测井原理与综合解释.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,*,测井基础知识与综合解释,中国石油集团测井有限公司,长庆事业部,1,第一章 地层评价概论,2,测井（地球物理测井）是应用地球物理学的一个分支。是一种边缘性技术学科。,是在勘探和开发石油、天然气、煤、金属矿等地下矿藏的过程中，利用各种仪器测量井下地层的各种物理参数和井眼的技术状况，以解决地质和工程问题。,3,储集层：即能储存石油、天然气、水，又能让油、气、水在岩石中流动的岩层。,地层评价：用测井资料划分井剖面的岩性和储集层，评价储集层的岩性、储油物性、生产价值和生产情况。,4,地层评价是测井技术最基本和最重要的应用，也是测井技术其它应用的基础。,世界上第一次测井是由法国人斯仑贝谢兄弟（康拉德和马塞尔）与道尔一起，在1927年9月5日实现的。,我国第一次测井是由著名地球物理学家翁文波，于1939年12月20日在四川巴县石油沟油矿1号井实现的。,现在测井技术已成了一个主要提供技术服务的现代化的高技术产业。,5,第一节地层评价的任务,地层评价任务：,1、是储层评价。,2、划分地层的年代和岩性组合,3、评价一口井的完井质量,4、描述和评价一个油气藏。,6,一、划分单井地质剖面,划分单井地质剖面是对一口井粗略的评价，包括任务：,（1）划分全井地层的年代和主要地层单位的界限；,（2）找出本井的含油层系；含油层系是同一地质时代的一系列油气层及其围岩的总称。如：长庆油田的延安组，延长组，马家沟组等。,7,（3）找出属于同一油气藏的油层组；,（4）在油层组内分出不同的砂岩；,（5）可画出某一井段的岩性解释剖面。,完成上述任务，应当熟悉本地区有关地质、本井的井位及其钻井地质情况。,8,二、单井储集层评价,储集层是有连通的孔隙、裂缝或孔洞，能存储油、气、水，又能让油气水在这些连通孔隙中流动的岩层。,在单井中划分和评价那些可能有工业价值的储集层，是测井地层评价的中心任务。,9,（一）,划分储集层,确定单一储集层在井内的位置，顶界面和底界面的深度和厚度。,地质上常常把储集层按岩性分类：有碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层和其它岩类的储集层。,测井强调不同孔隙类型对岩石形成储集性质的决定作用，把储集层划分为两大类：孔隙性储集层和裂缝性储集层。,10,（1）孔隙性储集层,粒间孔隙对岩石储集性质起决定作用的储集层。一般与构造作用无关。孔隙分布均匀，横向变化较小。孔隙度较高，低者10%左右，高者30%左右，一般1525%。,孔隙性储集层，尤其是碎屑岩剖面内的孔隙性储集层是测井地层评价应用最好的一类储集层。其特点有三点：,11,储层之间有泥岩隔层，而泥岩的性质较稳定，储层较易识别，自然电位测井识别储集层是最简便易行的方法；,储集层孔隙度较高；,储集层的岩性、物性、含油性较均匀，横向变化小，各种不同的测井方法具有比较理想评价效果。,12,（2）裂缝性储集层,因裂缝较发育而使岩石具有储集性质的储集层。裂缝发育和孔隙度较高者（10%左右）的裂缝性储集层，测井评价的效果同孔隙性储集层。,裂缝发育程度有限、孔隙度很低（5-7%）的裂缝性储集层，对测井技术的要求很高。,13,（二）,岩性评价,储集层的岩性评价是确定储集层岩石类别。,计算岩石主要矿物成分的含量和泥质含量,确定泥岩在岩石中分布的形成和粘土矿物成分。,14,（1）,岩石类别,测井地层评价按岩石的主要矿物成分确定岩石类别。一般为：砂岩、石灰岩、白云岩、硬石膏、石膏、盐岩、花岗岩、灰质砂岩、灰质白云岩等。,（2）泥质含量和矿物含量,泥质含量是岩石中颗粒很细的细粉砂（小于0.1mm）和湿粘土的体积占岩石体积的百分数,用符号V,SH,表示。,15,岩石中除了泥质以外的其它造岩矿物构成岩石固体部分，为骨架，这是测井的专用术语。确定岩石矿物成分及其含量，就是确定岩石骨架的矿物成分及其体积占岩石体积的百分数。由于测井的计算能力有限，故一般只考虑一、二种矿物成分，其它忽略不计。,16,（,三）储油物性评价,储集层岩石储集流体的能力称为孔隙性，在一定压差下允许流体渗透的能力称为渗透性，两者合称储油物性。,测井资料可定性判断地层的孔隙性和渗透性，也可计算反映地层孔隙性和渗透性的有关参数。,17,（1）总孔隙度,岩石全部孔隙体积占岩石总体积的百分数,（2）有效孔隙度,岩石有效孔隙体积占岩石总体积的百分数,18,在测井地层评价中认为：泥岩和其它岩石所含泥质的孔隙是微毛细管孔隙，不是有效孔隙。