测井解释

测井资料综合解释秦菲莉二○○五年九月主要内容测井学概论常规测井曲线的应用组合测井资料综合解释RFT测井资料解释及应用地层倾角资料解释及应用固井质量解释测井新技术及其应用简介第一部分测井学概论地球物理测井学（简称测井学）是应用地球物理学的一个重要分支学科，它是用多种专门仪器放入井内，沿井身测量钻井地质剖面上地层的各种物理参数，研究地下岩石物理性质与渗流特性，寻找和评价油气及其它矿藏资源的一门应用技术学科。测井学包括测井方法与理论基础、测井仪器与数据采集、测井数据处理与综合解释等既相互区别又相互联系的三个部分。测井数据处理与综合解释按照预定的地质任务，用计算机对测井资料进行处理，并综合地质、录井和开发资料进行综合分析解释，以解决地层划分、油气储集层和有用矿藏的评价及其勘探开发中的其它地质与工程技术问题，并将解释成果以图形或数据表的形式直观形象地显示出来。1、单井裸眼井地层评价：划分岩性与储集层，确定油、气、水层，计算地层泥质含量和主要矿物成分，计算储集层参数（孔隙度、渗透率、含油气饱和度、水淹层的剩余油饱和度和残余油饱和度），油气层有效厚度等等，综合评价油、气层及其产能，为油气储量计算提供可靠的基础数据。最基本的应用2、油藏静态描述与综合地质研究以多井评价形式完成。研究地层的岩性、储集性、含油气性等在纵、横向上的变化规律；研究地区地质构造、断层和沉积相以及生、储、盖层；研究地下储集体几何形态与储集参数的空间分布；研究油气藏和油气水分布规律；计算油气储量，为制定油田开发方案提供大量可靠的基础地质参数。3、油井检测与油藏动态描述在油气田开发过程中，研究产层的静态和动态参数（包括孔隙度、渗透率、温度、压力、流量、油气饱和度等）的变化规律，确定油气层的水淹级别及剩余油气分布，确定油、水井的产液剖面和吸水剖面及其随时间的变化情况，监测产层的油水运动状态、水淹状态、水淹状况及其采出程度，确定挖潜部位，对油气藏进行动态描述，为单井动态模拟和全油田的油藏模拟提供基础数据，以制定最优的开发调整方案、达到最大限度地提高采收率的目的。4、钻井采油工程钻井工程中测量井眼的井斜、方位和井径等几何形态的变化，估算地层的孔隙流体压力和岩石的破裂压力、压裂梯度，确定下套管的深度和水泥上返高度，检查固井质量、确定井下落物位置、钻具切割等。采油工程中进行油气井射孔，检查射孔质量、酸化和压裂效果，确定出水、出砂和窜槽层以及压力枯竭层位等等。测井资料记录的各种不同的物理参数，如电阻率、自然电位、自然伽马、声波时差、补偿中子、补偿密度（岩性密度）等测井信息地质信息测井资料综合解释与数字处理的成果，如岩性、泥质含量、含水饱和度、含油气饱和度、渗透率等等第二部分常规测井曲线的应用二十世纪：30年代初，模拟测井技术出现；70年代初，数字测井技术出现；80年代初，数控测井技术出现；90年代初，成像测井技术出现；二十一世纪：将出现信息测井技术岩石中含有天然的放射性核素，主要是铀系、钍系和钾的放射性同位素。它们自然衰变时，发射伽马射线，使岩石有天然放射性。自然伽马测井是用伽马射线探测器测量地层总的自然伽马放射性强度，以研究井剖面地层性质的测井方法。自然伽马（GR）测井在油气勘探与开发中，自然伽马曲线主要用于划分岩性、确定储层泥质含量，进行地层对比。⑴划分岩性砂泥岩剖面：自然伽马曲线读值在砂岩处最低，粘土（泥岩、页岩）段最高。砂质泥岩、泥质砂岩、粉砂岩的读值介于二者之间，并随着泥质含量的增加而升高。碳酸岩剖面：自然伽马曲线读值在纯石灰岩、白云岩最低，泥岩、页岩段最高。泥灰岩、泥质石灰岩、泥质白云岩介于前二者之间，也随着泥质含量的增加而升高。膏岩剖面：岩盐、石膏岩读值最低，泥岩最高，砂岩介于二者之间。读值靠近泥岩高数值的砂岩其泥质含量较高，是储集性较差的砂岩，而读值靠近石膏低数值的砂岩则是储集性较好的砂岩。因此，利用自然伽马曲线可以在膏岩剖面中划分岩性，并找出砂岩储集层。