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文档简介
地球物理测井知识中原油田测井公司主要内容测井学概论常规测井曲线各种油气藏测井系列的选择快速直观解释技术第一部分
测井学概论地球物理测井学(简称测井学)是应用地球物理学的一个重要分支学科,它是采用各种专门的仪器下放到井内,沿井身测量钻井地质剖面上地层的各种物理参数随井深的变化曲线,并根据测量结果进行综合解释来判断岩性,寻找和评价油气层及其它矿藏资源的一门应用技术学科。地球物理测井的任务地球物理测井技术在解决石油勘探与开发中的地质与工程问题中,发挥着越来越重要的作用。测井的主要任务是为查明地下构造及含油气情况提供大量有价值的资料。如绘制地质综合柱状剖面,进行地层对比、油层对比、岩心归位,为计算油气储量提供基本数据。目前,测井不仅对储层进行最终评价,也是整个油气藏描述的主要组成部分。
世界上第一次测井是由法国人斯仑贝谢兄弟与道尔一起,在1927年9月5日实现的。我国第一次测井是由著名地球物理学家翁文波,于1939年12月20日在四川巴县石油沟油矿1号井实现的。地球物理测井的出现测井学包括测井方法与理论基础、测井仪器与数据采集、测井数据处理与综合解释等既相互区别又相互联系的三个部分。1、资料采集阶段将装在汽车中的测井设备运至井场,如图所示安装好。用绞车提升井下仪器,下到井底后上提仪器,进行参数测量,得到各种测井曲线。经验收合格后,将获得的测井曲线(原图、数字量盘)带回室内。2、资料解释阶段测井资料经过数字处理和综合解释,得到岩层各种地质参数,对储集层进行综合评价,确定出油气储集层。游动滑车上部滑轮大钩负荷指示器下部滑轮测井车电缆井下仪器测井工作分为两个阶段:测井前的准备一、测前准备必须达到的标准1、井场准备选择行车路线,采取措施,确保测井队安全到达井场。测井车停车位置与井口之间最少间距30m,场地清洁、平整,供测井施工使用。夜间作业应有灯光照明设施。主井场电源电压要平稳,电压波动要小于±5%,频率为50Hz。资料采集阶段一、测前准备必须达到的标准2、井身准备
测井前必须充分循环钻井液,使井内钻井液均匀,性能稳定。遇阻、遇卡的井段要进行处理,确保测井施工安全顺利地进行;测井前起钻不能用转盘卸螺纹。详细了解井下情况。如井身结构、油气显示井段以及有关情况、井下落物位置、套管或套管鞋破损情况、主遇阻与遇卡井段等。资料采集阶段测井前的准备一、测前准备必须达到的标准2、井身准备
测井施工中的协作。在测井作业前固定转盘,使其不能转动;配合测井队吊升测井设备及仪器;测井施工中禁止电焊和启动大功率电器设备,禁止妨碍测井工作的任何其他作业;特殊作业的井,包括发生井涌、井漏情况时,钻井队要有专人观察井口。测井队必须做好测井前的准备工作。调查行车路线;按测井目的及测井内容要求,做好地面仪器、井下仪器、绞车、电缆、车辆等准备检查工作,确保测井装备良好;做好井下仪器的车间刻度工作;准时到达井场。
资料采集阶段测井前的准备二、测井资料的质量标准1、对原始测井资料的质量要求
一般要求:图面整洁,曲线清晰,字迹工整。图面上纵横线、基线、时间记号、刻度线清晰完整,曲线交叉处应注明,无不正常的抖动和跳动。深度要求:在每张测井图上都应标出正确深度,测井深度与钻井深度在允许误差范围之内。井深小于1000m,允许误差为±0.5m;井深小于1000~2000m,允许误差为±1m;井深小于2000~3000m,允许误差为±2m;井深小于3000~4000m,允许误差为±3m。同一口井2次测井在接头处应重复测量50m(组合测井仪应重复自然伽马曲线),同次测井不同曲线间深度应一致,其误差要求同上。资料采集阶段测井前的准备二、测井资料的质量标准1、对原始测井资料的质量要求
测速要求:由于仪器的“时间常数效应”,最大测速必须控制在仪器分辨能力范围之内。必须按各测井公司对各种仪器规定的测速容限进行测井。组合测井仪则应以主要曲线中的最低测速为准。仪器重复性要求:要求每次测量曲线必须在井底上方重复测量50m,检查仪器稳定性、重复性。如重复性不好,要找出原因,做出可以接受的说明,必要时重测。带极板的测井曲线在不均匀地层由于所走轨道不同,其重复误差可酌情放宽。仪器刻度要求:测井前后打印出刻度表或照相记录刻度线,误差要求在刻度指南所规定的范围内。资料采集阶段测井前的准备二、测井资料的质量标准2、对各种测井曲线的要求
电阻率曲线:中、深感应及深、浅侧向电阻率在非渗透层数值一致,若有差异要查明原因。深感应电阻率与深侧向读值相近,与区域值吻合。电阻率为中等值的井段,电阻曲线无干扰和限幅。在套管内电阻率值趋于零,并能指明套管鞋的位置;微电阻率测井仪在渗透层要与井壁保持良好接触。资料采集阶段测井前的准备二、测井资料的质量标准2、对各种测井曲线的要求
放射性曲线:密度校正值应由正趋于零,除泥饼等原因造成校正值为负外,其他原因要做出合理解释,否则必须重测;密度与中子孔隙度相对关系合理,岩性和孔隙度与区域值要吻合。并做交会图检查,控制质量,确保孔隙度测井资料的精度;自然伽马曲线测值与区域值要吻合;自然伽马能谱测井要求铀、钍、钾曲线变化正常,总计数率与其它系列所测自然伽马曲线一致,数值与区域值吻合。资料采集阶段测井前的准备二、测井资料的质量标准2、对各种测井曲线的要求
声波与井径测井:声波测井在套管内的数值为187µs/m,曲线无干扰,数值与区域岩性和孔隙度相吻合。一般不应出现大的异常值或低于131μs/m,若出现则要说明原因,否则要重测。井径测井曲线进套管数值应准确。水泥胶结变密度测井:套管接箍显示清楚,深度正确;自然伽马曲线与裸眼井一致;声波全波列测井曲线表明仪器居中,发射正常;声幅曲线在套管无水泥井段与有水泥井段的声波幅度清晰可辨;变密度测井图对比度清楚。资料采集阶段测井前的准备二、测井资料的质量标准2、对各种测井曲线的要求
地层倾角测井、井眼几何形状测井:电导率曲线除致密层和仪器受卡外,一律不能出现高、低平头,平头井段不能超过全井段的1%,否则重测。双井径曲线变化正常,在套管内双井径曲线重叠,数值与套管内径一致,误差为±12.5mm。井斜角与方位角曲线光滑无干扰。资料采集阶段测井前的准备二、测井资料的质量标准3、数字磁带质量要求
井场操作员在测井前要对空白带进行预检查,确认质量良好,方可用于测井记录;每条测井曲线记录前后都要有准确的内部高低刻度记录;每个文件(无论是否有效)末尾都要写结束标记,在重新开始测量之前,要将上一个文件末尾写上结束标记;每测量一次,资料需回收50m,与原始记录对比,其幅度误差小于±5%,深度误差小于±0.2m,否则重测;每次测井后都要填写磁带记录卡片,记录磁带上必须贴标签,注明井号、测井次数、曲线名称、测井日期、测量井段和文件号等。资料采集阶段测井前的准备测井的分类勘探测井:指钻井过程中和钻到设计井深后所进行的一系列测井项目。
