,14,1,电法测井,自然电位测井,普通电阻率测井,侧向（聚焦）测井,感应侧井,介电（电磁波传播）测井,分类：天然电场和人工电场,供电方式：直流电（低频）和交变电流（高频）,新方法,阵列感应,阵列侧向,过套管电阻率,15,1.1,自然电位测井,原理：测量井中自然电场,v,M,N,井中电极,M,与地面电极,N,之间的电位差,16,1.1,自然电位测井,自然电位成因,一般由地层和泥浆之间,电化学,作用和,动电学,作用产生的。,砂岩与泥岩的自然电位分布,1,、扩散,吸附电位,：,纯砂岩,-11.6 mV/18,C,纯泥岩,59.1 mV/18,C,2,、过滤电位（一般可忽略）,：,泥浆柱与地层之间存在压差时，液体发,生过滤作用产生的。,与压差、滤液电阻率成正比。,渗透层 平均值约为,0.77 mV,泥岩,砂岩,泥岩,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,Cl,-,Na,+,Na,+,Na,+,+,-,+,-,扩散电位,吸附电位,17,1.1,自然电位测井,曲线特点,砂泥岩剖面：,泥岩处,SP,曲线平直（基线）,砂岩处 负异常（,R,mf,R,w,),负异常幅度 与粘土含量成反比，,R,mf,/R,w,成正比,18,碳酸盐岩剖面,高阻致密层处 曲线倾斜,高阻致密层自然电位曲线形状示意图,1.1,自然电位测井,碳酸盐岩地层,孔隙和裂缝发育段、致密段与邻近,泥岩比较，有不同程度的小幅度负异常。,19,1.1,自然电位测井,高低矿化度泥浆的自然电位曲线,泥,浆,矿,化,度,的,影,响,影响因素,20,1.1,自然电位测井,其他影响因素：,淡水层幅度变小；,水淹层的幅度和基线发生变化；,泥浆含有某些化学或导电物质；,地面电场的干扰。,曲线质量要求,1,、泥岩基线稳定，,100m,井段基线偏移不超过,10mV,。,2,、自然电位正负异常符合钻井液矿化度与地层水矿化度之间的关系。负异常幅度与地层水矿化度成正比。,3,、与岩性剖面有对应性。,4,、曲线平滑，干扰幅度小于,1.5mV,。,5,、距井口,200m,井段的自然电位不作严格要求，但必须能清楚地划分砂岩,。,21,1.1,自然电位测井,应用：,1,、判断岩性，划分渗透层；,2,、用于地层对比；,3,、求地层水电阻率；,4,、估算地层泥质含量；,5,、判断水淹层；,6,、研究沉积相。,22,1.2,普通电阻率测井,早期的测井方法,测量原理,电极系,供电 测量某两点间的电位差 刻度,视电阻率,两种电极系：,电位电极系,梯度电极系,电极距,电极距越长，探测范围越大。,N,M,A,B,A,M,2.5,米梯度,0.5,米 电位,2.25 0.5,0.5 2.25,2.5,电极距,测量电极,供电电极,供电电极,测量电极,23,1.2,普通电阻率测井,曲线特点,1,、高阻层梯度曲线,高阻层处：视电阻率增大，曲线不对称。,底界面附近：底部梯度曲线 出现极大值。,2,、,高阻层电位曲线,高阻层处：视电阻率增大，曲线对称于层的中部。,层界面附近：曲线有拐点。,常用系列：,2.5,米和,4,米底部梯度电极，,0.4,米电位电极,。,梯度曲线 电位曲线,24,1.2,普通电阻率测井,影响因素,测量的视电阻率是电极系附近各种介质导电性的综合反映：,减值屏蔽,1,、电极系附近的地层电阻率和层厚是主要影响因素；,2,、不同的电极系，测量的曲线数值和形状不同；,3,、泥浆电阻率、井径、围岩电阻率及其厚度影响数值，,4,、高阻邻层的屏蔽影响。