1、1地地 球球 物物 理理 测测 井井2课程说明p适用专业：勘查技术与工程（物探方向）p计划学时：64p 课程基本任务：课程基本任务：主要掌握各种测井方法的基本原理及应用；主要掌握各种测井方法的基本原理及应用；掌握利用各种测井曲线进行综合解释的基本方法；掌握利用各种测井曲线进行综合解释的基本方法；了解基本的开发测井、工程测井方法及其解释技术；了解基本的开发测井、工程测井方法及其解释技术；了解其它测井方法。了解其它测井方法。3课程特点及说明n测井方法多、概念多、符号多n注意符号应用、书写的规范性n以讲课内容为主、课本做为主要参考n适当的思考练习题n考核成绩计算：平时作业（20）期末考试（80）？4
2、课程内容 第一章 绪论 第二章 电阻率测井 第三章 自然电位测井 第四章 声波测井 第五章 伽马测井 第六章 中子测井 第七章 测井资料综合解释方法 第八章 油田开发测井 第九章 其它测井5第一章 绪 论一矿场地球物理（测井）简介二测井研究对象储集层三测井分类四测井在油田勘探开发中的作用6一、矿场地球物理简介2.2.历史与发展：历史与发展：19271927年年9 9月，月，斯仑贝谢斯仑贝谢兄弟，法国，世界上第一次测井；兄弟，法国，世界上第一次测井；19391939年年1212月，翁文波月，翁文波(院士院士)，四川巴县石油沟，我国第一次测井；，四川巴县石油沟，我国第一次测井；经过几十年发展，测井
3、已成为一个主要提供技术服务的现代化高技经过几十年发展，测井已成为一个主要提供技术服务的现代化高技术服务产业，资金、人才、技术高度密集。术服务产业，资金、人才、技术高度密集。1.“1.“测井测井”概念：概念：用各种用各种专门仪器专门仪器放入井中，沿井身测量钻井地质剖面上地层的各放入井中，沿井身测量钻井地质剖面上地层的各种种物理参数物理参数(如密度、电阻率等如密度、电阻率等)和和井眼技术状况井眼技术状况，并根据测量结果进，并根据测量结果进行综合行综合解释解释，以以解决油田勘探、开发中的各类地质和工程技术问题解决油田勘探、开发中的各类地质和工程技术问题的一门应用技术（学科）的一门应用技术（学科）。它
4、是发现油气层、进行储层评价和油气。它是发现油气层、进行储层评价和油气资源评价以及油藏管理的重要手段资源评价以及油藏管理的重要手段。测井历史（英文）测井历史（英文）90末，末，NMR一套一套2支支360万；普通岩性密度万；普通岩性密度17万。万。7 3.测井仪器：分为井下仪器、地面仪器、辅助设备等：井下仪器井下仪器：几十种，主体为探测器，多为圆柱状，：几十种，主体为探测器，多为圆柱状，（1）在井下贴井壁或居中测量；）在井下贴井壁或居中测量；（2）探测特性：）探测特性：记录点：也称测量点，是所测物理参数记录的深度参考点。记录点：也称测量点，是所测物理参数记录的深度参考点。横向探测深度：是指测量结果
5、在横向上主要受多大范围内介质横向探测深度：是指测量结果在横向上主要受多大范围内介质 影响影响(贡献贡献5090%)，简称探测深度或探测范围。，简称探测深度或探测范围。纵向分辨率：指探测器纵向上能分辨不同岩层的最小厚度。纵向分辨率：指探测器纵向上能分辨不同岩层的最小厚度。地面仪器：井下供电、控制测量过程、将井下测量信号转换为测井地面仪器：井下供电、控制测量过程、将井下测量信号转换为测井物理参数。发展阶段：物理参数。发展阶段：模拟模拟 数字数字 数控数控 成像成像（信息？信息？）辅助设备：测井专用电缆、仪器车，等。辅助设备：测井专用电缆、仪器车，等。89第一代模拟模拟半自动测井半自动测井第二代全自
6、动测井全自动测井第三代数字测井数字测井第四代数控测井数控测井第五代成像测井成像测井 纵观测井技术的发展过程，实质就是一个在更高层次上完善精细分析与描述地层地质特性能力的过程。几个阶段更详细的说明10现场采集的测井数据用模拟记录方式，测井系列不完善，资料解释以人工定性为主；测井资料主要用于储集层的含油气评价和地层对比。模拟测井 测井数据已采用数字记录方式，相应出现测井数据的计算机处理。这阶段发展的测井学基础理论，开发的裸眼井和套管井测井系列，储集层含油气和油井生产动态的定性定量解释技术，测井学已进入成熟阶段，应用开始向石油地质学和油藏工程学等更新的领域发展。数字测井 计算机技术全面融入测井数据采
