(1)测井方法原理-绪论(测井解释培训教材-COSL)

1地球物理测井-绪论

中海油田服务股份有限公司油田技术事业部资料解释中心

2010年1月主讲人：刘建新测井要解决的主要问题世界测井技术发展现状测井学的形成与发展世界测井技术的诞生与发展测井学的概念中国测井科技发展历程测井学——是一门边缘学科，它是将电磁学、声学、核物理学、热学、光学、力学等学科的基本理论和测量方法用于油气井或其它矿井中，并以此获得大量信息进行油气（或其它）资源评价。地球物理测井——绪论测井理论与方法测井仪器与数据采集测井数据处理与解释地球物理测井——绪论油气田地球物理测井，简称测井（WellLogging），是应用物理方法研究油气田钻井地质剖面和井的技术状况，寻找油气层并监测油气层开发的一门应用技术。放射性测井电法测井（电磁测井）声波测井

生产动态测井地球物理测井——绪论岩层的物理特性（地球物理特性）电化学特性

导电和介电特性

声学特性核特性

热特性和磁特性

随岩层的岩性、物性及所含流体性质不同而变化电学性质表征参数电阻率R电导率介电常数磁导率测井使用的电学参数电阻率R电导率介电常数普通电阻率测井侧向测井感应测井介电测井电磁波传播测井岩石电学性质的频率特性目前所使用的测井方法：自然电位测井、普通电阻率测井、侧向测井、感应测井、介电测井、电磁波传播测井频率范围直流→微波研究岩石电学性质的频率特性对合理建立电法测井方法，正确使用不同频率的测井信息是很重的。自然电位测井直流侧向测井30-300Hz感应测井10-40kHz介电测井几十MHz电磁波传播1.1GHz普通电阻率方波(<15Hz)地球物理测井——绪论测井就是使用测井仪器沿井孔测量、记录、反映地球物理特性，并利用测井曲线研究钻井地质剖面、油气储集层的渗储特性，评价它们的油气生产能力以及解决其它一些地质和工程问题等。也就是说，测井的目的是为了了解岩层的岩性、物性及所含流体性质。什么是测井？地球物理测井——绪论地面仪器井下仪器测井仪器结构示意图地球物理测井——绪论测井示意图测井曲线地球物理测井——绪论

不同的测井方法可测得反映岩层不同性质的测井曲线或测井图像。普通电极系测井微电极系测井方位电阻率成像测井三侧向、七侧向、球形聚焦测井双侧向－微球形聚焦测井微侧向和邻近侧向测井测量岩层导电特性成像测井：MAXIS-500（斯仑贝谢）Eclips-5700（阿特拉斯）Excell-2000（哈里伯顿）（电法测井）测井学的概念研究对象：地球理论基础：物理学应用科学地球物理学海洋物理学大地测量学固体地球物理空间物理普通地球物理勘探地球物理地面：物探井下：测井放大镜望远镜测井学——是一门边缘学科，它是将电磁学、声学、核物理学、热学、光学、力学等学科的基本理论和测量方法用于油气井或其它矿井中，并以此获得大量信息进行油气（或其它）资源评价。原苏联——矿藏地球物理学西方——测井学或岩石物理学测井技术的发展依赖于数学、物理学的发展和电子技术、计算机技术及新型材料等现代科学技术的进步。测井学的概念测井学电磁测井声波测井核测井生产动态测井测井理论与方法测井仪器与数据采集测井数据处理与解释

1927年，斯仑贝谢两兄弟（ConradandMarcelSchlumberger）在法国皮切尔布朗（Pechelbrown）油田，用一个手动绞车和电缆，将一个电极系下入488m的井中，成功地测量出第一条电测曲线（点测），测井技术由此诞生。我国的翁文波于1939年在四川隆昌的井中也测量出了我国的第一条电测曲线（点测）。

石油沟1号井诞生测井技术的诞生与发展测井技术的发展经历了四个阶段：

发展

模拟记录阶段（1927－1964）：从测井诞生到上世纪60年代末，为测井模拟记录发展阶段，使用的测井仪器都是模拟记录仪器。使用的主要测井方法是普通电阻率测井、感应测井、声速（纵波）测井、自然伽马测井、自然电位测井及井径测井。该时期与测井采集技术相应的测井解释技术主要为对储层进行定性解释。