,减值屏蔽、增值屏蔽,25,1.2,普通电阻率测井,应用,1,、标准电极系与自然电位和井径曲线组合为标准测井，用于绘制综合录井图、划分地层剖面和地层对比。多数地区选用,2.5,米梯度电极系,作为标准电极系。盐水泥浆井中采用电极距较长的梯度电极系。,2,、用于划分地层界面。,3,、用长电极梯度曲线（如,4,米梯度）定性分析储层含油性。,4,、短电极的电位曲线用于跟踪井壁取心。,质量要求,1,、长电极系曲线在厚泥岩处数值相等。,2,、,2.5,米和,4,米梯度曲线形状相似，厚层砂岩数值接近。,3,、曲线与自然电位曲线、岩性剖面有对应性。,26,1.2,普通电阻率测井,微电极测井,ML,1,、贴井壁测量，同时测量微梯度和微电位两条曲线。前者主要反映泥饼附近的电阻率，后者反映冲洗带电阻率。,2,、探测范围小（,4cm,和,10cm,），不受围岩和邻层的影响。,3,、适用条件：井径,10-40cm,范围。,4,、质量要求,1,）泥岩低值、重合；,2,）渗透性砂岩数值中等，正幅度差,(,盐水泥浆除外）；,3,）致密地层曲线数值高，没有幅度差,或正、负不定的幅度差。,4),除井眼垮塌和钻头直径超过微电极极板张开,最大幅度的井段外，不得出现大段平直现象。,测量示意图,泥饼,冲洗带,27,1.2,普通电阻率测井,微电极测井应用,1,、详细划分地层剖面；,2,、判断岩性，划分渗透层；,3,、精确划分储层有效厚度；,4,、确定冲洗带电阻率。,5,、分析储层非均质性,28,1.3,侧向（聚焦）测井,基本原理,盐水泥浆、高阻薄层条件下，,普通电阻率测井失真，,增加屏蔽电极，,使主电流被聚焦，,侧向流入地层的电极系测量方法。,三侧向测井电流分布图,屏蔽电极,29,1.3,侧向（聚焦）测井,双侧向测井,DLL,1,、深浅侧向同时测量，分别用,36Hz,和,230Hz,的电流供电。用相应频率的选频电路进行监督和测量。,2,、很大的测量范围，一般是,1-10000,m,。,3,、深侧向探测深度大（约,2.2m,），,双侧向能够划分出,0.6m,厚的地层,。,双侧向电极系和电流分布图,30,1.3,侧向（聚焦）测井,测井曲线,双侧向,-,微侧向,LLD-LLS-MLL,双侧向,-,微球型聚焦,LLD-LLS-MSFL,曲线特点,当,RmRw,，水层，,LLD,LLS,；,油层，,LLD,LLS,。,31,双侧向应用,1,、,适合于高阻剖面、盐水泥浆条件。,2,、划分剖面，判断油（气）、水层；,3,、求取地层真电阻率；,4,、用于高阻地层裂缝识别，储层评价。,1.3,侧向（聚焦）测井,质量要求,1,、重复误差，在仪器动态范围内小于,7,。,2,、在非渗透层，井眼校正后，深浅双侧向曲线的相对数值误差不大于,10,。,3,、在仪器动态范围内，不得出现限幅值。,32,lld=140,m,lls=52,lld/lls=2.8,=7.5%,裂缝储层评价,33,1.4,感应测井,基本原理,利用电磁感应原理测量地层电导率的方法。,交流电,发射线圈,T,交变电磁场,感应电流次生磁场接受线圈,感应电动势,感应电动势与涡流电流大小成正比,涡流大小与介质电导率成正比。,感应测井原理示意图,发射线圈,接受线圈,涡流,测井曲线,双感应,-,八侧向,ILD-ILM-LL8,双感应,-,球型聚焦,ILD-ILM-SFL,探测深度,1.6m-0.75m-0.45m,测量范围 小于,100,m,。