第十章测井资料储集层评价基础

1、 测井资料综合解释就是按照预定地质任务，测井资料综合解释就是按照预定地质任务，用计算机对测井资料进行自动处理，并综合地用计算机对测井资料进行自动处理，并综合地质、录井和开发资料进行综合分析解释，以解质、录井和开发资料进行综合分析解释，以解决地层划分、油气储集层评价、有用矿藏评价决地层划分、油气储集层评价、有用矿藏评价及其勘探开发中的其他地质与工程技术问题，及其勘探开发中的其他地质与工程技术问题，并以图形或数据形式直观显示解释结果并以图形或数据形式直观显示解释结果一、概念一、概念 储集层：能够存储和渗透流体的岩层。储集层：能够存储和渗透流体的岩层。 能够储存石油和天然气的岩石必须具备两个条件：能

2、够储存石油和天然气的岩石必须具备两个条件： 一是具有储存油气的孔隙、孔洞和裂缝（隙）等空间场所；一是具有储存油气的孔隙、孔洞和裂缝（隙）等空间场所； 二是孔隙、孔洞和裂缝（隙）之间必须相互连同，在一定压二是孔隙、孔洞和裂缝（隙）之间必须相互连同，在一定压差下能够形成油气流动的通道。差下能够形成油气流动的通道。 岩石具有由各种孔隙、孔洞和裂缝（隙）形成的流体储存空间岩石具有由各种孔隙、孔洞和裂缝（隙）形成的流体储存空间的性质称为孔隙性；而它在一定压差下允许流体在岩石中渗流的性的性质称为孔隙性；而它在一定压差下允许流体在岩石中渗流的性质称为渗透性。质称为渗透性。 孔隙性和渗透性是储集层必须同时具备

3、的两个最基本的性质，孔隙性和渗透性是储集层必须同时具备的两个最基本的性质，这两者合称为储集层的储油物性。储集层是形成油气层的基本条件，这两者合称为储集层的储油物性。储集层是形成油气层的基本条件，因而是应用测井资料进行地层评价和油气分析的基本对象。因而是应用测井资料进行地层评价和油气分析的基本对象。 一、分类一、分类 地质上按成因和岩性把储集层划分为三类：地质上按成因和岩性把储集层划分为三类： 1 1、碎屑岩储集层（砾岩、砂岩、粉砂岩）、碎屑岩储集层（砾岩、砂岩、粉砂岩） 储集空间以原生孔隙为主（粒间孔隙），储层上下围岩一般储集空间以原生孔隙为主（粒间孔隙），储层上下围岩一般为泥岩，因此成为砂泥

4、岩剖面。为泥岩，因此成为砂泥岩剖面。 2 2、碳酸盐岩储集层、碳酸盐岩储集层 以次生孔隙为主以次生孔隙为主 3 3、其它岩类储集层（膏泥岩、火山岩）、其它岩类储集层（膏泥岩、火山岩） 1 1、碎屑岩储集层、碎屑岩储集层 碎屑岩储集层为陆源碎屑岩，碎屑岩储集层为陆源碎屑岩，砂岩、粉砂岩、砾岩 世界上世界上40%油气储集在此类岩石中，中国中新生代含油气油气储集在此类岩石中，中国中新生代含油气盆地中广泛分布，且多是此类型储集层。在剖面中，碎屑岩储盆地中广泛分布，且多是此类型储集层。在剖面中，碎屑岩储集层的上下一般以泥岩作为隔层，故在井剖面中常是砂泥岩交集层的上下一般以泥岩作为隔层，故在井剖面中常是砂

5、泥岩交替，其储与非储之间岩性不同。替，其储与非储之间岩性不同。 碎屑岩储集层的岩石组成为岩石碎屑、矿物碎屑、胶结物碎屑岩储集层的岩石组成为岩石碎屑、矿物碎屑、胶结物(泥质、灰质、硅质、铁质泥质、灰质、硅质、铁质)、孔隙空间组成。决定碎屑岩岩性、孔隙空间组成。决定碎屑岩岩性特征的主要因素是碎屑成分和颗粒大小，并以它们作为碎屑岩特征的主要因素是碎屑成分和颗粒大小，并以它们作为碎屑岩分类和命名依据。分类和命名依据。 （1）矿物成分）矿物成分 目前已发现的碎屑矿物约有目前已发现的碎屑矿物约有160种，最常见的种，最常见的20种。但在种。但在一种碎屑岩中，其主要碎屑矿物通常只有一种碎屑岩中，其主要碎屑矿

