测井资料综合解释课程设计

测井资料综合解释课程设计 第一部分 测井资料综合解释的基本方法 测井解释是运用测井资料，综合钻井地质以及有关资料去认识岩层的岩性、物性和含油性。 储集层含油性的综合解释是测井解释工作的主要任务和内容。尽管油气水层的综合解释方法很多，但归纳起来可分为三类：定性、定量和快速直观解释。 一 测井资料的定性解释 （一）岩性的定性解释 1 根据测井曲线直接识别岩性 为了能够根据测井曲线识别岩性，就必须知道各种岩性的地层在测井解释图上的显示特征。几种主要的岩性在测井解释图上的特征如表 1于岩性可能出现的混杂以及测井条件的不同，使表中所列特征只能供作参考。各油田、地区特定条件的岩性、测井特征，须通过实际的岩电统计和分析获得。 声波时差 (s/m) 体积密度 （ g/ 中子孔隙度（ %） 中子伽马 自然伽马 （ 自然电位 （ 微电极 (m) 电阻率 (m) 井径 （ 泥岩 大于 300 值 低值 高值 基值 低平值 低值 大于钻头 煤 350450 0 0 低值 低值 异常不明显或很大正异常（无烟煤） 高值 无烟煤最低 接近钻头 砂岩 250380 等 中等 低值 明显异常 中等明显 正异常 低到中等 略小于钻头 生物灰岩 200300 比砂岩略高 较低 较高 比砂岩还低 明显异常 较高明显正异常 较高 略小于钻头 石灰岩 165250 值 高值 比砂岩还低 大片异常 高值锯齿状正负异常 高值 小于或等于钻头 白云岩 155250 值 高值 比砂岩还低 大片异常 （同上） 高值 小于或等于 钻头 硬石膏 约 164 约 0 高值 最低 基值 高值 接近钻头 石膏 约 171 约 50 低值 最低 基值 高值 接近钻头 盐石 约 220 约 近于 0 高值 最低（钾盐最高） 基值 极值 高值 大于钻头 表 1 1各种岩性的测井特征 2 用测井曲线重迭法识别岩性 当地层为单矿物的岩性时，在有利的条件下，采用两种孔隙度测井曲线重迭法可以直观地识别岩性。图 1密度测井曲线重迭划分岩性的情况。以灰岩孔隙度为单位，以相同的比例尺记录用岩性来解释两种曲线之间的幅度差。 图 1 1 中子 密度测井重叠法划分单矿物岩性 （二）油气水层的定性解释 定性解释油气水层仍是目前国内常用的方法，这里介绍几种方法往往是综合使用的。 1 油层最小电阻率法 油层最小电阻率（ 储集层的电阻率大于（ 判断为油气层。对于某一地区特定的解释层段，如果储集层的岩性、物性地层水矿化度相对稳定时，可用此法。 2 标准水层对比法 将解释井段的电阻率与标准水层相比较，记标准水层电阻率为（ w，若 （ 3t)w，则该层可能是油气层。 注意：对比时要注意条件，进行对比的解释层与标准水层在岩性、物性和水性（矿化度）方面必须保持一致性。对于具有相当数量试油资料的地区，可用实际资料的统计来确定油气层大于标准水层电阻率的倍数。 图 1 图中：从 、 B、 C。从视电阻率看出， A、层的 同， A、 20m。根据标准水层对比法判断上部两个渗透层为油气层。 图 13 径向电阻率法 这是用不同深度的电阻率测井的对比来定性判断油气层的一种方法。它依赖于储集层的泥浆侵入特性，从分析岩层径向电阻率的变化入手来区分油气水层。一般情况下，油气层发生 减阻侵入 。此时，深探测视电阻率大于浅探测视电阻率者为油气层，反之为水层。参见图 1 图 1、水层 4 邻井曲线对比法 如果邻井经试油证实为油气层或水层，则可根据地质规律，将要解释的井与邻井对比，这将有助与提高解释结论的可靠性。 图 1 后钻 井和井壁取心都没有见到明显的油气显示，当时的解释结论也定的很低。但在 这相临很近的三口井作了对比，发现它们同属一个断块，重新对 果出油。 图 1二 储层参数的计算 含油气饱和度是储集层的基本参数之一，它表示油气体积占岩石孔隙体积的百分数，常用 示。 井确定地层含油气饱和度的基本公式是由阿尔奇公式引出的： ,1w S o S ,x m o S x o S w 由上述方程式可看出，为了确定 除了必须确定参数 a,m、 必须准确地确定地层电阻率（冲洗带电阻率）、地层水电阻率（ 地层孔隙度 。