,34,1.3,感应测井,曲线特点,RmRw,，地层水矿化度高：,标准水层,ILD,ILM,LL8,负差异,标准油层,ILD,ILM,LL8,正差异,泥岩、致密层 曲线重合,质量要求,1,、在,1m100m,范围内，重复误差小于,5,。,2,、泥岩、非渗透层段，深、中、浅电阻率值应基本重合。,3,、在仪器动态范围内，不得出现饱和现象。,4,、除金属落物等影响外，曲线应平滑无跳动。,35,1.3,感应测井,应用,1,、,适合于淡水泥浆、油基泥浆条件，中低阻剖面。,2,、划分剖面，判断油（气）、水层；,3,、求取地层真电阻率，评价含油性。,36,2,声波测井,探测井剖面岩石声学物理特性的测井方法,声波速度（时差）测井,声幅测井,声波变密度测井,声波全波列测井,声波成像测井,新方法,分区水泥胶结测井,多极阵列声波,交叉偶极子声波,37,2.1,声速测井,基本原理,声脉冲发射器,滑行纵波接收器,适当源距，使达到接受器的初至波为滑行纵波。,记录初至波到达,两个接收器的时间差,t s/m,仪器居中，井壁规则,t=1/,t,t,38,补偿声波测井,1,、井眼变化的补偿,2,、仪器倾斜影响的补偿,3,、深度误差的消除,2.1,声速测井,39,声波时差曲线的影响因素,裂缝或层理发育的地层,未胶结的纯砂岩气层、高压气层,井眼扩径严重的盐岩层,泥浆中含有天然气,周波跳跃,2.1,声速测井,40,质量要求,1,、渗透层不得出现无关的跳动，出现周波跳跃测速应降至,1000m,h,以下，重复测量。,2,、声波时差数值应符合地区及岩性规律，并与补偿中子、补偿密度孔隙度相对应，不得低于对应的岩石骨架值。,3,、重复误差在渗透层不得大于,10s,m,。,4,、测后有套管声波时差记录，误差范围：,187s,m,5s,m,2.1,声速测井,41,2.1,声速测井,应用,1,、划分岩性,2,、判断气层,3,、确定地层孔隙度,4,、估计地层异常压力,5,、合成地震记录,岩石 骨架值,砂岩,182,168,灰岩,156,白云岩,143,硬石膏,164,淡水,620,盐水,606,42,2.2,声波全波列测井,特点,全波列波形,记录全波列数据,可以利用纵波、横波速度信息和幅度信息，,以及斯通利波、伪瑞利波等信息。,43,2.2,声波全波列测井,波形曲线,质量要求,1,、波形幅度适中，不能出现平头和平直现象。,2,、时间采样间隔保证全部波形被采样。,3,、不能出现连续干扰信号,。,44,2.2,声波全波列测井,应用,1,、提取纵、横波信息（时差和幅度）,2,、利用纵、横波时差确定岩性,3,、确定地层孔隙度,4,、利用时差和幅度信息识别裂缝,5,、计算弹性模量和力学参数，分析岩层机械特性。,45,2.3,固井声幅及变密度测井,固井声幅测井（,CBL,）,水泥胶结测井,记录首波半周幅度，即声幅曲线。,反映水泥与套管（第一界面）胶结质量,套管与水泥环的声偶合,46,2.3,固井声幅及变密度测井,声波变密度测井（,VDL,）,反映第一、二界面水泥胶结质量,变密度,47,2.3,固井声幅及变密度测井,声波变密度测井组合曲线,CBL,、,VDL,CCL,、,GR,固井质量测井要求,1,、应在,注水泥后,2448h,（最佳测量时间）之间进行测量。,2,、仪器在自由套管井段进行刻度。,3,、,测至水泥面以上进入自由套管至少五个稳定接箍。,48,2.3,固井声幅及变密度测井,声幅曲线质量要求,1,、自由套管处幅度在,8cm,12cm,之间，接箍显示清楚，接箍信号的相对幅度大于,2cm,。,2,、,曲线不得出现的负值。,3,、,曲线重复误差应小于,10%,。