测井原理与技术

1、测井原理与技术第1页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四三、岩石的饱和度：指岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。岩石中由几相流体充满其孔隙，则这几相流体饱和度之和为1。原始含油饱和度、原始含水饱和度、目前油、气、水饱和度、残余油饱和度四、岩石的渗透率：代表岩石让流体通过能力的大小，常用来对比不同岩石的渗透性。达西定律（线性渗流定律）：单位时间内通过岩心的液体流量与岩心两端的压差及岩心的横截面积成正比，而与岩心长度及流体粘度成反比。四、岩石的其它性质热学性质、导电性、放射性、敏感性第2页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 第二章 储层流体的物理性质一

2、、天然气的物理性质组成：碳1到碳5的烷烃、非烃气体地层天然气的高压物性体积系数：地下体积比地面体积（一般小于1）压缩系数：在等温条件下，单位体积天然气随压力变化的体积变化率粘度：流体中任一点单位面积的剪应力与速度梯度的比值。是流体内摩擦力引起的阻力。表征流体流动的难易程度。压缩因子（偏差压缩系数）：实际气体与理想气体之间的一切偏差。第3页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四二、地层油的物理性质溶解油气比：将某一压力、温度下的地层含气原油，在地面进行脱气后，得1立方米原油所分离出的气量，就是该压力、温度下的地层原油溶解油气比。体积系数（一般大于1 ）地层油气两相体积系数：地

3、层压力小于饱和压力时，地层原油和析出气体的总体积与它在地面脱气后原油体积之比。压缩系数、粘度原油凝固点：指原油由能流动到不能流动的转折点。三、地层水的物理性质矿化度：代表水中矿物盐的浓度。溶解度： 指地面1立方米水，在地层压力、温度下所溶解的天然气的体积。粘度、体积系数、压缩系数第4页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 第三章 多相流体渗流机理一、岩石的界面现象体积性质：由相内分子所引起的性质。界面性质：由于两相界面层分子所引起的性质。如：水驱洗油、互溶混相驱油时界面消失等。表面张力：作用于单位长度上的力。（热力学第二定律：任何自由能都趋于最小的趋势。）吸附现象：溶解在

4、具有两相界面系统中的物质，自发地聚集到两相界面层上，降低该界面层的界面张力的现象。润湿现象和毛管力：是当不相混的两相流体与岩石固相接触时，其中一相流体沿着岩石表面铺开，其结果使体系的表面自由能降低的自发现象。 这种现象发生在岩石的细小毛管中，在其中出现弯液面和由于弯液面而产生毛管力。界面粘度，比体相粘度大得多，为异常高粘度。第5页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四二、岩石的润湿性：当存在两种非混相流体时，其中某一相流体沿固体表面延展或附着的倾向性。驱替过程：非润湿相驱替润湿相的过程。（亲油岩石水驱油）吸吮过程：润湿相驱替非润湿相的过程。（亲水岩石水驱油）三、毛管压力曲线

5、：毛管压力和饱和度的关系曲线 对于研究岩石孔隙结构、分析产油能力、确定岩石润湿性、油水饱和度分布、采收率、多相流体渗流均有意义。 亲水岩石，毛管压力为正，将其浸泡在油中，水在压力作用下自动进入岩心，吸吮。 亲油岩石，毛管压力为负，为阻力，水不能自动进入岩心，必须施加外力克服毛管力，才能水驱油，驱替。四、驱油过程中的阻力效应贾敏效应：气泡通过窄口时产生附加阻力的现象。第6页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四五、相对渗透率曲线：Sw、 SoKro、 Krw的关系曲线A区：单相油流区 Sw Swi20%， Krw 0， Kro很大 ，此时水不能流动，油相K稍有下降B区：油水同

6、流区 随Sw上升， Krw上升， Kro下降明显，油水同流C区：纯水流动区 So 5RW(要求)例如：A0.5M4N第23页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第24页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四3、围岩层厚4、泥浆侵入高侵：（增阻侵入）低侵：（减阻侵入）5、高阻邻层的屏蔽减阻屏蔽：增阻屏蔽：6、地层倾斜（井轴不垂直于岩层界面）对于梯度电极系：第25页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第26页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四4 普通电阻率测井应用一、岩层的视电阻率读数高阻厚层：直线段；高阻中等