生产测井:指下套管后所进行的一系列测井项目,以解决油田生产过程中的一些问题。从油田勘探和开发生产两大阶段来讲,可将测井分为勘探测井和生产测井。自然伽马测井利用伽马射线源的测井利用连续中子源的测井利用脉冲中子源的测井丰富的测井方法测井方法电法测井自然电位测井普通电阻率测井侧向测井感应测井电磁波传播测井非电法测井放射性测井声波测井声波速度测井声波幅度测井声波全波列测井等其它测井地层倾角测井成像测井等生产测井注入剖面测井产出剖面测井工程技术测井等二十世纪:30年代初,模拟测井技术出现;70年代初,数字测井技术出现;80年代初,数控测井技术出现;90年代初,成像测井技术出现;二十一世纪:出现信息测井技术测井技术的发展测井数据处理与综合解释按照预定的地质任务,用计算机对测井资料进行处理,并综合地质、录井和开发资料进行综合分析解释,以解决地层划分、油气储集层和有用矿藏的评价及其勘探开发中的其它地质与工程技术问题,并将解释成果以图形或数据表的形式直观形象地显示出来。1、单井裸眼井地层评价:
划分岩性与储集层,确定油、气、水层,计算地层泥质含量和主要矿物成分,计算储集层参数(孔隙度、渗透率、含油气饱和度、水淹层的剩余油饱和度和残余油饱和度),油气层有效厚度等等,综合评价油、气层及其产能,为油气储量计算提供可靠的基础数据。测井资料的应用最基本的应用储集层的划分什么是储集层?储集层就是具有连通孔隙,既能储存油气,又能使油气在一定压差下流动的岩层。储集层的分类:地质上常把储集层按成因和岩性分类:有碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层和其它岩类的储集层。按储集性质分类:孔隙性储集层和裂缝性储集层。储集层的基本性质:孔隙性和渗透性,两者合称为储集层的储油物性。
(1)孔隙性储集层
粒间孔隙对岩石储集性质起决定作用的储集层。一般与构造作用无关。孔隙分布均匀,横向变化较小。孔隙度较高,低者10%左右,高者30%左右,一般15—25%。孔隙性储集层是测井地层评价应用最好的一类储集层。岩性、物性、含油性较均匀。(2)裂缝性储集层
因裂缝较发育而具有储集性。裂缝发育程度有限、孔隙度很低(5-7%),较高者10%左右,裂缝性储集层,对测井技术的要求较高。储集层的划分储层岩性评价
(1)岩石类别
一般分为为:砂岩、石灰岩、白云岩、硬石膏、石膏、盐岩、花岗岩、灰质砂岩、灰质白云岩等。(2)泥质含量和矿物含量
泥质含量是岩石中颗粒很细的细粉砂(小于0.1mm)和湿粘土的体积占岩石体积的百分数。储层物性评价
储集层岩石储集流体的能力称为孔隙性。在一定压差下允许流体渗透的能力称为渗透性,两者合称为储油物性。测井资料可以判断地层的孔隙性和渗透性。总孔隙度
岩石全部孔隙体积占岩石总体积的百分数。有效孔隙度
岩石有效(不包含泥质孔隙)孔隙体积占岩石总体积的百分数。储集层物性参数绝对渗透率
岩石孔隙中只有一种流体时测量的渗透率,因为常用空气测量,也称空气渗透率。测井通常只计算绝对渗透率。
有效渗透率
当岩石孔隙中有两种以上流体存在时,对其中一种流体测量的渗透率称为有效渗透率或相对渗透率。储集层物性参数储层含油性评价
储集层的含油性是指岩石孔隙中是否含有油气以及含油气的多少。测井就是通过计算饱和度来评价储集层的含油性。含水饱和度岩石含水体积占其有效孔隙体积的百分数,称为含水饱和度。岩石孔隙中含有地层水,被吸附在孔隙表面而不能流动的地层水,称为束缚水;在一定压差下可以流动的地层水,称为可动水或自由水。含油气饱和度岩石含油气体积占其有效孔隙的百分数,称为含油气饱和度。储集层含油性参数在钻井过程中,泥浆柱压力大于地层压力,其压力差驱使泥浆滤液向储集层孔隙渗透,驱替出一部分原来的液体。在不断渗滤的过程中,泥浆中的固体颗粒逐渐在储集层井壁沉淀下来形成泥饼。储集层受泥浆侵入以后,特别是冲洗带与原状地层的差别,称为储集层的侵入特性。储集层侵入特性储集层产能评价
在定性分析与定量计算的基础上,对储集层产出流体的性质和产量做出综合性的解释结论。常用的解释结论有:油层:产出有工业价值油流,不产水或含水小于10%气层:产出有工业价值天然气流,不产水或含水小于10%油水同层:油水同出,含水10%~90%含油水层:含水大于90%,或见油花水层:完全产水,有时也把含油水层归入水层干层:不论产什么,因产量极低,而被认为无生产能力。差油层:产能较低的油层。2、油藏静态描述与综合地质研究
以多井评价形式完成,研究地层的岩性、储集物性、含油气性等在纵、横向上的变化规律;研究地区地质构造、断层和沉积相以及生、储、盖层;研究地下储集体几何形态与储集参数的空间分布;研究油气藏和油气水分布规律;计算油气储量,为制定油田开发方案提供大量可靠的基础地质参数。测井资料的应用3、油井监测与油藏动态描述
在油气田开发过程中,研究产层的静态和动态参数(孔隙度、渗透率、温度、压力、流量、油气饱和度等)的变化规律,确定油气层的水淹级别及剩余油气分布,确定油、水井的产液剖面和注入剖面及其随时间变化的情况,监测产层的油水运移状态、水淹状态、水淹状况及其采出程度,确定挖潜部位,对油气藏进行动态描述,为单井动态模拟和全油田的油藏模拟提供基础数据,以制定最优的开发调整方案、达到最大限度地提高采收率的目的。测井资料的应用4、为钻井采油工程服务
钻井工程中测量井眼的井斜、方位和井径等几何形态的变化,估算地层的孔隙流体压力和岩石的破裂压力、压裂梯度,确定下套管的深度和水泥上返高度,检查固井质量、确定井下落物位置、钻具切割等。采油工程中进行油气井射孔,检查射孔质量、酸化和压裂效果,确定出水、出砂和窜槽层以及压力枯竭层位等。测井资料的应用测井资料记录的各种不同的物理参数,如电阻率、自然电位、自然伽马、声波时差、中子、密度(岩性密度)等。测井信息地质信息测井资料综合解释与数字处理的成果,如岩性、泥质含量、含水饱和度、含油气饱和度、渗透率等。测井数据处理与综合解释的核心第二部分常规测井曲线自然伽马(GR)测井测量原理:当地层中天然放射性物质放射出的伽马射线被探测器中的碘化钠晶体吸收后,将损失大部分能量,并转换成可见光,然后由光电倍增管转换成电脉冲,经过放大输送到地面仪器记录下来。
一般细粒的沉积岩具有较高的放射性,纯砂岩放射性较低。
一、确定泥质含量的测井方法(自然伽马)岩石中的放射性,主要来自于其中含有的铀、钍和钾的放射性同位素。钾、铀、钍含量范围:粘土岩为约2%,6ppm,12ppm;砂岩分别为0.7-3.8%,0.2-0.6ppm,0.7-2.0ppm;碳酸盐岩分别为0-2%,0.1-9.0ppm,0.1-7ppm。砂岩和碳酸盐岩的铀、钍、钾含量一般随其泥质含量增加而增加。自然伽马测井是测量岩石总的自然伽马射线强度,研究地层性质。一、确定泥质含量的测井方法(自然伽马)
