测井曲线划分油水层

石油知识：测井曲线划分油、气、水层（多学点，没坏处）油、气、水层在测井曲线上显示不同的特征：(1)油层：声波时差值中等，曲线平缓呈平台状。自然电位曲线显示正异常或负异常，随泥质含量的增加异常幅度变小。微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小。长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征。感应曲线呈明显的低电导(高电阻)。井径常小于钻头直径。(2)气层：在自然电位、微电极、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不同的是在声波时差曲线上明显数值增大或周波跳跃现象，中子、伽玛曲线幅度比油层高。(3)油水同层：在声波时差、微电极、井径曲线上，油水同层与油层相同，不同的是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。(4)水层：自然电位曲线显示正异常或负异常，且异常幅度值比油层大；微电极曲线幅度中等，有明显的正幅度差，但与油层相比幅度相对降低；短电极视电阻率曲线幅度较高而长电极视电阻率曲线幅度较低，感应曲线显示高电导值，声波时差数值中等，呈平台状，井径常小于钻头直径。2、定性判断油、气、水层油气水层的定性解释主要是采用比较的方法来区别它们。在定性解释过程中，主要采用以下几种比较方法：(1)纵向电阻比较法：在水性相同的井段内，把各渗透层的电阻率与纯水层比较，在岩性、物性相近的条件下，油气层的电阻率较高。一般油气层的电阻率是水层的3倍以上。纯水层一般应典型可靠，一般典型水层应该厚度较大，物性好，岩性纯，具有明显的水层特征，而且在录井中无油气显示。(2)径向电阻率比较法：若地层水矿化度比泥浆矿化度高，泥浆滤液侵入地层时，油层形成减阻侵入剖面，水层形成增阻侵入剖面。在这种条件下比较探测不同的电阻率曲线，分析电阻率径向变化特征，可判断油、气、水层。一般深探测电阻率大于浅探测电阻率的岩层为油层，反之则为水层，有时油层也会出现深探测电阻率小于浅探测电阻率的现象，但没有水层差别那样大。(3)邻井曲线对比法：将目的层段的测井曲线作小层对比，从中分析含油性的变化。这种对比要注意储集层的岩性、物性和地层水矿化度等在横向上的变化，如下图所示。(4)最小出油电阻率法：对某一构造或断块的某一层组来说，地层矿化度一般比较稳定，纯水层的电阻率高低主要与岩性、物性有关，所以若地层的岩性物性相近，则水层的电阻率相同，当地层含油饱和度增加，地层电阻率也随之升高。比较测井解释的真电阻率与试油结果，就要以确定一个电性标准(最小出油电阻率)，高于电性标准是油层,低于电性标准的是水层。从而利用地层真电阻率(感应曲线所求的电阻率)和其它资料，可划分出油(气)、水层。但是应用这种方法时，必须考虑到不同断块、不同层系的电性标准不同，当岩性、物性、水性变化，则最小出油电阻也随之变化。(5)判断气层的方法：气层与油层在许多方面相似，利用一般的测井方法划分不开，只能利用气层的“三高”特点进行区分。所谓“三高”即高时差值（或出现周波跳跃）；高中子伽马值；高气测值(甲烷高，重烃低)。根据油、气、水层的这些曲线特征和划分油、气、水层的方法，就可以把一般岩性、简单明显的油、气、水层划分出来。注解：周波跳跃现象：声波测井在含气裂缝性地层处的典型响应特征；裂缝和气显示强烈，声波会周波跳跃；当遇到气层时候，声波时差会引起周波跳跃。挖掘效应：挖掘效应是气层段中子与密度曲线交叉，分开明显的曲线特征。周波跳跃现象挖掘效应井下地层是由各类岩石组成，不同的岩石具有不同的物理化学性质，为了研究各类岩石的物理性质及井下地层是否含有石油天然气和其他有用矿产，建立了一门实用性很强的边缘学科---地球物理测井学，简称“测井”，它以地质学、物理学、数学为理论基础，采用计算机信息技术、电子技术及传感器技术，设计出专门的测井仪器，沿着井身进行测量，得出地层的各种物理、化学性质、地层结构及井身几何特性等各种信息，为石油天然气勘探、油气田开发提供重要数据和资料。