7、厚度层：去掉屏蔽区取面积平均值法；屏蔽区（盲区）：在梯度电极系视电阻率曲线上，距高阻层界面一个L范围内，其视电阻率值很低。高阻薄层：只有一个较窄的尖峰，取极大值。二、应用1、划分岩性剖面第27页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2、求地层真电阻率（Rt） 利用“横向测井图版”，电模拟，绘出视电阻率（Ra）与已知参数的关系曲线簇3、求孔隙度 先找出巨厚水层（视电阻率值低，SP上负高异常），求100%含水的电阻率值（R0），从实验室分析出地层水电阻率值（Rw），利用阿尔奇公式，求F，进而求孔隙度4、求含油层的R0值，确定含油饱和度 因无法直接测含油层的R0值，先通过孔隙度测

8、井资料确定孔隙度后，计算出F，结合Rw，应用阿尔奇公式求R0，再应用阿尔奇公式求S05、是标准测井图、柱状剖面图的主要组成部分，也是测井资料综合解释的重要参数之一。第28页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四5 微电极系测井 为提高纵向分辨能力，不漏掉薄层和求准目的层厚度；直观地判断渗透层；较准确地确定出冲洗带的电阻率等目的而提出。一、微电极系测井原理 为达到上述目的，设计了一个电极距很小，但测量结果不受泥浆影响的井下装置-微电极系。在主体上装有弹簧片扶正器（三个），夹角为1200，其中一个上装有硬橡胶绝缘板，其上嵌有三个电极：A（供电）、M1、M2（测量），相距0.02

9、5米。弹簧扶正器使电极紧贴井壁进行测量，克服泥浆对测量结果的影响微梯度 A 0.025 M1 0.025M2 L=0.0375m, r=40mm(4-5cm) Rmc微电位 A 0.05M2 L=0.05m r=100mm(8-10cm) Rxo Rmc=1-3 Rm , Rxo=5 Rmc第29页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第30页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四二、测井曲线 通常采用重叠法将两条曲线绘在成果图中，某些井段重合，某些井段分开，曲线分离的称“幅度差”。电位 梯度 ，正幅度差 ; 电位 梯度 ,负幅度差 三、资料应用1、划分

10、岩性剖面（主要是区别渗透性，不同岩性的层段有不同的特征）2、确定岩层界面（以两条曲线的分歧点深度为准）3、确定含油砂岩层的有效厚度（总厚减去夹层厚）4、确定井径扩大井段（曲线幅度极低，接近泥浆电阻率值）5、确定冲洗带电阻率(Rxo)及泥饼厚度（hmc）利用图版第31页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第32页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第二章 自然电位测井自然电场：在钻开岩层的井壁附近产生的电化学活动的结果造成的电场，该场的分布决定于井孔剖面上的岩性。1 自然电场的产生 地层水矿化度和泥浆滤液矿化度的差异，使钻开的岩层井壁发生电化学过程，产

11、生电动势，形成自然电场。一、扩散电动势的产生扩散现象：高浓度溶液中的离子受渗透压的作用要穿过渗透性隔膜迁移到低浓度溶液中去的现象。离子迁移率：Na+Cm ）曲线特征A、当上下围岩相同时，曲线对地层中点对称；B、厚地层(h4d)，可用半幅点划分界面；C、地层中点取曲线幅度的最大值。3 影响因素曲线特征取决于：造成自然电场的静自然电位（岩性、地温、地层水和泥浆中的离子成分及浓度比）和自然电流的分布（厚度、井径、线路中介质的电阻率）一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值二、岩性 三、温度 四、地层水和泥浆滤液中含盐性质五、地层电阻率第36页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第37

12、页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四六、地层厚度h下降，异常平缓七、井径扩大和泥浆侵入d增加，泥浆侵入越深，曲线幅度下降。4 自然电位曲线应用一、划分渗透性地层对于砂泥岩剖面，用异常来判断二、估计泥质含量三、确定地层水电阻率(Rw)四、判断水淹层五、研究沉积环境第38页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第三章 侧向测井 在高阻（灰岩）和高矿化度泥浆（盐水）剖面中钻孔，进行普通视电阻率测井时，由于井的分流作用大，所以曲线变化平缓，几乎无法分辨剖面上的岩层，更无法确定其真电阻率。为此，在电极系上增设聚焦电极迫使供电电极发出的电流径向地流入地层，从而减

13、少了井的分流和围岩的影响，提高了纵向分辨率；用这种电极系沿井孔进行视电阻率测井即侧向测井，又称为聚焦测井。 为求准地层径向各带的电阻率，设计了各种聚焦电极系并建立了相应的侧向测井，目前有：三侧向、六侧向、七侧向、八侧向、双侧向、微侧向、邻近侧向、微球形聚焦等。1 三侧向测井一、三侧向电极系（柱形）A0：主电极，发出主电流I0 A1 、A2 ：屏蔽电极，发出屏蔽电流Is B1、B2：回路电极， N：对比电极电极之间用绝缘材料隔开， O1 ： A0 、A1之间中点 、O2 ：A0 、A2之间中点 O1 O2 =0.175米，有利测薄层。（为测准Ri、Rt，设计了深、浅三侧向电极系）第39页，共12

