测井方法原理与应用

1、第一部分:测井方法原理 一、测井技术发展历史概况 二、测井方法原理简介 三、测井综合解释方法一、测井技术发展历史概况 自1927年9月5日在法国诞生(由Schlumberger俩兄弟测出第一条测井曲线)至今,测井技术的发展已经历了四个阶段。第一阶段：1964年以前，模拟测井 地面系统检流计光点照相记录 测量方式单测 传 输 / 井下仪器电 阻 率-七侧向、三侧向 电 导 率-感应、深聚焦感应 声 速-连续声波 声 幅-水泥胶结 中 子-中子伽马 密 度-地层密度 地层测试-电缆地层测试 地质应用地层对比和评价第二阶段：1965年-1972年，数字测井 地面系统数字磁带记录 测量方式部分组合 传

2、 输 单向编码 井下仪器电 阻 率-双侧向、四臂地层倾角 电 导 率-双感应 声 速-补偿声波 声 幅-变密度 中 子-双源距中子 密 度-补偿地层密度 地层测试-重复式地层测试 介 电-介电测井 地质应用油气藏描述 国产SK-88数字测井仪第三阶段：1973年-1990年，数控测井 地面系统计算机控制 测量方式多参数组合 传 输 双向可控数据传输（100kbps) 井下仪器电 阻 率-微电扫描、高分辨率地层倾角 电 导 率-数字感应 声 速-长源距声波 声 幅-水泥胶结评价、井下声波电视 中 子-四探测器补偿中子 密 度-岩性密度 地层测试-重复式地层测试 介 电-电磁波传播测井 核 磁-核

3、磁测井样机 地质应用油气藏精细描述ECL-3700数控测井仪第四阶段：1990年以后，成像测井 地面系统成像测井仪 测量方式多参数阵列组合 传 输 双向可控数据传输（500kbps) 井下仪器电 阻 率-全井眼微电成像、方位电成像 电 导 率-阵列感应成像 声 速-偶极声波成像 声 幅-超声成像 中 子-加速器中子源孔隙度 密 度-岩性密度能谱 地层测试-模块化地层测试 介 电-多频多探头电磁波测井 核 磁-核磁共震测井成像 地质应用油气藏评价ECLIPS-5700成像测井仪快速平台测井系统1996年问世 1、将深、中、浅三探测电阻率和中子、密度、声波三孔隙度常规测井高度组合集成。（高效、实用

4、，在大多数井内满足地质家需要） 2、挂接各种成像测井仪器。（先进直观，解决特殊地质疑难问题）二、测井方法原理简介 1 自然电位测井（SP）1.1基本概念： SP曲线是井中移动电极和地面固定电极间电位差随深度变化的记录。 在泥岩层，SP曲线通常是接近一条直线；在渗透性地层，SP曲线偏离泥岩基线，偏离方向（左为负，右为正）和幅度，主要取决于地层水和泥浆滤液的相对矿化度，下式可清楚看出： SSP=-K*LOG（Rmf/Rw)二、测井方法原理简介 1 自然电位测井（SP）1.2 SP曲线的应用 （1）确定地层水电阻率Rw （2）确定渗透层及厚度 （3）计算泥质含量 （4）地层对比和沉积环境分析 二、测

5、井方法原理简介2 自然伽马测井（GR）2.1基本概念： GR曲线是测量的地层天然放射性射线。 在沉积岩地层中，它一般反映地层的泥质含量。因为放射性元素往往趋向于聚集在粘土和泥岩层中，而纯地层的放射性是很弱的。所以在纯地层（如砂岩）GR呈低值；在泥质层（如泥岩）GR呈相对高值。1309XAGamma Ray Logging1309XA自然伽马测井仪二、测井方法原理简介 2 自然伽马测井（GR）2.2 GR曲线的应用 (1)识别岩性 (2)划分储集层 (3)估算泥质含量 (4)地层对比 (5)校深 SH1=（GR-GRmin)/(GRmax-GRmin) SH=2*(GCUR*SH1)/(2*GC