测井的井场作业如图所示，由测井地面仪器、绞车和电缆组成，通过电缆把下井仪器放到井底，在提升电缆过程中进行测量。第一节：概述普通电阻率测井就是把一个电极系放入井内，测量井内岩层电阻率变化，用以研究地质剖面、判断油气水层。又称视电阻率测井。内容：梯度电极系、电位电极系、微电极测井主要任务：通过测井岩石电阻率的差别来区分岩性、划分油气水层，进行剖面地层对比等。岩石电阻率一、岩石电阻率与岩性的关系不同岩性的岩石，电阻率不同。主要造岩矿物的电阻率很高，石油的电阻率很高，几乎不导电。沉积岩是靠岩石孔隙中所含地层水中的离子导电的。二、岩石电阻率与地层水性质的关系岩石骨架：组成沉积岩的造岩矿物的固体颗粒部分。沉积岩的导电能力主要取决于其孔隙中的地层水的性质—地层水电阻率。1.地层水电阻率与含盐类化学成分的关系2.地层水Rw与矿化度Cw的关系：反比3.Rw与温度的关系：反比三、含水岩石电阻率与孔隙度的关系地层因素F：完全含水（100%含水）岩石的电阻率Ro与地层水电阻率的比值。即F=Ro/Rw该比值只与岩石的孔隙度、胶结情况和孔隙结构有关，与Rw无关。实验证明：F=a/φ（m）其中：a—与岩性有关的系数，0.6-1.5；m—胶结指数，随岩石胶结程度不同而变化，1.5-3；例：某油田第三系一含水砂岩的电阻率为7.2欧姆.米，地层水电阻率为1.2欧姆.米。试求该层的孔隙度。（a=0.93,m=1.64）解：F=Ro/Rw=7.2/1.2=6F=a/φ(m)=0.93/φ(1.64)得，φ=32%四、含油岩石电阻率Rt与含油饱和度So的关系电阻增大系数I：含油岩石的电阻率与该岩石完全含水时电阻率的比值。即I=Rt/Ro对一定的岩样，该比值只与岩样的含油饱和度有关，与Rw、φ及孔隙形状无关。实验证明：I=Rt/Ro=b/Sw(n)=b/(1-So)(n)其中：b-系数，与岩性有关n—饱和度指数，与岩性有关。例：已知某砂岩层的电阻率为14欧姆.米，地层水电阻率Rw为0.4欧姆.米。地层孔隙度为25%。求含油饱和度So.（a=b=1,m=n=2）解：由F=Ro/Rw=1/φ(2)得Ro=Rw/φ(2)=0.4/0.25(2)=6.4由I=Rt/Ro=1/Sw(2)得Sw=(Ro/Rt)½=(6.4/14)½=67.6%So=1-Sw=1-67.6%=32.4%普通电阻率测井原理一、均匀介质中电阻率的测量原理1.均匀介质中电阻率R、电流强度I与电位U的关系R=4пrU/I其中，I—点电源的电流强度U—距点电源距离为r点处的电位2.均匀介质电阻率的测量原理Rt=KΔU/I其中，K—电极系系数，只与电极系结构尺寸有关ΔU—测量电极M、N之间的电位差二、非均匀介质电阻率的测量1.泥浆侵入冲洗带：侵入带：原状地层：泥浆侵入类型：泥浆高侵：是指冲洗带电阻率Rxo明显高于地层电阻率Rt.淡水泥浆钻井的水层多位泥浆高侵。泥浆低侵：是指冲洗带电阻率Rxo明显小于地层电阻率Rt。油层多为泥浆低侵或侵入不明显。2.视电阻率RaRa=KΔU/I三、电极系按一定顺序排列的一组电极。由供电电极和测量电极组成。成对电极不成对电极（单电极）1.梯度电极系：在电极系的三个电极中，成对电极间距离最小的电极系。分为：顶部梯度电极系—成对电极在不成对电极之上的梯度电极系。底部梯度电极系—之下理想梯度电极系：成对电极之间距离无限小时的梯度电极系。记录点O：在成对电极的中点上。即AB或MN的中点。电极距L：记录点到单电极之间的距离。L=OA或OM2.电位电极系：在电极系的三个电极中，成对电极之间距离较大的电极系。理想电位电极系：成对电极之间距离无限大时的电极系。记录点O：单电极同与它最近的成对电极的中点上。即AM的中点。电极距L：单电极到与它最近的电极之间的距离，L=AM。3.电极系的表示法：符号法图示法4.电极系的探测深度：探测半径r在均匀介质中，电位电极系：r=2L梯度电极系：r=1.4L视电阻率曲线的特点及其影响因素一、梯度电极系理论曲线1.