14、0页，2022年，5月20日，11点49分，星期四三、资料应用1、划分岩性剖面比普通视电阻率测井受井眼、围岩-层厚、侵入的影响小，并有利划分薄层2、判断油气水层将深浅三侧向曲线在同一坐标中重叠绘制3、确定地层真电阻率(Rt)需经井眼、围岩-层厚、侵入校正，用图版，同时可以求侵入带直径di第40页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第41页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2 确定Rxo的侧向测井一、微侧向测井因为Rmc1.7m，曲线顶部出现一对“耳朵”，对称在上下界面以内0.85m左右，是“过聚焦”产生的局部极值，在实际测井中不明显，不作地质解释，

15、h=1,7m时，完全重合。二、上下围岩不同，单一低电导和高电导率地层的视电导率曲线第49页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四4 感应测井资料应用是计算孔隙度、渗透率、含油饱和度及地层真电阻率的重要参数一、划分渗透层h2m，用“半幅点”划界面，通常要结合微电极系或短电极距的视电阻率曲线二、确定地层真电阻率进行均质、围岩-层厚、侵入校正。均质校正：无限均匀介质中传播效应校正传播效应：电磁波在均匀介质中传播时其幅度衰减和相位移动的现象电磁波传播测井：测介电常数，可以判断低阻油层和高阻水层第50页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 第五章 声波测井 该法

16、是通过测量井孔剖面上岩层及井壁附近的声学特性参数，来判断岩性、估算孔隙度和确定岩层的弹性力学性质以及检查固井质量等工程问题的测井方法。它不受泥浆性质和侵入影响，适应性强。主要有：声波速度测井、声波幅度测井、声波全波列测井、声波井下电视、噪声测井等1 声学基本知识一、弹性体和塑性体弹性体：对物体施加外力而产生形变，取消外力后，物体恢复原来状态。塑性体：不能二、声波测井的声波声波（人耳能听到的）16Hz-20000Hz 超声波 20000Hz测井用声波 15KHz-30KHz第51页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四均为弹性波，都是质点的机械振动以波动形式在介质内部的传播纵

17、波：质点的振动方向与波的传播方向一致的弹性波横波： 垂直三、滑行波 岩石C2 泥浆 C1四、声源和接收器第52页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第53页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2 声波速度测井 是沿井孔剖面测量声波在各种岩石中传播速度的差异来判别岩性、确定孔隙度以及寻找气层的一种测井方法。一、岩石的声速特性密度大，弹性好（E大），则速度（C）快影响因素：1、岩性，矿物成分；2、结构，胶结物性质（孔隙度）3、孔隙中的流体（气使C下降）；4、埋藏深度（使C上升 ）二、测井原理井下仪器：单发单收声速测井仪、单发双收、双发双收、双发四收等源距

18、L，间距l，记录点O曲线记录了O所在深度上下各0.25米范围内岩层的平均声波时差 hl :厚层（曲线对称） ； hl：薄层（受围岩影响大）第54页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四措施：（1）加大源距，使反射波滞后滑行波（2）在钢管上刻槽，使直达波路线加长（3）为消除井径不等及深度误差，采用双发双收声系，该法称为井眼补偿声速测井，但在薄层的分辨上不及单发双收声系。L=1ml=0.5moTR1R2第55页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四三、资料应用1、确定孔隙度 岩石 骨架 孔隙（流体） V V-Vf Vf t tma tf第56页，共120页，

19、2022年，5月20日，11点49分，星期四压实校正：泥质校正：2、判断气层、裂缝带周波跳跃：指含气层井段该曲线幅度无规律的时大时小地急剧变化。 因为含气层和裂缝带的弹性差，对波的吸收强，首波到达R1后，未到R2就被吸收了， R2接受到的是后续波，导致地面记录的时差产生无规则变化，此时时差记录已失去反映岩层内声速特性的意义，所以不能使用该值计算孔隙度。3、确定岩性致密层，相对时间小；疏松层，相对时间大第57页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第58页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四3 声波幅度测井 该法是沿井身测量声系中接受探头接受到的声波首波

