地球物理课程设计报告样本(共11页)

1、地球物理测井课程设计指导老师专业地质学班级姓名学号一、课程(kchng)设计(shj)目的：通过对地球物理测井基本理论与方法(fngf)的学习，对某实际测井资料进行岩性划分与评价、储层识别、物性评价及含油气性评价。获得常规测井资料分析的一般方法，目的是巩固课堂所学的的理论知识，加深对测井解释方法的理解，会用所学程序设计语言完成设计题目的程序编写，利用现有绘图软件完成数据成图，对所得结果做分析研究。二、课程设计的主要内容: 1运用所学的测井知识识别某油田裸眼井和套管井实际测井资料。 2使用井径、自然伽马和自然电位划分砂泥岩井段划分渗透层和非渗透层。3根据密度、声波和中子孔隙度测井的特点，在渗透层

2、应用三孔隙度测井曲线求出储层的平均孔隙度。4根据划分出的渗透层，读出裸眼井和生产井储层电阻率值。5根据阿尔奇公式计算裸眼井原始含油饱和度和剩余油饱和度。6根据开发过程中含油饱和度的变化，确定储层含油性的变化，并判断该储层的性质。三、基本原理： （一）岩性划分 岩性是指岩石的性质类型等，包括细砂岩、粉砂岩、粗砂岩等，同时还包括碎屑成分、填隙物、粒间孔发育、颗粒分选、颗粒磨圆度、接触关系、胶结类型等方面。通过划分岩性和分析岩心资料总结岩性规律，其研究主要依据岩心资料，地质资料和测井资料等。通过分析取心井的岩心资料和地质资料以及测井曲线的响应特征来识别岩性，并建立在取心井上的泥质含量预测解释模型。一

3、般常用岩性测井系列的自然伽马GR、自然电位SP、井径CAL曲线来识别岩性。 1 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。首先掌握岩性区域地质的特点，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。表1为砂泥岩剖面上主要岩石测井特征。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

4、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(CwCmf)低值明显正幅度差异中等到高，致密砂岩高小于钻头直径250-450(幅度较为稳定)煤层 异常不明显低值无幅度差异高阻接近钻头直径350-450 主要岩石(ynsh)测井特征例如对淡水泥浆井，地层剖面由砂岩、粉砂岩、煤层和泥岩四种岩石组成。如果(rgu)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：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(sh yn)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

5、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。 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则很低。（2）定量评价储集层的岩性评价的定量解释主要是指确定储集层岩石所属的岩石类别，计算岩石主要矿物成分的含量和泥质含量，还可以进一步确定泥质在岩石中分布的形式和粘土矿物的成分。在定量计算方面主要是计算泥质含量和粘土含量。泥质含量是指岩石中颗粒很细的细粉砂(小于0.1mm)与湿粘土的体积占岩石体积的百分数，用符号Vsh表示；当需要把泥质

6、区分为细粉砂和湿粘土时，则要计算岩石的粘土含量，它表示岩石中湿粘土的体积占岩石体积的百分数，用符号Vclay表示。目前，测井方法都是基于对地层矿物分布的测量来间接反映地层泥质含量，而不是对泥质含量进行直接测量，所以必须选择最能反映地层泥质含量的测井响应来建立测井解释模型。通常泥质含量的求取方法主要有自然伽马法和自然电位法，此外，还可应用自然伽马能谱、电阻率以及孔隙度测井（声波、密度、中子）交会法。 自然伽马确定泥质含量除钾盐层外，沉积岩放射性的强弱与岩石中含泥质的多少有密切的关系。岩石含泥质越多，自然放射性就越强。一般常用的经验方程如下：Vsh EQ F(GCURGR - 1, GCUR -

7、1) GR EQ F(GR - GRmin, GRmax- GRmin) 式中Vsh为地层泥质含量；GR为自然伽马相对值;GR为自然伽马测井读数；GRmin为目的层段自然伽马测井读数最小值，即纯砂岩层段的自然伽马测井读数；GRmax为目的层段自然伽马测井读数最大值，即纯泥岩层段的自然伽马测井读数；GCUR为经验系数，与底层的地质时代有关，可按地层时代在较广泛的地区由岩心分析资料求得。通常，对第三纪地层GCUR=3.7，老地层GCUR=2.0。自然电位(din wi)确定泥质含量 从自然电位测井的基本理论可知，自然电位异常与地层中泥质含量有密切(mqi)的关系，而且随着砂岩地层中泥质含量的增加，