6、UR-1) 二、测井方法原理简介3 双感应-聚焦测井（RILD/RILM/RFOC）3.1基本概念： 双感应-八侧向测井仪用来确定低到中等电导率钻井液所钻地层的电阻率。该仪器能提供一条深探测感应电阻率、一条中探测感应电阻率和一条浅探测八侧向电阻率曲线。同时可测一条自然电位曲线。径向几何因子是环型。1503 Dual Induction Logging&Laterlolog 8 1503双感应八侧向测井仪双感应八侧向测井仪二、测井方法原理简介3 双感应-八侧向测井（RILD/RILM/RFOC）3.2双感应-聚焦测井曲线应用 （1）测定地层电阻率。与所有的感应仪器一样，在低阻层中精度最高

7、。 （2）地层评价，包括油水界面。 （3）求Sw （4）地层对比。 Sw=(a*b*Rw/(* * *m)m)* *RtRt)* * *(1/n)(1/n) 二、测井方法原理简介4 双侧向-微球聚焦测井（LLD/LLS/MSFL）4.1基本概念： 双侧向微球聚焦测井也是一种组合仪器,它同时给出三条不同探测深度的电阻率曲线,在地层电阻率很高、高矿化度钻井液，它是最有价值的测井仪器。径向几何因子是聚焦线型。SCH-1 Dual LaterlologSCH-1 Dual Laterlolog SCH-1SCH-1双侧向测井仪双侧向测井仪WQ-5 Micro Spherical Focused log

8、gingWQ-5微球型聚焦测井仪微球型聚焦测井仪二、测井方法原理简介4 双侧向-微球聚焦测井（LLD/LLS/MSFL）4.2双侧向-微球聚焦测井应用 （1）直观解释储层 （2）在高阻地层以及泥浆电阻率低于或相近于地层水电阻率时，能给出可靠的电阻率值 （）确定含水饱和度二、测井方法原理简介5 补偿声波测井（AC）5.1基本概念： 补偿声波测井是测量所钻开地层的声速。补偿测量能消除恶劣井眼条件的影响。测量的传播时间可用来进行地层对比和计算地层孔隙度。 SCB511 Compensated Acoustic Velocity LoggingSCB511补偿声波测井仪补偿声波测井仪二、测井方法原理简

9、介5 补偿声波测井（AC）5.2 AC曲线的应用： （1）计算孔隙度 （2）识别岩性 （3）地层对比 （4）预测超压层ss= =（tt - tt ma)/(tt f- tt ma) 二、测井方法原理简介6 补偿密度测井（DEN）6.1基本概念： 密度测井原理是：人工放射源向地层发射中等能量的伽马射线，与地层中的电子相碰撞，发生康普顿散射，产生散射伽马，密度测井就是记录散射伽马射线。 散射伽马射线的强度取决于地层的电子密度，电子密度又与真实的地层体积密度有关，而体积密度又取决于岩石骨架密度、孔隙度和充满孔隙的流体密度。 2227 Compensated Density loggingSL2227

10、补偿密度测井仪二、测井方法原理简介6 补偿密度测井（DEN）6.2 DEN曲线的应用： （1）求孔隙度 （2）岩性解释 （3）识别天然气 dd= =（ma-bb )/(ma-f) 二、测井方法原理简介7 补偿中子测井（CN）7.1基本概念： 中子测井原理是：人工放射源向地层发射高能量（快）中子，与地层中的原子核相碰撞，发生弹性碰撞而损失能量变为热中子，热中子作无规则的扩散直到被地层中的原子核俘获，俘获中子的原子核处于强烈的激发状态，并放出高能俘获伽马射线。补偿中子测井是记录的热中子。 由于中子与氢核质量相等，二者碰撞时能量损失最大，所以热中子的数量与地层的含氢量有关，因此，在孔隙充满水或油的纯