6、物通常只有3-5种，常见的碎屑种，常见的碎屑矿物主要有石英、长石、云母和粘土以及重矿物。石英是分布矿物主要有石英、长石、云母和粘土以及重矿物。石英是分布最广、含量最多的一种碎屑矿物。长石在碎屑岩中含量次于石最广、含量最多的一种碎屑矿物。长石在碎屑岩中含量次于石英，白云母和黑云母的碎屑颗粒也是砂岩中常见的次要组分。英，白云母和黑云母的碎屑颗粒也是砂岩中常见的次要组分。白云母多分布在粉砂岩和细砂岩中；而黑云母常砾岩或杂砂岩白云母多分布在粉砂岩和细砂岩中；而黑云母常砾岩或杂砂岩中。碎屑岩密度大于中。碎屑岩密度大于2.86g/cm3的矿物称为重矿物。重矿物种的矿物称为重矿物。重矿物种类很多，包括辉石、

7、角闪石、磁铁矿、重晶石、锆石、电气石、类很多，包括辉石、角闪石、磁铁矿、重晶石、锆石、电气石、等。岩石碎屑是母岩经机械破碎形成的岩石碎块。一般由两种等。岩石碎屑是母岩经机械破碎形成的岩石碎块。一般由两种以上矿物集合体组成，保留着母岩的结构特点，岩屑是判断母以上矿物集合体组成，保留着母岩的结构特点，岩屑是判断母岩成分及沉积来源的重要标志。岩成分及沉积来源的重要标志。 （2）碎屑颗粒的粒度）碎屑颗粒的粒度 粒度是指颗粒大小，用粒径表示，它是碎屑颗粒最主要的粒度是指颗粒大小，用粒径表示，它是碎屑颗粒最主要的结构，直接决定着碎屑的分类命名。根据粒度大小将碎屑分成结构，直接决定着碎屑的分类命名。根据粒度

8、大小将碎屑分成砾、砂、粉砂三类。砾、砂、粉砂三类。 碎屑颗粒分选性是指颗粒大小的均匀程度。按碎屑岩中主碎屑颗粒分选性是指颗粒大小的均匀程度。按碎屑岩中主要粒度的含量可将分选性划分为好、中、差三等。主要粒度含要粒度的含量可将分选性划分为好、中、差三等。主要粒度含量量75%为好，含量在为好，含量在50%70%为中，含量为中，含量SwbSwSwb；SoSorSoSor；油水通；油水通常介于两者之间常介于两者之间3 3、饱和度、饱和度 储油层的各个部分均含有束缚水。储油层的各个部分均含有束缚水。 在含油在含油( (气气) )部分，油部分，油( (气气) )与束缚水共存；与束缚水共存； 在含水部分，可动

9、水与束缚水共存；在含水部分，可动水与束缚水共存； 在油在油气过渡带，油、气与束缚水三相共存。气过渡带，油、气与束缚水三相共存。 在储集层含油性评价中，束缚水饱和度饱和度是一个重要的在储集层含油性评价中，束缚水饱和度饱和度是一个重要的概念。一般认为，储集层最初都是概念。一般认为，储集层最初都是100%100%含地层水的，油气是后含地层水的，油气是后来由生油层系经运移进入储集层并挤出一部分地层水，最后在来由生油层系经运移进入储集层并挤出一部分地层水，最后在一定的保存条件下，油气与残留地层水即难以自由流动的束缚一定的保存条件下，油气与残留地层水即难以自由流动的束缚水共处于储集层孔隙中。水共处于储集层

