测井基础

测井基础石油勘探和开发过程中工程技术环节:物探----钻井(录井)----测井---井下(试油)---采油(油建)简介•测井资料解释：利用测井资料分析地层的岩性，判断油、气、水层，计算孔隙度、饱和度、渗透率等地质参数。采集的测井数据用模拟记录方式，测井系列以电法测井为主，用自然伽马和声速测井作岩性指示，测井资料靠人工定性解释，以储层的含油气评价和地层对比为主要目的。典型的测井系统为西安石油仪器厂的JD581。测井数据采用数字记录方式，相应出现测井数据的计算机处理技术。具有配套完善的裸眼井和套管井测井系列，阿尔奇理论成熟，为成功开发储层含油气的定量解释技术奠定了基础。这阶段，发明了地层倾角测井、地层电缆测试和碳氧比测井等新方法。典型的测井系统为阿特拉斯的3600测井系统、西安石油仪器厂的83系列等测井系统。创新与测井学科的进步数字测井数控测井成像测井信息测井模拟测井计算机技术全面融入测井数据采集和处理技术。质量控制、组合测井和综合评价技术日趋成熟，两种主要地质剖面的含油气评价精度更高。大量测井新方法已经成熟，测井技术已成为石油地质学和油藏工程学研究的关键学科。这一阶段测井系统的主要代表为斯伦贝谢的CSU测井系统、阿特拉斯的CLS3700测井系统、西安石油仪器厂SKC3700和胜利测井公司的SL3000型数控测井系统。20年代末60年代末80年代末90年代末21世纪这阶段测井技术的发展表现为四个特征，即井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、地面采集和处理工作站化、记录和显示成像化。测井数据处理成果以图像形式为主，成像测井不仅兼容传统的常规测井系列，还配备了新型的成像和特殊测井仪器如声电成像测井仪器、核磁共振测井仪器、阵列感应测井仪器、多极子阵列声波声波测井仪等。这一阶段的测井系统的代表为阿特拉斯的ECLIPS5700、哈里伯顿的EXCELL2000、斯伦贝谢的MAXIS500，胜利测井公司的SL6000型高分辨率多任务测井系统和西安石油仪器厂的ERA2000成像测井系统标志着我国测井行业已进入了成像测井阶段。按物理方法：电（磁）测井方法声学测井方法放射性（核）测井方法核磁共振测井其他测井方法（光学、力学等）按工程应用：裸眼井测井（探井、开发井）生产井测井（工程测井、饱和度测井、生产井动态监测）测井方法分类自然电位测井普通电阻率测井、微电极测井侧向测井、感应测井电磁波传播测井地层倾角测井气测井等非电法电法测井生产测井地球物理测井放射性测井伽马测井中子测井声波速度测井声幅测井、声波全波列测井超声电视测井噪声测井声波测井自然伽马测井利用伽马射线源的测井—自然伽马能谱测井、密度测井、放射性同位素测井利用连续中子源的测井—中子中子、中子伽马测井利用脉冲中子源的测井—C/O比、中子寿命、中子活化测井其他测井自然电位测井（SP）就是测量自然电位随井深的变化，是划分岩性和研究储集层性质的基本方法之一。MN图1－1自然电位测量原理图自然电位测井（一）自然电位测井曲线的特征1、大段泥岩或页岩，显示为电位不变的直线，即所谓的泥岩基线。岩性均匀的砂岩地层，曲线对称于地层中部并显示极值2、地层顶底界面处，自然电位变化最大，当地层较厚时(大于四倍井径)，可用曲线半幅点确定地层界面3、当CwCmf时，ΔUsp0，渗透层处的自然电位曲线偏向基线左边,显示为负异常；反之，为正异常。122.53.55dh-1-0.50SSPUSP不同地层厚度的自然电位曲线（曲线参数h/d）10.50sp'spUUD=dD=2dD=4d泥浆侵入带对自然电位的影响Usp——有泥浆侵入测出的异常幅度值；U’sp——无泥浆侵入测出的异常幅度值100mv100mv100mv100mvh1RRmt6RRmt21RRmt101RRmt不同值的自然电位曲线mtRR（二）自然电位曲线的影响因素1．Cw/Cmf比值的影响2．岩性的影响3．地层厚度的影响4．Rt、rsh、rm的影响5．井径及泥浆侵入的影响（三）自然电位测井曲线的应用1．