1 测井仪器概论地球物理测井仪器

1、制作:武洪涛 测井仪器概论测井仪器概论 1. 测井仪器的地位和作用测井仪器的地位和作用 2. 测井仪器的组成测井仪器的组成 3. 测井仪器的发展测井仪器的发展 4. 测井井下仪器的分类测井井下仪器的分类 制作:武洪涛 测井仪器的地位和作用测井仪器的地位和作用 1. 石油是交通运输的主要石油是交通运输的主要能源能源，被称为，被称为 工业的血液。工业的血液。 2、石油是重要的、石油是重要的化工原料化工原料。 3、石油储存（储藏）在地下的、石油储存（储藏）在地下的岩石孔隙岩石孔隙 （缝隙）中。（缝隙）中。 4、在得到石油之前，首先要知道石油、在得到石油之前，首先要知道石油在在 哪里？有多深？有多少？

2、哪里？有多深？有多少？ 制作:武洪涛 找石油的过程找石油的过程 1 1 地址勘探地址勘探 寻找生成石油的条件确定勘探区寻找生成石油的条件确定勘探区 域域 2 2 物探物探 寻找储藏石油的条件确定钻井位置寻找储藏石油的条件确定钻井位置 3 3 钻井钻井 创造开采石油的通道创造开采石油的通道 4 4 测井测井 录井验证地下是否有石油，在什么位录井验证地下是否有石油，在什么位 置置 5 5 采油采油 将石油高效合理地开采出来将石油高效合理地开采出来 6 6 储运储运 储藏和运输石油储藏和运输石油 7 7 炼油炼油 将石油变成成品油将石油变成成品油 石油勘探过程石油勘探过程 12341234步步 石油

3、开发过程石油开发过程 5656步步 制作:武洪涛 测井的作用测井的作用 1 确定井内是否有油，在什么位置，有多少？确定井内是否有油，在什么位置，有多少？ 2 测井采用的是物理的方法，所以称为地球物测井采用的是物理的方法，所以称为地球物 理测井理测井 3 在钻井过程中测井，钻井之后进行。称为勘在钻井过程中测井，钻井之后进行。称为勘 探测井（裸眼井测井）探测井（裸眼井测井） 4 在生产过程中测井称为生产测井（套管井测在生产过程中测井称为生产测井（套管井测 井）井） 5 测井包括：测井数据采集，测井资料解释测井包括：测井数据采集，测井资料解释 制作:武洪涛 测井数据采集测井数据采集 利用测井仪器测量

4、井内的地球物理参数：利用测井仪器测量井内的地球物理参数： 电阻率参数，电阻率参数的变化电阻率参数，电阻率参数的变化 声波传播时间，声波幅度衰减声波传播时间，声波幅度衰减 自然伽马射线强度，伽马能谱自然伽马射线强度，伽马能谱 地层体积密度，岩心密度地层体积密度，岩心密度 地层中子衰减，中子吸收速度地层中子衰减，中子吸收速度 核磁共振特性，碳氧原子含量核磁共振特性，碳氧原子含量 井径井径 井斜井斜 深度深度 电缆张力电缆张力 制作:武洪涛 套管井测量参数套管井测量参数 温度温度 压力压力 流量流量 含水率含水率 流体密度流体密度 井径井径 深度深度 电缆张力电缆张力 制作:武洪涛 测井资料解释测井

5、资料解释 将测得的地球物理参数转化称为与石油开采将测得的地球物理参数转化称为与石油开采 有关的地质参数：有关的地质参数： 石油埋藏深度石油埋藏深度 油层厚度油层厚度 面积面积 地层的孔隙度地层的孔隙度 地层渗透率地层渗透率 含水率含水率 钻井钻井 固井工程参数固井工程参数 制作:武洪涛 测井仪器的组成测井仪器的组成 传传 感感 器器 信号信号 放大放大 处理处理 信号信号 采集采集 处理处理 显示显示 记录记录 模拟信号直接电缆传输模拟信号直接电缆传输 电缆电缆 井口井口 参数参数 信号信号 放大放大 处理处理 方案方案1 1 模拟信号直接传输模拟信号直接传输 井下井下 控制控制 电路电路 地

6、面地面 控制控制 电路电路 制作:武洪涛 测井仪器组成测井仪器组成 传传 感感 器器 信号信号 放大放大 处理处理 信号信号 编码编码 解码解码 处理处理 显示显示 记录记录 信号信号 采集采集 信号信号 编码编码 解码解码 电缆电缆 井口井口 参数参数 信号信号 放大放大 处理处理 方案方案2 2 数字信号传输数字信号传输 井下井下 控制控制 电路电路 制作:武洪涛 测井仪器组成测井仪器组成 地面仪器：地面信号处理，显示系统，记录系地面仪器：地面信号处理，显示系统，记录系 统，电缆驱动系统，井口参数检测统，电缆驱动系统，井口参数检测 电缆传输系统：地面和井下的编码解码系统，电缆传输系统：地面

