测井关键西安石油大学

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1、测井关键西安石油大学 测井系列是指在给定的地域，为了完成预定的地质勘探开发和工程任务而选取的一套经济实用的综合测井方法。测井方法也能够根据测井系列进行分类。岩性测井系列：自然伽马、自然电位、井径；孔隙度测井系列：声波测井、密度测井、中子测井；电阻率测井系列：一般视电阻率测井、侧向测井、感应测井、微电极系测等。岩性测井系列自然电位测井自然电位的测量很简单，即把一个电极放在地面，另一个测量电极放在井下，移动电极m，就能够连续地测量出一条自然电位曲线。产生自然电位的原因：地层水和泥浆含盐浓度不一样而引发的扩散电动势和吸附电动势。 占绝对优势 地层压力和泥浆柱压力不一样而引发的过滤电动势。使用SP曲线

2、应注意的多个问题：A、自然电位测井曲线没有绝对零点，而是以泥岩井段的自然电位幅度作基线，曲线上方标有带极性符号的横向百分比尺，它和曲线的相对位置，不影响自然电位幅度的读数。B、自然电位幅度Usp的读数是基线到曲线极大值之间的宽度所代表的毫伏数。c、在砂泥岩剖面井中，通常为淡水泥浆钻进，在砂岩渗透层井段自然电位曲线出现显著的负异常；在盐水泥浆井中，渗透层井段出现正异常，这是识别渗透层的主要特征。影响原因：在井内测得的自然电位降落仅仅是自然电动势的一部分，它的数值及曲线特点关键决定于造成自然电场的总电动势Es及自然电流的分布。Es的大小取决于岩性、地层温度、地层水和泥浆中所含离子成份和泥浆滤液电阻

3、率和地层水电阻率之比。自然电流I的分布则决定于流经路径中介质的电阻率及地层厚度和井径的大小。地层温度的影响：从扩散和吸附电动势的产生，我们能够看出，kd和ka和温度相关，所以一样的岩层，因为埋藏深度不一样，其温度不一样，也就造成kd和ka值有差异。通常绝对温度T和kd和ka成正比关系，这可从离子的活动性来解释。地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响：自然电位曲线幅度Usp关键取决于自然电场的总电动势SSP。显然，Usp和SSP成正比，而SSP的大小取决于岩性和cwcmf。所以，在一定的范围内，cw和cmf差异大，造成自然电场的电动势高，曲线改变显著。地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响：地层水和泥浆

4、滤液内所含盐类不一样，则溶液中所含离子不一样，离子价也不一样。因为不一样离子的离子价和迁移率都有差异，直接影响kd和ka的大小，因此也就影响了Es的数值。井的影响 包含井径和泥浆电阻率 ：井径扩大，使井眼的截面积增大，则泥浆柱的电阻rm减小，从而造成Usp降低。井内泥浆电阻率减小，一样使泥浆柱电阻rm减小，则造成Usp降低。岩性的影响：因为组成泥质的粘土颗粒含有离子选择薄膜的特征，所以，存在于砂岩中的泥质对溶液的直接扩散产生了一个附加的影响。使得砂岩层和井之间除了产生扩散电动势之外，还产生一个附加的吸附电动势。而这两种电动势的极性是相反的，它们部分抵消的结果，会使得对着砂岩层处的扩散电动势数值

5、同岩石不含泥质时相比有所降低，从而使总电动势也降低。电动势降低的程度，和岩石中含泥质的多少相关。显然，岩石含泥质越多，产生的附加吸附电动势就强，总电动势的降低也越大；反之，就越小。自然电位曲线的应用：划分渗透性岩层，并确定其界面：自然电位曲线是划分渗透层的有效工具。通常可按半幅值点确定渗透层的界面。分析岩性,研究沉积相:“测井相”是指能反应某一沉积物特征，并能使这个沉积物和其它沉积物区分开来的一组测井 参数 响应。沉积相由特定的相标志表示，而测井相由特定测井响应来代表。不一样沉积相因其成份、结构、结构等不一样而造成测井响应不一样，故能够利用测井曲线这种电性响应特征进行沉积相分析，即测井相分析。