判断岩性，确定渗透层在淡水泥浆中，纯砂岩井段出现最大的负异常，含泥质的砂岩负异常幅度较低，且随着泥质含量的增多异常幅度减小；此外，一般含水砂岩的自然电位幅度比含油砂岩的自然电位幅度要高。微电极感应电导自然电位S214试油结果日产液情况水分析射孔井段试油方式油水含水CL离子矿化度电阻率上部抽370X963.1433.7291334361140.4770下部抽455X960.163399.521713232.1767射孔层位SP曲线上出现基线偏移，偏移量ΔEsp〉8mV为高含水层；5mV～8mV为中含水层；当ΔEsp〈5mV时，则可能是低含水层或由于岩性变化引起。2．判断水淹层位X井沙二段X井沙二段原始状态特高含水期正韵律淡水水淹典型曲线图微电极感应电导自然电位20202036S224+5试油结果日产液情况水分析试油方式油水含水CL离子矿化度电阻率3.658.59419854375射孔层位微电极电阻率自然电位自然伽玛X井81层强水淹测井曲线图液：44.3，油：0.5，含水：98.8%浅电阻率中电阻率深电阻率普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。测量时先给介质通入电流造成人工电场，测量两测量电极间的电位差，进而将电位差转换为电阻率。所以只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。普通电阻率测井普通电阻率测井原理线路图A、B－供电电极；M、N－测量电极；E－电源；R－调节电阻；Ⅱ－测量仪器；MA－毫安表ⅡREERⅡMAMANBMABAMN（一）影响岩石电阻率的因素1．岩石电阻率与岩性的关系名称电阻率/(Ω·m)名称电阻率/(Ω·m)泥岩5～60硬石膏104～106页岩10～100石英1012～1014疏松砂岩2～50白云母4×1011致密砂岩20～1000长石4×1011含油气砂岩2～1000石油109～1016贝壳石灰岩20～2000方解石5×103～5×1012石灰岩50～5000石墨10-6～3×10-4白云岩50～5000磁铁矿10-4～6×10-3玄武岩500～105黄铁矿10-4花岗岩500～105黄铜矿10-32．与地层水的关系电阻率大小主要取决于孔隙中地层水的电阻率。随地层水矿化度的增大而减小，随温度的升高而降低。4．与含油气饱和度的关系岩性相同的含油气岩石电阻率比含水岩石大，岩石含油气越多，岩石的电阻率就越高。3．与孔隙度和孔隙形状的关系岩石的孔隙度越大，岩石的电阻率就越小；孔隙形状越复杂，孔隙连通性越差，孔隙弯曲程度越大，岩石的电阻率就越高；胶结砂岩的导电能力比未胶结砂岩差，电阻率升高。视电阻率——泥浆侵入剖面冲洗带：靠近井壁的部分，岩石孔隙受到泥浆滤液的强烈冲洗，地层中原有的流体几乎全部被泥浆滤液所替换。过渡带：距井壁有一定的距离，泥浆滤液减少，原始流体增加，地层孔隙内含有原地层流体与泥浆滤液的混合物。未侵入带：未受泥浆侵入的原状地层。带的电阻率带中水的电阻率带中的含水饱和度渗透层井剖面示意图电极系分类类型电位电极系梯度电极系单极供电双极供电单极供电双极供电正装倒装正装倒装正装倒装正装倒装图示电极距AMAMAMAMAOAOAOAO电极系名称单极供电正装电位电极系单极供电倒装电位电极系双极供电正装电位电极系双极供电倒装电位电极系单极供电正装(底部)梯度电极系单极供电倒装(顶部)梯度电极系双极供电正装(底部)梯度电极系双极供电倒装(顶部)梯度电极系1．梯度电极系成对电极之间的距离（MN或AB）最小，即AMMN或MAAB。顶部梯度电极系（倒装）成对电极在不成对电极之上，所测量的视电阻率曲线在高阻层的顶部界面出现极大值；底部梯度电极系（正装）成对电极在不成对电极之下，在高阻层的底界面出现极大值；理想梯度电极系成对电极间的距离无限小。2．电位电极系成对电极之间的距离（MN或AB）较大。理想电位电极系当成对电极中的一个电极放到无限远处时，即MN→∞或AB→∞。3．