为了综合储集层参数评价油气水层，还需要确定地层的泥质含量。下面介绍各种参数的求取。 1（一）确定 为它与含油气饱和度有直接关系。 感应测井和侧向测井都是带有聚焦装置的电阻率测量系统，它们的读数受井眼和围岩的影响较小，需作的校正量一般不大，且可常常忽略不计，所以它们能在较宽的条件内求得准确的 当侵入不太深时，深感应和深侧向测井的读数与地层电阻率（ 分接近；当侵入很浅时，甚至连探测深度较浅的浅感应和浅侧向测井也能给出相当准确的 当侵入较深时，侵入带对感应测井和侧向测井的影响就不能忽略，可以通过相应的解释图版进行校正，从而求准 当冲洗带的电阻率 感应测井确定 当冲洗带的电阻率 （ 18 ）、砂泥岩剖面，使用微电极测井比较有利。 （ 1）微电极测井（ （ 2）微侧向测井（ 由于采用聚焦装置，使泥饼的分流作用大大降低，反映 能求准 使用条是： 泥饼厚度小于 10 侵入深度大于 80 般来说，下面情况使用 水泥浆砂泥岩剖面，储集层比较致密；盐水泥浆砂泥岩剖面；碳酸盐岩剖面。 （ 3）邻近侧向测井（ 这一方法探测深度较大，从而使泥浆影响更小，但侵入较浅时，测量值将受原始地层 使用条件是： 泥饼厚度小于 19 侵入深度大于 500 般来说，邻近侧向测井用于泥饼较厚，侵入较深的条件。 （ 4）微球形聚焦测井（ 微球形聚焦测井的探测深度接近于 泥饼的影响介于 一方法的使用条件是： 泥饼厚度小于 15 侵入深度大于 80 然在泥饼较厚的条件下， 不需要有很深的侵入。 在上述方法中，用微球形聚焦测井或微侧向测井确定 时能用微电极测井或邻近侧向测井求得 果侵入足够深（ m），邻近侧向测井的读数可以直接作为 （二） 确定地层水电阻率的方法很多，但是最常用的基本方有四种：根据自然电位（ 根据电阻率和孔隙度测井、根据钻采或钻杆测试以及用正态分布法确定 1 根据试水资料确定 果能直接得到水样，可用流体电阻率计直接测出水的电阻率，然后再转换成地层温度下的地层水电阻率。 如果得到的不是水样而是水样的分析资料，则需首先利用相应的图板找出各离子的等效 换算出各离子浓度和总矿化度，然后利用相应图板查出地层温度下的 2 根据自然电位求 然电位可用来很好的估算 于 是由于泥质和油气使 以导致 在淡水泥浆钻井系统（ w）中，水分析资料得出的 盐水泥浆钻井系统，真实的 取决于是否由于泥浆污染还是由于有效泥质吸收了水中阳离子的缘故。 由 （ 1） 在 读出自然电 位值 2） 找出标准水层，并求出静自然电位 标准水层厚度 H4m,不必作层厚校正；且P；若 0% 182 岩（） 10% 168 灰岩 156 云岩（） 143 云岩（） 0% 143 云岩（） 143 石膏 164 膏 171 岩 220 水 620 水 608 油 757 985 烷 442 434.7 )() : 8000英尺 /秒 9500英尺 /秒 （四）确定地层厚度 地层分界面以岩性或孔隙度和渗透率的变化来表征。因此使用曲线应该是对这种变化反映灵敏并且具有较好的分辨率，通常应用的是：自然电位、电阻率及自然伽马。 1 自然电位测井 在淡水泥浆和低阻地层中，自然电位能很好的划分层面。在这种条件下，这些分界面在拐点处。在盐水泥浆或非导电泥浆以及硬地层中，不能应用自然电位划分界面。 2 电阻率测井 八侧向测井和球形聚焦测井曲线的拐点指示地层界面，其层厚必须大于 感应测井或侧向测井，地层厚度必须大于 电阻率对确定地层分界面非常有效，在淡水泥浆中微测井可划分为 5盐水泥浆中微侧向测井、邻近侧向测井和微球形聚焦测井可划分 8 3 伽马射线测井 伽马射线具有在套管井中记录的优点，在通常的测井速度下，为了减小统计起伏使用的时间常数应使仪器能划分 0.3 其它仪器，如声波、密度、中子、热中子衰减时间测井，同样可指示岩性、孔隙度或流体性质的变化，它们的纵向分辨率一般不太好， （五）确定泥质含量 在测井解释中为了根据测井信息精确计算孔隙度，必须确定泥质含量。