7、集和处理中，质量控制、组合测井和综合评价技术日趋成熟，油气评价精度大幅度地提高。这阶段开发出大量的测井新方法和新仪器，测井广泛服务于石油地质学、油藏工程学、采油工程、钻井工程。数控测井 由于高科技的广泛应用，实现了井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、数据采集和处理工作站化、记录和显示成像化。测井技术能更有效地研究储集层的非均质性，不但要回答储层是否含有油气，还要回答其产能的大小，能更加有效地服务于油气的勘探和开发，测井成为提高油气勘探开发效率和效益的重要技术手段。成像测井11 5.综合解释及应用 综合解释：测井的间接性、多解性、模糊性 用途：勘探测井：寻找油气藏或其它矿床；开发测井：油井
8、技术状况评价、储层动态监测、套管井地层评价。4.4.测井资料获取：测井资料获取：测井车现场安装测井车现场安装 仪器下井测量仪器下井测量 验收（野外、室内）验收（野外、室内）得到合格资料（模拟曲线、数字磁带、图像等）。得到合格资料（模拟曲线、数字磁带、图像等）。12测井技术贯穿服务于油气田整个勘探开发的全过程测井技术贯穿服务于油气田整个勘探开发的全过程13二、测井研究对象储集层 1.储集层：（储层、渗透层）具有储存油气水的空间，同时这些空间又互相连通（流体可在其中运移）的岩层。两大特点：孔隙性、渗透性。2.2.储集层分类及特点储集层分类及特点碎屑岩储集层碎屑岩储集层：（：（40%40%储量，也称
9、孔隙性储集层）储量，也称孔隙性储集层）（1 1）岩石类型：砂岩为主，砾岩、粉砂岩、泥质砂岩等；）岩石类型：砂岩为主，砾岩、粉砂岩、泥质砂岩等；（2 2）围岩：一般为泥岩，性质稳定，常做为参考值；）围岩：一般为泥岩，性质稳定，常做为参考值；（3 3）特点：粒间孔隙为主，孔隙度较大（）特点：粒间孔隙为主，孔隙度较大（1030%1030%），分布均匀，），分布均匀，各种物性和泥浆侵入等基本为各向同性；测井评价效果较好、技各种物性和泥浆侵入等基本为各向同性；测井评价效果较好、技术较成熟。术较成熟。142.2.储集层分类及特点储集层分类及特点碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层：（：（50%50%储量、储量、6
10、0%60%产量，裂缝性储集层）产量，裂缝性储集层）（1 1）岩石类型：渗透性石灰岩、白云岩及其过渡岩性；）岩石类型：渗透性石灰岩、白云岩及其过渡岩性；（2 2）围岩：致密的碳酸盐岩；）围岩：致密的碳酸盐岩；（3 3）特点：储层空间包括孔隙、裂缝、溶洞等，原生孔隙一般较）特点：储层空间包括孔隙、裂缝、溶洞等，原生孔隙一般较小且分布均匀，渗透率低；次生孔隙相对较大，形状不规则、分小且分布均匀，渗透率低；次生孔隙相对较大，形状不规则、分布不均匀，渗透性较高；测井评价难度大、效果较差。布不均匀，渗透性较高；测井评价难度大、效果较差。其它类型储集层其它类型储集层：包括火山岩储层、泥岩储层、砾岩储层等。包
11、括火山岩储层、泥岩储层、砾岩储层等。本课程主要以碎屑岩储层为主介绍，砂泥交互形成的剖面常习惯称砂泥岩剖面。15孔隙度孔隙度 ：岩石内孔隙体积占岩石总体积的百分比（：岩石内孔隙体积占岩石总体积的百分比（%）（1 1）总孔隙度：总孔隙体积）总孔隙度：总孔隙体积/岩石总体积（岩石总体积（t t）（2 2）有效孔隙度：有效孔隙体积）有效孔隙度：有效孔隙体积/岩石总体积（岩石总体积（e e）（3 3）次生孔隙度：次生孔隙体积）次生孔隙度：次生孔隙体积/岩石总体积（岩石总体积（2 2）。）。3.3.描述储集层的基本参数描述储集层的基本参数 测井获取方法：测井获取方法：三孔隙度测井三孔隙度测井（声波、密度、
12、中子），一般（声波、密度、中子），一般为为 t t，需泥质校正后得到，需泥质校正后得到 e e（纯岩石时（纯岩石时 e et t）；）；反映反映储存储存能力。能力。（Porosity Porosity）16渗透率渗透率 k k：描述岩石允许流体通过能力的参数，描述岩石允许流体通过能力的参数，单位单位：mm2 2(或达西或达西D)D)，常用，常用1010-3-3 m m2 2(毫达西毫达西mDmD）（1 1）绝对渗透率：只有一种流体时测得。测井上一般指绝对渗）绝对渗透率：只有一种流体时测得。测井上一般指绝对渗透率；透率；（2 2）有效渗透率（相渗透率）：存在多种流体时对其中一种所）有效渗透率（相