⑵地层对比由于自然伽马曲线具有以下三个方面的优点：①一般情况下，自然伽马曲线读值与岩石孔隙中的流体性质无关；②自然伽马曲线读值与地层水和泥浆的矿化度无关；③在自然伽马曲线上易于找到标准层。而在油水过渡带内，不同井同一地层孔隙所含流体的性质差异很大，这就使得电阻率、SP曲线形状、幅度发生很大变化，使得依靠电阻率和SP曲线进行地层对比十分困难。由于自然伽马曲线读值不受孔隙中流体性质的影响，所以在油水过渡带可利用自然伽马曲线进行地层对比。在膏岩剖面及盐水井中，电阻率和SP曲线的显示更不可靠，更需要利用自然伽马曲线来进行地层对比。⑶确定泥质含量当泥质地层中除泥质外不含其它放射性矿物时，岩层的自然放射性主要是由泥质吸附的放射性元素决定的。因此常用自然伽马测井值确定岩层的泥质含量。计算公式如下：minmaxminGRGRGRGRSH1212GCURSHGCURVsh1212GCURSHGCURshVGR、GRmin、GRmax—分别为泥质岩石、纯砂岩和纯泥岩的自然伽马测井值；GCUR－经验系数，第三系地层，GCUR=3.7；老地层GCUR＝2。在早期的电阻率测井中发现：在供电电极不供电时，测量电极M在井内移动，仍可在井内测量到有关电位的变化。这个电位是自然产生的，故称为自然电位。沿井提升M电极，同时地面自然电位曲线变化与岩性有密切关系，能以明显的异常显示出渗透性地层，这对于确定砂岩储集层具有重要意义。自然电位测井方法简单，实用价值高，是划分岩性和研究储集层性质的基本方法之一。自然电位（SP）测井（1在砂泥岩剖面中，当RwRmf(CwCmf)时，在自然电位曲线上，以泥岩为基线，出现负异常的井段可认为是渗透性岩层，其中纯砂岩井段出现最大的负异常；含泥质的砂岩层，负异常幅度较低，而且随泥质含量的增多，异常幅度下降；此外，含水砂岩的ΔＵSP还决定于砂岩渗透层孔隙中所含流体的性质，一般含水砂岩的ΔＵ水SP比含油砂岩的ΔＵ油SP要高。识别出渗透层后，可用“半幅点”法确定渗透层的上下界面位置。地层上下围岩岩性相同时，找出从泥岩基线到异常幅度的中点P，过P作一条平行于井轴的直线与自然电位曲线相交于a，b两点，a，b分别为渗透层顶、底界面深度，地层厚度为h=b-a。地层厚度越厚，精度越高。薄的渗透层如用半幅点法估计岩层厚度会产生较大的误差，故不能用半幅点Pabh(2)估算泥质含量泥质含量和其存在状态对砂岩产生的扩散吸附电动势有直接影响，因此可以利用自然电位曲线估计泥质含量。计算公式为：SSPPSPSSPSSPPSP1SH1212*GCURSHGCURshVSSP-本地区含水纯砂岩的静自然电位，mV；PSP-含泥质砂岩的静自然电位，mV。Vsh-地层泥质含量，小数；GCUR－经验系数，第三系地层，GCUR=3.7；老地层GCUR＝2。（3）确定地层水电阻率Rw厚的纯地层处静自然电位SSP为：wemfeRRKSSPlg式中K—自然电位系数，K=70.7［273+T（℃）］／298由测井图头上标出的泥浆电阻率值，经一系列公式转换得到Rmfe，从而求出Rwe，最后转换为地层温度下的地层水电阻率Rw。（4）判断水淹层为提高油田采收率，在油田开发过程中，现在大都采取注水开发的方法。由于油层渗透率不同，注入水推进的速度也不一样。如果一口井的某个油层见了水，这个层就叫水淹层。对部分水淹层(油层底部或顶部见水)，自然电位曲线的基线在该层上下发生偏移，出现台阶，这是由于注入水的矿化度与油田水不同造成的。井径（CALS）测井井径曲线是由井径仪测量的。井径仪是由四支可活动的井径探臂构成，井径活动探测臂在井下仪器马达总成的控制下可以自动的张开和收拢。两对对称的井径探测臂独立地分别控制两套电路转换系统，提供井眼直径的大小。①计算井眼体积H4CALSV2c式中：Vc：井眼体积；CALS：井径测量值，单位为m。当CALSBITS时，CALS=CALS；当CALSBITS时，CALS=BITS。H：测量井段，单位为m。BITS：钻头直径。