第1章电法测井-15地层倾角测井

1、 主讲教师：主讲教师： 程程 超超（讲师）（讲师） 单单 位位 ：资源与环境学院资源与环境学院一、感应测井一、感应测井二、电成像测井二、电成像测井三、套管井电阻率测井三、套管井电阻率测井 Array induction imager Fullbore micro-resistivity imager Azimuthal resistivity imagerCased hole formation resistivity Induction logging石石油油工工程程测测井井 什么是地层倾角测井什么是地层倾角测井? ? 地层的产状地层的产状 地层倾角测井仪器结构地层倾角测井仪器结构 地层倾角

2、测井的原理地层倾角测井的原理主 要 内 容 测量的信息测量的信息 输出的成果资料输出的成果资料 地层倾角测井输出的应用地层倾角测井输出的应用 重点？重点？难点难点？地层倾角测井地层倾角测井石石油油工工程程测测井井 它是通过在井中它是通过在井中测量一组曲线测量一组曲线，并根据这组曲线来确定地层层面并根据这组曲线来确定地层层面倾斜角倾斜角度（倾角）度（倾角）及及倾斜方位角（倾向）倾斜方位角（倾向）的一的一种测井方法。种测井方法。地层面的产状地层面的产状石石油油工工程程测测井井地层产状的要素地层产状的要素:石石油油工工程程测测井井走向线走向线：地层面与水平面的交线地层面与水平面的交线CD走向：走向：

3、用走向线与正北方向的夹角用走向线与正北方向的夹角（顺时针）来表示。（顺时针）来表示。石石油油工工程程测测井井倾斜线倾斜线：地层面由高到低变化最大的方向地层面由高到低变化最大的方向ABE倾向线倾向线：倾斜线倾斜线在水平面上的投影在水平面上的投影倾向：倾向：用倾向线与正北方向的夹角（用倾向线与正北方向的夹角（顺时针）来表示，也称倾斜方位角。顺时针）来表示，也称倾斜方位角。石石油油工工程程测测井井 倾角：倾角：在倾斜方向上地层面与水平面的在倾斜方向上地层面与水平面的夹角。夹角。（倾斜线和倾向线之间的夹角）（倾斜线和倾向线之间的夹角）ABEABECD走向线走向线CDCD倾斜线倾斜线AEAE倾向线倾向线

4、BEBE石石油油工工程程测测井井石石油油工工程程测测井井四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图石石油油工工程程测测井井四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图石石油油工工程程测测井井石石油油工工程程测测井井石石油油工工程程测测井井 至少要有至少要有三个以上三个以上空间点的空间点的座标座标（采用柱状坐标系（采用柱状坐标系r r、 、Z Z）。通过）。通过计计算算就可以求得地层倾角和倾斜方位角。就可以求得地层倾角和倾斜方位角。M1M4M3M2石石油油工工程程测测井井 （four resistivity curves） （two caliper curves） （three dip

5、 curves）石石油油工工程程测测井井四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图 石石油油工工程程测测井井四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图石石油油工工程程测测井井 定义定义：号极板方号极板方向的水平投影与正向的水平投影与正北方向的夹角（北方向的夹角（从从正 北 开 始 、正 北 开 始 、 顺 时顺 时针针）。）。 四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图azimuth石石油油工工程程测测井井石石油油工工程程测测井井四臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图 用用弧形电位弧形电位器器及及铅锤铅锤来确来确定井斜角。定井斜角。devi石石油油工工程程测测井井四

6、臂倾角测井仪测量原理图四臂倾角测井仪测量原理图relative bearing 用用环形电位环形电位器器及及定位摆定位摆来来确定。确定。四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图 相对方位角相对方位角 井斜角井斜角 号极板方位角号极板方位角 双井径曲线双井径曲线微电阻率曲线微电阻率曲线石石油油工工程程测测井井 （four resistivity curves） （two Caliper curves） （three dip curves）石石油油工工程程测测井井矢量图矢量图杆状图杆状图施密特图施密特图方位频率图方位频率图原始数据表原始数据表解释成果表解释成果表深度深度