13、渗透率）：存在多种流体时对其中一种所测，一般用测，一般用k ko o、k kg g、k kw w表示；表示；（3 3）相对渗透率：有效）相对渗透率：有效/绝对，用绝对，用k kroro、k krgrg、k krwrw表示。表示。常规测井无法直接测得渗透率，常用统计方法或经验公式常规测井无法直接测得渗透率，常用统计方法或经验公式计算；计算；反映反映渗透渗透能力。能力。（Permeability Permeability）17饱和度饱和度 S S：储层中某相流体体积占孔隙体积的百分比储层中某相流体体积占孔隙体积的百分比 (%)(%)。含水饱和度含水饱和度S Sw w，含油气饱和度，含油气饱和度S
14、Sh h（S So o、S Sg g）（1 1）原状地层：）原状地层：S Sh h=1-S=1-Sw w (S(Sh h=S=So o+S+Sg g)（2 2）冲洗带：）冲洗带：S Shrhr=1-S=1-Sxo xo (残余油气残余油气S Shrhr、含水、含水S Sxoxo)（3 3）可动油气：）可动油气：S Shmhm=S=SxoxoS Sw w ，S Shmhm=S=Sh hS Shrhr （4 4）束缚水）束缚水S Swirrwirr：S Sw w=S=SwmwmS Swirrwirr 常规测井主要通过电阻率测井或中子寿命等放射性资料计常规测井主要通过电阻率测井或中子寿命等放射性资料
15、计算得到；算得到；反映储层的反映储层的含油性含油性。(Saturation)(Saturation)18有效厚度有效厚度 h he e：（1 1）岩层厚度：岩层上、下界面间的距离。界面常以岩性、孔隙）岩层厚度：岩层上、下界面间的距离。界面常以岩性、孔隙度、渗透率等参数的变化为显示特征；度、渗透率等参数的变化为显示特征；（2 2）有效厚度：）有效厚度：目前经济技术条件下能产出工业价值油气的储层目前经济技术条件下能产出工业价值油气的储层实际厚度。常由确认的油气层总厚度扣除无生产价值的夹层厚度实际厚度。常由确认的油气层总厚度扣除无生产价值的夹层厚度后得到。后得到。p 孔隙度、饱和度和有效厚度等还可用
16、来计算地质储量；孔隙度、饱和度和有效厚度等还可用来计算地质储量；p 孔隙度、渗透率合称储层物性；孔隙度、渗透率合称储层物性；p 孔隙度与饱和度的乘积表示某相流体占岩石体积的百分比，孔隙度与饱和度的乘积表示某相流体占岩石体积的百分比，如如Sw表示岩石中水的相对体积。表示岩石中水的相对体积。19按技术服务分类：裸眼测井 套管井测井 工程测井 生产动态测井，等。按所测物理参数分类：自自然然电电位位测测井井普普通通电电阻阻率率测测井井电电法法测测井井 侧侧向向测测井井感感应应测测井井电电磁磁波波传传播播测测井井自自然然伽伽马马、自自然然伽伽马马能能谱谱测测井井利利用用伽伽马马源源测测井井（密密度度、岩
17、岩性性密密度度）放放射射性性测测井井连连续续中中子子源源测测井井（补补偿偿中中子子、井井壁壁中中子子）脉脉冲冲中中子子源源测测井井（中中子子寿寿命命、碳碳氧氧比比）声声波波速速度度测测井井非非电电法法测测井井 声声波波测测井井 声声波波幅幅度度测测井井声声波波全全波波列列测测井井地地层层倾倾角角测测井井其其他他测测井井气气测测井井生生产产测测井井三、测井分类按资源评价分类：石油测井 煤田测井 金属矿测井 水文工程测井，等。20p钻井泥浆压力一般钻井泥浆压力一般均略大于地层压力，均略大于地层压力，造成泥浆对渗透层造成泥浆对渗透层的侵入作用，称泥的侵入作用，称泥浆侵入作用。浆侵入作用。p对井眼周围
18、储集层对井眼周围储集层的影响：泥饼、冲的影响：泥饼、冲洗带、过渡带、原洗带、过渡带、原状地层。状地层。p许多测井仪器的探许多测井仪器的探测范围在侵入带，测范围在侵入带，需要校正。需要校正。预备知识Schlumberger21现在看不明白吧，没关系_课程结束的时候你再看看，有砂岩、泥岩、油、水呀！22l各种测井方法的基本原理l测井影响因素说明l资料应用介绍23第二章 电阻率测井 电法测井是地球物理测井中三大测井方法之一，它根据岩层电学性质的差别，测量地层的电阻率、电导率或介电常数等电学参数，用来研究地质剖面，判断岩性，划分油气水层，研究储集层的含油性、渗透性和孔隙性以及其它性质。电阻率或电导率都
19、是描述物质导电性质的物理量，电阻率或电导率都是描述物质导电性质的物理量，电阻率电阻率：单位是欧姆米（：单位是欧姆米（m)m)，测井上用符号，测井上用符号R R表示；表示；(ResistivityResistivity)电导率电导率：单位是姆欧：单位是姆欧/米（米（/m/m），标准单位是西门子），标准单位是西门子/米米(S/m),(S/m),测测井上用符号井上用符号 表示。表示。(ConductivityConductivity)24 电阻率测井是划分油水层、获取含油饱和度的主要手段。包括的方法较多，本章主要讲解的方法如下图。其它新方法将在本章最后一节做简单介绍。25 2.1 普通电阻率测井原理