11、地层，中子测井反映孔隙大小。 2436 Compensated Neutron loggingSL2436补偿中子测井仪补偿中子测井仪二、测井方法原理简介7 补偿中子测井（CN）7.2 CN曲线的应用： （1）求孔隙度 （2）岩性解释 （3）识别天然气 三、测井综合解释方法（一）测井解释是反演问题 油气地质所需的参数没有一个是测井能直接测量的，都是通过解释模型反演来得到，虽然测井技术已经成为公认的油气评价的关键手段，但并不意味着已经形成了固定的可以覆盖多种地质条件的分析模式。 利用测井资料分析评价油气层始终是一件带有风险性的活动，这不仅表现在测井资料指示作用与地下实际的地质本体有较大距离，需要

12、相当复杂的“破译”或还原解释过程，而且还在于地下地质原貌的复杂性和模糊性，任何人都没有完全的把握，在解释过程中获得与实际几乎一致的答案。 但是，人们可以通过认真与富有成效的综合分析途径，获得最佳的解释结果。 三、测井综合解释方法（二）测井解释要注重储层“四性”关系分析 储层的“四性”关系即电性（准确来说是测井响应特性）和岩性、物性、含油性的关系。“四性”之间既互相联系，又互相制约。 储层电性是岩性、物性和含油性的综合反应。 储层岩石颗粒大小，分选好坏，岩石的成分、结构、胶结物的含量及成分，胶结方式以及储层内部结构，直接决定储层物性的好坏，即孔隙度和渗透率的大小。 储层的含油性与储层的岩性、物性

13、密切相关。 储层的“四性”关系是制定测井解释标准的重要依据。 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 1、岩性解释 测井解释时首先用GR去找砂岩；再在砂岩里用SP、ML去找渗透层；然后参考CAL及其他曲线来综合分析岩性的纯杂程度。 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 1、岩性解释 砂岩GR低值,SP负异常,DEN中低值(小于2.65g/cm3),CN中高值。 泥岩-GR高值，SP直线，DEN低值，CN高值，AC高值。辉绿岩-GR低值，SP直线或小幅正异常，DEN高值，AC低值。 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 2、物性评价 所谓

14、物性好坏主要是指孔隙度和渗透率的大小。 测井解释中常从AC、DEN、CN、SP、ML去综合分析。 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 3、含油性评价 一般含油性好的储层岩性纯、物性好。换句话说，我们常在反映岩性的GR、SP、ML曲线与反映物性的AC、DEN、CN曲线匹配关系好的地层里，看Rt的大小变化来评价储层的含油性了。 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 3、含油性评价 用视水法快速识别油层的方法原理 首先在解释井段内找出标准水层（岩性均匀、泥质含量低、厚度足够大、完全含水），在测井显示上SP最大，GR最低，RT最低。 阿尔奇公式：F=R0/ R

15、W I=Rt/ R0 对于标准水层：RWR0/F R0 F RW 对于任意层：RWaRt/F Rt F RWa 在岩性、物性相似的层， F可认为一致，那么： I=Rt/ R0 RWa / RW 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 3、含油性评价 用视水法快速识别油层的方法原理 根据公式： I=Rt/ R0 RWa / RW 在水层： RWa= RW 则I=1 在含油层： RWa RW 则I1 一般把I25作为地层含油的一个标志。 视地层水电阻率是现代测井解释中一个重要的概念。 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 3、含油性评价 a、有水层作参照 如果

16、待评价的层与典型水层的岩性、物性、水性基本一致，那么当解释层的电阻率是水层电阻率的2倍以上，则有把握将其评价为含油层。高得越多，表明含油越饱满。 三、测井综合解释方法（三）测井评价储层要点（砂泥岩剖面） 3、含油性评价 b、没有水层作参照 在这种条件下只有纵向来比较，仔细分析测井曲线的微观变化，找出是含油性引起的测井异常处。 第二部分:测井资料应用一、苏北地区测井特征简析二、多井测井资料对比*井标准测井图*井组合测井图*井数字处理成果图*井固井质量检查图一、苏北地区测井特征简析（一）各地层组段测井曲线特征 盐城组（Ny） 盐城组地层分为两个段：即盐二段（Ny2）和盐一段（Ny1），由于埋深浅，