6、测井相分析的基础方法是：首先建立岩心相和测井相之间的对应关系，建立测井相库；然后，依据测井相库资料对各井层段划分沉积相；最终归纳建立全区和整个沉积过程的沉积相模式。定量计算地层泥质含量：泥质系数法经验公式法关系曲线法估算地层水电阻率：在评价油气储集层时，含油气饱和度是一个很主要的参数，而要确定含油饱和度So，则必需知道地层水电阻率Rw。其方法是:选择剖面中较厚的饱含水的纯净砂岩层，读出该层的自然电位异常幅度Usp，并依据泥浆资料确定泥浆滤液电阻率Rmf，然后依据下式即可确定出Rw。式中：Rmfe为泥浆滤液等效电阻率；Rwe为地层水等效电阻率。判定水淹层:自然电位曲线的基线在该层上下发生偏移，出

7、现台阶，这是一个比较普遍的现象，这是因为注入水和油田水的矿化度不一样造成的。 6 判定储层中流体性质：通常含水砂岩的自然电位幅度Usp比含油砂岩的自然电位幅度Usp要高，据此可判定油水层。自然伽马测井不稳定同位素在向稳定转化的过程中，原子核中多出的能量将以高能电磁波的形式辐射出去，它就是射线，因此射线是放射性同位素发生衰变时原子核内部能量发生改变时的伴随产物。自然界的岩石和矿石均不一样程度的含有一定的放射性，它们几乎全部是由放射性元素铀、钍、锕和放射性同位素钾19k40在其中存在并进行衰变的结果。这些放射性元素在衰变过程中全部能同时放出伽马射线，且不一样元素放出的射线的数量和能量两方面都有区分

8、。经过探测射线的数量 强度 和能量 能谱 ，能够确定岩石中放射性元素的数量 含量 及种类。以研究岩石中放射性元素的相对含量，即探测自然伽马射线总强度的测井方法叫做自然伽马测井；测定在一定能量范围内自然伽马射线的强度，以区分岩石中放射性元素的类型及其实际含量的测井方法，则叫自然伽马能谱测井。测井原理：现在使用较为普遍的伽马射线探测器关键是闪烁计数器。它关键由NaI萤光晶体和光电倍增管组成。其工作原理是，伽马射线射到萤光体上，从其原子中打出电子，并在该电子的激发下发出闪光。光电倍增管将闪光转变为电脉冲，电脉冲的数量和进入萤光体的伽马射线成正比，这就是闪烁计数器的基础工作原理。优点： 1 裸眼井和套

9、管井中均能够进行; 2 油基泥浆、高矿化度和干井中均能够进行; 3 碳酸盐岩剖面和水化学沉积剖面不可缺乏。缺点： 1 测速慢，成本高。 2 假如岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑等，则无法正确判定泥质含量。如哈密地域，那么VSH判定需从其分资料中求取。自然伽马测井简易图。井下仪器关键包含：伽马射线探测器、供给该探测器所需的高压电源，和将探测器输出的电脉冲进行放大的放大器等。地面仪器关键包含：未来自井下的一连串电脉冲转换成连续电流的一整套电路，和统计仪和电源等。影响原因： 1 放射性涨落的影响-实测曲线呈锯齿状：因为地层中放射性元素的衰变是随机的，所以，在一定时间间隔内衰变的原子核数，亦即

10、放射出的伽马射线数不可能完全相同。但从统计的角度来看，它基础上围绕着一个平均值在一定的范围内波动。这就是通常所说的统计起伏，或放射性涨落。放射性涨落现象的存在，使得采取一样的测井速度，在同一地层不一样时间测得的自然伽马读数并不一致。表现在测井曲线上，即呈锯齿状的改变。 2 当测井速度增加时，曲线形状发生沿仪器移动方向移动的畸变：自然伽马测井统计的是单位时间内探测到的射线强度，而实际测井时仪器在不停地连续移动，这么实测曲线和理论曲线就有部分差异。只有当测井速度很小时，测的曲线形状才和理论曲线相同，当测井速度增加时，曲线形状发生沿仪器移动方向移动的畸变。造成畸变的原因是：井下仪器含有一定的提升速度

11、，地面仪器有一定的时间常数这两种原因决定的 V 。 3 井的参数对自然伽马测井曲线的影响：自然伽马测井曲线的幅度不但和地层的放射性相关，而且还受井眼条件的影响。泥浆、套管、水泥环吸收伽马射线，因此这些物质会使自然伽马测井值降低。自然伽马测井曲线的应用：划分岩性，确定渗透层：利用自然关键是依据岩层中泥质含量不一样进行的，伽马测井曲线划分岩性进行地层对比，显著高伽马地层常作为标志层：利用自然伽马测井曲线进行地层对比的优点：和岩石流体性质无关 油、水、地层矿化度等 和泥浆性质无关 盐、水泥浆 在自然伽马测井曲线上轻易找到标淮层，如海相沉积的泥岩，在很大区域内显示显著的高幅度值。在油水过渡带内进行地层