20、 2.2 聚焦电阻率测井原理 2.3 微电阻率测井方法 2.4 常用电阻率组合测井 2.5 标准测井 2.6 电阻率测井新技术简介第二章 电阻率测井262.1 普通电阻率测井原理 引 言实验室“四极法”测岩样电阻率：无限均匀各向同性介质点电源场：点电源电位：介质电阻率：MNMNMNULrRISUUSRKILI由由得得4RIUr 4URrI 测量思路：人工电场、测电场参数、刻度转换为电阻率。27一、岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油饱和度的关系1.电阻率与岩性的关系 不同岩石和矿物的电阻率各不相同，这是电阻率测井的基础。主要原因是岩石的导电类型不同（离子导电、电子导电和附加导电等）。28岩石骨架：组
21、成沉积岩石的固体颗粒部分。更一般地，指岩石中除泥质以外的固体颗粒部分。泥质：岩石中湿粘土和细粉砂的混合物。岩石骨架几乎不导电，沉积岩石的导电能力主要取决于地层水电阻率。地层水性质主要包括含盐成分、矿化度、温度等。课本实例说明了利用水样分析资料确定地层水电阻率的方法：等效NaCl溶液矿化度、温度-Rw2.与地层水性质的关系与地层水性质的关系29 3.与地层孔隙度的关系岩石的储集物性主要取决于岩石的有效孔隙度。孔隙度大小反映了岩石中储集流体的多少。R0：岩石孔隙中100%充满水时的岩石电阻率。（牢记！）实验研究：（1）同一块纯岩样(同)，饱和不同Rw，测R0、Rw（2）同一岩石不同岩样(不同)，饱
22、和同样Rw，测R0实验结论：（1）R0/Rw为常数，定义 ，称为地层因素；（2）F与在双对数坐标中近似直线关系，可表示为0wRFR maF 0mwRaFR 称为称为阿尔奇公式阿尔奇公式30 4.与饱和度（含油性）的关系石油几乎不导电，因此岩石含油时比含水时电阻率要高。孔隙中流体电阻率对岩石电阻率影响很很大。电阻增大系数I：IRt/R0。（牢记！）实验研究：（1）选用研究区的典型岩样，先测出R0；（2）然后逐渐压入石油，改变So，测Rt，得一组So(Sw)、Rt(I)实验结论：I与Sw在双对数坐标中近似直线关系，即(1)nonwbbISS 0(1)tnnwoRbbIRSS 称为称为阿尔奇公式阿尔
23、奇公式31有关阿尔奇(Archie)公式 意义：将孔隙度测井与电阻率测井联系起来，用于计算流体饱和度，是测井定量解释油水层的基础。适用条件：纯岩石（不含泥质）或含泥质很少的岩石。用法：孔隙度测井 电阻率测井 阿尔奇公式，在水层（电阻率测井得出R0）可求出Rw；在油层可求出其R0并进而确定Sw。参数的意义：F、I的定义及其主要影响因素，各参数、资料的来源32二、普通电阻率测井原理1.电阻率测量原理（右图所示）：习惯上，以A、B表示供电电极 M、N表示测量电极（1 1）假设钻孔在电阻率为假设钻孔在电阻率为R Rt t的无限均匀的无限均匀地层中，忽略井的影响，供电电流恒地层中，忽略井的影响，供电电流
24、恒定为定为I I，则测得，则测得MM、N N处电位后计算出处电位后计算出介质电阻率：介质电阻率：14tMR IUAM 14tNR IUAN 4MNMNtUUAM ANRKIIMN （K K称为电极系系数）称为电极系系数）3311,44MNRIRIUUAMAN4MNUAM ANURKIIMN 则则 aURKI（2）实际非均匀介质中 纵向：RtRs；横向(径向)：Rm Rmc Rxo Ri Rt 这种情况测井得到的电阻率称为视电阻率Ra：泥浆侵入作用：泥浆侵入作用：p 高侵高侵:R:Ri i R Rt tp 低侵低侵:R:Ri i R3Rw时，感应测井较好；Rmf接近或小于Rw时，优先使用侧向测井
25、；p 高电阻率地层，侧向测井效果好；中低阻地层，感应测井好；p 高阻碳酸盐岩剖面或其它致密岩石剖面，选用侧向测井；砂泥岩剖面用感应测井；p 考虑分层能力时，侧向好于感应；p 有时需要两者结合，同时使用。（2）侧向与感应测井方法的选择原则59侧向或感应测井的选择60 划分渗透层（感应曲线“半幅点”）；提供原状地层电阻率Rt（常需校正）；定性判断油水层（高侵、低侵，下页图示）；用于地层对比（感应比侧向效果好）；参与组合电阻率测井判断可动油气（深、中、浅电阻率对比，见后面2.4中的实例图）4.资料应用61侧向测井资料定性判断油水层实例油层：正差异（低侵），水层：负差异（高侵）62低侵油层、高侵水层低