在油气勘探与开发中,自然伽马曲线主要用于划分岩性、确定储层泥质含量,进行地层对比
⑴划分岩性
砂泥岩剖面:自然伽马曲线读值在砂岩处最低,泥岩、页岩段最高。砂质泥岩、泥质砂岩、粉砂岩的读值介于二者之间,并随着泥质含量的增加而升高。
一、确定泥质含量的测井方法(自然伽马)碳酸岩剖面:自然伽马曲线读值在纯石灰岩、白云岩最低,泥岩、页岩段最高。泥灰岩、泥质石灰岩、泥质白云岩介于前二者之间,也随着泥质含量的增加而升高。
膏岩剖面:岩盐、石膏岩读值最低,泥岩最高,砂岩介于二者之间。读值靠近泥岩高数值的砂岩其泥质含量较高,是储集性较差的砂岩,而读值靠近石膏低数值的砂岩则是储集性较好的砂岩。因此,利用自然伽马曲线可以在膏岩剖面中划分岩性,并找出砂岩储集层。
一、确定泥质含量的测井方法(自然伽马)
⑵地层对比自然伽马曲线具有以下三个方面的优点:①一般情况下,自然伽马曲线读值与岩石孔隙中的流体性质无关;②自然伽马曲线读值与地层水和泥浆的矿化度无关;③在自然伽马曲线上易于找到标准层。一、确定泥质含量的测井方法(自然伽马)曲线应用在油水过渡带内,不同井同一地层孔隙所含流体的性质差异很大,这就使得电阻率、SP曲线形状、幅度发生很大变化,使得依靠电阻率和SP曲线进行地层对比十分困难。由于自然伽马曲线读值不受孔隙中流体性质的影响,所以在油水过渡带可利用自然伽马曲线进行地层对比。
在膏岩剖面及盐水井中,电阻率和SP曲线的显示更不可靠,更需要利用自然伽马曲线来进行地层对比。一、确定泥质含量的测井方法(自然伽马)曲线应用
⑶确定泥质含量
当泥质地层中除泥质外不含其它放射性矿物时,岩层的自然放射性主要是由泥质吸附的放射性元素决定的。因此常用自然伽马测井值确定岩层的泥质含量。计算公式如下:一、确定泥质含量的测井方法(自然伽马)曲线应用GR、GRmin、GRmax—分别为泥质岩石、纯砂岩和纯泥岩的自然伽马测井值;GCUR-经验系数,第三系地层,GCUR=3.7;老地层GCUR=2。自然伽马能谱测井自然伽马能谱测井是自然伽马测井的新发展,其特点是对自然界常见的3种放射性元素铀(238U)、钍(232Th)、钾(40K)做出定量的估计。其测量提供4条曲线,即以百分数(%)表示的钾含量、以质量浓度(g/m3)表示的铀和钍含量以及总的自然伽马(GR)。一、确定泥质含量的测井方法(伽马能谱)自然伽马能谱测井在判断粘土类型、确定其含量、研究沉积相和评价油层特性等方面都有独特的优点。地层中铀与粘土含量之间没有很好的规律性,铀不但容易被粘土所吸附,也经常与有机物和碳酸岩相结合,同时也是其它放射性矿物的主要成分,所以铀的存在对于求解地层的泥质含量是一种干扰。钍和钾的含量则与地层中的泥质含量有很好的相关性。所以根据Th和K曲线以及无铀GRs曲线能够比较精确地计算地层泥质含量。一、确定泥质含量的测井方法(伽马能谱)自然电位测井是最早用于地层评价测井方法之一,至今仍是划分岩性、评价储集层、确定地层水矿化度的重要手段,是完井测井必测项目。测井原理:在井中由于泥浆和地层水含盐量不同,地层压力和泥浆柱压力不同,在井壁附近产生自然电动势,造成自然电场。自然电位(SP)测井一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)测井方法优点:1、它测量方法简单,仅把电极放入井中,当上提时就可测出自然电位。2、使用价值高,能划分出渗透层和非渗透层。3、最大的特点是它能在一定的条件下直接求出岩层内的地层水电阻率。一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)
在未向井中通电的情况下,放在井中的两个电极之间存在着电位差。这个电位差是自然电场产生的,称为自然电位。在井中的自然电场是由地层和泥浆间发生的电化学作用和动电学作用产生的。测量自然电位随井深的变化叫做自然电位测井。vMN井中电极M与地面电极N之间的电位差一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)高低矿化度泥浆的自然电位曲线影响因素:地层水和泥浆中含盐浓度比值的影响;地层水和泥浆化学成分的影响;温度的影响;岩性的影响;地层电阻率的影响;地层厚度的影响;井径扩径和侵入影响。一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)(1)判断岩性、划分渗透层
在砂泥岩剖面中,当Rw<Rmf时,在自然电位曲线上,以泥岩为基线,出现负异常的井段可认为是渗透性岩层,其中纯砂岩井段出现最大的负异常;含泥质的砂岩层,负异常幅度较低,而且随泥质含量的增多,异常幅度下降;此外,含水砂岩的ΔUSP还决定于砂岩渗透层孔隙中所含流体的性质,一般含水砂岩的ΔU水SP比含油砂岩的ΔU油SP要高。识别出渗透层后,可用“半幅点”法确定渗透层的上下界面位置。一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)曲线应用地层上下围岩岩性相同时,找出从泥岩基线到异常幅度的中点P,过P作一条平行于井轴的直线与自然电位曲线相交于a,b两点,a,b分别为渗透层顶、底界面深度,地层厚度为h=b-a。地层厚度越厚,精度越高。薄渗透层如用半幅点法估计岩层厚度会产生较大的误差,故不能用半幅点法。一般以微电极系或短电极距的视电阻率曲线为主,配合自然电位曲线划分渗透层界面较为可靠。Pabh一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)曲线应用(2)估算泥质含量
泥质含量和其存在状态对砂岩产生的扩散吸附电动势有直接影响,因此可以利用自然电位曲线估计泥质含量。计算公式为:SSP-本地区含水纯砂岩的静自然电位,mV;PSP-含泥质砂岩的静自然电位,mV。Vsh-地层泥质含量,小数;GCUR-经验系数,第三系地层,GCUR=3.7;老地层GCUR=2。一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)曲线应用(3)
确定地层水电阻率Rw
厚的纯地层处静自然电位SSP为:式中K—自然电位系数,K=70.7[273+T(℃)]/298由测井图头上标出的泥浆电阻率值,经一系列公式转换得到Rmfe,从而求出Rwe,最后转换为地层温度下的地层水电阻率Rw。一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)曲线应用(4)判断水淹层
