测井在油气层解释及岩性识别中的应用

1、测井方法及测井资料的综和应用第一章 测井方法第一节 电法测井一、什么是电法测井电法测井就是利用岩石电学性质，采用不同仪器、方法进行资料采集的测井方式。二、表征岩石电学性质的参数有哪些岩石作为一种多孔（孔隙中有流体）混合介质，表征电学性质的参数和单一介质一样，主要有电阻率、电导率、介电常数和磁导率。沉积岩磁导率近于1，因此在石油测井中之研究有电阻率、电导率、介电常数。三、电法测井常用的方法（一） 电阻率测井1、什么是电阻率测井电阻率测井就是沿着井身测量井周围地层电阻率的变化。2、电阻率测井采用的电极系（1）梯度电极系：不成对电极与其相邻成对电极间的距离（AM或MA）远大于成对电极间的距离（MN或

2、AB）（2）电位电极系：不成对电极与其相邻成对电极间的距离（AM或MA）远小于成对电极间的距离（MN或AB）（3）不同电极系对地层划分的原则梯度电极系视电阻曲线呈现不对称性，底层顶面显示技校值，底层面显示极大值，常见的有2.5m是电阻率测井曲线电位电极系视电阻曲线在上下围岩相同时，曲线对地层中部呈现对称形态，底层中点显示极大值，当地层厚度大于5倍电极距时，极大值近似等于地层镇电阻率，当地层厚度下于电极距时，显示极小值。我国标准的电位电极系为0.5m3、常见的电阻率测井的种类普通电阻率测井、侧向测井、感应测井等。（1） 普通电阻率测井普通电阻率测井包括视电阻率测井（2.5m、0.45m、4 m梯

3、度电极系视电阻曲线和0.5m电位电极系视电阻曲线）、微电极测井等。A、视电阻率测井a 什么是视电阻率由于地层厚度有限，上、下有围岩，对于渗透地层又会形成侵入带，再加上各部分介质的电阻率不同，因此通常测得的电阻率不等于地层的真电阻率，但在一定程度上能够反映出地层电阻率的变化，我们把这种电阻率叫做视电阻率。b 视电阻率测井的种类电阻率测井包括2.5m、0.45 m、4 m梯度电极系视电阻曲线和0.5m电位电极系视电阻曲线。c 视电阻率测井曲线的应用 划分岩层界面 确定岩性。根据各类型电极系测得的曲线在岩层界面的特点，可以准确地确定岩层分界面的位置。在搞清岩性与电性关系的基础上，利用视电阻率曲线可以

4、判断岩层的岩性，辅助划分油气水层。B、 横向测井横向测井就是采用一套探测深度不同（即电极距不同），在同一井口的目的层进行时电阻率测量，根据电阻率曲线划分出有效的地层，同时根据不同电极距测得的电阻率，制作图板，求出地层电阻率和侵入带电阻率。横向测井常见的电极距分别为0.25.0.45、1、2.5、4、6m。C、 微电极测井a 什么是微电极测井采用两个电极距很短的电极系，一个是微电位电极系，电极距0.05m；另一个是为微梯度电极系，电极距0.035 m。微梯度探测距离4-5cm, 微电位探测距离7-9 cm。微梯度受泥饼影响较大，微电位受泥饼影响较小。渗透层呈现振幅度差，即微电位是电阻率大于为梯度

5、视电阻率。b 微电极测井的作用确定岩层界面划分渗透层确定岩性（2）侧向测井A、什么是侧向测井根据同性电相斥的原理，在供电电极（主电极）的上、下方装上聚焦电极，使其电流与供电电极的电流极性相同，由于电流的排斥作用，使主电流只沿侧向（垂直井轴）进入地层。侧向测井也叫聚焦测井，分为三侧向、七侧向、双侧向，上侧向-微球聚焦测井、方位侧向测井等。B、侧向测井的作用深浅三侧向曲线重叠判断油水层三侧向视电阻率曲线的特点是对高阻层具有对称性，最大值在地层中点，解释时读最大值，可以确定地层电阻率，且对薄层分层能力比其它电阻测井要清晰得多。 根据两条曲线的幅度差可以划分渗透层和油气水层。油层、气层幅度差大，且显示

