地球物理测井云美厚省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

地球物理测井（32课时）云美厚河南理工大学资源与环境学院地球物理测井地球物理测井多媒体教学课件 适用对象：适用对象：地质、煤成气等专业本科生第1页参考书目参考书目 1、尉中良等编地球物理测井地质出版社 2、楚泽涵等编著地球物理测井方法与原理（上册），石油工业出版社，校图书馆-超星数字图书有 3、王群等编，矿场地球物理测井，石油工业出版社，。4、网上查阅其它相关图书超星数字图书馆；期刊期刊测井技术第2页绪绪 论论 什么是地球物理测井？什么是地球物理测井？测井技术分类与特点测井技术分类与特点 测井技术能作什么？测井技术能作什么？应用应用 为何学习地球物理测井？为何学习地球物理测井？怎样学习本课程？怎样学习本课程？测井技术发展简史测井技术发展简史第3页什么是什么是测井测井？什么是什么是地球物理地球物理测井测井？测什么？测什么？什么是地球物理测井？什么是地球物理测井？为何能够测？为何能够测？第4页是是一门边缘学科一门边缘学科,是是应用地球物理学应用地球物理学分支一，分支一，井中井中地球物理学地球物理学俗称，俗称，简称测井或测井技术。简称测井或测井技术。是利用岩是利用岩层层电化学特征、导电特征、声学特征、放射性等电化学特征、导电特征、声学特征、放射性等地地球物理特征，球物理特征，采取对应仪器采取对应仪器沿着井筒连续地测量沿着井筒连续地测量反反应岩石、矿石某种物理性质应岩石、矿石某种物理性质地球物理参数地球物理参数，到达处，到达处理地责问题一个理地责问题一个地球物理方法地球物理方法地球物理方法地球物理方法(按键播放按键播放)。岩石物理基础：岩石物理基础：导电性、电化学性，声学特征导电性、电化学性，声学特征(弹性弹性)、核物理性质（放射性）等、核物理性质（放射性）等 测量参数：测量参数：地球物理参数地球物理参数(反应地球物理场特征反应地球物理场特征)目标和应用：目标和应用：研究油气田、煤田、煤层气、水研究油气田、煤田、煤层气、水文、工程、环境等方面地下地责问题（如岩性、孔文、工程、环境等方面地下地责问题（如岩性、孔隙性、渗透性、流体特子那个）和钻井技术问题隙性、渗透性、流体特子那个）和钻井技术问题（井径、井斜、套管固结程度、裂缝等）。（井径、井斜、套管固结程度、裂缝等）。什么是地球物理测井？什么是地球物理测井？第5页236023702380235024002450通常每隔通常每隔50m标注标注一个深度一个深度标识，如标识，如实际测井实际测井曲线无此曲线无此深度标注深度标注图头：图头：曲线名称曲线名称曲线类型曲线类型颜色颜色单位单位数值范围数值范围第6页又称：地体学地体学或或大地物理学大地物理学又称：物理探矿学物理探矿学应用地球物理学应用地球物理学研究大尺度和普通原理勘察石油、煤、金属、非金属矿或其它地质体地球物理学学科组成地球物理学学科组成狭义，通常，普通广义地球物理学计算地球物理学计算地球物理学深部探测深部探测地球动力学地球动力学第7页l地面地球物理勘探l航空地球物理勘探l海洋地球物理勘探l井中地球物理勘探按实施测量空间位置和区域不一样划分按实施测量空间位置和区域不一样划分地球物理勘探(勘探地球物理学）（地球物理测井）广义地震测井地震测井VSP测井测井微地震监测微地震监测随钻地震随钻地震井间地震井间地震井井中中地地震震狭狭义义测测井井声波测井声波测井电阻率测井电阻率测井放射性测井放射性测井重力测井重力测井其它其它第8页测井分类测井分类 I电化学性：电化学性：自然电位、人工电位自然电位、人工电位(激发极化激发极化)、电极电位等电极电位等电磁性：电磁性：视电阻率、感应、微电极、侧向、微侧向、视电阻率、感应、微电极、侧向、微侧向、微球聚焦、电流、接地电阻，磁化率、微球聚焦、电流、接地电阻，磁化率、电磁波测井等电磁波测井等弹性：弹性：声速、声幅、声波电视、声波全波列、声速、声幅、声波电视、声波全波列、地震测井等地震测井等核性核性(放射性放射性)：自然伽马、伽马自然伽马、伽马伽马、密度、伽马、密度、中子中子伽马、中子伽马、中子中子、中子中子、中子活化、活化、碳氧比测井等碳氧比测井等其它：其它：井径、井温、井斜、地层倾角、气测、井径、井温、井斜、地层倾角、气测、重力测井等重力测井等按物性按物性基础不基础不一样划一样划分分当前国内外先进测井方法有：当前国内外先进测井方法有：超声成像、多极子阵列声波成像、微电阻率扫描成像、超声成像、多极子阵列声波成像、微电阻率扫描成像、核磁共振成像、地球化学测井等方法。