数字测井阶段(1965-1972)：自二十世纪六十年代末，测井仪器从模拟记录过渡到数字记录。主要测井方法有深、中、浅探测电阻率测井（双感应—球形聚焦测井和双侧向—微球形聚焦测井），三孔隙度测井（即中子测井、密度测井、声波时差测井），再加上井径测井、自然伽马测井、自然电位测井，称之为常规“九条曲线”测井，此外，还有地层倾角测井和声波全波变密度测井。增加了数字磁带机，提高了测量精度和可靠性，开始了测井资料计算机定量处理。用这些测井资料可以较好的进行地层分层、识别岩性、计算孔隙度、计算含油（气）饱和度、综合评价储层。此外，应用地层倾角测井还还可以对构造、地层进行简单分析。

数控测井阶段（1973－1990）：二十世纪70年代末发展了数控测井仪。数控测井仪实质上是一台以计算机为中心的遥控、遥测系统，各种井下仪器作为计算机的外设，提供电缆通信系统实现数据交换和计算机对下井仪器的控制。在数控测井阶段，除一般的常规测井外，又先后增加了自然伽马能谱测井、岩性密度测井、碳氧比测井、长源距声波测井、电磁波传播测井、重复式电缆地层压力测试、地层学地层倾角测井（SHDT）及地层微电阻率扫描测井（FMS）。这些新的测井方法，获得更多的地层信息，扩大了测井的应用领域，提高了用测井资料评价油（气）层、解决地质问题的能力。

成像测井阶段（1990年以后）：随着更复杂、更隐蔽油气藏的勘探和开发，对测井提出了更高的要求。进入二十世纪九十年代，成像测井系统逐步发展起来。成像测井系统有斯仑贝谢公司的MAXIS500、西方阿特拉斯公司的ECLIPS－5700和哈里伯顿公司的EXCELL－2000。下井仪器有电成像、声成像和核磁共振成像三类。成像测井提供了大量构造、地层和储层信息，为拓展测井的应用领域提供了信息保证。可用于研究各种非均质线性问题，评价油、气层和其它勘探、开发问题，开展深层次的地质应用研究。发展阶段模拟测井数字测井数控测井成像测井1964年以前1965－19721973－19901990年以后地面系统检流计光点照相记录仪数字磁带记录仪计算机控制测井仪成像测井仪测量方式单测为主部分组合多参数组合多参数阵列组合传输

单向编码传输双向可控数据传输（100kbps)双向可控数据传输（500kbps)井下仪器电阻率七侧向、三侧向（1951）双侧向（1978）、四臂倾角（1969）地层学高分辨率地层倾角（1982）、地层微电阻率扫描（1985）方位电阻率成像（1992）、全井眼微电阻率成像（1992）电导率感应（1948）、深聚焦感应（1958）双感应（1963）数字感应（1984）阵列感应成像（1991）介电

介电测井（1963）电磁波传播测井（1984）多频多频多探头电磁波（1985）声速连续声波（1952）补偿声波（1964）长源距声波（1978）偶极子横波成像（1990）声幅水泥胶结（1959）变密度（1968）水泥胶结评价（1981）、井下声波电视（1981）超声成像（1991）自然伽马闪烁自然伽马（1956）自然伽马能谱（1971）补偿自然伽马能谱（1984）复杂环境自然伽马能谱（1991）中子中子伽马（1941）、单探测器中子（1950）双源距中子（1972）四探测器补偿中子（1981）加速器中子源孔隙度（1991）密度地层密度（1950）补偿地层密度（1964）岩性密度（1980）岩性密度能谱（1994）、三探测器密度（1996）核磁测井

核磁测井样机（1988）核磁共振仪（1991）、核磁共振成像仪（1998）地层测试电缆地层测试（1955）重复式地层测试（1972）重复式地层测试模块化地层测试（1990）、套管井地层测试（2000）主要地质应用地层对比和评价油气藏描述油气藏精细描述油气藏评价测井技术发展状况