目前确定泥质含量的方法很多，但每种方法计算的泥质含量的上限，且每种方法都有其有利和不利的条件。所以一般在测井解释中尤其计算机解释中，都是采用尽可能多的方法评价泥质含量，然后取其最小值。 自然伽马测井 m i nm a x m i n(1 ) R G R G R 伽马射线测井是对地层自然放射性的响应。假设地层中具有放射性的成分是泥质，显然自然放射性的增加意味着泥质含量的增加。 实际做法中，另 =0 m i a x m i G G R最终泥质含量为： 式中： 于新地层取 于老地层取 2。 应用该方法的有利条件：粘土矿物是唯一的放射源； 流体中不含放射性矿物。 不利条件：存在非粘土的放射性矿物； 井壁不规则；在渗透性地 层、裂缝带富含铀矿等。 1()2121 C U 自然电位测井 含水砂岩、低到中等电阻率、含层状泥质，可用： 资料点的自然电位值 含水纯地层的静自然电位值，或解释井段内最 大的自然电位异常。 当地层含油气、分散泥质等时，因 要求： W1;不能是盐水泥浆 有利条件：低阻厚水层。 不利条件：高阻油气层、薄层。 （六） 含水饱和度 含水饱和度的计算是评价储集层的核心内容。从阿尔奇方程建立以来，不少学者为克服地层中泥质对导电影响方面付出了极大的努力，并在许多方面取得了统一的认识，但是关于饱和度的计算问题至今仍争论不休且公式繁多。尽管如此，各饱和度方程在其特殊条件下是可以取得较好的效果的，在实际应用中要进行具体的分析。 表 1 序号 地层类型 方程式形式 说明 1 纯砂岩阿尔奇公式 2 层状砂泥岩交互层 (保宠 ) 3 分散泥质 (怀特 ) 4 砂泥岩混合 5 霍辛 6 分散泥质（阿尔格） 7 道尔 8 分散泥质 9 分散泥质（西门杜） 10 分散泥质（费特） 表 12y a x2y a x c2y a x b x c 2y a x c2y a x c2y a x b x c 2y a x c2y a x2y a x b x2y a x b x c 序号 地层类型 方程式形式 说明 11 分散泥质（费特尔） 12 分散泥质 13 砂泥岩混合（斯伦贝谢） 14 砂、粉砂、泥质混合 (匈牙利 ) 15 混合 (瓦克斯曼 16 双水（简易法） 17 分散泥质 18 19 双水 2y a x b x2y a x b x2y a x2y a x b x c 2y a x b x2y a x2y a x b x c 2y a x b x2y a x b x 1S w t S w w r对饱和度方程的考察： 、对纯地层来说，用 1号方程（阿尔奇公式）求解。该方程也可用于泥质含量较少的地层。一般在手工解释中，常用这一方法求地层水饱和度。 、在高孔隙度（ 20%）的情况下，可选用 1、 9、 12、 13、 16、 17、 18、 19方程式。 其中 12、 13、 16、 17、 18、 19号方程式求得的层水矿化度愈高，求得 三 油、气、水层的快速直观解释 1 定义： 根据纯岩石体积模型；通过识别曲线幅度差异或曲线交会图特征来评价地层岩性、含油气、可动油和可动水等参数的解释技术。 2 方法： 交会图法 重叠法： 指采用统一量纲，统一横向比例和统一绘图基线绘出的原始测井曲线，或计算参数的曲线，然后将其重叠，按曲线幅差来进行地层评价。 交会图法： 指用测井曲线或计算参数作交会图，然后按图上数据点的分布特征来进行地层评价。 （一） 曲线重叠法 双孔隙度法 （）基本原理 按含水饱和度的定义，可写出下式： 式中： 含水饱和度 岩石孔隙中含水部分体积 岩石孔隙总体积 w 岩石含水孔隙度 岩石总孔隙度 ( ) S V 将 带入上式，整理后得： 式中： 含油饱和度 ： 含油孔隙度 （）与（）两式即为双孔隙度法划分油、气、水层的依据。从这两式可以看出，岩石含水孔隙度与总孔隙度之间的差别反映了地层的含油情况。通常以含水饱和度小于 30%作为划分油气层的标准，即可得下述基本原则： ( ) 1 oS o w 水层 ： 0%, 释为油气层 右图 1上用对数比例尺记录的曲线是邻近侧向测井（ 线及感应测井（ 线。 