26、侵油层、高侵水层 （油油水过渡水）（油油水过渡水）63 2.1 普通电阻率测井原理 2.2 聚焦电阻率测井原理 2.3 微电阻率测井方法 2.4 常用电阻率组合测井 2.5 标准测井 2.6 电阻率测井新技术简介第二章 电阻率测井64 1.一般性说明 微电阻率测井的电极尺寸小，电极间的距离较近，电流只流经地层一较短的距离便返回至回流电极。探测深度较浅，测量的是渗透性地层的冲洗带电阻率Rxo。为什么要测Rxo：电阻率测井主要目的是获取原状地层电阻率，进而求Sw。在测量真电阻率时，测量结果受泥浆和侵入的影响。在对这些影响作校正时，需要知道离开井壁各个不同深度地层处的电阻率值。另外，Rxo还用来计算
27、Sxo，判断可动油气等。2.3 微电阻率测井方法652.主要方法（1）微电极（ML)：主要依据是否存在泥浆侵入作用p 渗透层：有侵入，存在泥饼、冲洗带等，Rxo(35)Rmcp 非渗透层：不存在泥饼和冲洗带。p 测量曲线：微电位（Rxo）、微梯度（Rmc）p 微梯度：A0.025M10.025M2 探测深度4cm，反映Rmcp 微电位：A0.05M2 探测深度10cm，反映Rxo66（4 4）八侧向八侧向(LL8)(LL8)：以上均为贴井壁测量，以上均为贴井壁测量，LL8LL8是不贴井壁测量是不贴井壁测量RxoRxo的方法。它是在七侧的方法。它是在七侧向电极系下方附近设屏流回路电极向电极系下方
28、附近设屏流回路电极B1B1，在上方较远处设回路电极，在上方较远处设回路电极B2B2。探测特性：探测半径：ML(4cm,10cm)，MLL 59cm，MSFL 5cm 分层能力：ML 5cm，MLL 5cm，MSFL 20cm（2 2）微侧向微侧向(MLL)(MLL)：微电极测井中泥饼分流作用太大，测微电极测井中泥饼分流作用太大，测RxoRxo不准确，采用聚焦原理，形不准确，采用聚焦原理，形成微侧向测井。成微侧向测井。（3 3）微球形聚焦微球形聚焦(MSFL)(MSFL)：MLLMLL探测浅，受泥饼影响大。探测浅，受泥饼影响大。MSFLMSFL方法探测浅，又基本不受泥饼影方法探测浅，又基本不受泥
29、饼影响，是目前最好的响，是目前最好的RxoRxo测量方法。测量方法。67几种微电阻率电极系测井电流分布示意图微电极ML微球形聚焦MSFL微侧向MLL683.微电极曲线的主要应用 微电极最初设计用于确定Rxo，但受泥饼影响较大，现基本不用来求取Rxo。泥质夹层主要用途：主要用途：p划分渗透层和岩性；划分渗透层和岩性；p确定层界面确定层界面：曲线：曲线“分歧点分歧点”;p扣除夹层，确定有效厚度等。扣除夹层，确定有效厚度等。69 2.1 普通电阻率测井原理 2.2 聚焦电阻率测井原理 2.3 微电阻率测井方法 2.4 常用电阻率组合测井 2.5 标准测井 2.6 电阻率测井新技术简介第二章 电阻率测
30、井702.4 常用电阻率组合测井 为了求得地层真电阻率，同时使用深、中、浅三种电阻率测量仪器可获得最佳结果。（1 1）目前使用的主要组合测井：）目前使用的主要组合测井：双侧向双侧向-Rxo-Rxo组合测井组合测井：包括深、浅侧向：包括深、浅侧向R RLLDLLD和和R RLLSLLS，微球，微球R RMSFLMSFL，井眼直径（由，井眼直径（由MSFLMSFL极板得到），极板得到），SPSP或或GRGR；双感应双感应-聚焦测井聚焦测井：包括深感应：包括深感应ILDILD，中感应，中感应ILMILM，浅聚焦，浅聚焦（LL8LL8或或SFLSFL）。）。（2 2）应用：）应用：由深、中、浅电阻率可
31、校正得到由深、中、浅电阻率可校正得到RtRt、RxoRxo和和di di；定性判断油气、水层或可动油气。定性判断油气、水层或可动油气。7172 2.1 普通电阻率测井原理 2.2 聚焦电阻率测井原理 2.3 微电阻率测井方法 2.4 常用电阻率组合测井 2.5 标准测井 2.6 电阻率测井新技术简介第二章 电阻率测井732.5 标准测井 1.我国大部分油田常用的组合（测井项目）：l 2.5m底部梯度（M2.25A0.5B）l 0.5m电位（B2.25A0.5M）l 自然电位SP（或自然伽马GR）l 井径CAL 在一个油田或一个区域内，为了研究岩性变化、构造形态和大段油层组的划分等工作，常使用几