8、自然电位异常幅度会随之减少，故可以利用自然电位测井曲线定量计算地层的泥质含量。一般(ybn)常用的经验方程如下：Vsh EQ F(GCURSP - 1, GCUR - 1) SP = ( SP-SBL-SSP )/SSP式中Vsh为地层泥质含量；SP为自然电位相对值；SP为自然电位测井读数；SSP为目的层段自然电位异常幅度，即纯砂岩层段与泥岩基线之间的的自然电位测井差值；SBL为目的层段自然电位测井读数最大值，即纯泥岩层段的自然电位测井读数泥岩基线；GCUR为经验系数。此外，自然伽马能谱、中子、电阻率测井曲线具有同自然伽马和自然电位曲线相似的变化特征，因此，也能在很大程度上指示泥质含量的变化。

9、（二）物性评价 物性是指是指岩石的物理性质，主要包括孔隙度、渗透率等方面。其资料包括地质资料、岩心资料和测井资料等。通过研究取心井的地质资料、岩心资料，查看测井曲线的响应特征，并通过前面的岩性分析来判断物性的好坏，总结出孔隙度的规律和渗透率的大小，并建立在取心井上的孔隙度、渗透率的密度的预测解释模型。一般常用孔隙度测井曲线来判断物性，包括声波时差AC、密度测井DEN，中子测井CNL等。储层物性反映的是储层质量的好坏，决定了油区的丰度和储量。应用测井资料对储层物性评价，主要是通过储层的有效孔隙度、绝对渗透率、有效渗透率、孔渗关系等进行储层的评价分类。测井计算反映储层物性的参数主要有孔隙度、渗透率

10、、泥质含量以及粒度中值，甚至颗粒分选系数等，显然储层孔隙度高、渗透率大、泥质含量低、粒度大而均匀则储层物性好，相反，储层孔隙度低、渗透率小、泥质含量高、粒度细或颗粒不均匀则储层物性差。 1. 孔隙度孔隙度是反映储层物性的重要参数，也是储量、产能计算及测井解释不可缺少的参数之一。目前，用测井资料求取储层孔隙度的方法已经比较成熟，精度完全可以满足油气储量计算和建立油藏地质模型的需要。声波、密度、中子三孔隙度测井的应用及体积模型的提出，给测井信息与地层的孔隙度之间搭起了一个有效而简便的桥梁(qioling)。这三种测井方法是相应于地层三种不同的物理特性，并从三种不同角度上提供了地层孔隙度信息。经验表

11、明，三孔隙度的测井系列(xli)对于高-中-低孔隙度的地层剖面，以及不同的储层类型，一般(ybn)都具有较强的求解能力，并能较好地提供满足于地质分析要求的地层孔隙度数据。为便于查看和对比，把常用的声波、密度、中子测井计算孔隙度的公式归纳于表2。 常用的计算孔隙度公式从表中和前面的分析可知，残余油气特别是气层对声波、密度以及中子测井计算的孔隙度影响是不同的。在气层上，由于密度测井读数与含水地层相比偏低，因而在不考虑孔隙中流体性质的情况下，计算孔隙度偏高；而对中子测井而言，由于气体的含氢指数小于标准水层的含氢指数，因而计算孔隙度比实际孔隙度偏低。为此，在测井解释中，经常采用孔隙度测井在气层上的这一

12、特点，来判断气层。1. 渗透率渗透率是评价油气储层性质和生产能力的又一个重要参数。由于受岩石颗粒粗细、孔隙弯曲度、孔喉半径、流体性质、粘土分布形式等诸多因素影响，使测井响应与渗透率关系非常复杂，各影响因素之间尚无精确的理论关系，所以只能估计渗透率。目前，国内外已经发展了多种估算渗透率的解释方法，主要包括以下几种方法:用电阻率估计渗透率根据实验资料知道，渗透率有如下关系式：K EQ F(3, f T2S2) 其中K为渗透率；为孔隙度；f是孔隙管道截面形状有关的参数，等于2 3；T为孔隙管道曲率；S为岩石比表面积，即单位体积岩石中的颗粒表面积总和。从上式可以看出，岩石的颗粒越细，则岩石比面就越大，

