地球物理测井2(测井基础)

2

地球物理测井基础

2.1岩性

测井解释中使用的一些有关岩性的概念与地质学中惯用的概念相比具有专业特点。2.1.1岩石的组成

测井分析者认为岩石是由骨架、泥质和孔隙三部分组成。孔隙中具有流体。孔隙流体可能是油、气、水中的一种，也可能是其中的几种混合组成。

2.1.2岩性的分类

2.1.3岩性剖面的分类2.1.3岩性剖面的分类砂泥岩剖面：砂岩、泥岩及二者之间的过渡性岩性；碳酸盐岩剖面：石灰岩、白云岩及二者之间的过渡性岩性；膏盐剖面：含有大量的石膏、岩盐、蒸发岩类；特殊岩性剖面：除上述岩性之外的岩性。2.1.3岩性剖面的分类

不同的岩性剖面，测井系列的选择不同，解释方法不同。

2.2岩石的储集性质石油和天然气存在于储层之中。因此测井解释的主要对象是储集层（当然，研究生油、沉积相的可能是例外）。能作为储集层的岩石类别很多，其存储特性各异。储集层的分类有多种，测井分析者习惯于采用岩性或储集空间结构来进行分类。2.2.1储集层与非储集层的概念能够储存流体，而且流体在一定的压差下能流出来的岩层被称为储集层。可以看出储集层必须具备两个条件：①具有孔隙性,它是储集层储集空间大小的反映，也是储集能力的反映；②具有渗透性，渗透性决定了一个储集中的流体是否能流动及流体流动的难易程度。2.2.1储集层与非储集层的概念

2.2.2反映储集层储集性能的基本参数

孔隙度(Φ)孔隙体积与岩石体积的百分比。主要反映储集空间的大小（或储集能力）。2.2.2反映储集层储集性能的基本参数

2.2.2反映储集层储集性能的基本参数

2.2.2反映储集层储集性能的基本参数

对测井来讲更趋向于第一种方式，因为，最终对石油勘探开发更为有用的是有效孔隙度（φe）。2.2.2反映储集层储集性能的基本参数渗透率（K）：渗透率是一定粘度的流体在一定压力差存在的条件下通过地层畅通性的量度。渗透率的大小产要取决于孔隙直径的大小、孔道直径的大小及孔道的弯曲程度。2.2.2反映储集层储集性能的基本参数一般来说，有效渗透率的总和总是小于绝对渗透率。因为流体与流体之间有相互影响的存在。

2.2.2反映储集层储集性能的基本参数储集层的厚度（h）

2.2.2反映储集层储集性能的基本参数饱和度

2.2.2反映储集层储集性能的基本参数目前测井解释常见的饱和度还有

2.3岩石的电阻率所有的电阻率测井都是建立在各种岩石具有不同的导电性这一基础上的，而一种物质的导电性是描述这种物质传导电荷的能力，常用电阻率这一物理量来表示。2.3岩石的电阻率R的单位：（Ω·m

欧姆米），σ的单位：（姆欧/米或西门子/米）2.3.1反映导电性的基本参数根据欧姆定律：

其中：R——电阻率，仅与导体的性质（材料）有关

r——电阻除了与导体的性质有关外，还与导体的形状及大小有关。测井中通常用电阻率来研究岩石的导电性而不是用电阻这一参数。2.3.2岩石的导电性岩石由骨架、泥质和孔隙流体三部分组成。弄清各组成部分的导性有助于掌握岩石的导电性。2.3.2.1岩石骨架的导电性世界上的物质不外乎有气态、液态和固态。对于固体是靠自由电子来导电的，自由电子多则导电性就好，电阻率就低。金属的自由电子多，其导电性一般较好，电阻率较低；非金属自由电子极少，其导电性很差，电阻率很高。2.3.2.1岩石骨架的导电性2.3.2.1岩石骨架的导电性一般油气储集层中的骨架都是非金属固体（石英、方解石、白云石等）大多数进乎为绝缘体（Rma≥106Ω˙m）

2.3.2.1岩石骨架的导电性所以一般认为骨架是不导电的，因此，岩石中骨架所占比例越大，岩石的导电性就越差。一旦骨架中含有了金属物质（如黄铁矿，磁铁矿，云母等）后，其电阻率就会显著下降。2.3.2.2泥质的导电性泥质的主要成分是粘土（Al2O3、SiO2、H2O）；粘土颗粒的表面具有负电荷(Mg2+替代Al3+、Al3+替代Si4+、

OH的离解)泥质被地层水润湿时，粘土颗粒表面的负电荷吸附地层水中的阳离子形成双电层。在外电场作用下，双电层发生阳离子交换作用而导电；泥质导电能力的强弱与阳离子较换能力（粘土类型）及地层水中的离子有关。2.3.2.2泥质的导电性泥质导电性对岩石导电性的影响取决于泥质在岩石中所处的位置,即是骨架,还是分散于孔隙中等2.3.2.3孔隙流体的导电性（1）油气都是不导电的其电阻率：109~1016Ω·m（2）地层水和泥浆滤液均属液体，靠离子导电。地层水中常含有：