,计算的纯岩石孔隙为有效孔隙度。,泥质岩石的包含泥质孔隙的孔隙度为总孔隙度，泥质岩石的不包含泥质孔隙的孔隙度为有效孔隙度。,19,=,t,V,sh,sh,sh,为泥质孔隙度；,V,sh,为泥质含量。,（3）缝洞孔隙度,是有效缝洞体积占岩石体积的百分数，是岩石有效孔隙度的一部分，是表征裂缝性储集层储油物性的重要参数。,20,（4）.绝对渗透率,是岩石孔隙中只有一种流体时测量的渗透率，用符号K表示，因为常用空气测量，也称空气渗透率。测井通常只计算绝对渗透率。,（5）有效渗透率,当岩石孔隙中有两种以上流体存在时，对其中一种流体测量的渗透率称为有效渗透率或相渗透率。有效渗透率之和总是小于绝对渗透率。,21,（6）相对渗透率,有效渗透率与绝对渗透率的比值称为相对渗透率，数值在0-1的范围内。,22,（四）含油性评价,储集层的含油性是指岩石孔隙中是否含油气以及含油气的多少。测井通过计算饱和度来评价储集层的含油性。,23,（1）含水饱和度,岩石含水体积占其有效孔隙体积的百分数，称为含水饱和度，用S,w,表示。,岩石孔隙中含有地层水，其中被吸附在孔隙表面而不能流动的地层水，称为束缚水；而离孔隙表面较远，在一定压差下可以流动的地层水，称为可动水或自由水。,24,（2）含油气饱和度,岩石含油气体积占其有效孔隙的百分数，称为含油气饱和度。,当含水饱和度很高即含油气饱和度很低时，油的有效渗透率接近于0，这部分油称为残余油，其饱和度为残余油饱和度。,25,（3）储集层侵入特性,钻井过程中，泥浆柱压力大于地层压力，其压力差驱使泥浆滤液向储集层孔隙渗透，驱替出一部分原来的液体。在不断渗滤的过程中，泥浆中的固体颗粒逐渐在储集层井壁沉淀下来形成泥饼。,26,储集层受泥浆侵入以后发生的变化,，特别是冲洗带与原状地层的差别，称为储集层的侵入特性。下图储集层理想化的结构图，是测井地层评价研究的基本对象，搞测井解释的人随时都会想到这个图形。,27,28,图1-2是高侵电阻率剖面，表示出以井轴开始径向电阻率的变化，其特点是冲洗带电阻率R,XO,明显高于原状地层电阻率R,t,。,图1-3是低侵电阻率剖面，其特点是冲洗带电阻率R,XO,明显低于原状地层电阻率R,t,。若R,XO,与R,t,接近，称为侵入不明显。,29,30,三、油井技术评价,一口井从钻井开始到采出油气，要做许多技术工作，要靠测井资料来评价。,31,1裸眼井井身质量评价,（1）井斜方位角、井斜角，斜井的靶心距等。,（2）井径,2固井质量,固井质量是指水泥环与套管之间（第一界面）和水泥环与地层之间（第二界面）胶结的好坏，以及本身水泥丰满的程度。测井对固井质量评价一般分为良好、中等、差（胶结不好），后者为不合格。,32,3射孔质量,油井射孔是采用专门的井下射孔器完成的，是测井技术之一。射孔质量首先是深度准确，特别是不能射开水层，其次是射入深度、孔眼大小、射孔密度（每米孔数）和孔眼方位分布；再次是孔眼畅通程度。,33,4压裂和酸化效果,将压裂或酸化前后的同类测井曲线进行比较，可评价压裂和酸化效果。,5管材损伤,如果油管和套管变形、腐蚀、穿孔、油管接头漏气，油管与套管之间安装的封隔器发生漏失等，都影响开采效果，可用测井方法对这些损伤进行探测。,34,地层评价测井技术,一、测井技术的分类,35,1按研究的物理性质分类,（1）电法测井,研究地层电学性质和电化学性质的各种测井方法的总称。,研究地层导电性质电阻率测井。,研究地层极化性质电磁波测井。,研究地层电化学性质是自然电位和人工电位测井。,36,（2）声波测井,它是研究地层声学性质的各种测井方法的总称。,研究纵波速度的声速测井。,研究纵波幅度的声幅测井。,研究横波速度的横波测井。,研究声波全波列各种成分的声波全波列测井。,研究纵波反射的井下电视测井等。,37,（3）放射性测井,是研究地层核物理性质的各种测井方法的总称。,1、研究地层天然放射性的有自然伽马测井和自然伽马能谱测井。,2、研究伽马射线与介质相互作用的有密度和岩性密度测井。,3、研究中子与介质相互作用的有中子孔隙度测井、中子寿命测井和次生伽马能谱测井等。,38,4）其他测井,如测量地层温度的井温测井，测量地层压力的地层测试器，测量井眼几何形态的井径测井，测量泥浆烃含量的气测井等。,39,2按技术服务项目分类,根据地质或工程需要选择几种测井方法，构成项目所需要的一套综合测井方法。这套综合测井方法称为测井系列。