径向电阻率法 基本原理： 在一般钻井条件下，泥浆滤液总是要侵入到每一个储集层中，有些储集层侵入深一些，有些则浅一些。由于泥浆的侵入或者改变了侵入区所含液体的电阻率，或者改变了侵入区的含水饱和度，或者两者同时改变。总之改变了侵入区岩层的电阻率数值。最后造成电阻率在径向上出现差异，那么就可根据这一差异来判断地层的饱和性质，这就是径向电阻率法的依据。 与上述的一些方法类似，径向电阻率法（特别 是其中的比值法），不受地区及地层水电阻率的限 制。即对于地层孔隙度结构 a， 层，或者地层水电阻率差别较大的地层，都可以在 同一交会图上或重叠图上进行分析对比。这是因为 这一方法所研究的是同一地层地层在泥浆侵入之后 所造成的测井参数上的差异。同时这一方法还可以 反映出地层可动油的数量。在泥质侵入储集层时， 仅仅把储集层中可动部分的流体（可动油与可动 水）挤走，而冲洗带还有一部分残余油和残余地层 水。因此同一地层不同径向范围内的含水饱和度的 差值，恰恰是可动油饱和度的大小。 上式是径向电阻率的基本关系，这一关系式表明：同一地层不同范围内的电阻率差别（即冲洗带电阻率与原状地层电阻率的差别）是由于泥浆滤液电阻率与地层水电阻率之间的差别，以及冲洗带含水饱和度与原状地层含水饱和度之间的差别所引起的。因此，完全可以根据此式，分析径向电阻率之间的差别，来判断储集层的含油性。 () nR x o R m f S wR t R w S x o深、浅电阻率交会法 当没有冲洗带测井或冲洗带测井资料质量较差时，可采用浅探测电阻率来代替冲洗带电阻率。这时浅探测电阻率相当于侵入带电阻率 入带内水溶液的电阻率为 当于泥浆滤液与剩余地层水混合流体的电阻率，可按下式计算 式中： 般取为 时在上式中用 理得： 11z R w R m f上式表明 ， 在双对数坐图上 ， 与 的直线 。 直线的截距为： 在已知 时可作出不同的 直线 ， 这时可采用经验公式 进行计算 。 l g l g l g ( / ) l g ( / )R t R i R w R z n S i S w l g ( / ) l g ( / )R w R z n S i S w/z 5S i S w 如果 未知，但解释井段有明显的水 层，可通过纯水层点引 45 斜线作为 的直线即水层线。如果无纯水层，也可根据泥岩层 或者致密层近似地绘出纯水层线。根据资料点，落 在图中位置，就可判断其含油性。 /R w R w 四 气层解释方法 用电测曲线将油层与气层区分开来几乎是不可能的，虽然气层含水饱和度比油层的含水饱和度低，然而，由于气层的孔隙度大小变化无常，经常防碍我们根据真电阻率或含水饱和度来区分油、气、水层。目前，在裸眼井中划分气层主要是使用三种孔隙度测井方法，因为它们能够比较清楚的反映地层含气的情况。 （一）孔隙度测井找气 1 气层的孔隙度测井显示 （ 1）声波测井 在压实地层中，声波测井一般不受天然气的影响。对非压实的砂岩地层，气层则在声波测井上有相应的显示，表现为声波时差数值增大，这种趋势是随砂岩压实程度的减小、孔隙度与冲洗带残余油气饱和度的增大而增加的，浅层的疏松砂岩气层甚至会在声波曲线上产生明显的周波跳跃。 （ 2）密度测井 它对天然气十分敏感。天然气的体积密度小， 采用液体的体积密度值所计算的孔隙度明显大于真孔隙度，这种影响甚至可用定量的概念加以描述。通常认为泥质的密度与砂岩相近，虽然泥质的增加使地层视孔隙度降低，但是气层在密度曲线上仍有较明显的特征。 2 孔隙度组合法找气 利用三孔隙度测井在气层的独特显示可以组成气层的孔隙度探测系统。 密度中子曲线重叠是划分气层的最常用的方法，并且其效果最好。因为这两条曲线的差异最明显，并可用于定量解释，这种方法在纯地层效果尤其显著。图是该方法找气的实例。 图 1a） 中子 密度组合测井曲线判断气层实例 图 1b）中子 密度组合测井曲线 在泥质砂岩中探测天然气的最好的组合是中子 声波测井，由于这两种仪器对泥质的影响几乎相 同，即使地层中泥质含量很大，在含气层位上还是 分开的。