理想梯度电极系视电阻率简化公式对理想梯度电极系，MN→0,其视电阻率公式可简化为：Ra=4п.AO²Eo/I在记录点，Eo=Ro.jo所以，Ra=Rojo/joj其中，joj=I/(4п.AO²),为均匀介质中记录点处的电流密度，常数。上式表明，在测量条件不变的情况下，所测的Ra与记录点处的电流密度、电阻率成正比。对一定的地层来讲，记录点处的电流密度jo是引起视电阻率变化的主要因素，分析Ra曲线变化，主要分析jo变化即可。2.梯度电极系曲线特点图2-9,2-10,2-111）Ra曲线对地层中部不对称，对高祖层，底部梯度电极系的Ra曲线在高阻层的底界面显示极大值，顶界面显示极小值；顶部梯度电极系则正好相反。2）地层厚度很大时，对着地层中部Ra曲线出现一个直线段，其幅度值接对应地层的真电阻率Rt。3）对厚度大于电极距的中厚层，其视电阻率曲线形状与厚层相似。但随厚度变薄，地层中部的直线段变小直至消失，幅度变小。二、电位电极系Ra曲线图2-12由图2-12可看出：1.电位电极系的Ra曲线对地层中部对称；2.Ra曲线对着地层中点取值。当厚度h大于电极距L时，对应地层中点，Ra呈现极大值，且h越大，极大值月接近Rt；当hL时，对应地层中点，Ra呈现极小值，不反映地层Rt的变化。要求：实际工作中使用的电位电极系的电极距小于要求划分地层的最小厚度。四、Ra曲线的影响因素1.电极系的影响不同电极系，其电极距不同，探测深度不同，泥浆、围岩等的影响不同，曲线也就不同。2.井的影响—井内泥浆Rm的影响见图2-14实际工作中，要求Rm5Rw。3.围岩—层厚的影响4.泥浆侵入影响：高侵，使Ra增大；低侵使Ra减小。5.高阻邻层的屏蔽影响：增阻屏蔽影响视电阻率曲线的应用一、划分岩性剖面在砂泥岩剖面，利用Ra曲线的幅度差异将高阻层分辨出来，然后参考SP曲线，将显示负异常的高阻层段划分出来即为渗透层。二、求岩层的电阻率三、求岩层的孔隙度首先在Ra曲线上找出厚度很大的含水纯地层，取其Ra值，经过相应校正作为Ro，再通过水样化验或其它资料求得Rw，然后利用阿尔奇公式F=Ro/Rw,F=f(φ)关系求得φ。四、求含油饱和度由孔隙度测井（Δt、ρ中子）→F→Ro=FRwRt→So球物理测井的分类：分为电法测井和非电法测井两种。1、电法测井：a：视电阻率、b：微电极、c：自然电位、d：微球型聚焦、e：感应测井、f：侧向测井、g：电磁波传播测井。2、非电法测井：a：声速测井、b：自然伽玛测井、c：中子测井、d：密度测井，e：井径、f：井斜、g：井温、h：地层倾角(HDT)、I：地层压力(RFT)、j：垂直地震测井（VSP）第二节：电法测井一、视电阻率曲线：测井时将电极系放入井下，在上提过程中测量记录一条△Vmn(电位差)随井深变化的曲线，称为视电阻率曲线。梯度电极系：成对电极间的距离小于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。电位电极系：成对电极间的距离大于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。底部梯度电极系在高阻层测井曲线的形状特点如下：（1)对着高阻层视电阻率升高，但曲线不对称于地层中点，高阻层顶界面、底界面分别在极小值、极大值的1/2mn处。（2）对于厚层、地层中部附近曲线出现平直或变化平缓，随地层减薄平直段缩短直至消失，该处视电阻率值接近地层真电阻率。（3）对于薄层，在高阻层底界面以下一个电极处，在视电阻率曲线上出现一个“假极大”，极小也比原层上移。视电阻率曲线的应用：1、划分岩层界面：利用底部梯度电极系视电阻率曲线划分岩层界面的原理是高阻层顶界面(底界面)位于视电阻率曲线极小值(极大值以下1/2MN处。2、判断岩性：在砂泥岩剖面中，当地层水含盐浓度不是很大时，砂岩电阻率大于泥岩的电阻率，粉砂岩泥质砂岩、砂质泥岩介于它们之间。但视电阻率曲线无法区分灰岩和拉拉扯扯云岩，它们的电阻都非常大。3、地层对比和定性判断油水层：对于同一储层，如果0.45m底部梯度幅度高于4m底部梯度梯度测井曲线幅度该层可能为水层，反之则为水