《地球物理测井》-整理

绪论•储集层的基本参数（孔、渗、饱、有效厚度）、相关参数的定义�孔隙度φ：岩石内孔隙体积占岩石总体积的百分比（%）（1）总孔隙度：总孔隙体积/岩石总体积（φt）（2）有效孔隙度：有效孔隙体积/岩石总体积（φe）（3）次生孔隙度：次生孔隙体积/岩石总体积（φ2）。�渗透率k：描述岩石允许流体通过能力的参数，单位：μm2(或达西D)，常用10-3μm2(毫达西mD）（1）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；（2）有效渗透率（相渗透率）：存在多种流体时对其中一种所测，一般用ko、kg、kw表示；（3）相对渗透率：有效/绝对，用kro、krg、krw表示。�饱和度S：储层中某相流体体积占孔隙体积的百分比(%)。含水饱和度Sw，含油气饱和度Sh（So、Sg）（1）原状地层：Sh=1-Sw(Sh=So+Sg)（2）冲洗带：Shr=1-Sxo(残余油气Shr、含水Sxo)（3）可动油气：Shm=Sxo－Sw，Shm=Sh－Shr（4）束缚水Swirr：Sw=Swm＋Swirr�有效厚度he：（1）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；（2）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。�孔隙度、饱和度和有效厚度等还可用来计算地质储量；�孔隙度、渗透率合称储层物性；�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φSw表示岩石中水的相对体积。•储集层分类（主要两大类）、特点（岩性、物性、电性等）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.储集层分类及特点�碎屑岩储集层：（40%储量，也称孔隙性储集层）（1）岩石类型：砂岩为主，砾岩、粉砂岩、泥质砂岩等；（2）围岩：一般为泥岩，性质稳定，常做为参考值；（3）特点：粒间孔隙为主，孔隙度较大（10~30%），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、技术较成熟。�碳酸盐岩储集层：（50%储量、60%产量，裂缝性储集层）（1）岩石类型：渗透性石灰岩、白云岩及其过渡岩性；（2）围岩：致密的碳酸盐岩；（3）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：包括火山岩储层、泥岩储层、砾岩储层等。自然电位SP•自然电动势产生的基本原理（电荷聚集方式、结果）、等效电路产生自然电场的主要原因：�地层水溶液离子浓度与泥浆滤液的离子浓度不同，产生离子扩散；�岩石颗粒表面对离子有吸附作用；�泥浆滤液向地层中渗透作用。1.扩散电动势——纯岩石中地层水与泥浆之间的直接扩散砂岩孔隙中的地层水与井内泥浆之间，相当于不同浓度的两种NaCl溶液直接接触。离子将从高浓度的岩层一方朝着井内直接扩散。由于Cl－的迁移率大于Na＋，扩散结果：低浓度的泥浆一方出现过多的Cl－，带负电，高浓度的岩层一方，相对剩余Na＋离子，带正电。从而产生了电位差——地层一方的电位高于泥浆2.扩散吸附电动势——泥质岩石中地层水与泥浆之间的扩散扩散的另一个渠道是地层水中的离子泥质隔膜或周围的泥岩向低浓度的泥浆（井眼）一方进行扩散。（上页图）粘土颗粒表面带有较多的负电荷，在盐溶液中吸附阳离子形成吸附层和扩散层。泥岩中存在很厚的双电层（内负外正），能够移动的地层水在压实过程中排出去了，基本不存在双电层以外的自由水一方的电位。�泥质岩石中，一方面仍存在正常的扩散电动势；另一方面，当粘土将同样性质的两种不同浓度的溶液分开时，在浓度大的一边（Cw），粘土颗粒表面的扩散层中将有更多的阳离子，这些阳离子通过与双电层表面的阳离子交换而向低浓度溶液一方移动，低浓度溶液（Cm）一方的阳离子将不断增多而带正电，另一方（Cw）则带负电，此电动势与扩散电动势极性相反。这样共同形成扩散吸附电动势。�泥质就象一种只许带正点荷的Na＋通过，而不允许Cl－通过的离子选择薄膜一样，有时称为选择吸附作用。3.井内总的自然电动势（1）井壁附近电荷分布实际地层水和泥浆滤液中的主要盐类常为NaCl，且地层水的矿化度比泥浆滤液高(淡水泥浆)。因此，夹于泥岩中的砂岩层被充满泥浆的井孔穿过时，地层水与泥浆之间的扩散结果是：�砂岩与泥浆直接接触处产生扩散电动势，井孔一方为负，岩层一方为正；�砂岩中地层水通过泥岩向井中扩散，产生扩散吸附电动势，井孔一方为正岩层一方为负。（2）井内总自然电位（SSP）�井内自然电动势形成之后，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。公式及图形参考课件•主要影响因素（矿化度、油气、泥质含量，等）1.影响静自然电位SSP的因素自然电位异常幅度值ΔUsp与总自然电位SSP成正比，而SSP就决定于地层的岩性、泥浆和地层水的性质、泥浆滤液电阻率Rmf与地层水电阻率Rw的比值Rmf/Rw以及地层温度等。因此这些因素都会直接影响自然电位的异常幅度。其中岩性和Rmf/Rw影响最大：�岩性：泥岩“基线”，砂岩“异常”等；�Rmf/Rw(或Cw/Cmf)：淡水泥浆时储层显示负异常，盐水泥浆时显示正异常。2.