7、和井下的编码解码系统， 电缆，电缆驱动电路电缆，电缆驱动电路 井下仪器：传感器，井下信号处理电路，井下井下仪器：传感器，井下信号处理电路，井下 仪器控制电路。仪器控制电路。 制作:武洪涛 地面仪器地面仪器 地面仪器：是一个以计算机为中心，具有数据地面仪器：是一个以计算机为中心，具有数据 采集，数字信号处理，数字记录，数字显示，采集，数字信号处理，数字记录，数字显示， 模拟曲线显示和对井下仪器控制能力的系统。模拟曲线显示和对井下仪器控制能力的系统。 电缆传输系统：是完成地面仪器和井下仪器之电缆传输系统：是完成地面仪器和井下仪器之 间信号传输的系统。间信号传输的系统。 井下仪器：将井下的地球物理参

8、数变成电信号井下仪器：将井下的地球物理参数变成电信号 的系统。的系统。 制作:武洪涛 测井仪器的发展测井仪器的发展 测井仪器的发展可以分为四个阶段测井仪器的发展可以分为四个阶段 1. 模拟记录模拟记录 2. 数字测井数字测井 3. 数控测井数控测井 4. 成像测井成像测井 制作:武洪涛 模拟记录阶段模拟记录阶段 发展年代：从测井发展年代：从测井1927年第一条测井曲线诞生到年第一条测井曲线诞生到60 年代末，都使用模拟记录测井仪器；年代末，都使用模拟记录测井仪器； 仪器测量原理：用灵敏度高的检流计测量回路电流得仪器测量原理：用灵敏度高的检流计测量回路电流得 到探测系统测量端的电位差变化，反映地

9、层物理到探测系统测量端的电位差变化，反映地层物理 参数（自然电位，电阻率，声波速度等）随深度参数（自然电位，电阻率，声波速度等）随深度 的变化，记录在照相纸或胶片上；的变化，记录在照相纸或胶片上； 主要测井方法：自然电位测井和自然伽玛测井，普通主要测井方法：自然电位测井和自然伽玛测井，普通 电阻率测井，声速测井和感应测井，井径测井，电阻率测井，声速测井和感应测井，井径测井， 深度测量等；深度测量等； 缺点：多数是定性测量，单项目操作，效率低；缺点：多数是定性测量，单项目操作，效率低； 代表仪器：代表仪器： 50年代引进年代引进51型电测仪。型电测仪。 制作:武洪涛 数字测井阶段数字测井阶段 自

10、自60年代末，测井仪器从模拟记录过渡到数字记录；年代末，测井仪器从模拟记录过渡到数字记录； 发展原动力：测井方法的增多，要求仪器能高速采集发展原动力：测井方法的增多，要求仪器能高速采集 地下信号并要求在井场做一些校正，补偿和简单的地下信号并要求在井场做一些校正，补偿和简单的 计算；计算； 仪器测量原理：数字测井仪器增加了用数字磁带机进仪器测量原理：数字测井仪器增加了用数字磁带机进 行数字记录，提高了测量精度，增加了可靠性，且行数字记录，提高了测量精度，增加了可靠性，且 便于将测井资料输入计算机进行处理；便于将测井资料输入计算机进行处理； 相应的测井方法：深、中、浅探测的电阻率测井，双相应的测井

11、方法：深、中、浅探测的电阻率测井，双 感应感应球形聚焦测井或双侧向球形聚焦测井或双侧向微球形聚焦测井，微球形聚焦测井， 三孔隙度测井，即声速测井，中子孔隙度测井，补三孔隙度测井，即声速测井，中子孔隙度测井，补 偿密度测井；再加上井径测井，自然伽玛测井和自偿密度测井；再加上井径测井，自然伽玛测井和自 然电位测井，称为常规的九条曲线测井；然电位测井，称为常规的九条曲线测井； 缺点：数字测井仪相当复杂，操作繁琐；缺点：数字测井仪相当复杂，操作繁琐； 代表仪器：代表仪器： 70年代年代3600数字测井仪数字测井仪 。 制作:武洪涛 数控测井阶段数控测井阶段 70年代末发展了数控测井仪；年代末发展了数控

12、测井仪； 发展原动力：新测井方法不断出现，计算机技术的高发展原动力：新测井方法不断出现，计算机技术的高 速发展提供了解决问题的途径。速发展提供了解决问题的途径。 仪器测量原理：数控测井仪是一台计算机为中心的遥仪器测量原理：数控测井仪是一台计算机为中心的遥 控探测系统，各种下井仪器作为计算机的外设，通控探测系统，各种下井仪器作为计算机的外设，通 过电缆通讯系统连接，通过计算机实现对下井仪器过电缆通讯系统连接，通过计算机实现对下井仪器 的控制，测量数据处理和显示，曲线回放等的控制，测量数据处理和显示，曲线回放等 主要测井方法：除一般的常规测井外，已增加了自然主要测井方法：除一般的常规测井外，已增加