6、正幅度差，水层幅度差小，或显示负幅度差划分地层确定地层电阻率（3）感应测井A、什么是感应测井利用电磁感应原理，输出恒定频率的交流电通过线圈产生交变磁场，这个磁场又在以井筒为中心的圆环，每一个环都相当于一个导电环，这些导电环在交变磁场的作用下产生感应交变电流，感应交变电流又在其周围形成二次交变磁场，接受线圈就能够产生感应电动势，电动势的大小与的电导率有关，利用电动势的变化计算出这些环的电导率。B、感应测井的作用感应测井的作用主要有划分地层，辅助判断油水层。（二）自然电位测井1、什么是自然电位测井在未向井中通电的情况下，放在井中的两个电极之间存在着电位差。这个电位差是自然电场产生的，称为自然电位。

7、在井中的自然电场是由地层和泥浆间发生的电化学作用和动电学作用产生的。测量自然电位随井深的变化叫做自然电位测井。2、自然电位测井曲线的作用（1）划分岩层界面（2）确定渗透性岩层（3） 确定水淹层水淹层处，出现自然电位基线偏移的情况此外还有电磁波传播测井、介点测井、极发极化电位测井等电法测井。第二节 声波测井一、什么是声波测井声波测井是测量井下岩层的声波传播速度（或时差），以确定剖面地层的岩性、估算出层孔隙度、判断气层等。不同的地层中，声波的传播速度是不同的。声波速度测井仪在井下通过探头发射声波，声波由泥浆向地层传播，其记录的是声波通过1米地层所需的时间t（取决于岩性和孔隙度）随深度变化的曲线。孔

8、隙度相同的砂岩含水时的时差小于含油时的时差，但不明显。含气的岩浆岩、变质岩、沉积岩的时差明显高于含水的时差，因此可以应用时差解释气层。二、声波测井曲线的应用1、确定岩层孔隙度主要是应用公式计算出岩层的孔隙度。2、识别岩性不同岩石的时差是不同的（表1）岩石时差（英制）s/ft时差（公制）s/m白云岩41-45134-147石灰岩45-49147-160砂岩51-58167-190煤80-120262-239根据时差的大小可以辅助识别岩石类型3、解释气层，辅助判断油、水层由于气层是岩石的孔隙中被天然气充满，因此声波在其传播中衰减较大，因此在声波时差测井中，气层显示高时差，有时出现周波跳跃。一般情况

9、下，时差由大到小的储层有气层、油层、水层，但是往往油水层分不开。4、判断裂缝对于致密岩层的破碎带或裂缝带，当声波通过时，声波能量被大量吸收而衰减，使得声波时差急速增大，有时产生周波跳跃的特征。第三节 核测井一、自然伽玛及自然伽玛能谱测井1、什么是自然伽玛及自然伽玛能谱测井以地层自然放射性为基础，测井时用伽玛探测器沿井眼进行测量，只记录伽玛射线强度，称之为自然伽玛测井，记录强度也分析伽玛能谱，称之为自然伽玛能谱测井。2、自然伽玛及自然伽玛能谱测井曲线的应用（1）识别地层沉积岩中含有天然放射性同位素，不同岩石所含放射性同位素的数量不同，衰变时放射出的伽马射线的强弱也不同，因此自然伽马测井曲线能够反