10、孔隙中。3 3、饱和度、饱和度 理论和实践均证明，储集层的束缚水含量取决于它的岩性。理论和实践均证明，储集层的束缚水含量取决于它的岩性。地层的泥质含量越多，岩石颗粒越细、孔隙吼道越窄，其束缚地层的泥质含量越多，岩石颗粒越细、孔隙吼道越窄，其束缚水饱和度越大。因此，不同岩性的储集层，它们的油、水层饱水饱和度越大。因此，不同岩性的储集层，它们的油、水层饱和度界限也是不同的。为了准确评价储集层的含油性，往往需和度界限也是不同的。为了准确评价储集层的含油性，往往需要将地层水的含水饱和度要将地层水的含水饱和度SwSw与束缚水饱和度与束缚水饱和度SwbSwb进行比较。当进行比较。当SwSw小，且小，且Sw

11、 SwbSw Swb时，即只含束缚水时为油时，即只含束缚水时为油( (气气) )层；反之，当层；反之，当SwSw很高。且很高。且SwSwSwbSwb时为水层；界于这两者之间的则为油水同层。时为水层；界于这两者之间的则为油水同层。 储集层中的束缚水饱和度一般在储集层中的束缚水饱和度一般在20205050，SwbSwb低于低于1010的情况很少。但当油气聚集在天然裂缝或洞穴中时，的情况很少。但当油气聚集在天然裂缝或洞穴中时，SwbSwb值很低。值很低。 储集层中的束缚水含量直接影响着油气的最终采收率，对储集层中的束缚水含量直接影响着油气的最终采收率，对油层的电阻率也有重要的影响。低电阻率油气层在很

12、多情况下油层的电阻率也有重要的影响。低电阻率油气层在很多情况下就是束缚水的含量过高造成的。研究束缚水的影响是当前电阻就是束缚水的含量过高造成的。研究束缚水的影响是当前电阻率测井资料解释的重要课题之一。率测井资料解释的重要课题之一。 4 4 储集层的厚度储集层的厚度 通常用岩性变化或孔隙度、渗透率的显著变化来划分储集通常用岩性变化或孔隙度、渗透率的显著变化来划分储集层的界面。层的界面。 储集层顶底界面之间的厚度即为储集层的厚度。储集层顶底界面之间的厚度即为储集层的厚度。 有效厚度有效厚度：在油气储量计算中，要用油气层有效厚度，它：在油气储量计算中，要用油气层有效厚度，它是指在目前经济技术条件下能

13、够产出工业性油气流的油气层实是指在目前经济技术条件下能够产出工业性油气流的油气层实际厚度，即符合油气层标准的储集层厚度扣除不合标准的夹层际厚度，即符合油气层标准的储集层厚度扣除不合标准的夹层( (如泥质夹层或致密夹层如泥质夹层或致密夹层) )剩下的厚度。剩下的厚度。 目前，常用自然电位、自然伽马、微电极系以及井径曲线目前，常用自然电位、自然伽马、微电极系以及井径曲线来确定储层的有效厚度。来确定储层的有效厚度。 在油气探勘开发中储集层被进一步划分为油气层、水层、干在油气探勘开发中储集层被进一步划分为油气层、水层、干层等。在测井地质评价中，根据试油结果把测井解释结论划分层等。在测井地质评价中，根据

14、试油结果把测井解释结论划分为六种（不同油田的划分界限可能略有出入）为六种（不同油田的划分界限可能略有出入） 油层：产油，不含水或含水小于油层：产油，不含水或含水小于10%10%； 气层：产气，不含水或含水小于气层：产气，不含水或含水小于10%10%包括以产气为主又同时包括以产气为主又同时产油。产油。 油水同层：油水同出，含水油水同层：油水同出，含水10-90%10-90%； 水水 层：完全出水，有时也把含油水层归入水层；层：完全出水，有时也把含油水层归入水层； 干干 层：按一定的求产制度求得的日产液量小于层：按一定的求产制度求得的日产液量小于1 1方，其含水方，其含水 小于小于0.50.5吨吨