13、了自然 伽玛能谱，岩性密度，碳氧比能谱，长源距声波，伽玛能谱，岩性密度，碳氧比能谱，长源距声波， 电磁波测井及地层倾角等测井方法。这些方法扩大电磁波测井及地层倾角等测井方法。这些方法扩大 了测井的应用领域，提高了测井资料评价油气层解了测井的应用领域，提高了测井资料评价油气层解 决地质问题的能力。决地质问题的能力。 代表仪器：代表仪器： 80年代年代 cls-3700、csu、ddl-iii 制作:武洪涛 成像测井阶段成像测井阶段 90年代后的成像测井年代后的成像测井 发展原动力：复杂油气藏的勘探和开发对测井也提出发展原动力：复杂油气藏的勘探和开发对测井也提出 了更高的要求，计算机技术的发展使成

14、像测井成了更高的要求，计算机技术的发展使成像测井成 为可能。为可能。 成像测井的原理：成像测井提供大量的物理信息，以成像测井的原理：成像测井提供大量的物理信息，以 此为基础给出分辨率高、可靠性高的二维或三维此为基础给出分辨率高、可靠性高的二维或三维 目的层的物理参数图象，研究各种非均质非线性目的层的物理参数图象，研究各种非均质非线性 问题，评价油气层和其他勘探开发问题。问题，评价油气层和其他勘探开发问题。 成像测井的特点：高分辨率，多探测点的电、声、核、成像测井的特点：高分辨率，多探测点的电、声、核、 核磁测井仪；适应各类复杂非均质核磁测井仪；适应各类复杂非均质储层评价储层评价和和地地 质应用

15、质应用、工程应用工程应用的软件包。的软件包。 代表仪器：主要有代表仪器：主要有max500， 5700，eclips-2000。 井仪器主要有电成像、声成像和核磁共振成像三井仪器主要有电成像、声成像和核磁共振成像三 大类型。大类型。 制作:武洪涛 测井工作示意图测井工作示意图 张力磁记张力磁记 号传感器号传感器 没有天滑轮的施工方法没有天滑轮的施工方法 只适应于软仪器，只适应于软仪器， 制作:武洪涛 测井示意图测井示意图 电缆绞车电缆绞车 地滑轮地滑轮 天滑轮天滑轮 井下仪器井下仪器 电缆长度测量电缆长度测量 制作:武洪涛 测井仪器工作环境测井仪器工作环境 1. 测量对象深度测量对象深度 10

16、005000米米 2. 井筒内充满泥浆或水井筒内充满泥浆或水 3. 井下温度地表温度温度梯度井下温度地表温度温度梯度深度深度 4. 井下压力泥浆比重井下压力泥浆比重深度深度/10（大气压）（大气压） 5. 井眼尺寸井眼尺寸 20cm 左右左右 6. 由地面绞车通过电缆控制上提和下放运动由地面绞车通过电缆控制上提和下放运动 7. 通过电缆长度反映仪器位置通过电缆长度反映仪器位置 制作:武洪涛 井下仪器分类井下仪器分类 制作:武洪涛 生产测井仪器生产测井仪器 温度温度 压力压力 流量流量 流体密度流体密度 含水率含水率 制作:武洪涛 其他其他 井径井径 井斜井斜 套管接箍套管接箍 噪声测井噪声测井

17、 地层测试器地层测试器 自然电位自然电位 深度检测深度检测 磁记号深度磁记号深度 编码深度编码深度 制作:武洪涛 按解释类型分类按解释类型分类 测 井 常规测井常规测井 新方法新方法 自然电位测井自然电位测井 自然伽马测井自然伽马测井 井径测井井径测井 井斜井斜 张力张力 深度深度 声波测井声波测井 密度测井密度测井 中子测井中子测井 电阻率测井电阻率测井 核磁共振、成像测井、核磁共振、成像测井、mdt动态测试等动态测试等 电阻率电阻率 区分油和水区分油和水 孔隙度系孔隙度系 列列 岩性岩性 系列系列 制作:武洪涛 测量信号特征测量信号特征 1. 低频模拟信号，测量幅度低频模拟信号，测量幅度 2. 脉冲信号，测量频率和周期脉冲信号，测量频率和周期 3. 脉冲信号，测量幅度谱（能谱）脉冲信号，测量幅度谱（能谱） 4. 频率较高的模拟信号，测量幅度，时间频率较高的模拟信号，测量幅度，时间 （声波信号测量首波幅度和时间）（声波信号测量首波幅