10、映不同地层的岩性剖面配合其它测井资料或地质录井资料综合解释确定岩层岩性。泥岩曲线幅度值高，砂岩显示低幅度值，对于含泥质岩层，根据泥质含量多少界于上述两者之间。（2）地层对比 从曲线上比较容易选择区域性对比标准层，所以当其它测井曲线难以进行地层对比的剖面，可以用自然伽玛曲线进行。另外，曲线可在下套管的井中进行，因此广泛应用于工程技术测井，如跟踪定位射孔、找套管外窜槽等。西部凹陷元古界-古生界自然伽玛第一标志层曲线特征西部凹陷元古界-古生界自然伽玛第二标志层曲线特征西部凹陷元古界-古生界自然伽玛第三标志层曲线特征（3）判断泥质含量Vahth=(TH-TH0)/（TH100-TH0）二、散射伽玛测井

11、1、什么是散射伽玛测井是根据康普顿效应及光电效应测定地层密度和岩性的测井方法。通常我们应用的两个参数有e:岩石的视密度、Pe：光电吸收指数2、散射伽玛测井曲线的应用散射伽玛测井曲线的应用主要是判别地层岩性，致密岩石裂缝。辅判别油水层。矿物密度Peu石英2.651.814.80方解石2.715.0513.68白云石2.873.148.9硬石膏2.965.0815.02盐岩2.1654.659.64淡水10.350.39烃小于1小于0.12小于0.12盐水（100000mg/l）1.1461.21.483、中子测井（1）补偿中子测井：补偿中子测井又称热中子测井，它是利用同位素中子源在井眼中向地层发

12、射快中子，在离源距不同的两个点上，用热中子探测器测量经地层慢化的、并散射回井眼来的热中子。测量的是地层的中子孔隙度。（2）中子伽玛测井：中子伽玛测井是测量热中子被岩石元素俘获后放出的伽玛射线强度，来研究地层含氢量的一种测井方法。第二章 测井资料的综和应用第一节 详细划分岩层，准确确定岩层界面和深度能够划分地层的准确确定岩层界面和深度测井曲线有很多，包括有视电阻率曲线（2.5m、0.45 m、0.5 m、4 m）、微电极曲线、三侧向曲线、自然电位、感应曲线等，但是不同曲线的划分准确度不一致，具体见下表：各种曲线对地层划分的特点项目视电阻率曲线微电极曲线侧向曲线自然电位曲线感应曲线特点（1）2.5

13、m对地层的划分优点是划分简便、容易，缺点是对层的顶底准确深度不准确。（2）0.45 m、0.5m由于电极距适中，因此对地层的划分准确度高，最适合地层顶底深度标定，由于比例尺1：100，曲线显得略长，对比起来不方便。（3）4米曲线由于电极距大对，薄层划分不准确。对薄层、特别是灰质砂岩层、渗透层的划分准确，但对于那些换份不需要这么精细的层段就显出其缺点来。对交互层的划分具有优势，在现代测井中经常采用测向曲线来划分地层。对渗透性明显的地层划分有优势，但是由于自然电位测井影响的因素较多，真正能够完全反映出地层地点的 自然电位曲线几乎没有。应用的相对较少。第二节 划分渗透层划分渗透层有效的曲线有微电极、

14、三侧向、自然电位、声波时差、补偿中子、密度。此外还有成像测井、核磁测井等。一、微电极曲线对渗透层的划分微电位曲线和微梯度曲线幅度差越大，渗透性越好，当微电位曲线高于微梯度曲线，叫正差异，反之交付差异，油层、气层通常为真差异、幅度大。水层可以是正差异和可以是负差异，在相同储层条件下油层的正差异大于水层的正差异。二、三侧向曲线划分渗透层应用三侧向曲线划分渗透层与微电极相似，深测向曲线和浅测向曲线幅度差越大，渗透性越好，当深测向曲线高于浅侧向曲线，叫正差异，反之交付差异，油层、气层通常为真差异、幅度大。水层可以是正差异和可以是负差异，在相同储层条件下油层的正差异大于水层的正差异。三、自然电位划分渗透