为提高油田采收率,在油田开发过程中,大都采取注水开发的方法。由于油层渗透率不同,注入水推进的速度也不一样。如果一口井的某个油层见水了,这个层就叫水淹层。对部分水淹层(油层底部或顶部见水),自然电位曲线的基线在该层上下发生偏移,出现台阶,这是由于注入水的矿化度与油田水不同造成的。一、确定泥质含量的测井方法(自然电位)曲线应用井径(CALS)测井在钻井过程中,由于地层受泥浆的冲洗、浸泡及钻具冲击碰撞等,实际井径和钻头直径不同。测量井眼直径变化是利用井径仪来完成的。井径仪是由四支可活动的井径探臂构成,井径活动探测臂在井下仪器马达总成的控制下可以自动的张开和收拢。两对对称的井径探测臂独立地分别控制两套电路转换系统,提供井眼直径的大小。一、确定泥质含量的测井方法(井径)①计算井眼体积②计算井径扩大率③估计固井水泥量④井眼影响校正⑤辅助判断岩性⑥辅助计算泥质含量⑦套管检查一、确定泥质含量的测井方法(井径)曲线应用曲线应用①计算井眼体积式中:Vc:井眼体积;CALS:井径测量值,单位为m。当CALS>BITS时,CALS=CALS;当CALS<BITS时,CALS=BITS。H:测量井段,单位为m。BITS:钻头直径。②计算井径扩大率一、确定泥质含量的测井方法(井径)电法测井是通过研究井下岩石及其所含流体的电学性质来研究岩层的岩性、储油物性和含油性的方法。根据电极系和探测范围的不同,又可分为普通电阻率测井、微电极测井、感应测井和侧向测井等。
电法测井二、确定电阻率的测井方法2.5米、4米梯度普通电阻率测井是根据自然界中各种不同岩石和矿物的导电能力不同这一特点,来区别钻井剖面上的岩石性质的一种电阻率测井方法。测井时将供电电极A、B和测量电极M、N组成的电极系A、M、N或M、A、B放入井内,而把另一个电极B或N放在地面泥浆池中作为接收回路电极,电极系通过电缆与地面上的电源和记录仪相连接。当电极系由井内向井口移动时,供电电极A、M供给电流I。测量M、N电极间的电位差,通过地面记录仪可将电位差转换为地层视电阻率Ra。二、确定电阻率的测井方法(普通电阻率)A、B、M、N四个电极中的三个形成一个相对位置不变的体系,称为电极系。把电极系中接在同一个线路(指地面仪器中的供电线路或测量线路)中的电极叫做成对电极,而把和在地面上的电极接在同一个线路中的电极叫不成对电极。不成对电极到靠近它的那个成对电极之间的距离,小于成对电极间的距离的电极系称为电位电极系,反之称为梯度电极系。电极距在2.5m以上的电极系称为长电极,主要探测原状地层的电阻率。二、确定电阻率的测井方法(普通电阻率)•测量原理电极系供电测量某两点间的电位差测前刻度视电阻率两种电极系:
电位电极系梯度电极系电极距:电极距越长,探测范围越大。2.5米梯度0.5米电位NMA2.250.52.5mBAM0.52.25二、确定电阻率的测井方法(普通电阻率)•曲线特点1、高阻层梯度曲线高阻层处:视电阻率增大,曲线不对称。底界面附近:底部梯度曲线出现极大值。2、高阻层电位曲线高阻层处:视电阻率增大,曲线对称于层的中部。层界面附近:曲线有拐点。常用系列:2.5米和4米底部梯度电极,0.5米电位电极。梯度曲线电位曲线二、确定电阻率的测井方法(普通电阻率)•影响因素测量的视电阻率是电极系附近各种介质导电性的综合反映减阻屏蔽1、电极系附近的地层电阻率和层厚是主要影响因素;2、不同的电极系,测量的曲线数值和形状不同;3、泥浆电阻率、井径、围岩电阻率及其厚度影响数值;4、高阻邻层的屏蔽影响。减阻屏蔽、增阻屏蔽二、确定电阻率的测井方法(普通电阻率)①进行地层对比
了解全井段的地质剖面②划分岩性和确定岩层界面③近似估算地层电阻率2.5米梯度(R2.5)测量侵入带电阻率
4米梯度(RT)测量原状地层电阻率二、确定电阻率的测井方法(普通电阻率)曲线应用微电极系测井(ML)
微电极测井是在普通电阻率测井的基础上发展起来的一种测井方法,它采用特制的微电极测量井壁附近地层的电阻率。
普通电阻率测井能从剖面上划分出高阻层,但它不能区分这个高阻层是致密层还是渗透层,另外,含油气地层经常会遇到砂泥岩薄的交互层,由于普通电极系的的电极距较长,尽管能增加探测深度,但难以划分薄层(这是一对矛盾)。因此,为解决上述实际问题,在普通电极系的基础上,采用了电极距很小的微电极测井。二、确定电阻率的测井方法(微电极)特点:贴井壁测量,同时测量微梯度和微电位两条曲线。前者主要反映泥饼附近的电阻率,后者反映冲洗带电阻率。探测范围小(5cm和8cm),不受围岩和邻层的影响。适用条件:井径10-40cm范围。二、确定电阻率的测井方法(微电极)选用微梯度和微电位两种电极系以及相应的电极距目的是要它们在渗透性地层上方出现明显的幅度差,因此,不但要求两者同时测量,而且要将两条视电阻率曲线用同一横向比例画在一起,采用重叠法进行解释。二、确定电阻率的测井方法(微电极)①确定岩层界面根据曲线的半幅点确定地层的界面。一般0.2m厚的薄层均可划分出来。②划分岩性和渗透性地层泥岩:微电极曲线幅度为低值,无幅度差或只有很小的正幅度差或负幅度差。渗透性砂岩:幅度中等,明显正幅度差,幅度和幅度差有随粒度变粗而增加的趋势二、确定电阻率的测井方法(微电极)曲线应用③确定砂岩的有效厚度由于微电极曲线具有划分薄层和区分渗透性和非渗透性地层的两大特点,所以利用它将渗透层中的非渗透性薄夹层划分出来。④确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc微电极测井探测深度浅,因此可用来确定冲洗带电阻率Rxo和hmc,但需要使用符合一定条件的图版。曲线应用二、确定电阻率的测井方法(微电极)⑤确定井径扩大井段如有井壁坍塌形成的大洞穴或石灰岩的大溶洞时,在这些井段中微电极系的极板悬空,所测的视电阻率曲线幅度降低,与泥浆电阻率基本相同。缺点:微电极的径向探测深度浅(2.5~5cm),且不能聚焦,当用盐水钻井液或井壁垮塌、泥饼过厚时,微电极测井难以取得满意的结果。二、确定电阻率的测井方法(微电极)曲线应用双感应-八侧向测井双感应-八侧向所测的三条测井曲线是:深感应(ILD)、中感应(ILM)和八侧向(LL8)感应测井根据电磁感应原理测量地层电导率,进而研究井剖面的岩性和油、气、水层感应测井利用交流电的互感原理测量地层的导电性二、确定电阻率的测井方法(双感应八侧向)感应测井仪的发射线圈发射出频率为2000Hz的交变磁场,在地层中产生环井眼感应电流(涡流),涡流形成二次电磁场,在接收线圈中产生感应信号,其大小与地层电导率成正比。