测井原理与综合解释.

测井基础知识与综合解释第一章地层评价概论•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。•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。•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。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。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。（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。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。•（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。（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15~25%。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：•①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；•②储集层孔隙度较高；•③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。（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。（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。（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VSH表示。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。（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。•（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•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。•ф=фt—Vshфsh•фsh为泥质孔隙度；•Vsh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。•（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。•（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。（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。•（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Sw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。•（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。•（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。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。泥浆围岩地层厚度冲洗带过渡带或环带未侵入带侵入带直径di泥饼井径dn围岩•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RXO明显高于原状地层电阻率Rt。•图1-3是低侵电阻率剖面，其特点是冲洗带电阻率RXO明显低于原状地层电阻率Rt。若RXO与Rt接近，称为侵入不明显。电阻率RXORXORmcRmcRmRmRtRt距离距离电阻率图1-2图1-3三、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。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。•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。•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。•地层评价测井技术•一、测井技术的分类•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。（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。（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。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。•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。•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：（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。•（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•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）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84米9井径•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•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74米电阻率8井径•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•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•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•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