15、层在自然电位测井中，一般规定泥岩段的自然电位为0，渗透层可以是正异常，也可以是负异常，幅度越大，渗透性越好。在相同情况下，水层的异常幅度高于油层四、声波时差、密度、补偿中子曲线划分渗透层声波时差、密度、补偿中子曲线划分渗透层是必须相互结合，在相同岩性情况下，时差越大、密度越小、补偿中子越大渗透性越好。第三节 划分油、气、水层一、测井方法解释油气水层的原理1、束缚水含量与油气层的关系（1）油气层含油饱和度的大小主要取决于自身的束缚水含量，随着产层孔隙结构的不同，其值变化较大（2）油气层没有统一的含油气饱和度界限（3）含油气饱和度的大小并不一定是出油的标志。2、油气层界限分析（1）低束缚水含量的产

16、油层含有饱和度往往较高，高束缚水含量的产油层含有饱和度往往较低。（2）产层产业性质决定于产层中各流体的相对渗透率，相渗率大的流体往往是产层的主要产出液。3、储层产液性Sw、Swi质判断的标准（1）油层So+Swi= So+Sw=1Sw= Swi，Swm=0、（2）油水同层So+Swi+ Swm= So+Sw=1SwSwi，Swm0（3）水层Sw= Swi+ SwmSwSwi，Swm0或者Sw+Sor= Swi+ Swm+ Sor=1So= Sor，Swm0二、应用测井曲线划分油、气、水层常用的方法1、根据曲线特征判断油水层（1） 水层：自然电位曲线异常增大。深探测电阻率值变低。有明显的增阻侵入

17、特征，深浅三侧向曲线能够出现负异常。 （2）油层：深探测电阻率值较高。自然电位有明显的负异常，但曲线幅度要小于水层。具有减阻侵入的特征。 2、应用时差、补偿中子、自然伽玛曲线判别气层气层特点：高时差、高补偿中子、高伽玛，时差有周波跳跃的特点。3、曲线重叠法判断油水层曲线重叠法是指采用统一量纲，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曲线，然后将这些曲线重叠，按曲线幅度差来进行地层评价的方法。（1）原始测井曲线重叠法常见的有深浅侧向、微侧向曲线重叠法，时差、感应曲线重叠法，中子、密度曲线重叠法等。（2）计算参数曲线重叠法常见的计算参数曲线重叠法双孔隙度曲线重叠法（w、s）、视地层水

18、电阻率和钻井液滤液电阻率曲线重叠法等。w由感应测井计算出来，叫含水孔隙度s由声波时差测井曲线计算出来，叫有效孔隙度4、交汇图板法常用的交汇图板有电阻率-孔隙度交汇图板（Rt-）三、应用实例油田葡萄花油层四性关系图第三章 利用测井资料识别岩性在利用测井资料识别岩性中最常见的测井曲线有，密度、补偿中子、自然伽玛、能谱等。矿物名称相对密度石英2.62正长石2.57斜长石2.6-2.8黑云母2.8-3.2白云母角闪石辉石白云石2.8-2.9方解石2.6-2.8石墨2.09-2.23绿泥石2.8磁铁矿4.9-5.2黄铁矿51 辉绿岩辉绿岩测井曲线的响应值具有以下几个特征。（1）密度：曲线形态是高幅块状的

19、特点，密度在2.81-3.1g/cm3。（2）补偿中子：曲线形态呈倒箱型，值大，一般在18-27%。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线呈现倒箱型低值特征，一般在20-30API之间，当岩石向中性过渡时自然伽玛增大。（4）Pe曲线值大，曲线形态成块状，幅度较大，其值在5-7之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子（%）自然伽玛APIPe洼1051750-18102.7721-2720-30齐古152546-25613-3.120-306-7曹21380-13952.88-2.9530-404.5-5.52 玄武岩 （1）密度：曲线形态是高幅块状的特点，密度在2.60-2.80g/cm3之间。（2