12、对比时，就显示出自然伽马测井曲线的优点了。因为在这么的地域同一地层不一样井内，孔隙中所含流体性质是不一样的，这就使视电阻率、自然电位和中子伽马测井曲线改变而造成对比上的困难。而自然伽马测井曲线不受流体性质改变的影响，因此在油水过渡带进行地层对比时，使用自然伽马测井曲线效果很好。估算地层中泥质含量：因为泥质颗粒细小，含有较大的比面，使它对放射性物质有较大的吸附能力，而且沉积时间长，有充足时间和溶液中的放射性物质一起沉积下来，因此泥质含有很高的放射性。在不含放射性矿物的情况下，泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性强弱。因此有可能利用自然伽马测井资料来估算泥质含量，通常采取相对值法确定地层泥质含量

13、。 4 确定岩石的粒度中值，作沉积环境分析：井径测井caliperLog现在使用的井径仪，就其结构而言，关键有两种形式。一个是进行单独井径测量的张臂式井径仪；另一个是利用一些测井仪器的推靠臂，在这些仪器测井的同时测量的。井径测井的应用：A.泥岩层和一些松散岩层，经常因为钻井时泥浆的浸泡和冲刷造成井壁坍塌，使实际井径大于钻头直径，出现井径扩大；B.渗透性岩层，经常因为泥浆滤液向岩层中渗透，在井壁上形成泥饼，使实际井径小于钻头直径，出现井径缩小；c.致密岩层处，井径通常改变不大，实际井径靠近钻头直径。孔隙度测井系列声波速度测井声波速度测井简称声速测井，测量滑行波经过地层传输的时差。岩石的传输声速度

14、和岩石的致密程度相关，更确切地说和岩石的岩性、孔隙度和孔隙中所充填的流体性质等相关。所以，研究声波在岩层中传输速度或单位时间，在已知岩性和所含孔隙流体情况下，能够确定岩石孔隙度。用于估算孔隙度、判定地层和研究岩性。这是一个关键的孔隙度测井方法，它的下井仪器关键由声波脉冲发射器和声波接收器组成的声系和电子线路组成，图。声波速度测井应用：A.划分岩性，作地层对比；B.判定气层:产生周波跳跃；声波时差增大c.确定地层孔隙度。密度测井密度测井是孔隙度测井法，它是经过测定井下岩石的体积密度来研究岩石特征和孔隙度的。密度测井就方法的物理基础而言，属于放射性测井。它测量由伽马源放出的伽马射线和周围物质相互作

15、用以后所产生的散射伽马射线的强度。密度测井的应用：确定岩层的孔隙度，确定岩层孔隙度是密度测井的关键用途。确定岩性：砂岩/cm3、石灰岩/cm3、白云岩/cm3、硬石膏/cm3、盐岩/cm3密度曲线和中子曲线重合可用于识别气层，天然气相对于地层水和石油而言，密度测井值较低，计算的孔隙度比实际孔隙度偏大，而在中子测井曲线上气层表现为低孔隙度，所以二者曲线重合即可识别气层。中子测井NPHI中子测井是用中子源照射地层，经过中子探测器直接测量地下地层中的热中子和超热中子的密度，从而反应地层孔隙度随深度的改变。依据中子测井的统计内容，能够将中子测井分为中子-中子测井中子-伽马测井。依据仪器的结构特点，中子

16、中子测井又可分为中子-超热中子测井 SNP 井壁中子测井中子-热中子测井 cNL 赔偿中子测井中子测井利用岩石的另一个特征，即岩石中的含氢量来研究岩石性质和孔隙度等地责问题。这种测井方法在于将装有中子源和探测器的井下仪器下入井中，由中子源中子进入岩层,同物质的原子核发生碰撞将产生减速、扩散和被俘获多个过程，抵达探测器。在这些过程中，探测器周围的中子分布情况，和中子被俘获后所放出的伽马射线强度，和仪器周围的岩石性质，尤其是岩石的含氢量相关。而储集层的含氢量又取决于它的孔隙度，所以，中子测井是现在广泛使用的一个孔隙度测井。中子测井原理：中子由中子源射向地层，在源的周围首先被减速，使其能量减小，最终