20、的幅度变化，用来分辨裸眼井剖面岩性及检差套管井固井质量的一种测井方法。 利用介质对声波的吸收特性，声波在传播时克服内摩擦力和在非理想的介质中热传导引起的声波能量损耗大小与介质的粘滞系数、热传导系数及声波的圆频率成正比而与密度和声波的速度三次方成反比。一、测井原理： 单发单收 L=1米或1.5米 C1=1600m/s管内均匀泥浆 C2 =5400m/s钢套管 C3管外介质，固结水泥、泥浆、气体C3 C2 C1 TRJ4J1J3J5J0J2J6第59页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四能量：声阻抗Z， 两介质的声阻抗差别大，声藕合率差，能量不易损失，反之，两介质的声阻抗差别

21、小，声藕合率好，能量易损失。二、曲线解释1、确定水泥上返高度曲线幅度突然下降，用半幅点深度2、评价固井质量水泥面以上井段曲线幅度为A100%，然后在20%A，40% A处作直线 40% A 差第60页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第61页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四4 声波变密度测井 上述固井声幅测井利用首波反映第一界面（套管与水泥环）胶结情况，而第二界面（水泥环与地层）胶结情况不清楚，需研究续至波，出现全波列测井。 该法是沿井身记录出声波波列中前1214个波相的幅度和到达时间，研究这些参数变化，反映与井轴平行的各个不同物理性质介质的交

22、界面上声幅的衰减情况，可以做到：检查第一、二界面情况，地层压裂效果，判断套管外出砂层位。一、测井原理声系与固井声幅测井一样，但它接受的信号是声波全波列的幅度和到达时间。声波变密度测井图：在胶片上记录下声波波列中前1214个波相的幅度和到达时间随深度的变化规律图。如：第n个波幅度最高（波列图），光点最亮，冲洗后，颜色最黑（测井图）第62页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四二、声波变密度测井图1、裸眼井中各带左右摆动说明声波传播速度变化，可判断岩层的声学特性，以辅助对岩性的正确判断2、套管井中井径为7-3/4英吋时，波列顺序为（若井径与套管尺寸不同，则顺序不同）左13相线：

23、套管波 4-6相线：水泥环波 7-9相线：地层波 9相线：泥浆直达波第一界面好：套管波弱第二界面好：地层波强定性解释第63页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第64页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第六章 放射性测井 是通过研究井孔剖面上岩石的核物理性质的差异来判别岩性、寻找油气储集层和其它有用矿藏，获取生产井内重要参数及解决油井工程问题的地球物理方法。据测井所接受的射线性质不同，可将目前常用的放射性测井分为两大类： 伽马测井：以研究伽马射线为基础的放射性测井方法。 中子测井：以研究中子源照射井壁介质后中子和伽马射线性质为基础的放射性测井方法。

24、放射性测井的特点：1、工作不受井孔结构、井内流体性质的影响；2、在高阻剖面中适用；3、成本高、时效低，技术设备复杂，需专门的防护保健。第65页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 伽马测井：自然伽马测井 自然伽马能谱测井 放射性同位素测井 地层密度测井 岩性密度测井 中子测井： 中子-超热中子测井 中子-热中子测井（补偿中子测井） 中子伽马测井 中子寿命测井 非弹性散射伽马能谱测井 中子活化测井第66页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四1 伽马测井基础知识一、原子与原子核二、核素、同位素、放射性核素核素：原子核中具有一定数目的质子和中子，并能在同一

25、能态上的同类原子，同位素：原子核中质子数相同而中子数不相同的核素，在元素周期表中占同一位置，故名。如：1H1、1H2、1H3核素分为稳定核素和放射性核素；放射性核素又分为放射性同位素和放射性元素。第67页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四三、核衰变 放射性核素的原子核能自发地放射出一个带电粒子并转变成另一个新的原子核，新核处于激发态，在很短的时间内激发核以辐射伽马光子的形式把多余的能量释放出去，而处于稳定态的现象。放射性核素的数目随时间的推移数量将按指数递减规律下降第68页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四四、放射性射线五、伽马射线与物质的相互作

26、用伽马射线能量不同，照射物质产生的效应不同1、光电效应 2、康普顿吴有训效应3、电子对形成高能伽马射线穿过物质时会产生上述三种效应，随着穿行路线的增加，射线强度随之减弱（按指数递减规律）六、伽马射线源由浓缩的放射性核素造成的发射伽马光子的装置七、伽马射线探测器闪烁记数器：将伽马射线强度转变为电脉冲数的换能器第69页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第70页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2 自然伽马测井 这是以测量井孔剖面内岩石中自然存在的放射性核素在核衰变过程中放射出的伽马射线强度大小，来确定岩性剖面、估算泥质含量及进行地层对比的一种测井方法