,变密度曲线质量要求,1,、自由套管处,VDL,套管波显示清楚，明暗条纹可辨，箍处有明显的“人”字形条纹。,2,、,VDL,显示对比度清晰、适中、明暗变化正常。,3,、,VDL,与,CBL,曲线有良好的对应关系。,磁性定位曲线,质量要求,1,、必须连续记录，干扰信号幅度小于接箍信号幅度的,1,3,。,2,、接箍信号不能出现畸形峰。,3,、短套管附近、井底、目的层段不得缺失接箍信号。,49,3,放射性测井,是根据岩石及其孔隙流体的某种核物理性质探测井剖面的一类测井方法。,优点是：裸眼井、套管井都能正常测井，不受钻井液的限制。,方法多，十余种：,自然伽马测井、自然伽马能谱测井,密度测井、岩性密度测井,中子测井,中子伽马测井、补偿中子测井,中子寿命测井、,C/O,能谱测井,RMT,放射性同位素测井,核测井,50,3.1,自然伽马和自然伽马能谱测井,岩层中的天然放射性核素,衰变,伽马射线,岩性不同,放射性核素的种类和数量不同,自然伽马射线的能量和强度不同,测量井剖面自然伽马射线的强度和能谱的测井方法。,自然伽马测井曲线,GR,自然伽马能谱测井曲线,铀,U,、钍,Th,、钾,K,的含量,去铀自然伽马,CGR,总自然伽马,GR,测量基础,51,3.1,自然伽马和自然伽马能谱测井,影响因素,1,、测井速度。测速大，测井曲线形状发生畸变。,2,、统计起伏。衰变和射线探测的随机性。,3,、井眼条件的影响。井径、泥浆密度、套管、水泥环等。,自然伽马曲线的统计起伏,52,3.1,自然伽马和自然伽马能谱测井,质量要求,1,、测前、测后校验对主校验工程值误差,7%,。,2,、重复曲线与主曲线，形状基本相同，重复误差不大于,10,。,3,、曲线变化形态与岩性剖面吻合。,4,、,K,、,U,、,Th,重复误差：,K,：,0.5,U,：,2ppm,Th,：,4ppm,53,3.1,自然伽马和自然伽马能谱测井,自然伽马测井资料的应用,1,、划分岩性。,2,、地层对比。只与岩性有关，容易找到标志层。,3,、计算泥质含量。,自然伽马能谱测井资料的应用,1,、识别高放射性储集层，寻找泥岩裂缝储集层。,2,、确定粘土含量、粘土类型及其分布形式。,3,、用,Th/U,、,Th/K,比研究沉积环境、沉积能量。,4,、有机碳分析及生油岩评价。,5,、变质岩、火成岩等复杂岩性解释。,54,3.1,密度和岩性密度测井,基本原理,伽马源,射线地层介质康普顿效应射线强度衰减,探测记录射线强度（计数率）仪器刻度岩石体积密度,补偿密度测井,FDC,双源距贴井壁测量，长短源距探测,器组合补偿泥饼影响。,体积密度曲线,DEN,密度校正曲线,CORR,和井径曲线,55,3.1,密度和岩性密度测井,岩性密度测井,LDT,测量地层的体积密度和光电吸收截面指数。,记录,DEN,、,CORR,、,Pe,曲线。,质量要求,1,、井眼规则、岩性均匀处，重复曲线误差值小于,0.05g,cm,3,。,2,、曲线数值与主要岩性符合，与补偿中子、声波时差孔隙度对应。,3,、,井径规则处，密度校正曲线一般应为零值或正值。,4,、,P,e,测量值的重复误差为,0,5b,e,。,5,、,P,e,值应与岩性剖面吻合。,56,3.1,密度和岩性密度测井,密度曲线的应用,1,、划分岩性。,2,、判断气层。,3,、计算孔隙度。,Pe,曲线的应用,1,、识别岩性。,2,、寻找重矿物。,3,、在重晶石泥浆条件下，识别裂缝带。,57,3.2,补偿中子和中子伽马测井,基本原理,中子源,快中子地层介质热中子,补偿中子测井：,测量地层对中子的减速能力，测量结果主要反映地层的含氢量。