②计算井径扩大率%100BITSBITSCALSB2.5米、4米梯度是根据自然界中各种不同岩石和矿物的导电能力不同这一特点，来区别钻井剖面上的岩石性质的一种电阻率测井方法。测井时将供电电极A、B和测量电极M、N组成的电极系A、M、N或M、A、B放入井内而把另一个电极B或N放在地面泥浆池中，作为接收回路电极，电极系通过电缆与地面上的电源和记录仪相连接。当电极系由井内向井口移动时供电电极A、M供给电流I。测量M、N电极间的电位差，通过地面记录仪可将电位差转换为地层视电阻率Ra。A、B、M、N四个电极中的三个形成一个相对位置不变的体系，称为电极系。把电极系中接在同一个线路（指地面仪器中的供电线路或测量线路）中的电极叫做成对电极，而把和在地面上的电极接在同一个线路中的电极叫不成对电极。不成对电极到靠近它的那个成对电极之间的距离，小于成对电极间的距离的电极系称为电位电极系，反之称为梯度电极系。电极距在2.5m以上的电极系称为长电极，主要探测原状地层。①进行地层对比，了解全井段的地质剖面②划分岩性和确定岩层界面③近似估算地层电阻率2.5米梯度（R2.5）测量侵入带电阻率，4米梯度（RT）测量原状地层电阻率。微电极系测井（ML）微电极测井是在普通电阻率测井的基础上发展起来的一种测井方法，它采用特制的微电极测量井壁附近地层的电阻率。普通电阻率测井能从剖面上划分出高阻层，但它不能区分这个高阻层是致密层还是渗透层，另外，含油气地层经常会遇到砂泥岩薄的交互层，由于普通电极系的的电极距较长，尽管能增加探测深度，但难以划分薄层（这是一对矛盾）。因此，为解决上述实际问题，在普通电极系的基础上，采用了电极距很小的微电极测井。微电极电极距比普通电极系的电极距小的多，为了减小井的影响，电极系采用的特殊的结构，测井时使电极紧贴在井壁上，这就大大减小了泥浆对结果的影响。我国微电极测井普遍采用微梯度和微电位两种电极系，微梯度的电极距为0.0375m，微电位的电极距为0.05m。由于电极距很小，微梯度电极系的探测范围只有5cm，微电位为8cm左右。泥浆滤液侵入渗透性地层中，在井周形成泥浆滤液侵入带，井壁上形成了泥饼，侵入带内的泥浆滤液是不均匀的。靠近井壁附近，孔隙内几乎都是泥浆滤液，这部分叫泥浆冲洗带，它的电阻率大于5倍的泥饼电阻率，而泥饼电阻率约为泥浆电阻率的1—3倍，在非渗透的致密层和泥岩层段，没有泥饼和侵入带。由于微梯度和微电位电极系探测半径不同，探测半径较大的微电位电极系主要受冲洗带电阻率的影响，显示较高的数值。微梯度受泥浆影响较大，显示较低的数值。因此在渗透性地层处，会出现正差异。利用微梯度和微电位的视电阻率曲线的差别研究地层，必须使微电极系和井壁的接触条件保持不变，所以要求微梯度和微电位同时测量。选用微梯度和微电位两种电极系以及相应的电极距目的是要它们在渗透性地层上方出现明显的幅度差，因此，不但要求两者同时测量，而且要将两条视电阻率曲线用同一横向比例画在一起，采用重叠法进行解释，根据现场实践微电极测井主要有以下应用：①确定岩层界面根据曲线的半幅点确定地层的界面。一般0.2m厚的薄层均可划分出来。②划分岩性和渗透性地层在渗透性地层处，微电极测井曲线出现正幅度差，非分渗透性地层处没有幅度差，或出现正负不定的幅度差，根据微电极测井视电阻率值的大小和幅度差的大小，可以判断岩性和确定地层的渗透性。③确定砂岩的有效厚度由于微电极曲线具有划分薄层和区分渗透性和非渗透性地层的两大特点，所以利用它将渗透层中的非渗透性薄夹层划分出来。④确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc微电极测井探测深度浅，因此可用来确定冲洗带电阻率Rxo和hmc，但需要使用符合一定条件的图版。感应测井感应测井仪的发射线圈形成的电磁场在地层中产生环井眼感应电流（涡流），涡流形成二次电磁场，在接收线圈中产生感应信号，其大小与地层电导率成正比。双感应-八侧向所测的三条测井曲线是：深感应（ILD）、中感应（ILM）和八侧向（LL8)。①根据感应曲线获取电阻率，