27、。一、岩石的自然放射性：决定于岩石所含放射性核素的种类和数量 与泥质含量有正向比例关系放射性核素主要有：铀系、钍系、锕系、钾40等；岩石的放射性依此为：粘土岩、砂质泥岩、泥质砂岩、含泥质碳酸盐岩、石膏、硬石膏、不含钾盐的岩盐、白云岩、石灰岩、石英砂岩二、自然伽马测井原理仪器：地面：放射性控制面板 地下：高压电源 电源（各测井共用） 放大器 闪烁计数器第71页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四仪器接受到岩石自然放射线照射后，输出与接受信号成正比的电脉冲数探测范围：以探测器的记录点（闪烁记数器）为中心，以一半径（30-45cm）为半径作一球面，若其内所包介质对测量结果的贡献

28、占全部读数的90%以上，此半径为探测半径。三、测井曲线理论计算曲线的条件：测速为零，泥浆无放射性，记数率为100%，d=30cm特点：1、曲线关于地层中界面对称，在此处取极大值； 2、厚度下降，曲线幅度下降，h3d时，幅度不受影响； 3、 h=3d时，用半幅点划分界面。四、影响因素1、井的影响 泥浆性质、井身结构等2、测井速度和积分电路充放电时间常数的影响 积分电路有惰性，速度增大，极大值向提升方向偏移，曲线畸变，失去对称第72页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第73页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四3、放射性涨落的影响 放射性核素的核衰变是

29、随机的，因此在同样的地层条件下，相同的时间间隔内，测量条件不变，多次进行测量，每次测量的读数各不相同，但与全部读数的平均值之间的差值大部分分布在一定的范围内的现象。该现象引起曲线不光滑，呈“锯齿状”，不能作地质解释。4、地层厚度的影响（见曲线特征）五、曲线应用1、划分岩性剖面 根据泥质与放射性强弱的关系2、确定泥质含量3、地层对比与标准测井类同，但更优越。因为GR不受地层及井内流体性质影响，标准层易选，特别在油水过渡带解释，效果更佳。第74页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第75页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四3 放射性同位素测井 用放射性

30、同位素配置的活化液，对井进行活化处理，在活化处理前后各测一条自然伽马曲线，对比两次曲线得到活化剂的分布特点，从而解决油井中的工程技术问题及检查采油增产措施的效果和有关参数的研究。一、测井过程及步骤1、编写施工设计书，内容有：2、按设计书施工进行放射性同位素测井的过程工作原理活化层：活化液水份进入渗透层，固相载体则滤积在渗透层表面吸水量正比于滤积量，曲线异常面积的增量（ Jr2 -Jr1 ），用求积仪测定。4 地层密度测井岩石真密度：每立方米岩石的质量。岩层体积密度：单位体积中岩石骨架和孔隙内流体的质量之总和。第76页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四5 中子测井核物理基

31、础知识一、中子源：能以某种方式将原子核中的中子释放出来的装置 自然界中几乎无自由中子，但“束缚”状态的中子到处可见，其平均寿命很短，半衰期为11.7分钟。测井中常用中子源有：1、同位素中子源 如： 镅铍中子源，简写Am(,n)C 此源发射的中子具En=4MeV，适用于中子-中子测井，中子伽马测井。第77页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2、加速器中子源（脉冲中子源） 如：D-T加速器中子源产生的快中子能量是14MeV，采取人为控制脉冲式发射。二、中子的分类：快中子 En1KeV 能量高，速度大慢中子 En 1KeV 超热中子 En(0.025eV- 1KeV) 热中子

32、 En=0.025eV 三、岩石的中子特性（中子与物质的作用）：1、快中子非弹性散射 第78页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2、快中子对原子核的活化 快中子与稳定的原子核作用会发生(n , )、 (n , p)核反应，生成新的放射性核素，称为活化核反应。 活化形成的新核素，有一定的半衰期，其衰变产生的伽马射线叫活化伽马射线。如：Si28(n , p)Al28， Al28衰变放出伽马射线，衰变式为：3、快中子弹性散射 中子减速过程长短取决于核的物理性质：A、靶核微观弹性散射截面（即靶核与快中子发生弹性散射的几率）；B、每次碰撞中子的最大可能损失的能量；C、每次弹性散射

33、中子平均损失的能量；D、同等能量中子碰撞不同靶核使其变成热中子时所需散射次数不同。第79页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四H是快中子最佳“减速剂”，有利寻找油层。4、热中子弹的俘获A、不同的核，俘获热中子的几率不同；B、不同的核，俘获热中子后放射出的中子-伽马射线不同。Cl的俘获热中子的几率最大，可分辨高矿化度水层和油层。四、中子探测器（将热中子密度转变为电脉冲数的装置）第80页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四6 中子热中子测井 利用中子源发射的快中子经与地层原子核发生弹性散射被减速为热中子，探测热中子密度的方法，其中补偿中子测井是一种较好的