测井学是石油领域十大学科之一，测井技术是为油气勘探、开发服务的一项技术。测井学的理论和方法所包含内容：一、根据研究对象中有地层及井眼存在的特定条件，将物理学的理论拓宽；测井学的形成与发展均质介质非均质介质阶跃介质

二、建立起各种物理量与储层特性之间的关系；三、研究井下各种因素对物理量与储层特性之间关系所产生的影响。研究测井学理论的意义一、探索将物理学原理及各种物理量测量技术应用于测井，形成新的测井方法二、指导测井仪器研制三、指导测井资料处理与解释测井学电磁测井声波测井核测井生产动态测井世界测井技术发展现状快测平台测井系列成像测井系列随钻测井系列油藏动态监测系列测井资料处理技术系列射孔技术系列测井技术MAXIS-500（斯仑贝谢）Eclips-5700（阿特拉斯）Excell-2000（哈里伯顿）

地面系统，成像测井主要有三种：成像测井斯仑贝谢30%贝克休斯23%哈里伯顿23%其他公司24%国际石油技术服务市场占有率成像测井

按测量原理，成像测井井下仪器主要分四类：电成像声成像核磁成像井下光学照相

按测井信息采集方式，成像测井井下仪器主要有：成像测井扫描型井壁成像阵列型成像及交叉阵列成像聚焦型成像微电阻率扫描声波扫描阵列声波阵列感应阵列侧向偶极声波方位侧向核磁共振随钻测井随钻测井主要用于地层评价和地质导向早期：自然伽马、电阻率测井中期：电磁波电阻率、补偿中子、密度、声波纵波近期：声波横波、地层测试、核磁共振、脉冲中子、随钻地震中国测井科技发展历程(一）1939年12月20日，中央大学教授翁文波先生在四川巴1井（石油沟1号井）测量出了我国的第一条电测曲线（点测）20世纪50年代，引进苏联横向测井1954年成功研制国产全自动测井仪1978年2月，完成了我国第一口7000m超深井－关基井的测井任务（7175m)1978年，从美国引进3600数字测井仪中国测井科技发展历程(二）1980年国产801数字测井仪研制成功20世纪80年代，引进CSU数控测井仪20世纪90年代，以引进的生产线生产了一批3700数控测井仪1995年引进成像测井仪（5700）1997年国产微电阻率成像测井仪研究下井实验1998年中国测井服务进入国际市场中国测井科技发展历程(三）

20世纪70年代，逐步由手工解释发展为计算机处理解释。先后引进了IRIS-60机、INTERDATA－85机、PE－3220、PE-3230、PE－3284等机型

20世纪90年代，引进、发展了Sun工作站，逐步形成了我国自己的测井数据处理系统（FORWARD、START)

建立了5种测井解释技术：单井测井处理解释技术、多井测井处理解释技术、油藏描述技术、特殊储层处理解释技术、水淹层测井解释技术在测井资料处理解释方面：中国测井科技发展历程(四）中石油、中石化、中海油三大集团下属各油田均有测井公司——专业测井队伍各油田勘探开发研究院均有从事以测井为主的队、室、组各油田下属勘探、开发部门（勘探公司、采油厂）均有从事以测井为主的生产、科研人员中石油、中石化、中海油三大集团的勘探开发研究院均有从事以测井为主的室、组我国测井机构分布情况测井是油气勘探开发领域的一个重要学科，在油气勘探开发中，需要测井解决的问题很多，但首要问题有以下几个：

什么地方产东西

-渗透层、裂缝发育带划分，储层有效性评价

产什么东西

-流体性质判别

产多少东西

-储层评价、油气藏描述

如何多产东西

-储层可改造性评价、射孔优化设计与评价、生产动态评价

井往何处打

-储层、裂缝发育带的横向预测与评价

如何节约工程成本

-岩石力学、地应力研究、井壁稳定性研究测井要解决的主要问题GOC：2721OWC：2750.5GOC：2736测井综合处理解释成果图溶蚀孔洞储层段常规测井曲线与FMI对比图地球物理测井——绪论电磁波传播测井EPT介电测井深电磁波传播测井测量岩层介电特性