核磁共振成像、地球化学测井等方法。第9页测井分类测井分类 I电化学性：电化学性：自然电位、人工电位自然电位、人工电位(激发极化激发极化)、电极电位等电极电位等电磁性：电磁性：视电阻率、感应、微电极、侧向、微侧向、视电阻率、感应、微电极、侧向、微侧向、微球聚焦、电流、接地电阻，磁化率、微球聚焦、电流、接地电阻，磁化率、电磁波测井等电磁波测井等弹性：弹性：声速、声幅、声波电视、声波全波列、声速、声幅、声波电视、声波全波列、地震测井等地震测井等核性核性(放射性放射性)：自然伽马、伽马自然伽马、伽马伽马、密度、伽马、密度、中子中子伽马、中子伽马、中子中子、中子中子、中子活化、活化、碳氧比测井等碳氧比测井等其它：其它：井径、井温、井斜、地层倾角、气测、井径、井温、井斜、地层倾角、气测、重力测井等重力测井等按物性按物性基础不基础不一样划一样划分分当前国内外先进测井方法有：当前国内外先进测井方法有：超声成像、多极子阵列声波成像、微电阻率扫描成像、超声成像、多极子阵列声波成像、微电阻率扫描成像、核磁共振成像、地球化学测井等方法。核磁共振成像、地球化学测井等方法。统称为电测井统称为电测井统称，声波测井统称，声波测井统称统称 放射性测井放射性测井三大基本三大基本测井方法测井方法第10页测井分类测井分类 II按应用按应用领域不领域不一样划一样划分分石油天然气测井技术石油天然气测井技术煤田测井技术煤田测井技术金属与非金属测井技术金属与非金属测井技术水文、工程与水文、工程与环境环境测井技术测井技术 (简称水工环测井技术或水工环测井简称水工环测井技术或水工环测井)煤层气煤层气测井技术测井技术环境与煤层气为后发展起来环境与煤层气为后发展起来形成相对独立几门测井技术形成相对独立几门测井技术第11页间接地、有条件测量方法。间接地、有条件测量方法。方法种类多方法种类多(系列化系列化)基本方法基本方法有电、声、放射性测井三种有电、声、放射性测井三种 特殊方法特殊方法(电缆地层测试、地层倾角、成像、核磁共振测井电缆地层测试、地层倾角、成像、核磁共振测井)其它形式其它形式(如随钻测井如随钻测井)分辨率高分辨率高（相对地面地震而言）（相对地面地震而言）仪器综合化仪器综合化、统计数字化、操作程控化、解释自动化统计数字化、操作程控化、解释自动化多多解解性性。每每种种方方法法都都只只能能反反应应岩岩层层地地质质特特征征某某一一侧侧面面。综综合合应应用用各各种种测测井井方方法法，并并重重视视与与钻钻井井、录录井井资资料料结结合合，才能全方面认识地下地质面貌，发觉和评价油气层才能全方面认识地下地质面貌，发觉和评价油气层测井特点测井特点第12页 在油气田勘探过程中用测井资料可以确定岩性（矿物组成、孔隙度、渗透率、饱和度）沉积环境(岩相)分析（深水、浅水、急流河相）确定生油岩（有机碳含量，生油条件）确定盖层（封闭性、厚度等）储层评价（确定目层，油气水分布、富集程度）在油气田开发过程中，用测井能够在油气田开发过程中，用测井能够监测生产动态监测生产动态(产出流体性质产出流体性质-油油/水，出水量，油水百分水，出水量，油水百分比比)处理工程问题处理工程问题(套管是否变形，有没有损坏、脱落或变位，套管是否变形，有没有损坏、脱落或变位，管外有没有窜槽，射孔有没有射开管外有没有窜槽，射孔有没有射开)注水开发过程中注水开发过程中(分层注入量，有没有窜流分层注入量，有没有窜流)开发方案设计中开发方案设计中(计算油层有效厚度，寻找剩下油富集区计算油层有效厚度，寻找剩下油富集区)测井能做什么？测井能做什么？在石油、天然气勘探开发中应用在石油、天然气勘探开发中应用测井服务于石油天然气勘探开发全过程测井服务于石油天然气勘探开发全过程第13页据侯俊胜国外地质勘探技术，1998裸眼井煤层气储层测井裸眼井煤层气储层测井勘探阶段勘探阶段u煤层识别和确定煤层厚度煤层识别和确定煤层厚度 