记录点“O”表示电极系在井内的深度位置。梯度电极系，选择在成对电极的中点；电位电极系，选择在两个相近电极的中点。4．电极距L梯度电极系，为不成对电极到记录点O的距离；电位电极系，为单电极到最近一个成对电极之间的距离。（二）视电阻率曲线的特点1．理想底部梯度电极系高阻厚层曲线与地层中点不对称，正对高阻层处视电阻率值增大。曲线在地层顶界面出现极小值，在底界面出现极大值。在地层中部有一平行于井轴的直线段，其长度随地层厚度的减小而变短，该直线段对应的视电阻率值等于地层电阻率。R3R2R1Ra0123456789Ω·m高阻厚层理想底部梯度电极系视电阻率曲线h=10L；R2=5Ω·m；R1=R3=1Ω·m2．理想电位电极系高阻厚层当上下围岩的电阻率相等时，曲线对地层中点对称。对应高阻层中点处，曲线显示极大值，地层越厚，极大值越接近地层真电阻率。取极大值或取地层中部曲线的平均值（当曲线有起伏时）作为地层视电阻率值。取界面附近曲线上开始急剧上升点之外L/2作为界面位置。R3R2R1高阻厚层理想电位电极系视电阻率曲线R1=R3=1Ω·m；R2=5Ω·mRa12345Ω·mLA2.25M0.5NA3.75B0.5M051015Ω·m051015Ω·m梯度电极系电位电极系实测视电阻率曲线的一般特征横向测井是利用电阻率测井资料求地层真电阻率的一种组合测井方法。这种测井使用一套不同电极距的电极系，在同一口井的某一井段进行视电阻率测量。横向测井0.25m底部梯度电极系A0.2M0.1N0.45m底部梯度电极系A0.4M0.1N1m底部梯度电极系A0.95M0.1N2.5m底部梯度电极系A2.25M0.5N4m底部梯度电极系A3.75M0.5N6m底部梯度电极系A5.75M0.5N8m底部梯度电极系A7.75M0.5N1m顶部梯度电极系N0.1M0.95A还包括0.5m电位电极系、自然电位、微电极和井径。——五、六十年代的主要测井方法横向测井实例六十年代以前，横向测井系列为油气勘探开发发挥了重要作用。横向测井（底部梯度）0.25m0.45m1m2.5m4m6m横向测井（电位）0.3m0.5m0.75m1.05m由于横向测井所测视电阻率曲线较多，野外测井工作量大，室内解释工作繁琐，特别是薄层有屏蔽影响时误差较大，很难求准地层真电阻率，除在个别地区新探井中作对比研究外，一般不采用横向测井。横向测井存在的问题微电极系结构图1．电极系结构为了减少井眼的影响，电极系采用了特殊结构，测井时借助弹簧片的力量使电极系紧贴井壁，这样电流不经泥浆而直接进入井壁附近介质，一般不受泥浆的影响。微电极测井2．电极距为提高纵向分辨能力，电极距比普通的电极距小很多。这样微电极测井的探测范围也较小，一般不受围岩和邻层屏蔽的影响，提高了分层能力。微梯度微电位电极系A0.025M10.025M2A0.05M2电极距0.0375m0.05m探测深度4～5cm主要反映泥饼电阻率8～10cm主要反映冲洗带电阻率电阻率是泥浆的1～3倍显示较低数值高出泥饼5倍以上显示较高数值测井曲线的应用——曲线重叠法1．确定岩层界面、划分薄层和薄的交互层微电极测井具有较强的纵向分辨能力，依据半幅点或转折点确定岩层界面。在深度比例为1:200的曲线上可以划分出20cm厚的薄层2．确定岩性、划分渗透性地层在渗透层井段，微电位和微梯度曲线出现了幅度差，一般微电位的数值大于微梯度，显示正幅度差；反之，当微梯度的数值大于微电位时的幅度差叫负幅度差。在非渗透性地层处曲线无幅度差或有较小的幅度差。1．确定岩层界面、划分薄层和薄的交互层微电极测井具有较强的纵向分辨能力，依据半幅点或转折点确定岩层界面。在深度比例为1:200的曲线上可以划分出20cm厚的薄层2．确定岩性、划分渗透性地层在渗透层井段，微电位和微梯度曲线出现了幅度差，一般微电位的数值大于微梯度，显示正幅度差；反之，当微梯度的数值大于微电位时的幅度差叫负幅度差。在非渗透性地层处曲线无幅度差或有较小的幅度差。岩性幅度和幅度差泥岩曲线读数低，致密泥岩，微电极幅度升高。没有或有较小的正负不定的幅