32、种测井方法在全地区的各口井中，用相同的深度比例（常用1:500）及横向比例，对全井段进行测井，这种组合测井称为标准测井。742.标准测井的应用 初步（粗略）划分渗透层及油气水层l 渗透层：Ra 高，SP 负异常，CAL 缩径l 非渗透层：Ra 低，SP 平直，CAL 扩径l 油层 Ra 比水层高35倍，水层SP异常幅度最大 绘制综合柱状图及单井综合录井图 地层对比（研究构造、判断断层等）75胜利油田某井标准测井曲线图7677 2.1 普通电阻率测井原理 2.2 聚焦电阻率测井原理 2.3 微电阻率测井方法 2.4 常用电阻率组合测井 2.5 标准测井 2.6 电阻率测井新技术简介第二章 电阻率
33、测井78电阻率测井高侵、低侵现象定性反映储层流体性质泥浆高侵现象：侵入带（冲洗带）电阻率高于原状地层 RiRt（RxoRt)泥浆低侵现象：侵入带（冲洗带）电阻率低于原状地层 RiRt（RxoRt)水基泥浆WBM（油基泥浆为OBM）：淡水泥浆（fresh）、盐水泥浆（salt/brine mud）淡水泥浆：Cm Rw 水层 Ri（Rxo）主要取决于 Rmf 水层 Ri Rt（高侵）Rt 主要反映（取决于）Rw 油气层由于油气的存在，Rt会显著升高，并且高于Rmf，导致RtRi。盐水泥浆：Cm Cw，或 Rmf Cm）EdaEdEda泥岩泥岩砂岩111（2）井内总自然电位（SSP）井内自然电动势形
34、成之后，与周围的导电介质就构成了电流流动的闭合回路。在岩层中心的上下有两个这样的闭合回路，均由扩散电动势Ed、扩散吸附电动势Eda以及井孔泥浆柱、砂岩和泥岩这几部分的等效电阻rm、rt和rs组成。该回路的总电动势（静自然电动势SSP）为该两电动势的代数和：【注意：K为负值(KdKda)，如18时纯砂岩处，K69.6mV。】lglg()lglglgddawwwddaddamfmfmfmfwmfwSSPEECCCKKKKCCCRCKKCR112113 3.1 井下自然电位的产生 3.2 自然电位的测量 3.3 自然电位测井影响因素 3.4 SP测井的主要应用第三章 自然电位测井1143.2 自然电
35、位的测量 1.自然电位SP的理论计算p自然电流：p测量的自然电位异常幅度值Usp：自然电流流过井内泥浆柱电阻上的电位降：mshsdSSPIrrr 1spmmshsdmshsdmSSPSSPSPUI rrrrrrrr p 在巨厚层，砂、泥岩层的截面积远大于井眼的截面积，在巨厚层，砂、泥岩层的截面积远大于井眼的截面积，故故r rshsh r rmm、r rsdsd r4d时，自然电位异常幅度近似等于静自然电位；当地层厚度hvv1 1 临界角入射临界角入射p滑行波滑行波：发射的声波在井壁地层与井内泥浆的分界面发生反、折射。：发射的声波在井壁地层与井内泥浆的分界面发生反、折射。折射角为折射角为9090
36、o o时沿界面在井壁地层中传播的波称为时沿界面在井壁地层中传播的波称为滑行波滑行波。此时的。此时的入射角称为入射角称为临界角临界角。部分滑行波传播时以临界角折射回井内，由接收探头测量，即部分滑行波传播时以临界角折射回井内，由接收探头测量，即为声速测井。为声速测井。滑行波成为首波滑行波成为首波：在所有能接收到的波中最先到达，便于区分：在所有能接收到的波中最先到达，便于区分测量。措施：大于临界源距；测量。措施：大于临界源距；“隔声体隔声体”设计设计 等。等。141滑行波的产生与接收示意图1422.单发双收声速测井 通过测量到达接收探头的时间差反映地层速度；声系：一个发射探头，两个接收探头；声波时差
37、：声波传播单位距离所用的时间。单位：s/m，常用s/m或s/ft。通过测量滑行波到达两个接收探头的时间差，换算为声波时差，沿井剖面连续测量，记录声波时差曲线，常用AC或t表示。121R RtCDtlv lv vvf143声波时差测井原理示意图(Schlumberger)探测特性探测特性：p 探测深度：与源距、探测深度：与源距、地层速度等因素有地层速度等因素有关。常规约为关。常规约为0.20.20.3m0.3m，基本，基本在冲洗带范围；在冲洗带范围；p 纵向分辨率：即间纵向分辨率：即间距距 l（如（如0.5m0.5m）。）。1443.补偿声速测井 单发双收主要缺点：井径变化（扩大）界面处，声波时
38、差出现“假异常”；双发双收补偿声速：相当于两个单发双收声系，井径变化对它们的影响相反，取二者平均值，消除假异常。145 其他补偿测量方式双发四收双发双收深度偏移（地面延迟）146实际井眼中的井径变化示意图1474.声速测井影响因素及资料应用 地层厚度的影响 厚度大于间距的地层称为厚层，小于间距的称为薄层。由于声速测井的输出（时差）代表R1R2间地层的平均时差，因此它们的声速测井时差曲线存在一定差异。“周波跳跃”现象的影响 疏松砂岩气层或裂缝发育地层，声衰减严重，声波时差增大，曲线上显示忽大忽小幅度急剧变化的现象。常用于判断裂缝发育地层和寻找气层。（1）影响因素148 测量“盲区”双发双收声系记