u煤质分析、孔隙度、含气量、渗透率和岩石力学参数计算等煤质分析、孔隙度、含气量、渗透率和岩石力学参数计算等套管井煤层气储层测井套管井煤层气储层测井开发阶段开发阶段u储层识别、厚度确定及检验水泥胶结情况等储层识别、厚度确定及检验水泥胶结情况等生产测井生产测井开发阶段开发阶段u了解井筒流体动态参数和井内环境故障情况等了解井筒流体动态参数和井内环境故障情况等测井技术在煤层气勘探开发中应用测井技术在煤层气勘探开发中应用测井技术可处理主要水工环问题测井技术可处理主要水工环问题地下水资源勘查地下水资源勘查(含水层性质、深度和厚度、范围等含水层性质、深度和厚度、范围等)工程地质勘察与评价工程地质勘察与评价(识别裂隙带、溶洞和断层分布识别裂隙带、溶洞和断层分布,风化程度风化程度)岩土材料工程质量无损检测岩土材料工程质量无损检测(岩土层工程力学参数岩土层工程力学参数)地质灾害预测和环境地质评价与监测等地质灾害预测和环境地质评价与监测等第14页地球物理学与地质学异同地球物理学与地质学异同 共性：共性：同属地球科学，研究对象相同 个性：个性：研究方法不一样，结果显示方式不一样为何学习本课程？为何学习本课程？地质专业开设本科程必要性及意义地质专业开设本科程必要性及意义测井为应用地球物理学一个主要分支，是透过地测井为应用地球物理学一个主要分支，是透过地表观察地下地质特征最有利伎俩之一，地质家只表观察地下地质特征最有利伎俩之一，地质家只有了解测井方法、技术才能用好测井资料有了解测井方法、技术才能用好测井资料第15页地球物理学与地质学异同地球物理学与地质学异同 共性：共性：同属地球科学，研究对象相同 个性：个性：研究方法不一样，结果显示方式不一样为何学习本课程？为何学习本课程？地质专业开设本科程必要性及意义地质专业开设本科程必要性及意义对地球有完整认识对地球有完整认识时、空完美结合时、空完美结合地质学可经过地表地质结构看过去地质学可经过地表地质结构看过去时间回溯时间回溯地表观察结构 形迹大量感性材料定性 半定量研究上层局部结果形式文字 图示仪器观察地球物理场大量场特征数据定量研究深部 整体结果形式公式 数字地球物理学可透过地球物理场看深部地球物理学可透过地球物理场看深部空间上延展空间上延展测井为应用地球物理学一个主要分支，是透过地测井为应用地球物理学一个主要分支，是透过地表观察地下地质特征最有利伎俩之一，地质家只表观察地下地质特征最有利伎俩之一，地质家只有了解测井方法、技术才能用好测井资料有了解测井方法、技术才能用好测井资料第16页怎样学习本课程？怎样学习本课程？学习关键点学习关键点 1、重点掌握基本概念、基本方法步骤、及基本原理;2、掌握测井基本图件格式、物理量单位、含义等；4、初步掌握利用测井资料进行地质解释基本方法;5、了解不一样测井方法之间异同学习方法 1、重视基本概念、方法原理了解，不死记硬背；2、注意整体内容把握然后是细节 3、正确了解教与学关系；第17页测井技术发展简史测井技术发展简史电法测井是发展最早地球物理测井方法，1927年9月5日，在法国东部阿尔萨斯(A1sace)地域佩彻布朗(Pechelbronn)，Schlumberger弟兄与H.G.Doll利用梯度电极系完成了实际电法测井，得到世界上第一条测井曲线，曲线清楚地指示了井下含油砂岩，标志着当代地球物理测井诞生。80年发展史1929年，Schlumberger弟兄取得了用自然电位确定渗透性地层专利；1931年，实现了自然电位与电位电极系和梯度电极系一起测量，能够提供连续测井曲线。1942年，G.E.Archie提出Archie(阿尔奇)公式，奠定了利用测井资料定量评价岩石流体饱和度基础。楚泽涵等编著，地球物理测井方法与原理（上册），石油工业出版社，第18页1949年，考虑到油基钻井液井眼条件，HGDoll提出了感应测井，奠定了常规双感应测井研究和应用基础 当前依然是惯用主要电法测井方法。1951年，出现聚焦侧向测井后，发展了双侧向电阻率测井仪，一直用到现在20世纪80年代初，介电测井仪器开始应用20世纪90年代开始，发展了阵列侧向测井、方位侧向测井和阵列感应测井等 在地层倾角测井基础上发展了井壁电成像测井 在随钻测井中2MHz电磁波测井得到普通应用20世纪末期，过金属套管电阻率测井技术出现并应用楚泽涵等编著，地球物理测井方法与原理（上册），石油工业出版社，第19页仪器：仪器：模拟统计测井仪模拟统计测井仪原原理理：用用高高灵灵敏敏度度检检流流计计测测量量回回路路电电流流得得到到探探测测系系统统测测量量端端间间电电位位差差改改变变，反反应应地地层层物物理理参参数数（电电阻阻率率、声声波速度等）随深度改变波速度等）随深度改变统计方式：统计方式：统计在摄影纸或胶片上统计在摄影纸或胶片上（静态）（静态）统计特点：统计特点：采集数据量小，传输速率低。采集数据量小，传输速率低。