34、热中子测井。一、补偿中子测井（CNL）补偿原理 热中子的分布不仅与氢含量有关，还与氯含量有关。二、应用（如图）1、确定地层孔隙度2、 CNL与FDC测井交会求孔隙度、确定岩性3、D- N曲线重叠法直观确定岩性4、 CNL与FDC石灰岩孔隙度曲线重叠定性判断气层第81页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四7 中子伽马测井一、原理 热中子被俘获，产生俘获伽马射线，其分布既与氢含量有关，又与氯含量（矿化度）有关。下井仪器：中子源、屏蔽体、伽马射线探测器（长源距）其探测范围略大于CNL和SNP二、应用（如图）1、划分气层（高值）2、确定油水界面（结合中子热中子测井） NGR 中子

35、热中子油层 氢含量相当，Cl少 低 高水层 Cl多 高 低第82页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第83页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第84页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第七章 地层倾角测井 该法是在裸眼井中测得不同方位上3-4条电阻率曲线、电极系方位、井轴的倾角及方位角、井径值，处理后得地层倾角和倾向的成果表及图，来解决有关油气勘探方面的地质问题，如：推断局部构造形态、确定断层和不整合、研究沉积环境、寻找油气藏、进行地层对比、绘制构造图等倾角：垂直于走向的最大下斜线即倾向线与水平面的夹角倾向：倾向线的水平投

36、影与正北方向线的顺时针的夹角1 测井原理“四臂高分辨率地层倾角测井仪”：辅助电路、液压部分、测量部分一、四臂极板系统 二、方位测量系统第85页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第86页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2 测井成果表示成果显示方式：成果表、成果图一、成果表如：斯伦贝谢公司设计的CLUSTER程序输出的成果表二、成果图1、矢量图（箭头图、蝌蚪图）倾角：读横坐标，纵坐标为深度 倾向：短线方向红色模式：描述一组倾向基本不变，而倾角随深度增加而加大的倾角矢量变化规律兰色模式：描述一组倾向基本不变，而倾角随深度增加而减小的倾角矢量变化规律绿

37、色模式：描述一组倾向、倾角基本不变的矢量规律第87页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第88页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第89页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2、棍棒图（杆状图：沿一定方向上的横剖面画出的井孔剖面中的地层层面视倾角图） 棍棒与水平线的夹角表示在该横剖面上的地层层层面视倾角（未移到大地坐标中）常用于井间地层对比，绘出井间的构造倾角趋势线3、方位频率图（利用矢量图的颜色模式 ）扇形区（倾斜方位），矢量长度（倾角次数，即频数）此外，还有斯密特图、圆柱面展开图、线性极坐标图等三、应用：1、地层对比2、构

38、造问题3、沉积问题第90页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第91页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四第八章 工程测井1 井径测井 在钻井过程中，由于岩性不同以及泥浆、钻头和钻杆对地层的撞击等原因，使岩性不同的井段的井径大小不等，在进行解释和解决某些油井技术问题时，都需要了解沿井身井径变化情况一、原理井径：井筒横截面的平均直径的简称，单位：厘米 仪器腿依靠弹簧的张力，与井壁紧密接触，当井径改变时，仪器腿绕轴转动是凸轮带动连杆移动，连杆与电位器滑动轴相连接，可变电阻随井径变化而变化，将电位差变化送至地面，通过地面仪器记录得井径曲线。二、应用1、判断

39、岩性、进行地层对比渗透层：形成泥饼、缩径；泥岩层：疏松垮塌、扩径；第92页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四致密层：与钻头直径相近2、求实际井径 直接对应深度读数3、计算平均井径 为固井计算水泥用量提供依据4、为测井曲线综合解释所不可少的资料5、酸化、固井时选择封隔器、套管鞋位置的依据2 井斜测井 在钻井过程中，由于岩层的结构、钻具结构、操作技术等原因，很难保证钻进方向不变，随井身测定的倾斜的方位和倾角，可以避免由于不了解井身弯曲情况而造成的种种事故，指导钻井工作的正常进行。确定井斜（井的空间位置）的两个参数：倾斜方位角：井轴在水平面上的投影与磁北方向（以磁北为起点）顺