17、变为热中子，此时中子的分布如上图。在中子源周围，为快中子的减速区，稍远处为热中子的扩散区。中子测井就是利用和源有一定距离的中子探测器来测量超热中子或热中子的密度。通常在较长距离条件下，当地层中的孔隙度大，含氢量高时，中子 超热中子和热中子 计数率低；而地层孔隙度小，含氢量低时，中子计数率高。依据此原理，经过刻度，用中子测井即可测量地层的孔隙度。超热中子探测器是热中子计数器在其外壁上加一层石蜡和一层镉组成。镉的作用是吸收探测器周围的热中子，而只让超热中子经过，并进入石蜡层，然后再经石蜡减速为热中子，便可被热中子计数管对其统计。超热中子测井是探测探测器周围快中子变为热中子之前的超热中子密度，以反应

18、地层的中子减速特征，进而计算储层孔隙度和对储集层进行评价。超热中子探测器和中子源贴靠井壁测量以减小井眼的影响。由中子源发出的快中子在周围介质中减速成热中子，探测热中子密度的测井方法叫热中子测井。热中子探测器通常由一般的闪烁计数器在其外壁上涂上锂或硼组成。因为锂和硼对热中子有强吸收性，并在吸收热中子后发生核反应而放射出粒子，该粒子能使闪烁计数器中萤光体发光，从而在记数管中的阳极产生负的电脉冲，然后送入地面统计仪便可对其统计。中子测井的应用：确定地层孔隙度，中子测井 SNP、cNL 关键的用途是确定地层孔隙度。FDc 密度测井 和cNL石灰岩孔隙度曲线重合定性判定气层，天然气使FDc测井计算孔隙度

19、增大，而使cNL测井计算孔隙度偏小。故二者在气层上有一定的幅度差，而且DN。cNL和FDc测井交会求孔隙度、确定岩性。电阻率测井系列方法在钻井过程中，因为泥浆柱压力大于地层压力，在渗透性地层必定造成泥浆侵入，泥浆侵入为测井分析提供了一组评价地层有意义的电阻率参数。为了能求得这些参数，必需要有深、中、浅探测的电阻率测井方法。为此，在电阻率测井系列中，现在生产中广泛应用聚流电阻率测井。如依据不一样的地质情况，选择使用双侧向、双感应测井来确定地层的深、中电阻率 相当于Rt和Ri 。使用微侧向测井、邻近侧向测井、微球型聚焦测井来确定地层冲洗带电阻率Rxo。一般电阻率测井ApparentResistiv

20、ityLog 梯度电极系、电位电极系 侧向测井Laterolog感应测井InductionLog微电阻率测井microlog 微电极系测井、微侧向测井、邻近侧向和微球型聚焦测井 一般电阻率测井Ra电阻率法测井是经过测量钻井剖面上多种岩石和矿物电阻率来区分岩石性质的方法。一个介质电阻率大小，必需是在给它通电的情况下才能检测出来。因此进行电阻率测井时，全部设有供电线路AB和测量线路mN。经过供电线路上的电极A、B供给电流，在井内建立电场，然后测量在测量回路上电极m、N的电位差UmN，所测UmN大小取决于周围介质电阻率。UmN的改变则反应了沿井孔剖面上岩石电阻率的改变。电极系由供电电极A和测量电极m

21、N组成。依据A、m、N之间距离的不一样，分为：梯度电极系 成对电极靠的近 和电位电极系因为所测电阻率受泥浆和围岩影响比较大，故该测井曲线关键用于定性分析的对比测井中。这个电阻率值既不可能等于某一岩层的真电阻率，也不是电极周围各部分介质电阻率的平均值，而是在离电极装置一定距离范围内各介质电阻率综合影响的结果。我们称之为视电阻率，记作Ra。式中，Rm，d为泥浆电阻率和井径；Ri，D为泥浆侵入带的电阻率和侵入带直径；L为电极距；h为层厚；Rs为围岩的电阻率；Rt为目标层电阻率。一般视电阻率测井曲线的地质应用：确定岩层界面；确定地层电阻率Rt；地层对比；用于标准测井图侧向测井的提出1.盐水泥浆、高阻薄

