6章-密度及岩性密度测井

1、第六章第六章 密度及岩性密度测井密度及岩性密度测井 本节内容本节内容 密度测井原理密度测井原理 密度测井影响因素密度测井影响因素 密度测井曲线的应用 第一节 密度测井 密密 度度 测测 井井 原原 理理 仪器上的放射源向地层发射伽仪器上的放射源向地层发射伽 马射线，经地层散射吸收后，马射线，经地层散射吸收后， 有部分经过散射的光子由两个有部分经过散射的光子由两个 伽马射线探测器所接收。源和伽马射线探测器所接收。源和 探测器之间由屏蔽隔开，使源探测器之间由屏蔽隔开，使源 发射的伽马光子不能直接射到发射的伽马光子不能直接射到 探测器。仪器背向地层的一方探测器。仪器背向地层的一方 也屏蔽起来，以减小

2、井的影响。也屏蔽起来，以减小井的影响。 地层的密度不同，对伽马光子地层的密度不同，对伽马光子 的散射和吸收能力不同，探测的散射和吸收能力不同，探测 器记录到的读数也不同。器记录到的读数也不同。 b N 密度测井仪示意图密度测井仪示意图 体积密度 校正值 自然伽马 有时还包括： 测井曲线包括： 井径井径 由由由密度测井求出的由密度测井求出的 孔隙度和张力曲线。孔隙度和张力曲线。 密密 度度 测测 井井 曲曲 线线 密密 度度 测测 井井 的的 影影 响响 因因 素素 井的影响井的影响 岩性影响岩性影响 泥质影响泥质影响 地层孔隙流体的影响地层孔隙流体的影响 贴井壁双源距密度测井仪器的读数受井眼影

3、响贴井壁双源距密度测井仪器的读数受井眼影响 较小，若较小，若 d10in,d10in,井的影响可以不计。但随着井井的影响可以不计。但随着井 径加大，井的影响也增大。必要时可进行井眼校径加大，井的影响也增大。必要时可进行井眼校 正，否则测得的密度偏低，而求出的孔隙度偏大，正，否则测得的密度偏低，而求出的孔隙度偏大， 对储集层会得出过分乐观的结论。对储集层会得出过分乐观的结论。 井井 的的 影影 响响 岩岩 性性 影影 响响 密度测井若采用密度测井若采用石灰岩孔隙度单位石灰岩孔隙度单位进行刻度，进行刻度， 岩性不同时其骨架会造成附加孔隙度。岩性不同时其骨架会造成附加孔隙度。 例如：例如： 砂岩砂岩

4、：孔隙度为零的砂岩，视石灰岩孔隙：孔隙度为零的砂岩，视石灰岩孔隙 度是度是3.5%3.5%； 白云岩白云岩：孔隙度为零的白云岩，视石灰岩：孔隙度为零的白云岩，视石灰岩 孔隙度是孔隙度是-9.4%-9.4%；。；。 以石灰岩为标准刻度的仪器，如果忽略了岩以石灰岩为标准刻度的仪器，如果忽略了岩 性的影响，对砂岩地层求出的孔隙度比实际性的影响，对砂岩地层求出的孔隙度比实际 孔隙度大；而对白云岩地层求出的孔隙度比孔隙度大；而对白云岩地层求出的孔隙度比 实际孔隙度小。实际孔隙度小。 地层孔隙流体的影响地层孔隙流体的影响 在仪器探测范围内（约在仪器探测范围内（约1515厘米厘米深）深） 的渗透性地层中所含

5、的流体主要为泥的渗透性地层中所含的流体主要为泥 浆滤液，其密度在浆滤液，其密度在1 1克克/ /立方厘米左右。立方厘米左右。 如果是用低压天然气或空气钻井时，如果是用低压天然气或空气钻井时， 因其密度要比泥浆滤液密度低很多，因其密度要比泥浆滤液密度低很多， 必须用天然气的密度代替孔隙度公式必须用天然气的密度代替孔隙度公式 中的中的f f ，否则将会有很大误差。 ，否则将会有很大误差。 泥泥 质质 影影 响响 通常泥岩和储集层中泥质密度小于岩通常泥岩和储集层中泥质密度小于岩 石骨架密度，若不考虑其影响求出的孔石骨架密度，若不考虑其影响求出的孔 隙度就偏大。隙度就偏大。 密度测井曲线的应用密度测井