主主要要方方法法：声声速速（纵纵波波）测测井井、感感应应测测井井和和普普通通电电阻阻率率测测井井，配配之之以以井井径径测测井井、自自然然电电位位测测井井和和自自然然伽伽马马测测井等。井等。按照测井仪器、统计特点，测井技术发展大致分为四个阶段按照测井仪器、统计特点，测井技术发展大致分为四个阶段第一阶段：第一阶段：模拟（统计）阶段模拟（统计）阶段（1927-60年代末年代末）测井技术发展总趋势是装备由简到繁，再由繁到简，以软件代替硬件，简化装备，降低造价。第20页 仪器：仪器：数字测井仪数字测井仪第一代统计系统：第一代统计系统：模拟测井模拟测井+数字磁带统计数字磁带统计 特点：特点：基本保持了模拟统计特征 现场进行模数转换，按一定格式记磁带 现场只能采集数据，无法处理，应用不便 可在计算中心进行数据处理第二代统计系统：第二代统计系统：模拟测井模拟测井+计算机及外设计算机及外设 特点：特点：模拟测井和数字测井并存 功效重复，设备繁杂，操作麻烦、造价高昂，计算机仅用来采集数据，未能在井场发挥作用 数据处理在室内进行第三代统计系统：第三代统计系统：数字探管数字探管+计算机计算机+软件软件 特点：特点：采取数字化探管直接采集数字信息 计算机现场完成数据采集、统计、处理、显示 和打印定时测井曲线，方便了现场解释和使用 取消功效面板，硬件最少 发展新方法无需更换系统第二阶段第二阶段 数字测井（数字测井（1962-）数字化数字化第21页第一代数字测井仪第一代数字测井仪（据（据董守华地学仪器，1992）代表性产品：代表性产品：英国BPB企业Tu I数字测井仪 国产Y41数字测井仪等第22页第二代数字测井仪第二代数字测井仪（据（据董守华地学仪器，1992）代表性产品：代表性产品：美国MOUNT SPORIS企业系列II GEOSOURCE企业在澳大利亚制造T500 澳大利亚GEOEX系统、匈牙利KD80、国产TYsc2型数字测井仪等第23页第三代数字测井仪第三代数字测井仪（据（据董守华地学仪器，1992）代表性产品：代表性产品：美国CGC企业COMPU-LOG、COMPU-LOGI 英国罗伯逊企业G-100 美国MOUNT SPORIS企业系列II改进型-1987年 上海地质仪器厂JXW-1型微机测井系统-1987年 渭南煤矿专用设备厂TYsc-3Q型数字测井仪-1990年第24页 当前惯用数字测井仪当前惯用数字测井仪 特点：特点：用数字磁带机统计，提升了测量精度，可靠性用数字磁带机统计，提升了测量精度，可靠性 便于计算机处理便于计算机处理 对应测井方法对应测井方法:含有含有浅、中、深探测浅、中、深探测电阻率测井（普通是双感应电阻率测井（普通是双感应 球形聚焦测井球形聚焦测井 或双侧向或双侧向微球聚焦测井微球聚焦测井)三孔隙度测井三孔隙度测井（声速、中子孔隙度、赔偿密度测井）（声速、中子孔隙度、赔偿密度测井）井径测井井径测井 自然伽马测井自然伽马测井 自然电位测井自然电位测井 称为常规称为常规“九条曲线九条曲线”测井。测井。作用：作用：可很好地分层，识别岩性，求准孔隙度，计算地层真可很好地分层，识别岩性，求准孔隙度，计算地层真 电阻率和含油电阻率和含油(气气)饱和度，合理评价油饱和度，合理评价油(气气)储层储层 不足：不足：仪器复杂、开关旋钮很多，操作繁琐仪器复杂、开关旋钮很多，操作繁琐第25页第三阶段第三阶段 数控测井（数控测井（1976年年-）遥控遥测遥控遥测仪器：仪器：数控测井仪数控测井仪（以计算机为中心遥控遥测系统）（以计算机为中心遥控遥测系统）特点：特点：下井仪器作为计算机外设，经过电缆通讯系统与计算机实现下井仪器作为计算机外设，经过电缆通讯系统与计算机实现 数据交换和井下仪器控制数据交换和井下仪器控制 仪器检测、测量数据处理、显示、曲线回放等经过软件实现仪器检测、测量数据处理、显示、曲线回放等经过软件实现 测量时，井下仪器信号直接变换为数字信号，用不一样编码测量时，井下仪器信号直接变换为数字信号，用不一样编码 解码技术将信号沿电缆送至地面计算机解码技术将信号沿电缆送至地面计算机 这么，有利下井仪设计和更新，有利系统扩展这么，有利下井仪设计和更新，有利系统扩展惯用测井技术：惯用测井技术：常规测井常规测井 自然伽马能谱测井、岩性密度测井、自然伽马能谱测井、岩性密度测井、碳氧比能谱测井、长源距声波测井、碳氧比能谱测井、长源距声波测井、电磁波测井以及地层学地层倾角（电磁波测井以及地层学地层倾角（SHDTSHDT）测井等）测井等新方法应用：新方法应用：提供了更多有用信息（信息更丰富）提供了更多有用信息（信息更丰富）应用领域更宽广应用领域更宽广 处理地责问题（如，评价油、气层）能力更强。