对于疏松砂岩气层，在中子声波重叠曲 线上，能显示较大的差异，对于粘土和泥质含量很 大的地层，中子声波重叠也能显示气层（见图 ）。在这类地层中由于天然气被泥质掩盖， 采用密度中子组合测井效果并不理想。 图 1子 声波密度组合判断天然气的效果较差，一 般不常采用。 如果侵入很深，三种孔隙度组合找气的效果变 差，甚至显示不出气层。因为三种孔隙度的探测深 度不大，在这种情况下，应加以综合分析。 在我国很多油田，经常采用中子伽马声波时 差曲线组合划分气层。并见到了较好的效果。在气 层中处，由于含氢量比油水层低得很多，所以中 伽马显示为高值。参见图 1 19。 图 1中子伽马 第二部分 砂泥岩剖面的测井资料解释 （一）砂泥岩剖面的基本特征 砂泥岩又被称为碎屑岩，他主要由各种岩石碎屑、矿物碎屑、胶结物（如泥质、灰质、硅质和铁质）及孔隙空间组成：按颗粒大小（即粒径），可把碎屑岩分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩等。 在这些碎屑岩中除泥质岩类（泥岩、页岩、粘 土等）外，其余都有一定的储集性。目前世界上大 约有 40%的油、气储集在这一类储集层中。这类储 集层在我国中、新生代的含油、气地层中有广泛的 分布。 碎屑岩的粒度、分选性、圆度和球度以及胶结物的含量和性质，控制着碎屑岩的储集特性。一般来说，分选性愈好，球度愈大，孔隙空间充填的胶结物愈少及颗粒愈大，则孔隙空间愈大，连通性愈好。 在碎屑岩中，砂质岩为主要的储集层，每组砂 质岩之间，沉积有厚度较大的泥岩隔层（在测井解 释中称上下围岩），这是碎屑岩剖面的基本岩性特 点。 （二）划分渗透层 1 砂泥岩剖面渗透层特征 碎屑岩剖面中的储集层在测井资料上具有相当明显的特征标志（参见图 2 1）。 它们是： 图 2 1砂泥岩剖面综合测井图实例 （ 1） 在井壁上存在一定厚度的泥饼，这是碎屑 岩储集层最重要的标志。在测井曲线上表现为井径 缩小（实测井径小于钻头直径）；在微电阻率曲线 上表现为中等视电阻率，曲线变化平缓，具有明显 的正幅度差。 （ 2） 泥浆侵入储集层，形成侵入带，因而用不同探测深度的电测井曲线求得的地层电阻率，出现明显的差异，即存在径向电阻率变化。 （ 3） 碎屑岩剖面上的储集层中泥质含量都较低，在自然电位曲线上表现为明显的负异常（或正异常 自然伽马曲线上显示为低值。 一般划分砂泥岩剖面渗透层常用的方法是以自 然电位（ 自然伽马（ 线为主，判断 渗透层；根据微电阻率曲线并参考其它测井曲线确 定界面。 以上是碎屑岩储集层在一般正常情况下所具有的特征标志。在非正常情况下，特别是泥浆性能变坏、泥浆不均匀或测井曲线质量较差时应该特别注意。这时应综合分析孔隙度测井曲线来划分储层 。 2 划分储集层的要求和方法 （ 1） 在不完全了解该地区或井剖面的情况下，应尽可能划分出所有可能的渗透层。 （ 2） 按各测井方法反映地层界面的特点，准确划分出渗透层（或渗透带）的顶底界线，厚度误差不得超过 （ 3） 分层线画在各测井曲线之间，不得交于测井曲线上（与测井曲线距离为 线条不得斜歪。 （ 4） 若渗透层内有明显的夹层（应分成两层进行解释。 （ 5） 一个厚度较大的渗透层，如有两种以上解释结论（如油、油水同），应按解释结论分层。 （三） 综合判断油、气、水层 1 划分解释井段 划分出渗透层之后，需要对每个储层进行含油性评价。在判断岩层的含油性时，一般应将测量井段按地层水矿化度及岩性特点分为不同的解释井段，然后才有可能对每一个解释井段进行含油性的定性、定量或半定量解释。 一般按地层水矿化度划分解释井段有下列三种方 法：按地质分层结果（包括以往水化学分析资料）； 根据过去解释经验或按本身自然电位显示。如果地层 水矿化度明显变化时，在 线发 偏移；纯砂岩处的 此在起始资 料不具备的情况下，可根据 井段。 2 定量计算 （）测井曲线取值 按解释层部位、点部位、深电阻率曲线对应取值，放射性测井曲线、声波时差曲线应取平均值，微电阻率曲线一般也可以取平均值。图 2 2是各种测井曲线取值示范的实例。