,40,按测井项目，测井技术主要分为四大测井系列：,（1）裸眼井地层评价测井系列,在未下套管的裸眼井中，用测井资料对储集层做出预测性评价使用的一套测井方法。该系列称裸眼井地层评价测井系列。目前长庆油田裸眼井地层评价测井系列有以下四个子系列：见表1表4：,41,（2）套管井地层评价测井系列,在已下套管的井中，用测井资料对储集层做出预测性评价所用的一套综合测井方法，该系列也用于储集层监护。长庆套管井地层评价测井系列见表5。,42,（3）生产动态测井系列：,在生产井或注水井中的套管内，在地层产出或吸入流体的情况下，用测井资料确定生产井的产出剖面或注水井的注水剖面所用的一套综合测井方法，见表6,（4）工程测井系列,在裸眼井或套管井中，用测井资料确定井斜状态、固井质量、酸化或压裂效果、射孔质量和管材损伤等所用的各种测井方法见表7,43,表1 气探井测井系列,1：500测井项目（全井,1：200测井项目（目的层段）,选测项目,1,双侧向,1,双侧向,微球形聚焦,微电阻率成像,2,声波时差,2,岩性密度,声波成像,3,自然电位,3,补偿中子,核磁共振,4,自然伽马,4,声波时差,5,井径,5,自然电位,6,井斜,6,自然伽马能谱,7,井径,8,地层倾角,9,双感应八侧向（上古）,44,表2 油探井测井系列,1：500测井项目,（全井）,1：200测井项目,（目的层段）,选测项目,1,双感应,1,双感应,八侧向,地层倾角,2,声波时差,2,声波时差,自然伽马能谱,3,自然电位,3,补偿中子,4,自然伽马,4,补偿密度,5,井径,5,自然伽马,6,井斜,6,自然电位,7,微电极,8,4米,9,井径,45,表3 气开井测井系列,1：500测井项目（全井）,1：200测井项目,（目的层段）,选测项目,1,双侧向,1,双侧向,微球形聚焦,地层倾角,2,声波时差,2,岩性密度,自然伽马能谱,3,自然电位,3,补偿中子,微电阻率成像,4,自然伽马,4,声波时差,声波成像,5,井径,5,自然伽马,核磁共振,6,井斜,6,自然电位,双感应,八侧向（上古目的层）,7,井径,46,表4 油开井测井系列,1：500测井项目,（全井）,1：200测井项目,（目的层段）,选测项目,1,双感应,1,双感应,八侧向,地层倾角,2,声波时差,2,声波时差,自然伽马能谱,3,自然电位,3,补偿密度,补偿中子,4,自然伽马,4,自然伽马,地层测试,5,井径,5,自然电位,6,井斜,6,微电极,7,4米电阻率,8,井径,47,表5 套管井地层评价测井系列,序号,测井方法,测井项目,所选仪器,1,剩余油饱和度测井,碳氧比,C/O仪器,2,剩余油饱和度测井,中子寿命,3,自然伽马,48,表6 生产动态测井系列,序号,测井方法,测井项目,所选仪器,1,油井产液剖面测井,产量、含水率、磁定位,环空测井仪、生产测井组合仪,2,气井产气剖面测井,流体密度/持水率、流量、自然伽马、磁定位、井温、压力,DDL生产组合测井仪,3,气井产气剖面测井,流体密度/持水率、流量、自然伽马、磁定位、井温、压力,DDL生产组合测井仪,4,注水井吸水剖面测井,自然伽马、磁定位,125自然伽马磁定位,5,注水井吸水剖面测井,井温,井温、噪声井温仪,6,注气井吸水剖面测井,流体密度/持水率、流量、自然伽马、磁定位、井温、压力,DDL生产组合测井仪,7,注气井吸水剖面测井,流体密度/持水率、流量、自然伽马、磁定位、井温、压力,DDL生产组合测井仪,49,表7：长庆油田工程测井系列,序号,工程测井系列,测井项目,选用仪器,1,井斜,井斜、方位曲线,连续测斜仪或井斜仪,2,套损检查,井径、磁壁厚,多臂井径、X-Y井径、磁测井仪,2,套损检查,井温、井下电视,微井温、井下电视仪,3,压裂效果检查,井温、变密度,三参数组合、生产测井组合仪,6,压裂效果检查,井温（变密度）,DDL1-7/16多路遥传生产测井组合仪,50,测井技术还可提供下列服务项目：,（1）井壁取芯,用井壁取芯器从裸眼井井壁取出地层的岩心，作为直接认识储集层的一种手段。一般用于录井漏失，解释疑难的储集层。,（2）地层测试,在裸眼井或套管井中，用电缆地层测试器可以从地层取得流体样品，并在取样过程中得到井内静液压、流动压力、地层静压、压力恢复曲线和压降曲线等压力资料。,（3）射孔、桥塞、井下爆炸切割等。,51,二、测井数据的采集,采集测井数据的各种仪器设备，通称为测井仪器。