处理地责问题（如，评价油、气层）能力更强。第26页第四阶段第四阶段 成像测井成像测井（19901990年年-）集成化集成化成像测井发展背景：成像测井发展背景：油油气气勘勘探探面面临临新新问问题题，要要求求测测井井从从方方法法理理论论到到测测量量技术有更新发展，新问题包含技术有更新发展，新问题包含 复杂岩性和隐蔽油气藏勘探开发复杂岩性和隐蔽油气藏勘探开发 薄层、薄互层、裂缝储层、低孔低渗透层评价薄层、薄互层、裂缝储层、低孔低渗透层评价 高含水油田开发中剩下油饱和度及分布确实定高含水油田开发中剩下油饱和度及分布确实定 固井质量、套管损坏等工程测井问题固井质量、套管损坏等工程测井问题 地层压力、非均质和各向异性问题地层压力、非均质和各向异性问题成像测井功效成像测井功效 提供大量物理信息，提供大量物理信息，给出高分辨率、可靠给出高分辨率、可靠2D2D或或3D3D目标层物理参数图像目标层物理参数图像 研究各种非均质非线形问题，研究各种非均质非线形问题，评价油、气产层和其它勘探开发问题。评价油、气产层和其它勘探开发问题。第27页成像测井主要用途：成像测井主要用途：确定倾角、探测裂缝、断层定位、孔洞定位、确定倾角、探测裂缝、断层定位、孔洞定位、岩心归位验证、描述薄层或薄互层及地层各向异性等岩心归位验证、描述薄层或薄互层及地层各向异性等 其它地质或工程应用其它地质或工程应用成像测井特点：成像测井特点：(1)高速采集、并行处理。局域网高性能计算机系统高速采集、并行处理。局域网高性能计算机系统 (2)数据传输速率高数据传输速率高 (3)高分辨率，多探测点电、声、核、核磁测井仪高分辨率，多探测点电、声、核、核磁测井仪 (4)一套完整、适应各类复杂非均质储层参数定量一套完整、适应各类复杂非均质储层参数定量 评价和地质应用、工程应用软件包。评价和地质应用、工程应用软件包。主要成像测井系统（当前）主要成像测井系统（当前）斯仑贝谢企业斯仑贝谢企业 MAX500 贝克阿特拉斯贝克阿特拉斯 ECLIPS-哈里伯顿企业哈里伯顿企业 EXCELL-成像测井主要下井仪器成像测井主要下井仪器 电成像、声成像和核磁共振成像测井三类。电成像、声成像和核磁共振成像测井三类。第28页1.1.电成像：电成像：斯仑贝谢企业阵列感应成像仪斯仑贝谢企业阵列感应成像仪(AIT)(AIT)、全井眼微、全井眼微电阻率扫描成像仪电阻率扫描成像仪(FMI)(FMI)、方位侧向成像仪、方位侧向成像仪(ARI)(ARI)、阿特拉斯高分辨率感应仪阿特拉斯高分辨率感应仪(HDIL)(HDIL)等。等。2.2.声成像：声成像：偶极子横波偶极子横波(DSI)(DSI)、环井眼数据成像仪、环井眼数据成像仪(CBIL)(CBIL)、井、井下声波电视下声波电视(BHTV)(BHTV)、超声波井眼成像仪、超声波井眼成像仪(UBI)(UBI)、超声、超声波成像仪波成像仪(USI)(USI)等。等。3.3.核磁共振：核磁共振：斯仑贝谢企业核磁共振仪斯仑贝谢企业核磁共振仪CMR哈利伯顿哈利伯顿-纽马纽马(NUMAR)企业企业 MRIL贝克贝克阿特拉斯企业阿特拉斯企业MR Explorer(MREX)康普乐康普乐(Computalog)企业新型企业新型NMR测井仪测井仪NMRT第29页第五阶段 网络测井（-）网络化 网络测井时代即将到来当前，三大测井企业已开始当前，三大测井企业已开始研制和试验研制和试验网络化测井地面系统网络化测井地面系统哈里伯顿企业哈里伯顿企业 INSITE系统系统实时数据管理和分配系统，依靠一个公用数据库结构，企业全部服务线都能管理和共享井场作业期间采集数据，帮助远距离决议和合作。INSITE Anywhere新一代基于因特网数据传输系统，提供灵活INSITE技术，不用安装专门软件，只要输入用户名和密码，就可在世界任何地方、任何时候登陆互联网，享用油井数据。贝克一阿特拉斯企业贝克一阿特拉斯企业 FOX 系统系统网络化测井地面系统，仅网站上有宣传材料，未见投产应用方面报道。