二、确定电阻率的测井方法(双感应八侧向)①在淡水泥浆、油基泥浆条件,中低阻剖面,根据感应曲线获取电阻率,计算含水饱和度SwILD探测半径1.65m,探测原状地层,Rt;ILM探测半径0.78m,探测过渡带地层,Ri;LL8探测半径0.3-0.4m,探测冲洗带地层,Rxo;根据阿尔奇公式计算含水饱和度(Sw):中原油田:a=0.62b=1n=2m=2.15二、确定电阻率的测井方法(双感应八侧向)曲线应用②进行矿场地质研究、地层对比感应测井曲线优于侧向测井和普通电阻率测井,因为它界面清楚,层内非均质性显示明显,它与自然电位曲线对应性好。③快速直观判断储层流体性质④划分裂缝因为八侧向或球形聚焦测井纵向聚焦,电极距又短,因而对充满低电阻率泥浆滤液的垂直裂缝和多孔性层理面反映较灵敏,而感应测井很少受垂直裂缝影响,这使得RLL8明显低于RILM或RILD。二、确定电阻率的测井方法(双感应八侧向)曲线应用球形聚焦测井(SFL)球形聚焦测井是一种中等探测深度的电阻率测井方法。测量原理:利用聚焦电流迫使等位面在井径变化比较大的情况下,仍保持成球形电流,由一个电极向地层发射电流,以维持某一固定电压值不变,电流的大小依赖于地层的视电导率。球形聚焦测井能准确测定侵入带部分的电阻率,通常与深感应测井组合使用。二、确定电阻率的测井方法(球形聚焦)微球形聚焦测井(MSFL)微球形聚焦测井仪采用推靠井壁极板,适当选择电极距,并有效控制屏蔽电流的分布,使其受泥饼的影响最小,而其探测深度又不过度增加,故能较好地反映冲洗带电阻率Rxo值,用Rxo可求出侵入带的残余油饱和度。
探测深度相对较浅,约为15cm,一般不受原状地层的影响,常与双侧向测井组合使用。
二、确定电阻率的测井方法(微球形聚焦)侧向测井(LL)为了弥补普通电阻率测井方法的不足,发展了聚焦电阻率测井方法。侧向测井有三电极侧向测井和七电极侧向测井。测量原理:采用给主电极通以恒定电流,通过屏蔽电极发出可调整的电流,保持测量电位平衡,使测量电流聚焦成层状电流,射入地层,测出该电位数值,根据电阻率公式Ra=KU/I,便可求取地层的视电阻率。二、确定电阻率的测井方法(侧向)双侧向测井(DLL)双侧向是可以同时记录2条视电阻率曲线,即深侧向视电阻率曲线和浅侧向视电阻率曲线的测井方法。测量原理:同时调节主电流和屏蔽电流,使两监测电极的电位相等。采用数字传输技术,同时记录深、浅侧向电阻率。还可以与浅探测的微球形聚焦或微侧向测井进行组合,同时测得3条电阻率曲线。二、确定电阻率的测井方法(双侧向)微侧向测井(MLL)微侧向测井仪是由中心电极A0和3个同心圆环状电极M1、M2、A1组成,这些电极都装在一个绝缘板上,靠弹簧压向井壁。由主电极A0产生一定大小的电流I0,被A1电流屏蔽成向径向方向流出的电流束,极性与A0相同,使M1和M2之间的电位差为零,测量M1和M2之间的电位,根据电阻率公式Ra=KU/I求出地层的视电阻率。二、确定电阻率的测井方法(微侧向)优点:由于主电流的直径很小,微侧向测井的纵向分辨率特别高,可划分5cm厚的薄层。缺点:受井眼和泥饼的影响严重,径向探测深度只有7.6~10cm。二、确定电阻率的测井方法(微侧向)微侧向测井(MLL)邻近侧向测井(PL)邻近侧向测井有3个电极,A0为主电极,A1为屏蔽电极,M为参考电位电极,用推靠器压向井壁。测量时,调节屏蔽电极A1的电流I,使M电极的电位与仪器内已知的参考电极电位相等,并在测量过程中保持为常数;调节A0电流,使A0电位等于M电位,这样在两个电极之间形成零电位梯度区,使测量电流沿垂直于井眼轴线方向流入地层,从而减小了泥饼的影响。通过公式Ra=KU/I,求出地层视电阻率,邻近侧向视电阻率近似等于冲洗带电阻率。
邻近侧向测井探测范围大于微侧向测井,其探测范围为15~25cm二、确定电阻率的测井方法(邻近侧向)声波测井声波测井是利用岩石等介质的声学性质来研究钻井地质剖面、判断固井质量等问题的测井方法。
声波速度(时差)测井声幅测井声波变密度测井声波全波列测井声波成像测井
新方法分区水泥胶结测井多极阵列声波交叉偶极子声波三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)普通声波速度测井是利用声波测井仪器,通过测量井下岩层的纵波速度,研究井外地层的岩性、物性,估算地层孔隙度的测井方法,它是目前孔隙度测井中三大方法之一。通过在井中放置发射探头和接收探头,记录声波从发射探头经地层传播到接收探头的时间差值,所以声速测井也叫时差测井。三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)最简单的声波测井仪包括一个声波脉冲发射器和一个声波脉冲接收器。由发射器发出的声波射向井壁,在地层中产生纵波和横波,沿井壁产生表面波,在井内流体柱中产生导波。测井时,由于波的折射、反射和转换现象,在井中导致多种声波出现,接收器接收到多种声波的波至,常见的是:纵波、横波伪瑞利波和斯通利波。要使滑行纵波作为首波到达接收器,必须选择适当的源距(发射器和接收器之间的距离)。TABRRBTA三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)•基本原理声脉冲发射器滑行纵波接收器适当源距,使达到接受器的初至波为滑行纵波。记录初至波到达两个接收器的时间差t,单位µs/m。仪器居中,井壁规则。三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)•补偿声波测井1、井眼变化的补偿2、仪器倾斜影响的补偿3、深度误差的消除三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)•声波时差曲线的影响因素
裂缝或层理发育的地层未胶结的纯砂岩气层、高压气层井眼扩径严重的盐岩层泥浆中含有天然气周波跳跃目前使用的井眼补偿声波测井仪对井眼影响有较强的补偿作用。一般来说在三孔隙度测井中,声波曲线受井眼影响较小,但当扩径严重或井壁很不规则时,时差值明显增大。三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)
以上主要是对记录滑行纵波而言,对于滑行横波,由于地层的横波低于纵波,因此要想记录到滑行横波,所选择的源距更要加长,这也是长源距声波全波列测井能够记录和测量横波的主要原因之一。在实际声波测井过程中,可能会遇到地层的横波速度小于井内流体中的纵波速度的情况,即软地层或者低速地层的情况。这时,利用常规声波测井,如普通声速测井、长源距声波全波列测井,都不能测量到横波。在软地层中要测量横波速度,目前是采用偶极横波成像测井。三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)声波曲线的特点:当目的层上下围岩声波时差一致时,曲线对称于地层中点。岩层界面位于时差曲线半幅在界面上下一段距离上,测量时差是围岩和目的层时差的加权平均效应,既不能反映目的层时差,也不能反映围岩时差。当目的层足够厚且大于间距时,测量时差的曲线对应地层中心处一小段的平均读值是目的层时差。三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)①划分地层不同岩性的地层时差值不一样,据此可划分地层。