它由以下三部分组成：,1、各种下井仪器；,2、绞车电缆及井口装置；,3、地面测量、记录和控制系统；,52,横向探测深度,它是指某一探测器测量的结果在横向上主要受多大范围内介质的影响（贡献5090%），简称探测深度或探测范围。,（3）,纵向分辨率,是指探测器分层能力，即它在纵向上能分辨不同性质岩层的最小厚度。,53,三测井数据的处理与解释,采集测井数据的过程是将地质信息变为测井信息的过程，而处理与解释测井数据的过程则是将测井信息转换成地质信息的过程。测井数据的采集、处理与解释是地层评价测井技术的三大环节。国内外常把测井数据处理与解释称为测井分析，这类人员称为测井分析家。,54,测井数据处理,测井数据处理是用计算机处理和解释测井数据所做的各项工作，主要包括测井数据处理和测井数据地质分析两个方面。,55,（1）,测井数据预处理,在用测井数据计算地质参数之前，对测井数据所做的一切处理都是预处理。主要包括：,深度对齐,使测井数据曲线由浅往深顺序排列，并使每一深度各条测井曲线的数据都是地层同一采样点的数据。,把斜井曲线校正成直井曲线,曲线平滑处理,采用滤波的方法把测井曲线上非地层原因引起的小变化或不值得考虑的小变化平滑掉。,56,环境校正,对一个储集层来说，测井仪器所处的环境，是一个非均匀介质，因而不论何种测井方法，其测量结果都不可能是地层的真实数值。环境校正，就是把仪器探测范围内与测量目的无关的影响消除掉，以获得地层真实的数值。,数值标准化,由于刻度不准等原因，测井数据有时会有系统的误差。数值标准化就是消除这种系统误差的方法。,57,确定解释模型和解释参数,测井解释模型是一个简化的地层模型，是人们对仪器探测范围内岩石组成情况的概括认识。根据测井解释模型可以确定每一测井参数与地质参数的关系式，这些关系式称为测井响应方程。测井响应方程中与岩石矿物成分或流体性质等有关的常数，称为解释参数。故在计算地质参数之前，应当先选择解释模型和解释参数,58,（2）测井数据分析,按照确定的解释模型，选用相应的测井分析程序，计算机用测井数据可自动计算出各种地质或工程参数，并用形象直观的图表显示出来。这相当于求解一组测井响应方程。测井数据分析的过程，就是用计算机计算地质参数的过程。,59,3测井数据的综合解释,测井是用测量的物理参数来间接推断地层的地质特性和计算相应的地质参数。这种间接性又引发了多解性和计算结果的不准确性，特别是单条曲线的多解性十分突出。,60,把测井数据处理的结果与测井曲线的定性显示、本地区的地质、邻井的解释结果与试油结果以及本井所有资料结合起来进行综合地质解释，它是测井数据处理及其处理结果与已知的地质情况和人们已有的经验相统一的结果。,61,（1）测井解释所必须收集的第一性资料包括以下：,钻井取芯,井壁取芯和地层测试,钻井显示,岩屑录井,气测录井,试油气资料,62,（,2）测井资料的定性解释,测井资料的定性解释是要确定每条曲线的幅度变化和明显的形态特征所反映的地层岩性、物性和含油性，把各条曲线的显示综合统一起来，并与邻井的显示和结论相对比，结合地区经验，对每一储集层做出综合性的地质解释。定性解释是综合解释的关键。,63,（3）测井综合解释的三个层次,井场解释,它是在井场完成的解释，其结果判断是否值得下套管完井和应当注水泥固井的井段。目前数控测井仪可在井场按常规的方法处理和解释测井资料，提供快速直观的解释结果，可向地质和工程方面提供较详细的结果。,64,解释计算站解释,它是由各油田测井公司的解释计算站完成的。它一般有中小型计算机，有完善的外围设备和软件，有可选择的多种处理程序和分析程序，有比较富有经验的人员，较丰富的资料和较充裕的时间，可以对测井数据做更完善的处理和解释，它向油田提供正式的单井处理与解释结果，综合地质研究，还可以完成地层倾角、裂缝识别、岩石机械性质解释等特殊处理。,65,自然电位测井,66,自然电位测井是在裸眼井中测量井轴自然产生的电位变化以研究井剖面地层性质的一种测井方法。它是世界上最早使用的测井方法之一，是一种最简便而实用意义很大的测井方法，至今仍然是砂泥岩剖面淡水泥浆裸眼井必测的项目之一。,67,68,图21表示出一个完全含水的纯砂岩层及其围岩（泥岩）与井眼交界处的自然电流分布和自然电位曲线示意图。在图示的情况下，井内的自然电流从泥岩流向砂岩，自然电位曲线左为低，右为高。,井内自然电动势的起因，包括不同浓度的盐溶液相接触时的扩散、吸附作用，盐溶液在岩石孔隙中的渗滤作用。,69,自然电位测井的应用,自然电位测井适用于砂泥岩剖面和淡水泥浆的裸眼井，是这种井眼最常用的测井方法之一，有广泛的用途。