17、该组段地层成岩条件差，岩性疏松，砂层（岩）大套堆积沉积成体。 测井特征:电阻率和声波时差高,井径扩径严重,自然电位呈正异常。测井特征见下图。砂砂 层层泥岩泥岩一、苏北地区测井特征简析（一）各地层组段测井曲线特征 盐城组地层的测井特征与下覆的三垛组地层有显著差异，分界线清晰。 1、从自然电位和电阻率台阶看，水系发生了巨变。 2、从测井曲线形状变化可看出，盐城组大套砂层转入三垛组的砂泥岩频繁交互，电阻率和声波时差由高值到低值，自然电位由正异常到负异常。 测井特征图如下所示。（一）各地层组段测井曲线特征 三垛组（Es） 三垛组地层也分为两段，即垛二段（Es2）和垛一段（Es1），岩性为砂泥岩互层。

18、测井曲线在Es2/Es1之间无明显特征，界线难以划分，但在Es1底块砂岩之上有一区域标志层：暗黑色泥岩，测井特征表现为高电导率（低阻）、高伽马和高时差。底块砂岩结束进入戴南组。测井特征图如下所示。一、苏北地区测井特征简析一、苏北地区测井特征简析（一）各地层组段测井曲线特征 戴南组（Ed） 戴南组也分为两个段，即戴二段（ Ed2 ）和戴一段（ Ed 1）。 Ed与Es属同一沉积序列，岩性与电性特征基本相似， Ed2/ Ed 1在测井曲线上也难以划分，但在戴一段有数个高导泥岩，且底块砂岩结束进入阜四段泥岩。测井特征图如下所示。一、苏北地区测井特征简析（一）各地层组段测井曲线特征 阜宁组（Ef） 阜

19、宁组分为四个段，即阜四段（Ef4）、阜三段（ Ef3 ）、阜二段（ Ef2 ）、阜一段（ Ef1 ）。 Ef4地层岩性以泥岩为主； Ef3 Ef1地层岩性为砂泥岩互层。一、苏北地区测井特征简析 （一）各地层组段测井曲线特征 Ef3岩性组合为上砂组、中部泥岩段、下砂组，在测井曲线上显示出很明显的特点，不论是在溱潼凹陷还是在金湖凹陷都具备这一特点，很容易区分和识别。 测井特征图如下所示。一、苏北地区测井特征简析 （一）各地层组段测井曲线特征 Ef2地层在草舍油田不发育，或缺失。在金湖凹陷较发育，是主要含油储集层，其特征是顶部有一较纯的泥岩段（俗称泥脖子），上部有一段泥灰岩（俗称七尖峰），中、下部为

20、砂泥岩互层。测井特征见下图。一、苏北地区测井特征简析 （一）各地层组段测井曲线特征 Ef1地层在草舍油田、腰滩油田有揭示。 草舍油田的Ef1地层砂岩发育，由于埋藏较深，岩石压实性好，物性相对比三垛和戴南组以及阜三段变差，声波时差一般在230-250s/ms/m，测井特征图如下所示。一、苏北地区测井特征简析 （一）各地层组段测井曲线特征 腰滩油田的Ef1地层砂岩发育，钻井揭示的层位较短，阜二段底部砂泥岩薄互层结束后进入阜一段厚砂体，测井特征图如下所示。一、苏北地区测井特征简析 （一）各地层组段测井曲线特征 草舍油田的Et岩性、物性及电性特征与Ef1相近，但底块砂岩的厚度较大，声波曲线反映的物性条