（原宏壮等，地球物理学进展，）第30页1、斯仑贝谢企业（美国）Schlumberger Limited http:/ 斯伦贝谢、阿特拉斯、哈里伯顿 三大测井企业测井技术和设备代表着当今测井技术发展方向和水平第31页2、阿特拉斯企业 Western Atlas International 旗下有：西方地球物理企业旗下有：西方地球物理企业(Western Geophysical)西方阿特拉斯测井服务企业西方阿特拉斯测井服务企业(Western Altas Logging Services)勘探与开发服务企业勘探与开发服务企业(E&Services)西方阿特拉斯软件企业西方阿特拉斯软件企业(Western Altas,Software)http:/ 成立于成立于1932年，为世界第二大测井服务企业。现为全球三大油年，为世界第二大测井服务企业。现为全球三大油田技术服务企业之一田技术服务企业之一贝克休斯企业贝克休斯企业旗下子企业。总部位于美国得克旗下子企业。总部位于美国得克萨斯州休斯敦市。萨斯州休斯敦市。主要业务：主要业务：为钻井到采油各阶段提供裸眼测井、井周成象、地层为钻井到采油各阶段提供裸眼测井、井周成象、地层压力测试和取样、套管井和生产井测井、射孔和取芯、井中地震、压力测试和取样、套管井和生产井测井、射孔和取芯、井中地震、套管回收等服务。套管回收等服务。最新技术：最新技术：针对复杂地层开发针对复杂地层开发STAR成象测井；识别地层液体性成象测井；识别地层液体性质核磁共振测井；经过井底取样识别油层产能质核磁共振测井；经过井底取样识别油层产能RCI测井；应用井间测井；应用井间地震成象技术分析油藏连通性能地震成象技术分析油藏连通性能RCM技术。技术。贝克休斯企业贝克休斯企业(Baker Hughes In-corporated)是世界三大综合石是世界三大综合石油技术服务企业之一油技术服务企业之一,为石油企业提供发觉、开发、生产和管理石为石油企业提供发觉、开发、生产和管理石油储量所需技术。企业年收入超出油储量所需技术。企业年收入超出70亿美元，跻身财富亿美元，跻身财富500强强 第32页3、哈里伯顿企业（Halliburton Company）http:/ 成立于19，总部位于美国德克萨斯州休斯敦 世界上最大石油及天然气服务商之一，在全球120多个国家有超5万多名员工。哈里伯顿能源服务集团（Halliburton Energy Services Group）为哈里伯顿企业主要组成部分，是一家从事油田服务和油田设备销售大型跨国企业，主要提供钻井、完井设备，井下和地面各种生产设备，油田建设、地层评价和增产服务。在中国设有北京办事处和蛇口作业基地 在天津经济技术开发区注册成立了“哈里伯顿（天津）能源服务有限企业”。第33页SPWLA原是“职业测井分析家协会”(the Society of Professional Well Log Analysts)下六个月更名为“岩石物理学家和测井分析家协会”(the Society of Petrophysics Well Log Analysts）SPWLA协会成立于1959年，当前已成为含有15个国际性支会和8个美国国内支会超级大型社团。是一非赢利性国际性组织，是国际测井界最有影响、最权威专业化组织。主要致力于：测井地层评价和其它地层评价技术研究，及其在石油、天然气和其它矿物勘探和开发中应用。活动方式：每年6月举行一次大型学术交流活动是国际测井界最盛大学术交流和研讨会，为世界石油和采矿业科学家们提供一个共享测井技术信息平台。每年会议论文基本上能反应从上一年6月到第二年6月之间测井方法、仪器、地层评价技术及测井应用软件方面最新研究和应用进展。/6/19-23/，51届SPWLA年会在澳大利亚西部佩思召开/5/1-19/,52届SPWLA年会在美国科罗拉多州斯普林斯市召开岩石物理学家和测井分析家协会SPWLA第34页中国测井技术发展和现实状况中国测井技术发展和现实状况-总体水平总体水平一、测井设备发展1、模拟统计阶段半自动测井仪 （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）第35页二、三个层次测井解释技术形成1、单井完井解释2、单井精细测井评价3、多井测井评价三、测井理论发展1、储层评价2、测井资料地质应用3、非线性、非均质理论第36页(1)(1)第一阶段第一阶段 模拟阶段模拟阶段(2)(2)第二阶段第二阶段 数字测井数字测井(3)(3)第三阶段第三阶段 数控测井数控测井(4)(4)第四阶段第四阶段 成像测井成像测井v50年代我国自行研制采取摄影统计JD581JD581测井系统，沿用到80年代初；9595年引进成像测井系统年引进成像测井系统ECLIPS5700ECLIPS5700和哈里和哈里伯顿伯顿EXCELLEXCELL。