,70,一、,自然电位曲线的定性解释,1划分储集层,自然电位曲线上的一切偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性和渗透性较好的储集层的标志。而在泥岩基线上或附近变化的地层是非储集层，是泥岩或其孔隙性和渗透性很差的地层，称为緻密层,。,71,对于岩性均匀、厚度较大、界面清楚的储集层,通常用自然电位异常幅度的半幅点(泥岩基线算起1/2幅度处)确定储集层界面；如果厚度较小，SP异常较小，半幅点厚度将大于实际厚度，地层界面将靠近异常顶部。如果上下界面幅度大小不同，应分别用其半幅点确定界面，如果岩性渐变层某个界面不清楚，应参考其它曲线确定界面。,72,2判断岩性,在划分储集层与非储集层的基础上，依据本地岩性剖面的组成情况，本地解释经验和其它曲线的显示，可进一步划分岩性。,73,3判断油气水层,幅度异常可帮助区分油气水层，但不是主要依据。一般来说，油气层的SP异常略小于水层；完全含水，岩性较纯，厚度较大的纯水层，SP异常最大；下部含水饱和度明显升高的油水层，SP异常由上往下有渐大的趋势；注入淡水水淹后的油水层，被水淹的底部或顶部的SP异常明显小于未水淹部分的SP异常，使该层上下部泥岩基线发生明显的偏移。,74,二、估算泥质含量,碎屑岩泥质含量的增加，将使自然电动势减小，从而使SP幅度减小，因此，以完全含水、厚度足够大的水层的静自然电位SSP为标准，某地层SP与SSP的差别将与地层泥质含量有关。通常把泥质含量表示为：,Vsh=1SP/SSP=(SSPSP)/SSP,式中：Vsh-地层泥质含量，小数；,SP-解释层的SP幅度，；,SSP-解释井段的静自然电位，。,75,三、确定地层水电阻率,SSP=K,76,第三章声波测井,声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判断井壁地层的地质特性及井眼工程状况的一类测井方法,包括声速测井、声幅测井、声波全波列测井等多种测井方法。,77,第一节声波速度测井的应用,声波速度测井是测量滑行纵波在井壁地层中传播速度的测井方法，简称声速测井。它是最早发展的一种声波测井方法，也是目前使用最普遍的一种声波测井方法。因而声波测井常常就是指声速测井。,78,79,2.确定岩性和孔隙度,声速测井是最常用的岩性孔隙度测井方法之一。要想用声速测井确定地层的岩性和孔隙度，就必须建立声速测井响应方程。目前比较流行的声速测井响应方程，有以下三种：,80,（1）威里平均时间公式,国内外实验研究和理论分析都证明了纯岩石声波时差与其孔隙度的关系是线性的，这一关系最初是威里（MRJ Wyllie）提出来的，常称为威里平均时间公式，其形式为：,81,式中：,t,-测量的纯砂岩声波时差，s/m；,t,ma,-岩石骨架声波时差，s/m；,t,f,-,岩石孔隙流体的声波时差，s/m；,-纯砂岩孔隙度，小数。,82,由公式可导出，求纯砂岩孔隙度的公式：,=（tt,ma,）（t,f,t,ma,）,83,各地用本公式计算的孔隙度结果，发现比实测的岩心孔隙度偏高，而偏高的程度与岩石压实程度有关，完全压实则没有差别，为了进行压实校正，在上式中引入压实校正系数Cp,=（tt,ma,）（t,f,t,ma,）Cp,此式是常用的计算孔隙度公式之一。,Cp 1,，采用经验方法确定。,=（tt,ma,）（t,f,t,ma,）,84,（2）非线性方程,1980年人们对威里公式的使用效果进行了分析，并对不同孔隙度范围（低到中，接近25%；中到高接近40%；极高，45-85%的现代沉积）的声波时差与孔隙度关系分别进行了拟合，提出对不同孔隙度范围采用不同的非线性方程，不做压实校正，可求得比威里公式更准确的孔隙度。对于常见的孔隙度范围（0-57%），方程为：,85,式中m同岩性有关，砂岩为2，碳酸盐岩为22.2。,86,（3）声波地层因数方程,指数x可用岩性孔隙度绘制与交会图确定，或按岩性选用经验值：砂岩x=1.6.石灰岩x=1.76，白云岩x=2。本式的优点是不必做压实校正，也不需要流体时差，而与岩心资料的拟合可能最好。,87,3识别气层和裂缝,声波传播过程中有能量降低或幅度衰减。幅度衰减的原因之一是介质吸收，即一部分能转换成热。介质对声波的吸收系数与介质密度和速度三次方成反比，介质密度愈小，声速愈低，声波衰减愈大。幅度衰减的另一个原因是声波反射和折射，界面愈多衰减愈大。