,中子伽马测井：,测量热中子被俘获而放出中子伽马射线的强度。,两者均属于孔隙度测井系列。,58,补偿中子测井曲线,CNL,双源距补偿井眼影响。,CNL,曲线单位：石灰岩孔隙度,P.U,中子伽马测井曲线,NG,NG,测量值单位：计数率（脉冲,/,分）,条件单位,3.2,补偿中子和中子伽马测井,59,补偿中子测井质量要求,1,、重复误差要求：,孔隙度在,10P.U,以内，误差绝对值小于,1P.U,；,孔隙度,10,20P.U,以内，误差绝对值小于,2P.U,；,孔隙度,20,30P.U,以内，误差绝对值小于,3P.U,2,、曲线数值与主要岩性吻合，与补偿密度、声波时差孔隙度对应。,中子伽马测井质量要求,1,、,重复曲线形状相同，渗透层测量重复误差,5%,以内。,2,、横向比例选择：碳酸盐岩剖面,0.3,条件单位,/,格,砂岩剖面,0.1,条件单位,/,格，,3,、曲线数值符合地区规律。,3.2,补偿中子和中子伽马测井,60,3.2,补偿中子和中子伽马测井,应用,1,、确定储集层孔隙度。,2,、划分岩性。,3,、判断气层。,4,、套管井中子伽马推移测井寻找气层。,中子伽马推移测井气层识别图,61,20,21,22,20-22,合试日产油,60.9,吨，气,43130,方,Rt=7.9-6.2m,，,Ac=380-325s/m,NG1=0.89-0.82,，,NG2=1.11-1.02,中子伽马,推移法,安,66,井,62,4,测井系列选择,合理、完善的测井系列是保证测井解释能力的前提。,不同的地质剖面，不同的钻探目的，选择的测井系列、测井项目不同。,岩性测井系列、电阻率测井系列、孔隙度测井系列、必要的辅助测井项目（井径、井斜、井温）、特殊测井方法。,63,4,测井系列选择,1,、电阻率测井系列,电极系列：,0,4m,电位、,2,5m,底部,梯度、,4m,底部梯度,感应测井：双感应,-,八侧向,/,球型聚焦,侧向测井：双侧向,-,微侧向,/,微球型聚焦,电阻率测井方法的选择,一般情况，当,Rmf 3Rw,时，采用感应测井,当,Rmf,接近或小于,Rw,，优先使用侧向测井,高阻剖面，采用测向测井,感应测井与侧向测井优选图版,Rmf/Rw,0.5 1 2 3 4 5 10 30,30 25 20 15 10 5 0,孔隙度,优先用侧向,在,Rw,线以上,优先用感应,在,Rw,线以下,优先用两种测井,Rw=1,m,0.1,m,64,4,测井系列选择,2,、,岩性测井系列：,基本项目,SP,、,GR,复杂岩性,三孔隙度测井、,NGS,3,、孔隙度测井系列,单一岩性剖面,单孔隙度测井，如声波测井,（无次生孔隙）,多矿物岩性剖面,三孔隙度测井组合,65,砂泥岩剖面（以冀中地区为例）,标准测井,2.5m,、,SP,、,CAL,组合测井,SP,、,GR,、,CAL,、,ML,、,0.4m,、,4m,ILD-ILM-LL8,、,AC,、,CNL,、,DEN,碳酸盐岩剖面,标准测井,GR,、,LLD-LLS,组合测井,GR,、,CAL1-CAL2,、,LLD-LLS-MLL,AC,、,CNL,、,DEN,（,NG,）,4,测井系列选择,66,常规测井解释成果,67,测井资料综合解释,流程,68,特殊测井处理,（,MAC,、,NGS,、,STAR,）,地层倾角处理,综合评价,解释剖面、储层参数,解释参数,解释模型,岩性识别,深度校正,综合录井、钻井工程,区域（块）地质背景,收集邻井资料,测井资料的采集,地层（油层）对比,试油（投产）建议,预处理,疑难层分析,69,