20、）补偿中子：曲线形态呈倒箱型，值大，一般在10-15%。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线呈现倒箱型低值特征，一般在30-60API之间，当岩石向中性过渡时自然伽玛增大，部分可以达到65API。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛API荣631283-12912.58-2.7211.5-13.558-62大403260-32702.6-2.7512.3-1745-50茨6312163-21682.61-2.7810-1535-50小232890-29202.65-2.7513-1530-503 安山岩（次安山岩）（1）密度：变化较大，密度值在2.35-2.57g/cm3。（2）补偿中子：

21、曲线形态幅度变化大，值一般在10-16%之间。 （3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在80-160API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛API陈古13965-39702.7112100-120界古162445-24502.6010125-135东风11495-15002.5516150-185吉51000-10042.6011-13130-1504 流纹岩（1）密度：密度值在2.45-2.55g/cm3。（2）补偿中子：曲线形态平直，值低，一般在3-6%之间。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在80-130API之间。5 粗面岩（1）密度：密度值在2.5

22、5-2.65g/cm3。（2）补偿中子：曲线形态呈倒箱型，值大，一般在24-36%之间。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在40-80API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛API欧48-26-222710-27202.4-2.5524-3675-145欧48-40-242760-28002.35-2.5027-3675-135欧482750-28002.35-2.5530-3380-150欧453020-30502.4-2.5530-3675-906 煌斑岩（1）密度：密度值在2.65-2.75g/cm3。（2）补偿中子：曲线形态呈倒箱型，值低，一般在8-15。

23、（3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在40-80API之间，其中云煌岩为100-165API，斜闪煌斑岩为40-60 API之间。（4）Pe值在4-9之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛APIPe哈31-14-202621-26252.65-2.689-1240-60沈2783816-38202.66-2.788-1245-65安1012824-28272.65-2.70.2740-504-5胜112784-27902.65-2.680.24-0.27606-97 混合花岗岩（1）二长混合花岗岩A 密度：密度值在2.52-2.65g/cm3。B 补偿中子：曲线形态呈倒

24、箱型，值低，一般在0-6之间C 自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在70-270API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛APIPe齐古152910-30202.52-2.60080-2702-坨33-292425-24602.55-2.63090-135曙古1571300-13502.53080-145陈古14006-40102.5-2.6675(2) 斜长混合花岗岩A 密度：密度值在2.65-2.75g/cm3B 补偿中子：曲线形态平直，值低，一般在0-3之间。C 自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在60-120API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子

25、（%）自然伽玛APIPe胜163020-30302.65-2.76360-803.5-4安362050-21302.65-2.75360-1203兴古7-33200-32502.65-2.70450-100陈古14050-40602.55-2.75360-908 石英岩（1）密度：密度值在2.45-2.65g/cm3。（2）补偿中子：曲线平直，值比较大，一般在6-15%之间。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在70-120API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛API曙古923350-34002.5-2.65370-100曙6082010-20202.4-2.66

26、-12100-150曙6061775-18002.4-2.656-3090-150曙古992005-20502.45-2.656-1070-909 板岩（1）密度：密度值在2.55-2.65g/cm3。（2）补偿中子：曲线形态变化大，一般在3-9% 。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在80-150API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛API曙1123725-32502.5-2.63-9150-180曙1253664-36842.5-2.703-1280-175曙6062050-20752.55-2.683-945-90曙6082250-22602.651515

27、0-18010 煤（1）密度：密度值在1.30-1.50cm3。（2）补偿中子：曲线形态倒箱形，值大，一般在30-60 %之间。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化不大，值小，一般在30-55API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛API小M11464-14701.3-1.56030-45小M11220-12331.3-1.46540-50欧452040-20431.43-1.536040-55欧452109-21131.336045-5011 灰岩（1）密度：密度值2.75/cm3。（2）补偿中子：曲线形态平直，值低，一般在2-5之间。（3）自然伽玛：自然伽玛曲线幅度变化大，一般在15-45API之间。井号井段（m）密度（g/cm3）补偿中子自然伽玛API曙1033360-33802.72030