6、曲线的应用 判别岩性判别岩性 求孔隙度求孔隙度 判判 别别 岩岩 性性 可利用单一的密度曲线，由不同的密可利用单一的密度曲线，由不同的密 度值去识别岩性，也可以与声波、中度值去识别岩性，也可以与声波、中 子测井结合判断岩性。子测井结合判断岩性。 除判别岩性和求孔隙度外，密度测除判别岩性和求孔隙度外，密度测 井在煤田勘探中有广泛应用，煤层的井在煤田勘探中有广泛应用，煤层的 密度低于其围岩的密度，在密度曲线密度低于其围岩的密度，在密度曲线 上显示为明显的低读数。上显示为明显的低读数。 求求 孔孔 隙隙 度度 若已知岩石骨架密度为若已知岩石骨架密度为ma ma ，孔隙度为 ，孔隙度为 ，孔隙中流体平

7、均密度为，孔隙中流体平均密度为f f ，那么地 ，那么地 层的体积密度将为层的体积密度将为 b b= =f f+(1-+(1-) ) ma ma = =（ma ma- -b b）/ /（ma ma- -f f） 对于砂岩、石灰岩、白云岩、硬石膏，对于砂岩、石灰岩、白云岩、硬石膏， ma ma分别是 分别是2.652.65、2.712.71、2.872.87、2.98 2.98 。 根据密度测井的根据密度测井的b b值值求孔隙度图版求孔隙度图版 第二节第二节 岩性密度测井岩性密度测井 本节内容本节内容 岩性密度测井原理岩性密度测井原理 岩性密度测井曲线的应用 岩岩 性性 密密 度度 测测 井井

8、原原 理理 岩性密度测井是在密度测井的基础上发展起来的。除利岩性密度测井是在密度测井的基础上发展起来的。除利 用康普顿效应求地层密度外，还利用光电效应来划分岩性。用康普顿效应求地层密度外，还利用光电效应来划分岩性。 由伽马源射出的伽马射线穿入地层时，经多次碰撞，能由伽马源射出的伽马射线穿入地层时，经多次碰撞，能 量降低，低能量伽马射线与地层中的元素发生光电效应，伽量降低，低能量伽马射线与地层中的元素发生光电效应，伽 马射线被原子吸收，并放出光电子，此时原子对伽马射线的马射线被原子吸收，并放出光电子，此时原子对伽马射线的 吸收截面称为吸收截面称为光电吸收截面光电吸收截面（ ）。它也就是一个光子与

9、）。它也就是一个光子与 一个原子发生光电效应的概率。一个原子发生光电效应的概率。 = K Z = K Z 4.6 4.6 Z - 原子序数；原子序数； K - 与入射伽马射线能量有关的系数。与入射伽马射线能量有关的系数。 质量光电吸收截面Pe：一个光子与一个电子发生光电 效应的概率。 Pe = (Z /10)3.6 体积光电吸收截面U：每立方厘米物质的光电吸收截面。 Pe 也叫岩性系数。单位为：巴/电子（b/e) U = Pe . b U = Uf +(1- )Uma U Uf f - 孔隙流体的体积光电吸收截面。 U Uma ma - 岩石骨架的体积光电吸收截面。 体积密度测井曲线b b 岩

10、性密度岩性密度测井曲线测井曲线Pe 测井曲线包括： 岩岩 性性 密密 度度 测测 井井 曲曲 线线 密度校正值 长源距计数率NLS 短源距计数率NSS 长短源距计数率比值NLS / NSS 岩性密度测井曲线的应用岩性密度测井曲线的应用 划分岩性划分岩性 求泥质含量求泥质含量 识别裂缝识别裂缝 Pe = U b b U = Uf +(1- )Uma b b = f f +(1- ) ma Uf 和f 总是小于Uma和ma，所以当孔隙度上升时， 地层的U和b 都下降。而Pe是两者的比值，它几乎 不受孔隙度和孔隙流体成分变化的影响。 Pe区分岩 性的能力强，所以也叫岩性系数。 一、划分岩性一、划分岩

11、性 常用矿物的Pe、 b b和U值 矿物矿物 PePeb bU U 石英石英1.812.644.78 方解石方解石5.082.7113.8 白云石白云石3.142.889.0 硬石膏硬石膏5.052.9814.9 石膏石膏3.422.358.11 岩盐岩盐4.652.049.68 重晶石重晶石266.804.121070.00 淡水淡水0.3581.000.398 原油原油0.1190.850.11 纯砂岩纯砂岩1.7452.314.07 一般泥岩一般泥岩3.422.659.05 A段：Pe值近似为 5，应为石灰岩； C段： Pe值近似 为2，应为砂岩； B段：可能为两种 矿物的混合岩性， 难于用Pe判断。 用用 Pe Pe 值值 划划 分分 岩岩 性性 岩性密度岩性密度 体积密度体积密度 补偿中子补偿中子 裂缝识别（裂缝识别（DCA） （ 苏苏4 4井井 奥陶系奥陶系 ） 裂缝裂缝 裂缝裂缝 识别裂缝识别裂缝 若已知岩石骨架、泥质和孔隙流体的U参数