7、井斜角井斜角()井径井径d13、井径、井径d241号极板的相对方位角号极板的相对方位角()1号极板的方位角号极板的方位角()4个高程个高程Z1、Z2、Z3、Z4石石油油工工程程测测井井方向方向:S29E ？解释成果表，解释成果表，P33，表，表1-3北北(N)西西(W)南南(S)东东(E) 矢量图：矢量图：蝌蚪图蝌蚪图箭头图箭头图石石油油工工程程测测井井石石油油工工程程测测井井01020307080901500 北1510 15201530西东154015501560南45在在15301530米处，地层倾角为米处，地层倾角为3030，地层倾斜方位角：，地层倾斜方位角：N45N45E E石石油油

8、工工程程测测井井 ( (green mode) )( (red mode) )( (blue mode) )矢量图颜色模式矢量图颜色模式 矢量图颜色模式矢量图颜色模式 矢量图颜色模式矢量图颜色模式 矢量图颜色模式矢量图颜色模式 难以用上述颜色模式难以用上述颜色模式勾画出来。勾画出来。断层破碎带断层破碎带、地层倒转点地层倒转点附近通常为附近通常为杂杂乱模式乱模式。 绿色模绿色模式式蓝色模式蓝色模式红色模式红色模式作用：作用：井间对比、井周构造分析井间对比、井周构造分析参考书：参考书：王曰才等王曰才等地层倾角测井地层倾角测井 石石油油工工程程测测井井倾角方向倾角方向石石油油工工程程测测井井上，用上

9、，用点子最多点子最多的倾角和倾斜方位角表示该的倾角和倾斜方位角表示该段地层的段地层的构造倾角构造倾角和和倾斜方倾斜方位角位角。石石油油工工程程测测井井在扇形格子内统计点在扇形格子内统计点数，勾画出数，勾画出等值线等值线。改进的施密特图改进的施密特图 ：改进的施密特图改进的施密特图 石石油油工工程程测测井井 与施密特图不同，与施密特图不同，方位频率图采用方位频率图采用来代表来代表点的数目，圈闭弧点的数目，圈闭弧形面积并将它涂黑。形面积并将它涂黑。 径向线段最长径向线段最长的区域指示的方位的区域指示的方位角就是要求的构造角就是要求的构造倾角和沉积倾角的倾角和沉积倾角的倾斜方位角倾斜方位角。石石油油

10、工工程程测测井井 有时候根据需要，将圈有时候根据需要，将圈闭的弧形面积涂成红色和蓝闭的弧形面积涂成红色和蓝色。色。红色表示砂岩增厚方向红色表示砂岩增厚方向，蓝色表示古水流方向。，蓝色表示古水流方向。所求方位角所求方位角石石油油工工程程测测井井 石石油油工工程程测测井井u 研究地质构造研究地质构造 根据双井径曲线来识别井眼崩落方根据双井径曲线来识别井眼崩落方位和应力方向位和应力方向依据四条微电阻率曲线特征来识别依据四条微电阻率曲线特征来识别单斜构造、褶皱、断层、不整合等单斜构造、褶皱、断层、不整合等古水流方向、岩层层理等古水流方向、岩层层理等u 识别裂缝发育带识别裂缝发育带u 进行地应力和井壁评

11、价进行地应力和井壁评价u 研究沉积环境研究沉积环境u 地层倾角测井在研究地质构造上的应用地层倾角测井在研究地质构造上的应用石石油油工工程程测测井井u 地层层面倾斜地层层面倾斜u 地层面的倾角和地层面的倾角和方位在一定区域范围方位在一定区域范围内基本上是一致。内基本上是一致。单斜构造往往是其它单斜构造往往是其它地质构造的一部分，地质构造的一部分，如褶皱构造的一翼。如褶皱构造的一翼。 石石油油工工程程测测井井石石油油工工程程测测井井u 当井没有穿过轴面当井没有穿过轴面矢量图为矢量图为绿色模式绿色模式显示显示与单斜构造相同与单斜构造相同石石油油工工程程测测井井u 但是在轴面两侧但是在轴面两侧(两翼两