21、件比Ef1 要好，测井特征图如下所示。一、苏北地区测井特征简析（二）典型油层测井分析与解释 垛一段油层大多是底水油藏，即上油下水分布。油层电阻率值一般都是水层电阻率3倍以上，油水层电阻率差异很明显，用标准水层对比法较易于识别。 这类层在试油时，由于底水推进，地层能量足，一般都易高产，缺点是在采油过程中见水也快，易被水淹。QK-12洲13北北1-31-3井井一、苏北地区测井特征简析（二）典型油层测井分析与解释 戴一段油藏类型与垛一段类似，测井对油水层识别时，只要掌握和运用最基本的解释方法，也不难解释，疑难层相对较少。 草16QK-1一、苏北地区测井特征简析（二）典型油层测井分析与解释 以上是三垛

22、戴南储集层（上构造层）典型油层测井特征图，这类储层特点是：单层厚度大、物性好，孔隙度一般在1030，渗透率一般都成百上千mD，油水纵向分异明显（油层油水同层水层）。测井AC一般在270-310s/ms/m，RtRt一般都高于一般都高于10m10m。一、苏北地区测井特征简析（二）典型油层测井分析与解释 阜宁组三段：我们以台兴油田和西边城油田的测井资料为实例来阐述该组段油气层测井解释。 台兴油田阜三段储层既有常规典型油层-“低伽马、高电阻、高时差”，如QK103井的第17层，同时也存在低阻油层，如QK122井的第11-15层。QK-103 常规油层常规油层GR一般在一般在60API左右，左右，SP

23、负异常明显，负异常明显，声波时差一般大于声波时差一般大于270s/m，电阻率大于，电阻率大于6m，这类，这类油层特征明显，一般易于识别。油层特征明显，一般易于识别。QK-122 低阻油层低阻油层GR一般在一般在80API左右，左右，SP具有明显负异常，具有明显负异常，声波时差在声波时差在270-350s/m之间，电阻率一般低于之间，电阻率一般低于6m，有，有的层甚至在的层甚至在3m左右，这类油层在解释时容易被漏失。左右，这类油层在解释时容易被漏失。 阜三段台1-台5油组呈正旋回沉积，如QK112井2739-2796米，低阻油层主要存在于正旋回沉积相带的中、上部，岩性细以及频繁的砂泥岩薄互层是该

24、区形成低阻油层的主要因素。图（a）反映随着粒度中值的减小束缚水饱和度增加，表明粒度中值是影响束缚水饱和度和形成低电阻率油层的基本因素深度RTSHPORSwirMD(m)(m)(%)(%)(%)(mm)42641.3 - 2644.02.946.1421.1248.370.0557油层62655.1 - 2656.33.014.3719.4150.380.067油层72658.9 - 2663.54.312.6419.1542.970.059油层82669.9 - 2672.74.94.5116.6840.820.0683油层92673.3 - 2676.611.952.623.3822.740

25、.0938油层102712.3 - 2713.84.883.7421.6232.760.0856油层162738.5 - 2741.05.0113.2715.2747.530.0683油层172751.7 - 2758.113.24.6621.7223.540.1113油层油层182762.6 - 2766.34.638.8517.8343.90.0822油层22330.0 - 2331.43.7314.5721.7151.70.0678油层32337.8 - 2342.04.746.724.3438.690.078油层112418.3 - 2419.32.076.7926.9251.710.

26、0535油层122424.8 - 2427.52.467.1926.9340.830.044油层油层142436.0 - 2437.93.54.3429.1634.460.0621油层油层152438.9 - 2440.42.2313.5824.7952.280.043油层油层162445.2 - 2446.94.299.4923.5242.260.0503油层202468.7 - 2471.23.289.7324.7644.180.0583油层232486.0 - 2487.32.366.9326.3844.790.0451油层QK-103QK-122表2-1 砂岩粒度中值、束缚水饱和度和电