,88,4岩石力学性质分析,（1）计算岩石弹性常数,（2）计算井壁有效应力,（3）岩石机械性质分析有了岩石弹性常数和井壁应力等参数，可进一步得到钻井和采油作业的一些参数，使钻采作业达到最好效果。,89,普通电阻率测井,电阻率测井是一类通过测量地层电阻率来研究井剖面地层性质的测井方法。,90,普通电阻率测井的原理,普通电阻率测井有一对供电电极A和B，一对测量电极M和N。K为电极系系数。,91,微电极测井,微电极测井是在普通电阻率测井基础上发展起来的一种探测冲洗带电阻率的测井方法。它最突出的价值是在砂泥岩剖面划分渗透层从渗透层中扣除非渗透层夹层。它测量简单，而显示非常直观。,92,微电极极板上的三个电极可同时测量微梯度A0.025M,1,0.025M,2,、微电位A0.05 M,2,，另一个测量电极在地面或是井下仪外壳。,93,微电极测井的应用,1划分岩性和储集层,泥岩：微电极曲线幅度为低值，无幅度差或只有很小的正幅度差或负幅度差，曲线平直，但随含砂量增加幅度略有升高。,渗透性砂岩：幅度中等，明显正幅度差，幅度和幅度差有随粒度变粗而增加的趋势。,渗透性生物灰岩或其它渗透性碳酸盐岩石：微电极曲线幅度和幅度差均明显大于邻近的渗透性砂岩。,94,致密砂岩或致密碳酸盐岩：微电极曲线有明显的高幅度，在砂泥岩剖面一般幅度最高，薄层呈尖峰状，这是最基本的特征，至于幅度差可正可负，不足为凭。一般砂岩中的夹层判断为灰质砂岩，而孤立致密层的岩性解释要根据地区经验和声速等岩性显示。,95,2确定岩层界面和扣除非渗透夹层,一般用微电位视电阻率异常的半幅点确定界面。,致密夹层：微电极曲线有高尖峰显示，尖峰底部厚度为致密层厚度。,泥质夹层：微电极曲线明显下降，微梯度可降至泥岩值，微电位应降至低于砂岩微梯度值，但微梯度与微电位可不重合，此时可用微电位低阻异常的半幅宽作为泥岩夹层的厚度。,96,3确定井径扩大的井段,微梯度探测深度约4，微电位探测深度约10，它们相当于井壁探测环带的厚度。而微电极弹簧片张开的最大直径约40，若测井遇到石灰岩大溶洞或井壁坍塌形成的大洞穴，使弹簧片远离井壁，则微电极两条曲线幅度很低，等于或接近井下泥浆电阻率，则可判断该井段井眼扩大严重。,97,4确定冲洗带电阻和泥饼厚度,这是最初发展微电极测井的目的之一，并制作了相应的解释图版，但经生产使用，发现地质效果并不很理想，解释方法又很繁琐，因而未推广。后来又发展了微侧向和微球形聚焦等冲洗带电阻率测井方法，使微电极测井的应用只限于定性解释。,98,侧向测井,普通电阻率测井的视电阻率与岩石电阻率的关系十分复杂，难以用一条曲线确定侵入带电阻率或真电阻率，因而需要寻求能准确确定电阻率的测井方法。此外，在高矿化度泥浆或高阻薄层的井中，或者在高阻碳酸盐岩剖面的井中，普通电阻率测井的电流大部分在井内流动，流向目的层的电流很少，因而曲线平缓，定性解释也相当困难。这些原因促进发展了侧向测井，,99,其特点是，在供电电极A上下方各加了两个同极性的电流屏蔽电极，使供电电极电流聚焦成薄板状垂直流向地层，再适度发散，然后流向电极B。因此，侧向测井又叫聚焦测井，是目前在盐水泥浆井、高阻薄层地区或碳酸盐岩地区广泛使用的电阻率测井方法。,100,一、测井原理,双侧向是深侧向与浅侧向的组合。发展双侧向的目的，一是要使深侧向探测深度更大，而浅侧向探测深度适中，二是在实现这些要求时，深、浅侧向的其它特性又相同或相近，如分层能力和受井眼影响的程度，三是扩大电阻率测量范围，深、浅、微同时测量，这是对双侧向的要求。,101,经过研究，双侧向是以七侧向电极系结构为基础，两侧增设柱状电极做辅助屏蔽电极（深侧向）或供电电极回流电极（浅侧向）。它与微球形聚焦测井组合起来，就成为微球双侧向测井。,102,二双侧向测井的应用,主要用途是：,1.确定地层的电阻率；,2.计算储层的含水饱合度；,3.判断油、气、水层。,103,第六章感应测井,感应测井根据电磁感应原理测量地层电导率，进而研究井剖面的岩性和油、气、水层。,感应测井利用交流电的互感原理测量地层的导电性。如图，设在无限均匀介质中有圆柱面坐标系rz，z轴为井轴。,104,图6-1,105,设井轴上有发射线圈T，它被通以固定频率和固定幅度的正弦交流电，它将在周围介质中形成交变电磁场。其上方有接收线圈R，用来接收电磁感应产生的感应信号。T和R组成一个双线圈系，是感应测井探测器的基本组成部分。,106,三、感应测井的应用,1采用适当的组合测井，可以综合确定,R,xo,、R,t,、d,i,如双感应聚焦（八侧向）。