39、录的是两个时差的平均值。在低速地层，上发射时声波实际传播距离与下发射时声波实际传播距离可能完全不重合。此时，在仪器记录点附近一定厚度的地层对测量结果没有任何贡献，称为“盲区”。此时所测时差与记录点所在深度处地层速度无关。149p确定地层孔隙度 地层声速和孔隙度有关，通过理论计算或实验室测量可确定声波时差与的关系，常用威利时间平均公式估算：公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯地层。其它情况需校正，常用压实校正公式：m afm atttt 1mafmapttttC （2）资料应用次生孔隙度次生孔隙度：2s(由密度或中子测井得到由密度或中子测井得到)(1)xmatt 国外提出的声波地层因素公式适用范
40、围更广，x为岩性指数。岩石骨架岩石骨架tma (s/ft)砂岩砂岩55.5石灰岩石灰岩47.5白云岩白云岩43.5硬石膏硬石膏50.0石膏石膏52.0岩盐岩盐67.0花岗岩花岗岩50.0套管套管57.0孔隙流体孔隙流体tf (s/ft)淡水淡水189.0盐水盐水185.0150p 确定地层岩性确定地层岩性 不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。p 识别气层和裂缝识别气层和裂缝 主要依据时差明显变大或主要依据时差明显变大或“周波跳跃周波跳跃”现象。现象。气层气层“周波跳跃周波跳跃”现象现象151“周波跳跃”产生原理示意图152 正常趋势：
41、正常趋势：偏离正常趋势（增大）一般偏离正常趋势（增大）一般可判断超压，常用可判断超压，常用等效深度等效深度法法估算压力。估算压力。000 ()loglogC HC HetttC Ht e 或或H2H1静水柱压力静水柱压力 P Pw wggw wH HGGw wHH上覆地层压力上覆地层压力 P Ps sggb bHHGGb bHH估算超压估算超压：P PGGw wHH1 1GGb b(H(H2 2HH1 1)p 检测地层压力异常（超压地层）检测地层压力异常（超压地层）油藏压力估算；钻井泥浆设计，等油藏压力估算；钻井泥浆设计，等153（1）所用测井资料：声速测井、密度测井；（2）原理：反射波法地震
42、勘探中，反射波形f(t)近似为地震子波P(t)与反射系数序列R(t)的褶积：f(t)=P(t)*R(t)。在一定子波P(t)波形条件下，利用声速测井和密度测井曲线确定出反射系数序列R(t)，就可以计算出理论的反射波形f(t)，这就是合成地震记录。（3）空间-时间坐标转换（时深转换）：测井是以深度h为纵坐标，地震记录是以时间为记录，必须把测井深度信息转换为双程反射时间t信息：（4）反射系数序列R(t)的计算：波阻抗z=，测井提供(1/t)和，反射系数序列：p 合成地震记录合成地震记录【石工专业不做要求】【石工专业不做要求】()()()()|()()nnnnt tnnz ttz tR tR tz
43、ttz t02()hdztv z另外，还可以反过来用地震资料另外，还可以反过来用地震资料“导出测井曲线导出测井曲线”，不再赘述。，不再赘述。154第四章 声波测井 4.1 声波测井基础 4.2 声波速度测井 4.3 声波幅度测井 4.4 长源距声波全波列测井 4.5 声波测井新方法简介1554.3 声波幅度测井p 主要通过测量声波幅度，在套管井中检查固井质量；p 声幅在地层中的变化主要是两种形式：地层吸收而使幅度衰减；不同声阻抗介质交界面处的反、折射使声能在不同介质中重新分配。p 基本方法包括水泥胶结测井CBL和声波变密度测井VDL：CBL通过测量套管波幅度，检查第一界面胶结情况；VDL主要通
44、过测量套管波和地层波幅度反映两个界面的胶结情况。1561571.套管井声幅与水泥胶结的关系 固井形成两个胶结面，套管水泥称第一界面，水泥地固井形成两个胶结面，套管水泥称第一界面，水泥地层称第二界面；层称第二界面；固井后，泥浆与套管、水泥环及地层的声阻抗差别较大，固井后，泥浆与套管、水泥环及地层的声阻抗差别较大，而后三者之间差别相对较小；而后三者之间差别相对较小；若套管与水泥胶结良好，则套管波易通过水泥环向地层传若套管与水泥胶结良好，则套管波易通过水泥环向地层传播，套管内仪器记录的套管波幅度较低；否则，幅度高；播，套管内仪器记录的套管波幅度较低；否则，幅度高；若第一界面胶结好，同时第二界面胶结也