15、 在测井定性解释中，粗略的将含水饱和度小于在测井定性解释中，粗略的将含水饱和度小于50%50%的储集层定的储集层定为油气层，为油气层，50-70%50-70%之间定义为油水同层；大于之间定义为油水同层；大于70%70%的储集层定为的储集层定为水层，不同油田定义会有较大差异。这主要取决于束缚水饱和水层，不同油田定义会有较大差异。这主要取决于束缚水饱和度的高低和油水相对渗透率的曲线。度的高低和油水相对渗透率的曲线。 1 1、储集层的油水相对渗透率分析、储集层的油水相对渗透率分析 2 2、储集层的侵入特征分析、储集层的侵入特征分析 3 3、储集层中油气水分布规律分析、储集层中油气水分布规律分析 束缚

16、水饱和度束缚水饱和度Swb越大，残余油饱和度越大，残余油饱和度Sor较小，油层含油饱和度下限选取小一些较小，油层含油饱和度下限选取小一些束缚水饱和度束缚水饱和度Swb越小，残余油饱和度越小，残余油饱和度Sor较大，油层含油饱和度下限选取大一些较大，油层含油饱和度下限选取大一些 油气水层并不是孤立存在的，受油田构造和地层岩性等因素的制约。在油气水层并不是孤立存在的，受油田构造和地层岩性等因素的制约。在有生油条件的情况下，油气聚集受构造条件的控制，例如一个背斜油气藏，有生油条件的情况下，油气聚集受构造条件的控制，例如一个背斜油气藏，由于油、气水、按比重大小发生重力分异作用，在有泥岩或其他非渗透层由

17、于油、气水、按比重大小发生重力分异作用，在有泥岩或其他非渗透层作为盖层的背斜构造形成气顶、纯油带、泊水过渡带和底水几部分，而与作为盖层的背斜构造形成气顶、纯油带、泊水过渡带和底水几部分，而与之相连的向斜构造都是水层。因此之相连的向斜构造都是水层。因此A井中井中M层各部分渗透性都很好，但层各部分渗透性都很好，但A井井是水层。是水层。B井油气水都有，井油气水都有，C井只有油和水，如果井只有油和水，如果B井井M层的储集性质局部层的储集性质局部变差，虽然它处在有利部位，也可能不含油气变差，虽然它处在有利部位，也可能不含油气3、油气水分布规律分析、油气水分布规律分析裸眼井裸眼井：充满泥浆：充满泥浆的井眼

18、的井眼 泥饼泥饼 冲洗带冲洗带（100%钻井液）钻井液） 过渡带（过渡带（100%-0钻钻井液）原状地层井液）原状地层（未收侵入）（未收侵入）套管井套管井：套管：套管 水泥水泥环环 原装地层原装地层一、定性划分岩性一、定性划分岩性 定性划分岩性是利用测井曲线形态特征和测井曲线值相对定性划分岩性是利用测井曲线形态特征和测井曲线值相对大小，从长期生产实践中积累起来的划分岩性的规律性认识。大小，从长期生产实践中积累起来的划分岩性的规律性认识。 解释人员首先要掌握岩性区域地质特点，如井剖面岩性特解释人员首先要掌握岩性区域地质特点，如井剖面岩性特征、基本岩性特征、特殊岩性特征、层系和岩性组合特征及标征、

19、基本岩性特征、特殊岩性特征、层系和岩性组合特征及标准层特征等。其次，要通过钻井取心和岩屑录井资料与测井资准层特征等。其次，要通过钻井取心和岩屑录井资料与测井资料作对比分析，总结出用测井资料划分岩性的地区规律。料作对比分析，总结出用测井资料划分岩性的地区规律。 例如在淡水泥浆砂泥岩剖面，目前的测井方法中微电极、例如在淡水泥浆砂泥岩剖面，目前的测井方法中微电极、自然电位、密度测井、中子测井以及自然伽马测井曲线是划分自然电位、密度测井、中子测井以及自然伽马测井曲线是划分岩性的主要方法。岩性的主要方法。 而在盐水泥浆砂泥岩剖面中，自然伽马和中子伽马变得非而在盐水泥浆砂泥岩剖面中，自然伽马和中子伽马变得