,2,.,感应测井与一种孔隙度测井组合，可以计算地层水电阻率R,w,，泥浆滤液电阻率R,mf,，地层水含水饱和度S,w,，和含油气饱和度S,h,。长庆油田常用声感组合（声速和感应）来计算以上参数。,3定性判断油气水层。,107,4油田地质研究。如油层对比和油层非均质性研究，感应测井曲线优于侧向测井和普通电阻率测井，因为它界面清楚，层内非均质性显示明显，与自然电位曲线对应较好。,5划分裂缝带和有低阻环带的油气层。,108,纯岩石地层评价方法,1942年阿尔奇公式发表以后，人们试图将测井资料的解释从定性解释发展到定量解释，试图计算测井资料的孔、渗、饱。直到20世纪50年代后期威里等人提出和完善了声波测井计算孔隙度的方法，才以阿尔奇公式和威里公式为基础，发展了一套定量评价储集层的方法，称为纯岩石地层评价方法。后来又发展了一些快速直观显示地层含油性和可动油气的重叠图和交会图，它们也是纯岩石地层评价方法的一部分。因此，纯岩石地层评价方法包括：,109,采用纯岩石模型，不考虑泥质影响，也不区分矿物成分；,用声速或任何一种孔隙度测井计算孔隙度，按已知岩性选择骨架参数；,用阿尔奇公式计算含水饱和度和含油气饱和度；,快速直观显示地层含油性、可动油和可动水的方法；,计算绝对渗透率的方法；,综合判断油气、水层的方法。,110,第一节测井解释井段和储集层的划分,一、划分测井解释井段,声速测井与电阻率测井组合，进行纯岩石地层评价的基本公式：,111,112,式中系数a、b和指数m、n及骨架时差与岩性有关。地层水电阻率R,W,与地层水含盐量有关，泥浆滤液电阻率和流体时差与泥浆性质有关。其中岩性和R,W,与地质条件有关，是地层评价最关键的因素。因此，将井剖面划分成若干个岩性和地层水电阻率，每个解释井段选择相对应的测井解释参数，对同一解释井段内储集层的孔隙性、渗透性、含油性及可动油气等进行相互比较，综合判断油气、水层。为了正确划分解释井段，必须把握以下环节。,113,1.确定评价井段的地质层位,裸眼井或套管井中，凡是测量了综合测井曲线的井段，都认为是地质评价井段。这种测量井段可能很长，可能包括不同地质层位及不同含油层系或油气藏，而含油层系或油气藏的划分与地质层位有关。而一个解释井段通常对应于一个油气藏，因为它有同一水动力系统，基本相同。因此，为了划分解释井段，首先根据标准层和地区经验，将本井评价井段的标准图或组合图与邻井对比，确定评价井段所属的地质层位，划分井剖面的主要含油层系，掌握其岩性、物性、含油性及电性特点。,114,确定了地质层位和划分了含油层系以后,根据地区经验可知:,（1）有几个含油层系和油气藏,一个解释井段对应一个油气藏；,（2）各含油层系或油气藏的基本岩性；,（3）各油气藏地层水电阻率；,本井可能的油气、水分布情况。,115,2.定性判断岩性,确定岩性是测井解释的首要任务，只有岩性清楚了，才能正确地选择测井解释模型和有关参数。,定性划分岩性是人们利用测井曲线的形态特征和读数的相对大小，根据长期生产实践积累的一些规律性的认识（经验）来划分地层岩性的方法。,116,3初步判断油气、水层,储集层评价并不是要评价测量井段内所有的储集层，而是要评价可能含油气的地层以及油气层附近的水层，不需要评价连续分布的水层。,比较的方法是判断油气水层的基本方法。其依据是阿尔奇公式，其前提是假设解释井段内储集层岩性和孔隙度相近，R,w,相同，因而可认为储集层的R,0,接近，纯水层的R,t,最低，而油气层的R,t,明显高于水层。油气、水层的一般特征如下：,117,纯水层：深探测电阻率最低，含水饱和度为100%，SP异常幅度最大，录井无油气显示，邻井证实（试油）为水层。,油气层：深探测电阻率明显高于水层，大约为35倍，SP异常幅度小于邻近水层，录井油气显示好，邻井试油资料证实为油气层。孔隙度较高的气层，声波时差明显增大或出现“周波跳跃”。,油水同层：其特征介于油气层和水层之间，一般出现在油水界面附近。深探测电阻率高于水层，低于油气层，当地层岩性变化不大而厚度较大时，由顶部到底部曲线出现明显降低现象，而自然电位异常幅度将有增大趋势。,118,二、划分储集层,1.砂泥岩剖面储集层特征,（1）岩性特征：砂泥岩剖面储集层的基本岩性是砂岩，其孔隙度相对较高，分布较均匀，上下都有厚度较大的泥岩隔层。,119,（2）电性特征：淡水泥浆砂岩储集层的典型特征是SP有明显异常：当rmf大rw于时，为负异常，反之为正异常，两者差别愈大，异常也愈大。另一电性特征是，微电极曲线上有明显的正幅度差。