45、好，则套管内仪若第一界面胶结好，同时第二界面胶结也好，则套管内仪器记录到的地层波较强。器记录到的地层波较强。1582.水泥胶结测井CBL 只通过测量套管波幅度反映第只通过测量套管波幅度反映第一界面胶结情况：一界面胶结情况：CBLCBL幅度越幅度越大反映第一界面胶结越差，幅大反映第一界面胶结越差，幅度越小反映胶结质量越好度越小反映胶结质量越好；可通过可通过CBLCBL曲线计算相对幅度曲线计算相对幅度或抗压强度等参数来评价第一或抗压强度等参数来评价第一界面胶结情况；界面胶结情况；可以确定可以确定水泥返高水泥返高位置；位置；可以明显看到水泥返高面以上可以明显看到水泥返高面以上的套管接箍信号。的套管接
46、箍信号。159CBL幅度与水泥胶结情况的关系影响影响CBLCBL测井的因素：测井的因素：测井时间：一般要求固井测井时间：一般要求固井后后24247272小时；小时；水泥环厚度：实验认为厚水泥环厚度：实验认为厚度小于度小于2cm2cm时有影响；时有影响；气侵影响：管外气塞，气侵影响：管外气塞，CBLCBL高值；管内气侵，高值；管内气侵，CBLCBL低值，易误判。低值，易误判。1603.声波变密度测井VDL记录全波列，主要记录全波列，主要通过测量通过测量套管波套管波幅幅度反映第一界面，度反映第一界面，测量测量地层波地层波反映第反映第二界面；二界面；记录方式一般采用记录方式一般采用调辉调辉或调宽，图
47、示或调宽，图示为调辉记录方式。为调辉记录方式。161固井情况波列特征VDL图形特点套管与水泥环(第一界面)、水泥环与地层（第二界面）均胶结良好套管波弱、地层波强左浅、右深第一界面胶结良好而第二界面未胶结套管波弱、地层波弱左浅、右浅第一界面未胶结或套管外为泥浆套管波强、地层波弱左深、右浅162VDL测井图实例注：套管波一般为直线条带；地层波为摆动的弯曲条带。163第四章 声波测井 4.1 声波测井基础 4.2 声波速度测井 4.3 声波幅度测井 4.4 长源距声波全波列测井 4.5 声波测井新方法简介1644.4 长源距声波全波列测井p 裸眼井中全波列成分：滑行纵波、滑行横波、伪瑞利波和裸眼井中
48、全波列成分：滑行纵波、滑行横波、伪瑞利波和斯通利波等；斯通利波等；p 全波列测井可以记录这些波列的速度和幅度等信息。全波列测井可以记录这些波列的速度和幅度等信息。165（1）声系：采用双发双收声系R1 2 R2 8 T1 2 T2；（2）记录信息：TT1TT4四条首波 旅行时间曲线；纵波时差曲线；T1R1全波列波形图WF 和变密度图VDL；横波时差DTS等；（3）处理后可得到的资料：纵、横波时差DTP、DTS以及它们的比值DTR；纵波幅度AP1AP4、平均值AP及衰减系数；横波幅度AS1 AS4、平均值AS及衰减系数；纵横波幅度比SRAT。166（4）主要用途：主要用途：岩性分析岩性分析 计算
49、孔隙度计算孔隙度 探测气层和裂缝探测气层和裂缝 岩石力学性质分析，岩石力学性质分析，等。等。220.5()1()1DTRDTR 21(1)(12)()(1)tE /(1)spsmma sftttVV 167第四章 声波测井 4.1 声波测井基础 4.2 声波速度测井 4.3 声波幅度测井 4.4 长源距声波全波列测井 4.5 声波测井新方法简介2022-7-25168 近些年来，声波测井技术得到了很大发展。这近些年来，声波测井技术得到了很大发展。这里简单介绍两方面：里简单介绍两方面：为获取更多地层信息，特别是更好获取横波信息而为获取更多地层信息，特别是更好获取横波信息而发展的偶极横波测井发展的
50、偶极横波测井DSIDSI；SchlumbergerSchlumberger 为改善水泥评价效果而发展的扇区水泥胶结测井为改善水泥评价效果而发展的扇区水泥胶结测井SBTSBT。AtlasAtlas2022-7-25169（1 1）偶极横波测井）偶极横波测井DSIDSI方法的提出：方法的提出：普通的声波测井使用单极声波发射器，即发射和接收普通的声波测井使用单极声波发射器，即发射和接收探头是关于井轴对称的，同一圆周上振动以轴对称，探头是关于井轴对称的，同一圆周上振动以轴对称，同时向外或向内（膨胀、收缩）；同时向外或向内（膨胀、收缩）；为了研究岩石机械力学性质（各种弹性参数），需要为了研究岩石机械力学