当前以数控测井技术为主导，。当前以数控测井技术为主导，少许成像测井系统保持技术先进。少许成像测井系统保持技术先进。我国测井技术发展水平（纵向上）我国测井技术发展水平（纵向上）8484年至年至8989年间引进了年间引进了CLS3700CLS3700、CSUCSU、DDL-VDDL-V等等数控测井系统及系列下井仪器；数控测井系统及系列下井仪器；8080年代中期国产数字设备年代中期国产数字设备SL911SL911、SLSL、替换、替换了大部分了大部分JD581JD581，成为一代过渡产品；，成为一代过渡产品；以石油工程为例第37页国国外外中石油中石油中石化中石化全部全部为成像设备为成像设备成像成像61套套成像成像14套套（井下（井下5套）套）测井技术发展水平（横向上）测井技术发展水平（横向上）成像测井设备较少，占设备总数5.5%；数控数字测井设备占设备总数71.3%;CSU、3700等数控测井设备，面临淘汰国产测井技术水平落后国外左右石油工程第38页1 1什么是地球物理测井？什么是地球物理测井？2 2测井技术分类与特点是怎样？测井技术分类与特点是怎样？3 3测井能作什么？测井能作什么？4 4地质学与地球物理学有何异同？地质学与地球物理学有何异同？5.5.世界三大测井企业为何？世界三大测井企业为何？6.SPWLA6.SPWLA代表什么？代表什么？7.7.测井技术发展大致分为那几个阶段？测井技术发展大致分为那几个阶段？思索与练习思索与练习第39页谢谢大家！第40页背景知识钻井技术与钻孔结构云美厚河南理工大学资源与环境学院河南理工大学资源与环境学院地球物理测井地球物理测井多媒体教学课件 适用对象：适用对象：地质、煤成气等专业本科生第41页背景知识背景知识钻井技术与钻孔结构钻井技术与钻孔结构 按钻井目分类：区域普查井：基准井、剖面井、参数井、构造井 探 井：预探井、初探井、详探井、边探井 开 发 井：生产井(油井气井)、注入井(注水井注气井)特殊用途井：检查井、观察井、调整井、救援井等按井斜角不同分类：直井、定向井、水平井（井斜角85）按井深不同分类：浅井 H2500m，中深井 2500mH4500m，深井 4500mH6000m，超深井 6000mH9000m钻井种类钻井种类以石油钻井为例以石油钻井为例第42页钻井范围钻井范围中国第一口世界统计延伸井（ERD）西江24-3-A14，测测深深9450米米，1996 年11月20日开钻，1997年6月10日正式交井投产，扣除钻机改造时间，实际作业时间101天，成功实现了一口井开发一个小油田构想，创造了全井水平水平位移位移8062.7米米，裸眼井段裸眼井段5032米米，MWD/LWD实时传输传输接收讯号深度接收讯号深度9106米米三项世界统计。井眼直径：井眼直径：100mm500mm（1050cm）井垂直深度：井垂直深度：12262米(前苏联科拉半岛SC3井)井水平位移：井水平位移：一万米以上（正准备1m、14000m水平位移井）第43页人工掘井：15之前 技术含量小 傻小子睡凉炕，全凭火力壮人力冲击钻：15211835年 特点：破岩与清岩交替进行；冲击力小，破碎效率低。设备简单，起下钻方便。在从猿到人进化过程中，人类学会了使用简单工具机械顿钻(冲钻)：1859-19 优点：设备简单,起下钻方便 缺点：钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢 破岩和清岩交替进行 科学技术解放了了生产力旋转钻：19发展起来 特点：破岩与清岩相接进行。旋转动力大，转速高，破碎效率高 缺点：设备复杂，起下钻繁琐。科学技术发展使得机器变复杂了，人变简单了钻井技术发展四个阶段钻井技术发展四个阶段第44页第二代第三代第45页第四代第四代旋转钻旋转钻第46页动力系统动力系统(Power System)动力机组（柴油机、柴油发电机、电动机）动力机组（柴油机、柴油发电机、电动机）传动机构（液力变矩器、传动箱）传动机构（液力变矩器、传动箱）旋转系统旋转系统(Rotating System)(Rotating System)由转盘、方补心、方钻杆、水龙头组成，它把旋转扭矩经过由转盘、方补心、方钻杆、水龙头组成，它把旋转扭矩经过转盘、方补心和方钻杆传递给井下钻具和钻头转盘、方补心和方钻杆传递给井下钻具和钻头提升系统提升系统(Hoisting System)(Hoisting System)由井架、天车、游动滑车、绞车和大钩由井架、天车、游动滑车、绞车和大钩(Hook)(Hook)组成，是一台组成，是一台功率强大起重设备，起重量普通为功率强大起重设备，起重量普通为100100300300吨。