40、时针的夹角。倾角：井轴与铅直垂线之间的夹角。第93页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四一、原理 井斜仪上装有一个带环形电位器的罗盘和一个弧形电位器的方位角和倾角测量装置 罗盘支撑在框架上，绕水平轴转动而保持水平，由于半重锤作用，框架面始终保持与井轴的倾斜面（井轴与铅垂线构成的面）相垂直的位置上，以保持方位角环形电位器（用来改变电压大小的可变电阻）缺口（电位器起止端）在井轴的倾斜面上，即井轴的水平投影线永远在电位器的起始端。 当井轴不偏斜时，磁北针与方位角环形电位器缺口在一个方向上，方位为零，当井轴偏斜时，磁北针离开缺口，偏离的角度便是方位角，该角的大小由这个角内电位器的

41、电位差所反映，方位角大，则电位差大，反之则小。 仪器经校正，便可知单位电位差代表的方位角的度数，测量磁北针与井轴投影线间的电位差，就可以井轴偏斜的方位角。 倾角由对应弧形电位器上的电位差反映。二、资料记录及应用1、点测第94页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 间距为25米一点，同时测井斜角和方位角，井斜小时，可加大间距50米一点，井斜大时，可减小间距10米一点，或更小 现场要求，同次测井斜角重复测量误差0.5，不同次测井斜角重复测量误差12、具体应用：（1）了解井斜变化，为钻井提供参考数据；（2）利用井斜数据绘制 “井斜水平投影图”，求出水平位移和垂直井深，以便了解油

42、井在目的层上的真实位置，为开发布井提供依据3 井温测井 属热测井，是一种较老的方法。通过对井内温度进行测量，得到随井深变化的井温曲线，据曲线异常，可以查找气层、出水层位，还可确定水泥返高面等一、原理（电阻式井温仪）井温仪作用就是把井温变成电位差，由电缆传送到地面仪器，记录成曲线。第95页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 井温仪中电桥线路的热敏电阻组成电桥的两个灵敏臂，它们装在感受井温的紫铜管内，当井温变化时，热敏电阻值也发生变化，电桥M、N两端出现电位差随之变化，电位差与井温成正比。由于井温仪存在T0（电位差为零时的温度），故井温曲线原图上的曲线值加上T0才是井下实际

43、井温。 常用的井温仪有两种：普通井温仪和梯度井温仪。后者特点是灵敏度高，把地温斜线控成直线，而直线上的变化能反映井下局部变化。仪器内有两个紫铜管（相距1.52.5米），热敏电阻分别装在上下紫铜管里，以抵消地温梯度的变化。由于井温仪感温有个过程，叫热惯性（一般为0.5 秒），故测量速度应不超过2000m/h，误差为12、应用（结合井内流体（泥浆）电阻率测井曲线）（1）确定水泥返高 固井注水泥后1228小时内放出热量最多（此时最适宜井温测井），找大段突然上升的半幅点，即为水泥面，但不能反映是否胶结良好（2）找出气层位 因气体突然膨胀吸热，引起气层井位温度下降(电阻率高)第96页，共120页，202

44、2年，5月20日，11点49分，星期四一般测法：将仪器下在油管内，底部按定压凡尔，油管内装满水，然后开套管放喷、采气，井温曲线有明显降低的为出气层。（3）确定出水层位 通常认为地层水温度高于泥浆温度(电阻率高)（4）找漏失层 泥浆漏失，使其上部井内泥浆温度难以在短时间内恢复，故漏失层上段对应低温异常4 磁性定位测井 为保证射孔层位的正确，通常用邻近套管来控制深度（井深），套管接箍用磁性定位器测量仪器组成及原理：两块磁铁同极相对，中间放置线圈，装在非磁性材料的仪器外壳内。由于接箍处套管加厚，改变了磁铁周围的磁场，使穿过线圈的磁通变化，因而产生感应电动势，该电动势在测量回路中产生一电流，使磁性定位

45、曲线产生异常，显示出套管接箍的位置第97页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 第二篇 测井资料综合解释 第一章 测井方式及测井系列选择一、完井电测评价井剖面地层的岩性、物性、含油性内容有：1、标准测井（绘制录井图，进行地层对比）（对比测井）在一个油田或一个区域内，为了研究岩性变化、构造形态和大段油层组的划分工作，常使用几种测井方法在全地区的每口井中，用相同的深度比例尺（1：500）及相同的横向比例，对全井段进行的测井组合。第98页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四标准测井曲线：根据地层对比需要所测的一组测井曲线， 一般包括： 标准电极系视电阻率测