13、孔隙管道曲率就越大，因而渗透率就越小。另外，在过渡带以上(yshng)的油层中，地层的电阻率主要取决于束缚水饱和度，而束缚水饱和度又与岩石(ynsh)比面有关。比面愈大，束缚水饱和度越大，则渗透率愈底，而束缚水饱和度愈大，电阻率就愈小，此即为电阻率求渗透率的地质依据。由于渗透率与电阻率之间的关系复杂，因而各个地区都根据该地区的岩心(ynxn)测井资料来作出电阻率与渗透率的相关关系，其经验公式的一般形式为：K = CRtd式中，系数C和指数d按区域及层位统计确定。 在确立了这种统计关系后，即可根据电测资料的地层真电阻率确定储层渗透率。用孔隙度和束缚水饱和度确定渗透率;用孔隙度和粒度中值确定渗透率

14、地区性经验公式.（三）含油气性评价 储集层的含油性是指岩层孔隙中是否含油气以及油气含量大小。地质上对岩心含油级别的描述分为饱含油、含油、微含油、油斑及油迹，其含油性依次降低。应用测井资料可对储集层的含油性作定性判断，更多的是通过定量计算饱和度参数来评价储集层的含油性。 通常计算的饱和度参数有：地层含水饱和度Sw，束缚水饱和度Swb，可动水饱和度Swm；含油气饱和度Sh或含油饱和度So，含气饱和度Sg，残余油饱和度Sor，可动油饱和度Som以及冲洗带可动油体积Vom=Som和残余油体积Vor=Sor。应用这些参数来评价储集层的含油性。1定性的判断油、气、水层三者都存在于储集层中，它们测井上都具有

15、储集层测井曲线特征：水层：自然电位负异常，幅值偏大，电阻率低值，径向电阻率梯度显示增阻侵入(淡水泥浆)的特点。油层：自然电位负异常，幅值偏小，自然伽马能谱中铀U为高值，电阻率高，径向电阻率梯度显示减阻侵入特点，声波曲线中t变大，密度测井测Pb变小，中子测CNL孔隙度变小。气层：除具与油层相同特征外，尚具t明显变大或“周波跳跃”，Pb明显变小，DEN-CNL重叠图中镜像特征，中子伽马高值，等效弹性模量明显变小等特点，一般测井曲线中具“三高一低”特点。 2. 定量评价 评价油气层是测井资料综合解释的核心。而含水饱和度又是划分油、水层的主要标志，所以含水饱和度是最重要的储集层参数。确定含水饱和度的基

16、本方法，通常是以电阻率测井为基础的阿尔奇（Archie）公式：,其中(qzhng)Sw为含水(hn shu)饱和度；a为与岩性有关(yugun)的比例系数，一般为0.61.5；m为岩石胶结指数，常取2左右；b为与岩性有关的常数，常取1；n为饱和度指数，常取2；Rw为地层水电阻率；Rt为地层含油时的电阻率；为岩石孔隙度。虽然阿尔奇公式本来是对具有粒间孔隙的纯地层得出的，但实际上，它们可用于绝大多数常见储集层。在目前常用的测井解释关系式中，只有阿尔奇公式最具有综合性质，它是连接孔隙度测井和电阻率测井两大类测井方法的桥梁，因而成为测井资料综合定量解释的最基本解释关系式。实际应用时，一般先用孔隙度测井

17、资料计算地层孔隙度，用阿尔奇公式计算地层因素F，再根据地层真电阻率Rt和地层水电阻率Rw，由阿尔奇公式计算地层含水饱和度Sw或含油气饱和度Sh。三、实际资料处理本次课程设计是利用陕北鄂尔多斯盆地某油田井的测井资料，利用相关计算软件进行数据处理，绘制图件，对该油气田的储集层进行相应的岩性、物性和含油饱和性评价。本课程设计对1635m到1690m段进行分析评价。 鄂尔多斯盆地是典型的克拉通盆地，基底由太古界，中下元古界变质岩、结晶岩组成，盆地经历了中晚元古代拗拉谷、早古生代浅海台地、晚古生代近海平面、中生代内陆湖盆和新生代周边断陷五个主要发展演化阶段。经过这五个发展阶段，盆地形成一个多结构体系、多