地层厚度、井径的影响�当地层厚度h4d时，自然电位异常幅度近似等于静自然电位；当地层厚度h4d时，自然电位异常幅度小于静自然电位，厚度越小，差别越大。�厚层可以用“半幅点”确定地层界面。半幅点即幅度之半地层电阻率的影响�含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时rsd明显升高，SP略有下降。一般油气层的SP略小于相邻的水层。Rt/Rm增大，曲线幅度减小。�围岩电阻率Rs增大，则rsh增大，使自然电位异常幅度减小。4.泥浆侵入带的影响�在渗透性地层，泥浆滤液渗入到地层孔隙中，使泥浆滤液与地层水的接触面向地层方向移动了一个距离。�侵入带的存在，相当于井径扩大，因而使自然电位异常幅度值降低。随着泥浆侵入的增大，自然电位异常幅度减小5.岩性剖面的影响�自然电位是一种以泥岩为背景来显示储集层性质的测井方法，SP大小不只与储集层性质有关，而且与相邻泥岩的性质有关。因此，这种方法只能用于储集层与泥岩交替出现的岩性剖面，最常见的是砂泥岩剖面。�这种测井方法不能用于巨厚的碳酸盐岩剖面。因为这类剖面没有或很少有泥岩，裂缝较发育的储集层以致密碳酸盐岩为围岩，许多储层要通过远处的泥岩才能形成自然电流回路，因而在相邻泥岩间形成巨厚的大片SP异常，不能用来划分和研究储集层。•应用（正、负异常划分储层，划分油水层，求Vsh、Rw等）普通电阻率（电极系）•岩石骨架、泥质等概念（联系泥质的三种存在形式及其对φ的影响），联系到岩石体积物理模型�岩石骨架：组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--Rw•阿尔奇公式（公式、参数、含义、用途等）�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•电极系分类（底梯、顶梯、电位）、参数（深度记录点、电极距、探测范围，等）、曲线特点（梯度特征位置，等）•泥浆侵入（高侵、低侵及其应用）•微电极测井（Rmc、Rxo，应用）侧向、感应测井•侧向测井基本原理、应用（油水层划分、Sw计算）、适用条件分析；各种微聚焦电阻率Rxo测井方法•感应测井原理描述、各种几何因子的物理意义、应用（同侧向）、适用条件分析声波测井•滑行波的概念、产生条件、成为首波的措施•声速(时差)测井原理：单发双收、双发双收补偿原理（联系到密度、中子的补偿）•应用：φ（威利公式、压实校正）、周波跳跃指示气层或裂缝、异常压力地层、合成地震记录的方法步骤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�测量“盲区”双发双收声系记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。声幅测井：CBL、VDL原理（幅度高低的原因）、应用（曲线或图像特征、判断固井质量）声波幅度测井�主要通过测量声波幅度，在套管井中检查固井质量；�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。�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主要通过测量套管波和地层波幅度反映两个界面的胶结情况。1.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，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好，则套管内仪器记录到的地层波较强。2.水泥胶结测井CBL�只通过测量套管波幅度反映第一界面胶结情况：CBL幅度越大反映第一界面胶结越差，幅度越小反映胶结质量越好；�可通过CBL曲线计算相对幅度或抗压强度等参数来评价第一界面胶结情况；�可以确定水泥返高位置；�可以明显看到水泥返高面以上的套管接箍信号。3.声波变密度测井VDL�记录全波列，主要通过测量套管波幅度反映第一界面，测量地层波反映第二界面；�记录方式一般采用调辉或调宽，图示为调辉记录方式。注：套管波一般为直线条带；地层波为摆动的弯曲条带。•声波全波列：长源距的原因，测取哪些资料（纵、横波）及其应用（φ、岩性、岩石的力学参数等4.4长源距声波全波列测井�裸眼井中全波列成分：滑行纵波、滑行横波、伪瑞利波和斯通利波等；�全波列测井可以记录这些波列的速度和幅度等信息34（1）声系：采用双发双收声系R12R28T12T2；（2）记录信息：�TT1～TT4四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AP1～AP4、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。伽马测井•核素、衰变、半衰期等概念，伽马与地层的作用（光电、康普顿、电子对效应）5.1伽马测井的核物理基础1.放射性核素和核衰变（1）核素、同位素�同位素：质子数相同、中子数不同（化学性质相同）�核素：质子数、中子数都分别相同（核性质相同）【如：1H1、1H2、1H3分别是氢的三种同位素，是三种不同的核素】（2）放射性核素和核衰变不稳定核素的原子核能够自发地释放出带电粒子(α或β)，蜕变为另一种核素，同时放出伽马射线。�这种自发地释放α、β、γ等射线的性质称为放射性；�这些不稳定核素称为放射性核素；�这个过程称为核衰变。核衰