NaCl、KCL、CaCO3、Na2SO4、MgSO4……

2.3.2.3孔隙流体的导电性影响溶液电阻率的几个因素：①溶液的电阻率与溶液中离子浓度（矿化度）有关(溶液矿化度升高→离子数目增多→电阻率降低)2.3.2.3孔隙流体的导电性影响溶液电阻率的几个因素：②受温度的影响温度升高→离子迁移速度加快→电阻率降低;

部分盐的溶解度随温度升高而增大→离子数目增多→电阻率降低;

部分盐的溶解度温度升高而降低→离子数目减少→电阻率升高)2.3.2.3孔隙流体的导电性影响溶液电阻率的几个因素：③受盐类成分的影响盐类成份不同→离子价不同→离子携带的电荷不同→电阻率不同

2.3.2.3孔隙流体的导电性NaCl溶液电阻率与矿化度和温度的关系

：矿化度：含盐浓度，通用的单位为ppm（百万分之一）温度：摄氏温度℃和华氏温度两种电阻率：单位Ω·m，刻度为对数。

2.3.2.3孔隙流体的导电性不同溶液中各种离子矿化度与NaCl溶液矿化度的等效关系

图版的使用方法：Ⅰ求水样的总矿化度Ⅱ求离子换算系数Ⅲ求等效氯化钠液溶的矿化度

2.3.2.3孔隙流体的导电性不同溶液中各种离子矿化度与NaCl溶液矿化度的等效关系

图版的使用方法：Ⅰ求水样的总矿化度地层水：

460ppm1400ppm19000ppm总矿化度20860ppm2.3.2.3孔隙流体的导电性不同溶液中各种离子矿化度与NaCl溶液矿化度的等效关系

图版的使用方法：Ⅱ求离子换算系数总矿化度20860ppm0.810.451.02.3.2.3孔隙流体的导电性不同溶液中各种离子矿化度与NaCl溶液矿化度的等效关系

图版的使用方法：Ⅲ求等效氯化钠液溶的矿化度

460×0.81＋1400×0.45＋19000×1＝20000ppm2.3.2.3孔隙流体的导电性NaCl溶液电阻率与矿化度和温度的关系

：矿化度：含盐浓度，通用的单位为ppm（百万分之一）温度：摄氏温度℃和华氏温度两种电阻率：单位Ω·m，刻度为对数。

2.3.2.4完全含水纯地层的电阻率（Ro）

完全含水纯地层的电阻率显然与地层水的电阻率Rw成正比：

其中：

Ro——完全含水纯地层的电阻率

Rw——地层水电阻率

F——地层因素。

2.3.2.4完全含水纯地层的电阻率（Ro）

地层因素的定义：2.3.2.4完全含水纯地层的电阻率（Ro）

对某一岩石饱和不同的地层水时：

2.3.2.4完全含水纯地层的电阻率（Ro）

对不同的岩石饱和性质完全相同的地层水

：

2.3.2.4完全含水纯地层的电阻率（Ro）

F只与地层有关（即岩性、孔隙度、孔隙形状、胶结情况）而与地层水无关，所通常称F为地层因素。

2.3.2.4完全含水纯地层的电阻率（Ro）

2.3.2.5纯地层的电阻率（Rt）

2.3.2.5纯地层的电阻率（Rt）

2.3.2.5纯地层的电阻率（Rt）

2.3.2.5纯地层的电阻率（Rt）

a、m、b、n—岩电参数（由岩电实验确定）2.3.2.5纯地层的电阻率（Rt）

a、m、b、n

的确定：2.3.2.5纯地层的电阻率（Rt）

a、m、b、n

的确定：2.3.2.5纯地层的电阻率（Rt）

a、m、b、n

的确定：2.3.2.6泥质对岩石电阻率的影响泥质靠阳离子交换作用而导电，所以岩石中存在着泥质时，其导电性将会受到泥质的影响，影响大小视泥质的类型、多少、分布形式的不同而不同。泥质分布在孔隙中时，一般使Rt增大作为骨架存在时，一般使Rt降低2.3.3渗透层的泥浆侵入及电阻率剖面2.3.3渗透层的泥浆侵入及电阻率剖面2.3.3.1泥浆侵入的结果

井眼形成泥饼：泥饼的厚度用hmc表示形成冲洗带：

侵入带：范围用侵入带直径di表示形成过渡带：原状地层2.3.3.2．电阻率剖面

①井眼中：井眼中的流体为泥浆Rm②泥饼：Rmc③冲洗带：孔隙中的流体包括泥浆滤液（Rmf）残余的原始流体，冲洗带的电阻率记着Rxo；④侵入带：孔隙中的流体包括泥浆滤液、残余的原始孔隙流体、部分可动的原始孔隙流体，侵入带的电阻率记着Ri⑤原状地层：孔隙中的流体为原始孔隙流体，岩石的电阻率记为Rt。2.3.3.3．电阻率的变化情况

①Rmc>Rm②Rxo≥5Rmc③冲洗带、过渡带、原状地层的电阻率之间的关系较为复杂，视不同的情况而有所不同。

2.3.3.3．电阻率的变化情况

一般情况下：