12、翼)钻井，两口井的矢钻井，两口井的矢量图在同一岩层出现量图在同一岩层出现倾向相反倾向相反的绿色模式。的绿色模式。石石油油工工程程测测井井 如果井钻在背斜的顶部，测到的地层倾如果井钻在背斜的顶部，测到的地层倾角很小，倾斜方位显示角很小，倾斜方位显示杂乱杂乱。 井钻遇的次序是井钻遇的次序是缓翼一脊面一陡翼缓翼一脊面一陡翼缓冀缓冀地层中，构造倾角与倾斜方位角地层中，构造倾角与倾斜方位角基本一致，矢量图呈基本一致，矢量图呈绿色模式绿色模式。由由缓翼缓翼地层逐渐接近地层逐渐接近构造脊面构造脊面，倾角，倾角随深度增加而减小，矢量图呈随深度增加而减小，矢量图呈蓝色模式蓝色模式。在背斜脊面处倾角接近零度。在背

13、斜脊面处倾角接近零度。由背斜脊面向陡翼地层过渡时由背斜脊面向陡翼地层过渡时，倾角，倾角随深度增加而增大，倾向与上翼地层相随深度增加而增大，倾向与上翼地层相反，矢量图成反，矢量图成红色模式红色模式。在在陡翼地层陡翼地层中，倾角稳定，中，倾角稳定，倾角比缓倾角比缓翼地层大翼地层大，倾向与缓翼地层相反倾向与缓翼地层相反，矢量，矢量图呈图呈绿色模式绿色模式。石石油油工工程程测测井井矢量模式组合为：矢量模式组合为：绿一蓝一红绿一蓝一红( (反反) )一绿一绿( (反、大反、大) )石石油油工工程程测测井井u 地层倾角测井在研究沉积环境上的应用地层倾角测井在研究沉积环境上的应用石石油油工工程程测测井井 主

14、要方向代表古水流的方向，即其主要方向代表古水流的方向，即其频率图的频率图的主峰主峰指示了古水流的方向。指示了古水流的方向。 在砂岩体中，在砂岩体中，蓝色蓝色模式的矢量方向一模式的矢量方向一般都反映古水流方向般都反映古水流方向GRGRC1C1C2C2DEVIDEVIAZIAZI方位频率图方位频率图古水流方向：主体方向为古水流方向：主体方向为南西向南西向物源方向：物源方向：北东方向北东方向u 地层倾角测井识别裂缝发育带地层倾角测井识别裂缝发育带 原理：原理：由于泥浆侵入裂缝网络，裂缝由于泥浆侵入裂缝网络，裂缝表现为表现为低电阻率异常低电阻率异常。 因此，通过倾角测井仪四个互成因此，通过倾角测井仪四

15、个互成9090 贴贴井壁的极板上的电极，可分别记录高分辨井壁的极板上的电极，可分别记录高分辨率的微电阻率曲线，较为精确地探测井壁率的微电阻率曲线，较为精确地探测井壁四个方向上裂缝的位置、并计算出产状。四个方向上裂缝的位置、并计算出产状。 地层倾角测井主要识别高角度裂缝。地层倾角测井主要识别高角度裂缝。高高角度裂缝通常只在一个或对应两个极板上角度裂缝通常只在一个或对应两个极板上显示电阻率异常。显示电阻率异常。临临1818井：井：阳三阳三3 3阳阳三三2 2A A，井漏，漏失井漏，漏失泥浆泥浆90m90m2 2。为典型的低角度裂为典型的低角度裂缝。缝。2350235024032403中测中测: :产气：产气：2.232.2310104 4m m3 3。