18、旋回演化、多沉积类型的大型沉积盆地，并形成多套含油气组合，目前发现奥陶系、石炭-二叠系、三叠系和侏罗系四套含油气层。延安组属侏罗系地层以砂泥岩互层为主，煤层较为发育。延安组自上而下可划分为延1延10等10个层组。延安世(含富县期)经常处于侵蚀基准面以上，其上之沉积物受古水系控制，分布局限。延10沉积时常形成岩性粗、厚度大的砂垅，而且频繁出现砂岩横向相变，而且常形成宽厚的砂泥页岩沉积。延9期为最大湖侵期，砂体变薄，含煤系地层成为盆地重要区域对比标志层。延8期沉积物粒度细，以泥岩及粉砂岩为主。 延7、延6时期，是盆地发育的稳定充填时期，是主要的成煤时期。 延4+5期是盆地发育的萎缩阶段，直至延1，

19、主要为砂泥岩互层。延安组的岩性描述，延10：杂色泥岩加灰白色中粗粒至含砾粗砂岩。延9-延5：灰黑色泥岩与灰白色砂岩夹煤层，砂岩多为厚层块状，中-细粒；底部往往发育巨厚含粒粗砂岩。延4-延1：灰黑色泥岩与灰白色中细砂岩夹煤层，下部砂岩多为厚层块状。（一）岩性划分利用第二部分所用原理，用所给的测井资料做出相应的图件。并在所做的图件上进行相应的岩性剖面划分，并利用自然伽马计算泥质含量的公式，计算出泥质含量。1定性划分运用(ynyng)自然伽马GR、自然电位SP、井径曲线的特征对研究(ynji)段进行岩性划分。可将研究段划分为六段，其中1635m 1642m、1646m 1660m、1664m 167

20、5m三段(sn dun)的自然伽马值较低、自然电位为负异常、井径曲线显示为缩径，可判断出此三段为砂岩层；相反的可判断出1642m 1646m、1660m 1664m、1675m 1690m三段为泥质含量较高的岩层段。2定量计算 定量评价是利用自然伽马计算泥质含量的公式：Vsh EQ F(GCURGR - 1, GCUR - 1) GR EQ F(GR - GRmin, GRmax- GRmin) 对研究段的泥质含量进行计算，所求结果如表3所示：（将泥质含量较高的化为泥质砂岩段，较低的化为砂岩段） 岩层段（m）平均泥质含量（）岩 性1635m 1642m22.3砂岩1642m 1646m35.4

21、含泥砂岩1646m 1660m21.3砂岩1660m 1664m31.7含泥砂岩1664m 1675m22.1砂岩1675m 1690m30.5含泥砂岩研究段泥质含量（二）物性评价 物性评价是对以划分出的三段砂岩层的孔隙度与渗透率进行相关的说明与计算。1. 定性评价孔隙度曲线主要有：密度、中子和声波时差曲线。从声波时差曲线中可以看出：上述划分的砂岩段中的曲线幅度较为稳定，孔隙度较好。对于渗透率，一般认为孔隙度大的井段渗透率也相应较好。2. 定量计算 对储集层的物性评价是通过对相应砂岩层的孔隙度计算，本课程设计通过已计算出的泥质含量和声波时差值代入式求得了所划分的砂岩段的孔隙度分别为：1635m

22、 1642m孔隙度为6.3；1646m 1660m的孔隙度为6.7；1664m 1675m的孔隙度为5.9，这三段的孔隙度较差，但仍可作为油气的有效储层。（三）含油气性(q xing)评价含油气评价主要是根据(gnj)已给数据的电阻率曲线形态及相关数据分析其含油性好坏，计算含油饱和度或含水饱和度。1定性(dng xng)评价从所绘曲线定性评价各个目的层段含油气性时，主要是观察电阻率曲线形态，一般电阻率越大含油性越好。比较三段储集层。从测井曲线图中可以看出：1635m1642m段比其它两段的电阻率要大，显示其含油性比其它两段好。2定量计算计算含油饱和度主要是利用阿尔奇公式：、So = 1- Sw求得所划分的砂岩段的含油饱和度分别为：1635m 1642m含油饱和度为52.7；1646m 1660m的含油饱和度为61.8；1664m 1675m的含油饱和度为57.1。结果分析 结果分析通过上述计算、分析、总结可以得到：该井段储集层主要为砂岩层；其