46、井 自然电位测井 井径测井 自然伽马测井应用：（1）是视电阻率曲线应用的重要方面（划分大段油层组）；（2）初步估计油水层； 渗透层：Ra 高、 SP 负异常、 d缩小 侵入情况： RiRt 高侵 水层（3）多井剖面资料可进行勾画构造形态，确定断层类型及超覆现象等。第99页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四根据图中SP、d两条曲线特点，完成下列各项：（1） 在图中解释剖面栏内进行分层；（2） 在解释剖面栏内用图例表示各层岩性，已知钻遇岩性有：渗透性砂岩、泥岩、不渗透灰质胶结砂岩；（3） 在图中用虚线画出全井段SP曲线的基线；（4） 读出各渗透性地层的SP曲线值。（标在SP

47、曲线各层的附近）第100页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四根据标准测井曲线特点，完成下列各项：a) 在剖面解释栏内进行分层，并在各曲线中点出分层点；b) 在剖面解释栏内用图例表示出各层的岩性及油水性；（已知此剖面岩性为：含油砂岩、含水砂岩、泥岩、致密灰岩）c) 读出各层Ra值，标在Ra曲线读值点旁。第101页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四2、综合测井：（综合评价地层）（组合测井） 在含油气希望较大的井段，用1：200的深度比例尺综合测井曲线：为了详细划分地层并判断油气水层而组合配套的一组测井曲线综合测井资料定性、定量解释的地质任务是：（1）

48、详细划分岩性剖面，准确确定岩层深度（H）；（2）划分渗透性地层；（3）探测不同径向深度的电阻率，特别是：RXO 、Rt（4）计算油气层的参数：、SO、K、Qsh、he（5）划分并评价油气层第102页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四图为某井的三个砂岩储层（含油砂岩、含水砂岩、油水同层砂岩），试依图中曲线特征，完成图中各项要求：如分层、层面深度读数（包括油水界面）、曲线读值； 第103页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四该题为砂泥岩剖面测井曲线，完成下列各项：1) 依ML、SP曲线划分储层，并编写层号；2) 读出各储层有关读值，填入栏内；3) 判断

49、流体性质并用图例填写；第104页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四1) 回答下面问题：a) 划分储层以 曲线为主b) 确定水层以 曲线为主，水层在此曲线的特征是显 ；c) 确定气层以 曲线为主，气层在此曲线的特征是 ；d) 划分油水同层的油水界面以 曲线为主，以 点划分；e) 划分气水同层的气水界面以 曲线为主。第105页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四胜利油田砂泥岩剖面的声感组合系列：微电极、声波时差、感应、0.45m底梯、4m底梯、0.5m电位、自然电位3、放大曲线测井 在取芯井段，目的是分析研究地层岩性、物性、水性、含油性与测井信息的关系

50、，确定有效厚度的方法。江汉膏盐剖面：微侧向、声波时差、自然伽马、 4m底梯、感应川南碳酸盐岩剖面：微电极、声波时差、自然伽马、自然电位、1m底梯、三侧向、井径、井温、井内流体电阻常见组合系列有：第106页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四曲线包括：微电极、自然电位、2. 5m底梯、 0.5m电位、（4m底梯、声波时差、感应） 比例尺1：504、井壁取芯 在探井中进行取芯或地层测试，以便验证测井资料5、工程方面测井 解决工程方面的问题，常有：井斜测量、地温梯度测量 、射孔定位二、中途测试1、避免目的层受泥浆长期侵泡2、下技术套管前、后方法有：固井声幅测井、放射性测井、磁性

51、定位测井等三、生产测井 油井完成后，在采油过程中的测井工作，主要目的是：进行动态监测、找窜、分析酸化压裂效果等。第107页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四测井系列选择的基本要求：4、能划分和评价油气水层。3、能计算储集层的储集性和含油性参数；2、能判断地层岩性和渗透性；1、能准确地确定地层界面的深度，并能详细地划分薄层；第108页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四 第二章 测井资料综合解释基础 1 储层基本参数一、孔隙度评价储层的四个方面：孔隙度：岩石储集流体的空间渗透率：流体通过岩石流入井内的能力饱和度：岩石中各种流体的相对含量有效厚度：储层评价及计算储量的重要参数第109页，共120页，2022年，5月20日，11点49分，星期四原生孔隙度：形成岩石的原始沉积过程中生成的孔隙在复杂地层中的声波时差（ s）次生孔隙度：岩石生成后由于次生作用形成的孔隙总孔隙度T：如：声波时差（ s）（砂岩）、补偿密度（ D）、 补偿中子 （ N）、岩性密度（ L） ；有效孔隙度e ：缝洞孔隙度f ：电阻率测井确定的孔隙度R W ：确定是含水岩石的孔隙度，即电流能通过的孔隙与岩石体积之比，介于T和 e之间含油气孔隙度h ： h =T- W