22、层，将产生泥浆分流，测不到地层真电阻率。2.高阻屏蔽使一般电阻率法无法进行，因此提出聚焦测井法使电流进入地层。侧向测井LLD/LLS三侧向电极系结构:Ao为主电极，A1、A2为屏蔽电极在两侧，它们短路相连接。回路电极B置远处。但侵入较深时，深侧向不够深，浅侧向不够浅，不利于油水层识别。这就决定了应对三侧向测井进行结构性改善-七侧向测井应运而生。主电极Ao在中央，上下对称分布着屏蔽电极A1、A2；两对监督电极m1、m1、m2、m2。m1和m1的中点o1、m2和m2的中点o2间的距离o1o2叫做七侧向的电极距L。屏蔽电极的距离叫做电极系长度L0。如左图，双侧向测井实际是深浅侧向测井组合，探测Rt和

23、Ri。它由一个主电极A0和两组屏蔽电极A1、A1、A2、A2和两组监督电极m1、m1、m2、m2。左侧是深侧向电极系结构图，作深侧向时，屏蔽电极A1A1和A2A2作为双屏蔽，大大改进了屏蔽效果，提升了探测深度；右侧是浅侧向电极系结构图，作浅侧向时，屏蔽电极A2A2作为电流回路电极，使主电流发散，探测深度变浅。侧向测井曲线的应用： 1 划分岩性剖面 2 可用LLd、LLs重合法定性判定油水层 3 求地层真电阻率Rt一般视电阻率测井适合用于泥浆电阻率和地层电阻率适中的情形、侧向测井适合用于盐水泥浆和高阻地层。在实际生产中，我们通常见面对高阻泥浆 淡水泥浆 、低阻地层的测井情况，有时还要开展空气井钻

24、井和测井。这时泥浆导电性变差、甚至地层电阻率小，一般视电阻率测井和侧向测井难以顺利向地层供电、无法有效获取地层视电阻率信息，需要寻求新的地层电阻率测井方法。感应测井IL优势：在油田勘探过程中，为了取得地层的原始饱和度资料，经常要用油基泥浆钻井，试验证实，采取这种泥浆可提升钻井进尺，降低钻井成本。但油基泥浆的电阻率极高，使得我们前面讲过的一般电阻率法、侧向测井法全部无法使用。感应测井就是在这么井孔条件下发展起来的一个电阻率测井方法。实践证实，感应测井不仅在油基泥浆中有它的优越性，而且在水基泥浆井中效果也比一般电阻率测井好。因为它受高阻邻层影响小，对低电阻地层反应灵敏。感应测井是以研究岩石传导电流

25、的能力为基础的方法之一。和一般电阻率测井不一样的是，它是利用电磁感应的原理来测量地层的导电性。感应测井原理：把装有发射线圈T和接收线圈R的感应测井探管放入井中，给发射线圈通交流电，在发射线圈周围地层中产生交变磁场1，这个交变磁场经过地层，在地层 假想线圈 中感应出电流I1，此电流围绕井轴流动，称为涡流。涡流在地层中流动又产生交变磁场，这个磁场是地层中的感应电流产生的，称为二次磁场2。二次磁场2穿过接收线圈R，并在R中感应出电流，从而被统计仪统计。感应测井曲线的应用:1.划分地层2.确定地层的真电阻率Rt3、确定储层流体性质微电阻率测井mL微电阻率测井是指探测深度较浅的一类测井方法，关键是探测储

26、集层冲洗带、侵入带的电阻率。微电阻率测井方法如微电极系测井、微侧向测井、邻近侧向测井、微球形聚焦测井等。它们的共同特点是:电极距短，电极系极板贴井壁。微电极系资料应用：A确定岩层界面B划分岩性和渗透性地层c确定含油砂岩的有效厚度D确定井径扩大井段.声波幅度测井是研究岩层对声波幅度的衰减特征的测井方法。可分在裸眼井中使用的“裸眼井声幅测井”和检验套管固井质量的“固井声幅测井”，用来检验固井质量。中子-伽马测井方法原理：该方法在于测量岩石中元素原子核俘获热中子以后所放出的俘获伽马射线的强度。这一强度和两个原因相关，即岩石对中子的减速能力和对热中子的俘获能力。在沉积岩的元素中，对这两种特征起决定作用的是氢和氯，所以中子伽马测井结果关键和岩石中的含氢量和含氯量相关。氯元素俘获热中子以后放出的伽马射线能量较高，且数量较多，就此而言，氯元素对中子伽马测井结果的影响和氢对热中子测井的影响相反。划分气层确定油水界面