在砂泥岩剖面,砂岩显示出较低的时差,而泥岩显示出较高的时差,砂岩中胶结物的性质对声波时差有较大的影响,一般钙质胶结比泥质胶结的时差要低。在砂岩中,随着泥质含量的增加,声波时差增大。页岩的时差介于泥岩时差和砂岩时差之间,砾岩时差一般较低,且越致密时差越低。曲线应用三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)
在碳酸盐岩剖面,致密石灰岩和白云岩时差最低,如果含泥质,声波的时差稍微有增高;如果是孔隙性和裂缝性石灰岩和白云岩,则声波时差明显增大,裂缝发育会出现周波跳跃现象。在膏盐剖面,渗透性砂岩时差最高,泥岩由于普遍含钙、含膏,时差与致密砂岩相近。如含有泥质,时差稍微增大。水石膏的时差很低,盐岩由于扩径严重,声波时差曲线显示周波跳跃现象。总之,声波时差的高低在一定程度上反映岩石的致密程度,特别是它常用来区分渗透性砂岩和致密砂岩。曲线应用三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)②判断气层气层的时差值比含油含水层的要高得多,另外,在含气层段,声波时差往往会增大或产生周波跳跃,在岩性一定的情况下,可用这一现象来指示气层。三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)曲线应用③估算地层的孔隙度固结和压实的地层:cp-压实校正系数,可由经验公式或下式得到。未胶结的地层:压实地层声波孔隙度其它方法得到的孔隙度骨架时差值流体时差值Cp=1.68-0.00023H深度,m曲线应用三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)未胶结的含泥质地层:在碳酸盐岩地层求次生孔隙度:次生孔隙度曲线应用三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)④地层对比地层的纵波速度是岩石密度、弹性参数(杨氏弹性模量E、泊松比ν)的函数,若岩性不变、孔隙度大致恒定的地层,其纵波速度在平面上保持相对稳定,因此声波测井曲线可用于地层对比。曲线应用三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)⑤检测压力异常和断层一般情况下,地层孔隙内的流体压力等于地层静水柱压力,称为正常的地层压力。其大小随地层埋藏深度增加而增加。在正常地层压力作用下,地层孔隙度和声波时差按指数减小,因此,正常压力地层的声波时差与深度的关系,在半对数坐标轴上为一直线,称为正常趋势线。当实际声波时差偏离正常趋势线时,可能是欠压、超压层或断层。曲线应用三、确定岩性孔隙度的测井方法(声波)地层密度测井和岩性密度测井根据伽马射线与地层的康普顿效应测定地层密度的测井方法叫地层密度测井,而利用光电效应和康普顿效应同时测定地层的岩性和密度的测井方法叫岩性密度测井,后者是前者的改进和发展。这一类测井方法所用的轰击粒子和探测对象都是伽马光子,所以通称伽马-伽马测井。三、确定岩性孔隙度的测井方法(密度)地层密度测井
它是一种划分岩性、测量孔隙度较为有效的测井方法。双源距贴井壁测量,长短源距探测器组合补偿泥饼影响。记录体积密度曲线、密度校正曲线、井径曲线。岩性密度测井
它是改进了的地层密度测井,提高了划分岩性的能力。测量地层的体积密度和光电吸收截面指数。记录RHOB、Δρ、Pe曲线。三、确定岩性孔隙度的测井方法(密度)曲线应用①确定孔隙度式中:φd:密度计算孔隙度;ρma:矿物骨架值,g/cm3;ρb:密度测井值,g/cm3;ρf:流体密度值,g/cm3;Vsh:泥岩体积三、确定岩性孔隙度的测井方法(密度)②区分岩性不同岩性的地层具有不同的光电吸收截面Pe,用岩性密度测井测得的Pe值,能够有效识别岩性。③探测天然气一般,天然气层密度值降低。三、确定岩性孔隙度的测井方法(密度)曲线应用中子测井中子测井是利用中子与物质相互作用的各种效应,研究钻井剖面岩层性质的一组方法。中子孔隙度测井是用点状同位素中子源照射地层,用中子探测器测量热中子或超热中子计数率,并将计数率换算成视石灰岩孔隙度的一类测井方法。补偿中子测井是在贴井壁的滑板上安装同位素中子源和远、近两个热中子探测器,用远近探测计数率比值来测量地层含氢指数的一种测井方法。仪器在饱和淡水的纯石灰岩刻度井中进行刻度,将测量的含氢指数记为ΦCNL,成为补偿中子孔隙度。三、确定岩性孔隙度的测井方法(中子)曲线应用①计算孔隙度φN=CNL-Vsh*Nsh式中:CNL-中子测井值;Vsh-泥质含量;Nsh-泥岩中子值。②确定岩性:砂岩值小,泥岩值大。③求泥质含量:与GR类似。
④识别气层:天然气使中子测井读数减小、中子伽马读数增大。三、确定岩性孔隙度的测井方法(中子)井下声波电视测井目前,在国内外日益广泛使用井下超声电视测井。在裸眼井中可以观察到井壁上的裂缝分布及岩性界面。工作原理:在井下放置可以绕井轴以固定角速度(3~6r/s)旋转的声波探头,每秒发射3000次宽度为20µs、频率为1~2MHz的声脉冲,并用同一探头接收井壁介质(岩层)表面反射回来的声波信号,被井壁反射回来的声波信号的幅度大小取决于井壁表面的情况,井壁表面上的任何不规则都将改变反射波信号的幅度。在地面根据井下传输上来的每个声波信号的幅度调制电视显像管的辉度,并进行照相记录,即可以确定井壁界面的几何位置,得到完整的平面展开图像。通过成像系统变成井壁的电视图像。四、确定裂缝性地层的测井方法声波全波列测井声波全波列测井仪是一种测量整个声波波列的仪器。
工作原理:长源距声波全波列测井仪的声系由2个发射探头T1、T2,2个接收探头R1、R2组成,T1和T2,R1和R2的间距约为0.6m,这相当于“短源距”,T1和与之最靠近的接收探头R2相距2.4m,这相当于“长源距”。当长源距声波测井仪的声系处于不同的工作状态时,可以组合成4种单发单收声系,记录4条相应的传播时间差曲线。