20、非常有用，电阻率和井径也可作一般参考常有用，电阻率和井径也可作一般参考。 例如对淡水泥浆钻的井内例如对淡水泥浆钻的井内，地层剖面由砂岩、粉砂岩、煤层和泥，地层剖面由砂岩、粉砂岩、煤层和泥岩四种岩石组成。如果测井资料有自然电位、自然伽马、微电极、密岩四种岩石组成。如果测井资料有自然电位、自然伽马、微电极、密度和电阻率曲线，则可按下列步骤区分它们：度和电阻率曲线，则可按下列步骤区分它们： 用自然电位和微电极测井曲线把渗透层和非透层区分开：砂岩用自然电位和微电极测井曲线把渗透层和非透层区分开：砂岩和粉砂岩的自然电位有明显负异常，微电极有正幅度差，而煤层和泥和粉砂岩的自然电位有明显负异常，微电极有正幅

21、度差，而煤层和泥岩自然电位无异常，微电极无幅度差。岩自然电位无异常，微电极无幅度差。 利用自然电位、自然伽马和微电极测井曲线区分砂岩和粉砂岩：利用自然电位、自然伽马和微电极测井曲线区分砂岩和粉砂岩：砂岩的自然电位、自然伽马测井曲线的异常幅度大于粉砂岩的曲线异砂岩的自然电位、自然伽马测井曲线的异常幅度大于粉砂岩的曲线异常幅度，在微电极测井曲线砂岩异常幅度差大于粉砂岩异常幅度常幅度，在微电极测井曲线砂岩异常幅度差大于粉砂岩异常幅度差。差。 利用电阻率和密度曲线可区分泥岩和煤层，煤层为高阻，泥岩利用电阻率和密度曲线可区分泥岩和煤层，煤层为高阻，泥岩为低阻；泥岩密度测井值较高而煤层密度测井值在剖面上看

22、则很为低阻；泥岩密度测井值较高而煤层密度测井值在剖面上看则很低。低。 主要岩石的测井特征 岩性 自然电位 自然伽马 微电极 电阻率 井径 声波时差 泥岩 泥岩基线 高值 低、平值 低、平值 大于钻头直径 大于 300 页岩 近于泥岩基线 高值 低、平值 低、平值较泥岩高 大于钻头直径 大于 300 粉砂岩 明显异常 中等值 中等正幅度差异 低于砂岩 小于钻头直径 260-400 砂岩 明显异常 低值 明显正幅度差异 中等到高，致密砂岩高 小于钻头直径 250-380 煤层 异常不明显 低值 无幅度差异 高阻 接近钻头直径 350-450 2 2 储集层的划分储集层的划分 碎屑岩剖面中的储集层，

23、主要是砂岩、粉砂岩以及少数砾碎屑岩剖面中的储集层，主要是砂岩、粉砂岩以及少数砾岩。通常，在储集层的上下围岩都是厚度较大而稳定的泥岩隔岩。通常，在储集层的上下围岩都是厚度较大而稳定的泥岩隔层。这类储集层在测井资料上具有相当明显的特征标志，以目层。这类储集层在测井资料上具有相当明显的特征标志，以目前所采用的测井系列，可准确地将渗透层划分出来。比较有效前所采用的测井系列，可准确地将渗透层划分出来。比较有效而 常 用 的 测 井 资 料 是 自 然 电 位 （ 或 自 然 伽 马 ） 、 微而 常 用 的 测 井 资 料 是 自 然 电 位 （ 或 自 然 伽 马 ） 、 微电极和井径等测井曲线。电极和井径等测井曲线。 一般先用一般先用SPSP（GRGR）曲线，）曲线，MLML曲线及井径曲线确定渗透层位置曲线及井径曲线确定渗透层位置后，再用后，再用MLML曲线准确确定渗透层上、下界面，除了微电极外感曲线准确确定渗透层上、下界面，除了微电极外感应测井或双侧向测井曲线与微球聚焦测井曲线重叠在一起，也应测井或双侧向测井曲线与微球聚焦测井曲线重叠在一起，也能很好