吨。循环系统循环系统(Circulating System)(Circulating System)经过循环钻井液来清洁井底经过循环钻井液来清洁井底井控系统井控系统(Well Control System)防喷器、井控地面管汇、控制室等防喷器、井控地面管汇、控制室等辅助设备辅助设备(Auxiliaries)空气压缩机、发电机、各种自动统计仪表、供气设备等空气压缩机、发电机、各种自动统计仪表、供气设备等旋转钻井钻机旋转钻井钻机(Rotary Rig)系统组成系统组成第47页起升系统转盘转盘方钻杆方钻杆方补心方瓦第48页循环系统(Circulating System)(Circulating System)钻杆钻头稳定器第49页钻柱：钻头到地面全部管柱总称；由方钻杆、钻杆、钻铤等基本钻由方钻杆、钻杆、钻铤等基本钻具组成具组成第50页钻钻 头头自西安石油大学-钻机井技术精品课多媒体环形钻进钻头环形钻进钻头研磨型钻头研磨型钻头切削型钻头切削型钻头冲击、压碎、冲击、压碎、剪切型剪切型特种钻头特种钻头全全方方面面钻钻进进钻钻头头第51页1、钻杆(Drill pipe)两端带接头，且有公母扣空心园管。规范尺寸（外径）有 2 7/8”，3 1/2”，4 1/2“，5”，5 1/2”，6 5/8”。长度普通7-10m2.钻铤(Drill collar)有公母扣空心园柱管。主要用于给钻头施加钻压及控制井斜，规范外径尺寸有 3 1/2“，4 1/8”，4 3/8“，6 1/4”，7“，8”，9“，10”，长度4-10,采取高级合金钢制造。3、方钻杆(Kelly)中空四边形或六边形，比钻杆壁厚大三倍左右，含有高抗拉和抗扭强度。规范尺寸有：2 1/2“，3”，3 1/2“，4 1/2”，5 1/2“。钻具尺寸1in=25.4mm1ft=12in第52页钻井液分类钻井液分类钻井液：钻井时用来清洗井底并反岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行流体水基泥浆油基泥浆(膨润土+水+化学处理剂+加重材料钻屑)水是连续相(柴油+沥青/有机土+处理剂)油是连续相第53页钻井液作用冷却和润滑钻头、钻具冷却和润滑钻头、钻具 去除井底钻屑并将其携带至地面去除井底钻屑并将其携带至地面 提供低渗透、韧性好泥饼保护井壁提供低渗透、韧性好泥饼保护井壁 悬浮环空中钻屑及加重材料 给钻头传递水力能量给钻头传递水力能量 稳定井壁及控制地层压力稳定井壁及控制地层压力从所钻地层获取资料从所钻地层获取资料 第54页组成循环第55页失水失水(滤失滤失)定义：泥浆中自由水在压差作用下向含有孔隙定义：泥浆中自由水在压差作用下向含有孔隙地层渗透现象。地层渗透现象。类型：瞬时失水、动失水、静失水。类型：瞬时失水、动失水、静失水。钻井液内水钻井液内水=化学结合水化学结合水+吸附水吸附水+自由水自由水 泥饼（滤饼）泥饼（滤饼）定义：泥浆中水分进入地层，粘土颗粒附着在井定义：泥浆中水分进入地层，粘土颗粒附着在井壁上，形成泥饼。壁上，形成泥饼。滤饼：滤饼：在钻井液产生滤失同时，在井壁表面形成一层固体在钻井液产生滤失同时，在井壁表面形成一层固体颗粒胶结物。颗粒胶结物。滤饼形成过程：滤饼形成过程：先由较大颗粒将大孔堵塞一部分，然后次大颗粒堵塞大先由较大颗粒将大孔堵塞一部分，然后次大颗粒堵塞大颗粒之间孔隙，依次下去，孔越堵越小。颗粒之间孔隙，依次下去，孔越堵越小。滤饼有保护井壁作用。故滤饼在井壁上形成过程称为滤饼有保护井壁作用。故滤饼在井壁上形成过程称为造壁过造壁过程程。第56页渗透层钻井地层结构-宏观钻井液钻井液（水基、油机泥浆）（水基、油机泥浆）泥泥饼饼冲冲洗洗带带过渡带过渡带-侵入带侵入带原状渗透地层原状渗透地层页岩页岩第57页泥饼形成类似上面显微切片图所表示（此图非泥饼切片）水分进入地层水分进入地层泥饼泥饼泥浆泥浆渗透现象渗透现象泥饼形成过程微观第58页受预应力作用（地层倾角大、断层附近地层破碎等）页岩坍塌示意图受预应力作用（地层倾角大、断层附近地层破碎等）页岩坍塌示意图 泥饼主要形成于渗透层页岩页岩页岩页岩页岩页岩渗透层渗透层渗透层渗透层渗透层渗透层第59页固井与完井-下套管、注水泥、下油管、射孔、开发 表层套管表层套管表层表层套管套