四、确定裂缝性地层的测井方法由于源距长,井眼的影响相对变小,但仍不能彻底消除井眼的影响,因此在测量时仍采用井眼补偿的测量原理。目前使用全波列测井资料进行解释,多数处于定性阶段,而且必须综合其它测井资料进行判断,裂缝地层同样只能根据人字形波形加以判断。四、确定裂缝性地层的测井方法曲线应用地层倾角测井地层倾角测井是根据记录的一组曲线,确定地层倾角和倾向的测井方法。仪器的组成:主要测量部分是4个装有极板和电极系的加压臂,各极板在一个水平面上,其方位角相差90°,可以测出4条微聚焦电导率曲线。4个加压臂同时起井径仪的作用,测出1~3、2~4极板之间的2条井径。
四、确定裂缝性地层的测井方法(地层倾角)测量原理:用磁罗盘测量1号极板相对于磁北极方向的方位角,简称1号极板方位角。用井斜重摆测量井斜角。用井斜方位重摆测量1号极板相当于井眼倾斜方向的相对方位角,简称相对方位角。野外测井主要记录9条曲线,有时加测1条电缆张力曲线。记录方式有照相模拟记录和数字磁带记录。磁带记录采样点电导率曲线为每米320个点,其它曲线为每米40个点。四、确定裂缝性地层的测井方法(地层倾角)曲线应用可以进行地层对比确定地层层面在空间的位置鉴别断层和不整合构造等构造变化研究地质构造、沉积相识别裂缝性地层四、确定裂缝性地层的测井方法(地层倾角)主要用途:曲线应用识别裂缝性地层根据微聚焦电导率曲线识别裂缝在探测裂缝的测井技术中,地层倾角测井划分地层裂缝效果显著。由于地层倾角仪在同一平面上设计了4个互相垂直而能紧贴井壁的极板,每个极板分别记录一条高分辨率的微聚焦电导率曲线,它能灵敏地反映裂缝的存在,其特点是由于裂缝充满了钻井液或钻井液滤液,接触裂缝的极板将出现低电阻率异常。为此,把非裂缝井段电阻率的横向比例调到极大电阻率的固定位置上,就可以从倾角曲线上快速直观地获得裂缝的定性信息。水平裂缝在4条曲线上都有异常。垂直裂缝在1条或2条曲线上有异常。四、确定裂缝性地层的测井方法(地层倾角)曲线应用识别裂缝性地层根据双井径曲线识别裂缝当井内出现高角度裂缝带时,井径沿着某一方向扩大,井眼截面呈现明显的椭圆形。将地层倾角曲线反向叠合识别裂缝在裂缝处曲线出现明显的差异,可直观地指示裂缝。虽然地层倾角测井是探测裂缝的有效手段,但是它毕竟只能探测井壁周围小范围内岩石的特性,因此漏掉裂缝是不可避免的,只有综合更多的测井信息,才能克服解释中的多解性。四、确定裂缝性地层的测井方法(地层倾角)声波幅度测井声波幅度测井又称水泥胶结测井(CBL),可记录纵波幅度,它主要反映水泥与套管的胶结程度。测量原理:仪器源距1m或0.9m(3英尺),声发射器发射声脉冲,经泥浆折射入套管,产生套管波;套管波沿最短路径传播,折射入泥浆。接收器接收纵波首波,然后经过电子线路转换为相应的电压予以纪录。仪器沿井身移动,就测得一条随井深变化的声幅曲线。五、工程测井方法(声幅)测量原理:当套管与管外水泥固结良好时,由于水泥与钢套管的声阻抗接近,因此声波进入套管与水泥的界面时,声耦合较好,声波通过折射大部分进入水泥,反射波较弱;当套管外是水、钻井液或胶结不好时,因二者声阻抗差异大,声耦合差,声波大部分反射到套管中;当套管外为气体时,其声阻抗差异更大,因此几乎所有的声波都被反射回来被仪器接收。测井时记录沿套管传播的声波幅度来判断水泥胶结的好坏。五、工程测井方法(声幅)接收器发射器泥浆套管水泥地层套管井中声波传播路径接收器接收的声幅信号五、工程测井方法(声幅)幅度时间未胶结胶结好E1理论与实验结果表明:套管外的介质对套管的约束不同时,套管波的幅度有明显的差异。胶结良好的套管,界面处的声阻抗小,反射系数小,套管波首波幅度E1很低。若套管外为水、气或钻井液(自由套管),界面处声阻抗差异大,大部分声波反射回到井筒,此时,套管波的首波幅度E1很高。声幅曲线的影响因素五、工程测井方法(声幅)1、套管厚度:套管厚度与声幅相对值的关系表明,套管越厚,声幅幅度衰减越小;套管直径越大,声幅幅度衰减越大。2、水泥环和仪器偏心:水泥的密度越大,水泥的抗压强度越高,其声阻抗与套管的差异就越小,套管波的幅度将变小。在水泥密度一定的条件下,水泥环越厚,声波幅度越小。当厚度大于2cm时,套管波的幅度将降至最小且保持不变。仪器偏心时,声波沿不同的路径到达接收器,此时记录到的首波到达时间不同,实验表明,当仪器偏离中心0.25in时,首波幅度将减小二分之一。因此,测井时应使仪器居中测量。
声幅曲线的影响因素五、工程测井方法(声幅)3、测井时间:测井时间太早,水泥浆尚未胶结,抗压强度低,与套管耦合差,使套管幅度变大,把胶结好的井段误认为胶结不好。如果等的时间太长,浪费钻机时间,钻井成本高。水泥凝固20小时后,水泥抗压强度达到标称值的80%以上,可以进行测井。除了上述因素外,由于固井施工、水泥凝固等的影响,套管与水泥间会产生微小的间隙,结果使声幅值增大。此外,气侵也会使声幅增大。五、工程测井方法(声幅)套管外径与自由套管声幅理论值套管外径自由套管声幅值(mV)(mm)(in)101.6489127.0576139.751/269-72177.8762193.775/859244.595/851声幅曲线必须进行现场刻度,其刻度标准如下:声幅测井资料评价五、工程测井方法(声幅)将声幅曲线标准化,转化为相对幅度,利用相对幅度来检查固井质量。相对幅度:
C=A/A0*100%式中:C——相对幅度,单位为分数(%);A——目的层段的声波幅度值,单位为毫伏(mV);
A0——自由套管的声波幅度值,单位为毫伏(mV);
固井质量评价指标五、工程测井方法(声幅)
CBL0(%)100自由套管部分胶结胶结差无水泥胶结良好15%30%套管地层流体水泥低密度水泥浆胶结良好:C<20%胶结中等:C=20%~40%胶结差:C>40%高密度水泥浆胶结良好:C<15%胶结中等:C=15%~30%胶结差:C>30%声幅曲线的应用五、工程测井方法(声幅)1、确定水泥上返高度水泥面在固井声幅测井曲线上由低幅度到高幅度过渡的半幅点处。2、检查套管接箍声幅测井曲线在水泥面以上显示的负尖峰为套管接箍位置。3、检查补挤水泥效果