27、阻率分析数据表井名层号结论试油结论 下图是台兴油田（台南构造）第一口油气突破井苏东217井。 1、对水性认识： 2、油层识别： 大段看水性（宏观把握）,小段看岩性（微观分析）上砂组下砂组 为了说明测井解释对曲线综合分析及曲线形态匹配变化（微观分析）的重要性，我们以吉1井和苏都290井为例来分析（从电性特征来分析岩性、物性及含油性）。吉1井阜一段苏都290井阜一段一、苏北地区测井特征简析（二）典型油层测井分析与解释 边城油田的主要含油层位也在阜宁组三段，该油田阜三段上、下砂组都有油层出现，上、下砂组水的矿化度有反转现象，即下砂组水矿化度低于上砂组。因此，我们在判别下砂组油层时，设置的电性标准要高

28、于上砂组。 在岩性、物性都较好前提下，上砂组油层电阻率要大于3m3m，下砂组油层电阻率要大于6m6m。边7上砂组：测试为油层边8上砂组：测试为油层边5B下砂组：测试为油层边4下砂组：测试为油层边4下砂组：测试为水层边8下砂组：测试为低产层一、苏北地区测井特征简析（二）典型油层测井分析与解释 边城油田刚发现时，在没有试水资料的情况下，我们通过分析测井资料推测上、下砂组水性的反转现象，因为测井解释很需要水资料。后来油田开发逐渐有水分析资料，印证了推测的结论。大家可以来仔细注意上、下砂组中泥岩的电阻率变化。试油为油层北北1-3井井北北1-9井井一、苏北地区测井特征简析（二）典型油层测井分析与解释 阜

29、宁组二段：目前阜二段储层含油主要出现在金湖凹陷。我们以金南油田测井资料为例来描述油气层的测井特征。（二）典型油层测井分析与解释 该区阜二段砂岩储层的电阻率普遍呈相对高值，这与胶结物灰质含量高、岩性致密有关。测井和试油都已证明储层属低孔低渗特点，而且水层不发育，流体靠自身弹性驱动，因而该区的油层大多需要人工改造才能获得较好的产能。一、苏北地区测井特征简析JK5井油层测井典型特征综合图 JK2井储层测井典型特征综合图SJ265井测井典型特征综合图 有效产层的物性下限值金湖油田阜二段储层的物性是评价含油性的关键指标。金湖油田阜二段有效储层的孔隙度主要分布在8-14%，其相应的声波时差在220-250

30、s/m之间。在这样的物性条件下，只要电阻率在8m以上，都可能产出油,并且当时差达到245s/m以上会有自然产能，在220-245s/m之间一般需压裂改造克获得产能。有效产层的物性下限值有效产层的物性下限值SJ216井的13-16层合试为油层，孔隙度的下限值定为8%(声波时差下限值是220s/m)。二、多井测井资料进行地层对比 1、地层对比输入曲线 2、对比方法 3、应用实例二、多井测井资料进行地层对比 1、地层对比输入曲线 在利用测井资料进行地层对比时，一般用自然伽马（GR）、自然电位（SP）、补偿声波（AC）、感应电导率（CILD）。二、多井测井资料进行地层对比 2、对比方法 因为测井曲线是

31、随井的深度而连续，并且是地层岩性变化的响应，在相同沉积环境中的相同岩性在测井曲线上会有相似的响应特征，所以对比的方法是采用曲线相关对比。 与油水层解释不同的是，地层对比看重的是曲线的形态，对测井数值要求没那么高了。 2、对比方法 一般大层对比，如地层组段、砂组砂体等，使用测井图件的比例尺用1：500；进行小层对比就要用1：200测井图。 对比的原则是先易后难，层序渐进。 对比的顺序自上而下，或自下而上，或由中间向两边扩展，或由两边向中间内敛，直至达到合理可靠结果。二、多井测井资料进行地层对比 3、应用实例 （1）边城构造多井测井资料地层对比 二、多井测井资料进行地层对比 边边1 1井井边边2 2井井段（上砂组）小层对比段（上砂组）小层对比边1井边2井 段（下砂组）小层对比段（