一般泥岩层微电极为低值，没有或只有很小的幅度差，而砂岩或其他岩性储集层微电极读数为中等值，有明显正幅度差，砂岩中的灰质致密夹层，其微电极读数有明显高尖峰，而幅度差可大可小，可正可负。,120,2.碳酸盐岩剖面储集层特征,（1）岩性特征：碳酸盐岩储集层的基本岩性为裂缝和孔隙较发育的比较纯的碳酸盐岩，其孔隙度一般较低，其围岩一般为致密碳酸盐岩。,（2）测井特征：碳酸盐岩储集层的测井特征是GR为低值，为低阻（裂缝和孔隙发育）。,（3）钻井和录井显示：碳酸盐岩储集层在测井曲线上的特征有时不是很明显，这就使得我们应更加重视第一性资料，特别注意钻井、录井（气测）中油气显示及放空漏失等现象。,121,第二节确定孔隙度和饱和度,一、用一种孔隙度测井资料计算孔隙度,孔隙度测井资料主要指声波速度测井、密度测井或岩性密度测井和中子孔隙度测井。在已知岩性和泥质含量较少的情况下，按含水纯岩石的响应方程，用任何一种孔隙度测井的读数，都可获得较好的孔隙度值。对于泥质较多的地层，要进行泥质校正。,122,二、用阿尔奇公式确定饱和度,1确定地层水电阻率,目前确定地层水电阻率的方法很多，但常用的方法有三种。,（1）根据水样资料和地区经验确定。,（2）利用SP测井确定。,（3）电阻率孔隙度组合确定。,测井解释选用地层水电阻率的原则是，若本井或邻井有可靠的水分析资料，则采用水分析资料计算的地层水电阻率，否则采用多种方法计算，选择其中比较合适的（一般是最小的）作为。,123,2.确定含水饱和度和含油气饱和度,可计算地层含水饱和度和油、气饱和度。,124,第三节评价储集层含油性的交会图,一、电阻率孔隙度交会图,它是应用阿尔奇公式的一种快速直观解释方法，如图，其优点是形象直观，即可看出油水层分区的规律，又可快速读出含水饱和度，还可确定地层水电阻率和岩石骨架参数等。,125,126,三、可动油气与可动水显示,“可动油气”是指储集层在一定压差下可以流动的油气。测井分析可动油气，是根据泥浆侵入造成的冲洗带与原状地层含水饱和度的差别，其差别为可动油气饱和度。一般来说，当测井显示含油性和可动油气都好时，说明储集层有较好的生产能力，而含油性显示好，可动油气显示差时，应慎重分析。,127,“可动水”是储集层中可以流动的地层水。可动水饱和度是指地层含水饱和度与束缚水饱和度之差。将地层的含油性、可动油气、可动水结合其它资料综合分析，可对储集层的生产能力作出综合评价。,几种常用的显示方法：,（1）孔隙度重叠图；,（2）地层因素曲线重叠图；,（3）可动水显示。,128,四、直观显示气层的方法,电阻率测井无法区分油层与气层，因为油和气不导电，油层和气层都是高电阻率层。因此，上述方法只能判断油气层，不能区分油层与气层。为了区分油层与气层，必须依靠孔隙度测井和其它来源的资料。,129,1天然气对孔隙度测井的影响,天然气的主要成分是CH,4,，CH,4,含量95%以上为干气，而含重烃较多的称为湿气，湿气常与石油共生。天然气密度很低，大约0.10.2,g/cm,3,，明显小于油和水的密度，因而可对各种孔隙度测井产生不同程度的影响。泥质愈少，岩石孔隙度愈高，天然气影响愈明显。中高孔隙度（20%以上）地层，常可依靠单一孔隙度曲线的数值和形态来识别，而中低孔隙度地层，常常要靠两条孔隙度曲线重叠的幅度差来识别；孔隙度很低的气层，应当更多地依靠录井显示及地区经验。,130,（1）声速测井天然气使声速降低，使声幅衰减变大，因而使声波时差增大，甚至出现“周波跳跃”。非压实疏松地层最明显。,（2）密度测井天然气使地层密度降低，使密度计算的孔隙度升高。,（3）中子孔隙度测井天然气使中子孔隙度测井读数降低，甚至挖掘效应明显时可出现负值。如果有中子伽马测井，天然气使中子伽马读数升高。,(4)结合深、浅、微电阻率曲线进行分析。,131,2孔隙度曲线重叠,一般有以下几种：,（1）三孔隙度曲线重叠（声速、密度、补偿中子）；,（2）声速或密度曲线与中子孔隙度测井曲线重叠(双孔隙度重叠)；,（3）声速与中子伽马重叠,。,下图是榆14井石盒子组盒8储层的处理成果图，从图中可以看出，解释的气层段双孔隙度重叠显示含气。试气为20867,m,3,/d。,132,133,第五节确定束缚水饱和度和渗透率,储集层产生流体类别和产量高低,不但与地层孔隙度和含油气性质有关,而且与地层束缚水饱和度、绝对渗透率和原油性质等有关。束缚水饱和度与含水饱和度的相互关系，是决定地层是否无水产油气的主要因素，绝对渗透率是决定地层能否产出流体的主要因素，而且大小与束缚水饱和度有密切关系。但还没有一种测井方