声波变密度测井声波变密度测井就是记录套管波幅度及地层信号幅度的一种测井方法。测量原理:变密度测井(VDL)仪器结构与声幅(CBL)相似,不同的是源距,CBL为3英尺,VDL为5英尺。VDL接收的是声波前12~14个波的幅度及到达时间,记录的结果不仅能反映第一界面的胶结情况,也能反映第二界面的胶结情况。五、工程测井方法(变密度)3ftCBL5ftVDLTR1R2根据几何声学的原理:套管井中的声波由发射器发出,经过泥浆入射到套管壁,再经过套管壁入射到第一界面,而后入射到第二界面。传播路径大致是:套管波、水泥环波、地层波、泥浆波。最早到达接收器的是套管波(又叫滑行波),其次是地层波,最后泥浆波(又叫直达波)。五、工程测井方法(变密度)资料评价五、工程测井方法(变密度)自由套管CBL保持较高的稳定值,只在套管接箍处有所降低。VDL曲线显示为黑白相间的直条带,接箍处呈人字纹变化。在没有其它因素影响的条件下,CBL高反映第一界面水泥胶结差,CBL低反映第一界面水泥胶结好。资料评价五、工程测井方法(变密度)胶结良好的井段CBL曲线幅度很低,相对幅度<15%。VDL曲线缺少套管波,出现明显的地层波,并与地层岩性相对应,显示为黑白相间的起伏条带。资料评价五、工程测井方法(变密度)水泥与地层胶结不好与套管胶结好CBL曲线比自由套管的值低,且不稳定。VDL曲线显示的套管波比自由套管的弱,套管波的右边出现弱的地层波。资料评价五、工程测井方法(变密度)部分胶结由于窜槽、污染、水泥漏失等,造成套管外有一部分没有水泥,或未能较好地胶结,这时套管与水泥、水泥与地层都有部分胶结不好。套管波能量有一部分经水泥折射入地层,一部分留在套管内。因而套管波和地层波都显示中等强度。CBL曲线幅度值比胶结良好时的值偏高。VDL曲线套管波和地层波均存在。资料评价五、工程测井方法(变密度)快速地层所谓快速地层,也就是岩性非常致密地层,如灰岩、白云岩、碳酸盐岩地层等,声波在这些地层中传播速度很快。当水泥与套管和地层都胶结良好时,由于地层波传播速度快,使地层波出现在套管波的位置上,此时声波的首波即为地层波。CBL曲线幅度值偏高,显示为胶结差,此处的声幅曲线就不能进行定量解释;
VDL曲线显示为强的地层波(与岩性有关),套管波缺失。水泥胶结评价测井(CET)CET是一种对水泥胶结质量进行径向评价的声波测井方法,可以测量水泥胶结情况及其压变强度,消除了微环空间对测量的影响。它可以通过测量仪器测量井斜方位、套管椭圆度和不同方向的套管内径,检查套管的腐蚀及损坏情况。五、工程测井方法(水泥胶结评价)测量原理:CET测井利用套管壁厚声波回声的原理,当套管外面有水泥时,探测到的回声迅速衰减,没有水泥时则衰减时间长。
五、工程测井方法(水泥胶结评价)仪器结构:CET仪器探头部分有8个换能器,在探头上沿螺旋形路线每相隔45°角排列,每个换能器直径约为2.54cm,这些换能器按顺序发射,并按多路接收信号。探头下面第9个换能器为参考换能器,探头的上下端都带有2个相同的稳定器,以保证仪器居中,防止对套管表面造成损坏。资料应用:CET除可以对水泥固井质量进行评价外,还可以测量套管内的几何形状以及仪器方位和井斜。噪声测井噪声测井仪是测量井筒内噪声的仪器。当套管外水泥窜槽时,地层中的液体和气体沿着窜槽井段向上流动,结果产生噪声,其能量和频率与流体的数量、类型以及流体通过的介质等因素有关。噪声测井仪可获得200Hz、600Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz和6000Hz6条曲线。五、工程测井方法(噪声)井斜测井为了满足钻井工程质量及地层对比的需要,必须进行井斜角及井斜方位角的测量,简称井斜测井。尤其是在钻定向井的地区,这方面的资料更是不能缺少。五、工程测井方法(井斜)井温测井井温测井是对井内温度进行测量得到随井深变化的井温曲线,再根据井温曲线的异常情况查找气层和出水层,确定固井注水泥时的水泥面位置等的测井方法。它是一种较早使用的测井方法。五、工程测井方法(井温)测量原理:井温仪是根据导体的电阻随着温度的变化而变化的原理,通过测量导体电阻变化造成的与其成正比的电位差来确定井下温度。在地表30m以下,地层温度随着深度的增加而增加,地温梯度大约为3℃/100m。井温曲线是一条温度自上而下由低到高的斜线。五、工程测井方法(井温)测量原理:电阻式井温仪常采用电桥电路,固定臂电阻用电阻温度系数很小的漆包线制成,灵敏臂电阻用电阻温度系数较大的漆包铜线绕制。在测量井温时,由供电线路向电桥供恒定电流,由测量电路测出两臂之间的电位差,即可求出相应的井温。五、工程测井方法(井温)资料应用五、工程测井方法(井温)遇到气层时,气体进入井筒,由于压力降低而产生吸热膨胀,从而降低了钻井液的温度,造成井温曲线出现异常。遇到水层时,地层水进入井筒,由于钻井液温度与其温度不同会产生热交换,导致出水层位的井温曲线出现异常。在漏失层位,由于钻井液大量地漏人地层,漏失处一时难以恢复其地层温度,因而造成井温曲线下降的异常变化。用井温仪测定井身温度的变化,可以解决钻探和开发中某些与井温有关的地质与工程问题,并能得出地区的地温梯度。碳氧比能谱测井能谱测井利用脉冲中子发生器向地层发射14.1MeV的高能快中子,以便测量这些高能快中子与地层元素的原子核发生弹性散射而产生的伽马射线能谱。由于地层中各种元素的原子核发生非弹性散射的伽马射线具有其特定的能量,因此只要对所产生的非弹性散射伽马射线进行能谱分析,就能指示和确定相应元素在地层中的含量。六、确定水淹层的测井方法(碳氧比)地层中的C12、O16、Si28、Ca40等主要核素发生非弹性散射的截面较大,并且经非弹性散射产生的伽马射线能量高;Fe56、H1、Si28、Ca40、Cl35等核素的俘获截面亦较大,因此利用非弹谱和俘获谱就可确定反映地层特性的各种曲线。油中含碳不含氧,水中含氧不含碳,因此由C/O值以及Si/Ca值(岩性)的高低可以计算含油饱和度的大小,由此可识别油、水层。六、确定水淹层的测井方法(碳氧比)中子寿命测井中子寿命测井技术是通过脉冲中子源向地层发射能量为14Mev的快中子,经过和地层中的原子核发生非弹性散射后,逐渐减速为热中子,直至被俘获产生伽马射线。注钆中子寿命测井是在注钆前后各测一条俘获截面曲线,将这两条曲线重叠,其幅度差大小定性反映地层含水量。地层水越多进入的钆溶液越多,幅度差就越大。根据注钆前后的测井响应值运用岩石体积模型定量计算目的层段含水饱和度和含油饱和度,由此来判断地层水淹状况。六、确定水淹层的测井方法(中子寿命)PNN测井
PNN仪器向地层中发射14.1Mev高能快中子,并探测这些快中子经过地层减速以后变成还没有被地层俘获的热中子。其它脉冲中子测井仪器是探测热中子被地层俘获以后放射出来的伽马射线,这是PNN与其它脉冲中子仪器的主要区别;PNN只对剩余热中子进行探测(因为中子在自然界不存在天然射线),所以不存在本底干扰;其它脉冲中子仪器受自然界中天然的自然伽马本底影响。六、确定水淹层的测井方法(PNN)六、确定水淹层的测井方法(PNN)解决地质问题:分辨近井地带的油水分布,计算含油饱和度,划分水淹级别。计算储层内泥质含量及主要矿物含量等;精确确定油井出水点和剩余油饱和度。满足高含水、低孔、低渗(高温、高压)、矿化度变化大的油井的剩余油饱和度测井。水淹层自然电位测井由于边水推进,往往造成油层水淹部位自然电位幅度增大,这一显示特点可作为中—高矿化度地区识别高程度边水水淹层的标志。六、确定水淹层的测井方法(自然电位)第三部分
各种油气藏测井系列的选择
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